【正文】 主要參數(shù)如下：φ 7000 6500 攪拌槳功率： N 37kW， n 33rpm 粉狀磷銨裝置 1 噴粉塔 該設(shè)備為立式圓筒形設(shè)備，塔體由上、中、下三部分組成，塔體由碳鋼制成，底部設(shè)有爐氣分布器及沸騰床，粉狀磷酸一銨自流入下料口。 6）陽極保護(hù)管殼式酸冷卻器： 316L 管材及 304L 外殼，設(shè)有陽極保護(hù)，使設(shè)備在高溫下仍具有良好的耐酸性。籍氨 壓縮機將槽車內(nèi)的剩氨卸完。蒸發(fā)出的水分進(jìn)入氣相，隨出塔尾氣從塔頂進(jìn)入凈化系統(tǒng)，經(jīng)除塵后排空。 磷酸和氨在快速氨化反應(yīng)器內(nèi)生成磷銨料漿，溢流入蒸發(fā)給料槽，再用加料泵送入Ⅱ效蒸發(fā)系統(tǒng)的閃蒸室內(nèi)，隨同循環(huán)料漿在系統(tǒng)內(nèi)藉料漿循環(huán)泵進(jìn)入Ⅱ效加熱器作強制循環(huán)蒸發(fā)。萃取槽中生成的磷酸和硫酸鈣結(jié)晶混合料漿經(jīng)泵送至轉(zhuǎn)臺式過濾機過濾。 由轉(zhuǎn)化器最后一段出來的二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)過低溫過熱、省煤器換熱降溫后進(jìn)入最終吸收塔塔底。 經(jīng)轉(zhuǎn)化器一段轉(zhuǎn)化后約 602℃的氣體進(jìn)入高溫過熱器進(jìn)行換熱，換熱后 450℃的氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化器二段進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的氣體溫度為509℃ ,然后進(jìn)入熱熱換熱器進(jìn)行換熱，換熱后 440℃的氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化器三段進(jìn)行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后 464℃的氣體經(jīng)過冷熱換熱器和中溫省煤換熱后降溫至 180℃進(jìn)入中間吸收塔進(jìn)行吸收，吸收 SO3 后的氣體經(jīng)塔頂孟山都高效 ES 型除霧器除去酸霧后依次通過冷熱換熱器和熱熱換熱器加熱 ，加熱到 420℃的氣體進(jìn)入轉(zhuǎn)化器四段進(jìn)行轉(zhuǎn)化，出轉(zhuǎn)化器的氣體溫度約 438℃，經(jīng)低溫過熱器、高低溫省煤器回收其熱能，爐氣被降溫至 160℃進(jìn)入最終吸收塔，塔內(nèi)用 98％硫酸吸收爐氣中 SO3，吸收后的氣體經(jīng)塔頂孟山都高效 CSⅡ型除霧器除霧后由 45米高尾氣煙囪放空。液硫過濾之前，往助濾槽內(nèi)的液硫中加入適量的硅藻土，由助濾泵打入液硫過濾器內(nèi)，使得在過濾器的濾網(wǎng)表面形成有效的過濾層。 干燥介質(zhì)及流向的選擇 減少在噴霧塔上結(jié)疤的機率，關(guān)鍵在于噴出的磷銨濕料在未碰到塔壁前其粒子表面就已干燥，與逆流方式相比， 順流方式更能使噴出的磷銨料漿在短時間內(nèi)脫去大部分水分，減少磷銨料漿在噴霧塔上結(jié)疤的機率，而采用逆流方式噴霧塔內(nèi)結(jié)疤現(xiàn)象也不嚴(yán)重，而且因為料在塔內(nèi)停留時間長，尾氣出塔溫度只有 60℃，不易產(chǎn)生粉狀磷銨過熱現(xiàn)象。而快速氨化蒸發(fā)器是前蘇聯(lián)開發(fā)的一種新型高效氨化反應(yīng)器，它借助氣氨高速噴射進(jìn)入溶液所產(chǎn)生的動力和巨大的中和熱使溶液產(chǎn)生溫差，而使液體在循環(huán)管中高速循環(huán)流動，并使氣液強烈湍動混合，由于氣氨進(jìn)入磷酸的傳質(zhì)過程得到強化，從而大大加快了反應(yīng)速度，縮短了停留時間。因此，在考慮一定的富裕量后，擬選用 1 臺總過濾面積 55m2 的國產(chǎn)過濾機。 （ 5）過濾 過濾機的選擇 過濾機是磷酸與石膏分離的關(guān)鍵設(shè)備?，F(xiàn)以國內(nèi)引進(jìn)磷酸裝置為例，對幾種萃取槽技術(shù)比較如下表 44： 表 44 萃取槽技術(shù)比較 序號 比較內(nèi)容 多格方槽 單槳單槽 同心圓槽 1 磷酸能力 275t/d P2O5 400 t/d P2O5 670 t/d P2O5 2 操作容積 494m3 780m3 1563m3 3 攪拌槳功率 KW 185 280 863 4 料漿冷卻 低位閃蒸冷卻 拋灑冷卻 低位閃蒸冷卻 5 單位體積功率 KW/m3 6 每天每噸 P2O5 需要容積 m3/ d tP2O5 以上三種磷酸反應(yīng)工藝技術(shù)在世界上都有相當(dāng)數(shù)量的建廠實例，技術(shù)成熟可靠，在國內(nèi)這三種技術(shù)都已引進(jìn)。采用低位閃蒸冷卻技術(shù)，利用大流量軸流泵把循環(huán)料漿通過真空冷卻器蒸發(fā)水來冷卻，料漿進(jìn)出溫度差約 2℃，大大降低了系統(tǒng)結(jié)垢。但隨著世界磷礦品位的降低和雜質(zhì)含量的增加，二水法流程因其對磷礦的適應(yīng)性和工藝的可靠性，穩(wěn)定性較強，在大型磷酸裝置工藝中仍占主導(dǎo)地位，正在建設(shè)的 2650 噸 P2O5/天裝置即采用二水法JACOBS 工藝。從而大幅度提高球磨機產(chǎn)量。 就開路工藝流程而言，優(yōu)點是流程簡單、占地少，設(shè)備少和水耗少、原料的適應(yīng)能力強、運行可靠。 原料磨礦工藝選擇濕磨，與干法相比，它具有流程簡單，設(shè)備少，廠房體量小，占地少，投資低；濕磨的功率消耗比干磨低，且原料不需干燥，節(jié)省了燃料，從而降低生產(chǎn)成本；操作環(huán)境好，噪聲低，并消除了粉塵污染；簡化礦粉加料系統(tǒng)，工人勞動強度低等優(yōu)點。 （ 3）采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)、氣體分布均勻的轉(zhuǎn)化器，為轉(zhuǎn)化率達(dá)到 %以上提供了可靠的條件。為避免因燃燒不完全而在爐氣中殘存硫蒸汽，在焚硫爐設(shè)置了二次空氣的進(jìn)口。 （ 3）采用“ 3+1”兩轉(zhuǎn)兩吸轉(zhuǎn)化吸收工藝 與一轉(zhuǎn)一吸相比，不僅提高了硫的利用率，還降低了 SO2 的排放濃度，減少了環(huán)境污染。而目前國際上硫磺價格較適中，價格相對平穩(wěn)，對于本項目而言，是可以接受的。因此，只要硫磺價格合理，供應(yīng)渠道穩(wěn)定，其經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)品符合 ZBG2100990 I 標(biāo)準(zhǔn)（一級品標(biāo)準(zhǔn)） 序號 項目 指標(biāo) 優(yōu)質(zhì)品 一級品 1 有效磷（ P2O5%） ≥ 49 ≥ 47 2 水溶磷（ P2O5%） ≥ 44 ≥ 41 3 總氮（ N%） ≥ 9 ≥ 8 4 水份（ H2O%） ≤ ≤ 中間產(chǎn)品規(guī)格 1）磷酸 100%P2O5 計 ： 5 萬噸 /年 根據(jù)磷礦的品位，確定磷酸濃度為 18～ 20%P2O5 2）硫酸（濃度 98%）： 15 萬噸 /年 100% H2SO4 計 工藝技術(shù)方案 硫磺制酸工藝技術(shù)方案 原料路線的確定原則及依據(jù) 1 概述 硫酸的生產(chǎn)原料主要有硫磺、硫鐵礦、天然石膏、磷石膏以及含SO2 的冶煉煙氣。 2021 年以來我國 NPK 復(fù)合肥需求量增長迅速，導(dǎo)致 MAP 市場需求明 顯拉動， MAP 需求增長空間較大，市場形勢良好。結(jié)合 2021 年的市場變化我們可以得出磷銨市場供需平衡已進(jìn)入一個新的價格區(qū)間： MAP 的價格區(qū)間為1900― 2200 元 /噸。導(dǎo)致合成氨企業(yè)和磷銨企業(yè)生產(chǎn)成本驟增。可以預(yù)見，今后相當(dāng)長的時間內(nèi)，MAP 的生產(chǎn)和消費都將以較高的速度增長，以滿足我國化肥行業(yè)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。 表 25 各省復(fù)合肥施用量 單位：萬噸 折純 地區(qū) 化肥施用量 氮肥 磷肥 鉀肥 復(fù)肥 施用比例 % 上海 江蘇 浙江 安徽 江西 山東 湖南 表 25 中看出，在周邊省市中以山東省的復(fù)肥生產(chǎn)量和消費量最大，而省每年的復(fù)肥缺口較大。 近幾年來，我國磷復(fù)肥生產(chǎn)企業(yè)為迎接入世挑戰(zhàn)，不斷挖潛改造，擴大規(guī)模，提高產(chǎn)品質(zhì)量，抓緊節(jié)能降耗，加強管理，進(jìn)行嚴(yán)格的成本控制，現(xiàn)在已經(jīng)取得基本成效， 2021 年國內(nèi) MAP 平均生產(chǎn)成本為1070 元 /噸。全年 MAP 總需求量約 400 萬噸，再加上原材料價格上漲、運輸緊張等因素影響，造成我國 MAP 市場供需形勢更加嚴(yán)峻。此外，和國外相比，我國 MAP 生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量較多，規(guī)模小，目前國內(nèi) MAP 生產(chǎn)企業(yè)有 70 多家，最大生產(chǎn)能力為 20 萬噸 /年。同時，世界對 DAP、 MAP 的需求量也將繼續(xù)增長，預(yù)計從 1995 年到 2021年需 求量將從 2280 萬噸增長到 3470 萬噸。國際市場上 MAP 的主要出口國是美國、俄羅斯、摩洛哥和南非，其中美國 MAP 主要出口北美洲、拉丁美洲和大洋洲，出口量在市場中所占份額超過 50%；俄羅斯 MAP 主要出口拉丁美洲、歐洲和北美洲；摩洛哥 MAP 主要出口歐洲。 2021 年美國磷酸開工率為 90％以上，產(chǎn)量從 2021 年的 1020 萬噸 P2O5 增加到 2021 年的 1040 萬噸 P2O5。 2021 年，全球磷酸一銨（ MAP）產(chǎn)量比 2021 年增加了 9%。還 用于印刷制版和醫(yī)藥制造，食品工業(yè)中用作膨松劑，面團(tuán)調(diào)和劑，酵母養(yǎng)料，釀造發(fā)酵助劑等。同時增加就業(yè)崗位，帶動當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\輸、環(huán)保治理等相關(guān)業(yè)的發(fā)展，有著明顯的社會意義。磷銨是磷復(fù)肥的重要原料之一，磷復(fù)肥的市場需求將直接影響到磷銨的市場用量。 投資的必要性及經(jīng)濟(jì)意義 1 省具有豐富的磷資源優(yōu)勢 是我國的富磷省，磷礦資源遠(yuǎn)景預(yù)測儲量達(dá) 億噸。因此，本報告編制過程中要特別注意節(jié)省投資降低消耗定額和減少定員以提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。 3 有限責(zé)任公司提供的項目有關(guān)基礎(chǔ)資料。 4 化學(xué)工業(yè)研究設(shè)計院對同類工廠的工程設(shè)計和建設(shè)運行情況的調(diào)查。 4 遵循持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略觀念，嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、安全和工業(yè)衛(wèi)生法規(guī)、完善“三廢”處理設(shè)施，控制對環(huán)境的污染，節(jié)約能源。 有限責(zé)任公司位于磷資源富集區(qū)域，公司交通運輸十分方便。 3 企業(yè)自身發(fā)展的需要和具有的有利條件 我國加入 WTO 后，對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來了深遠(yuǎn)影響，對化肥工業(yè)而言：化肥進(jìn)口配額逐年增加，關(guān)稅降低，使得進(jìn)口化肥在價格方面具有一定的競爭優(yōu)勢。項目的實施是必要的和必需的。 肥料用磷酸銨主要是磷酸二銨 DAP 和磷酸一銨 MAP 。 1999 年，世界磷肥產(chǎn)品產(chǎn)量結(jié)構(gòu)為： DAP 占 62％， MAP 占 26％， TSP 占 12％，而 2021 年已變成 DAP55％，MAP33％， TSP 仍為 12％。 MAP 產(chǎn)量比 2021 年增加18％，原因是美國國內(nèi)需求強勁以及對巴西的出口增加。亞洲和西歐是磷銨的主要進(jìn)口地區(qū)，西南亞和拉丁美洲也是比較大的進(jìn)口地區(qū)。亞洲則是最主要的需求增長地區(qū)，約占增長量的 75%，其中，中國對 DAP、 MAP 的需求，在亞洲地區(qū)占有重要地位，預(yù)計在近一段時間內(nèi)需求量仍將大于供應(yīng)量。 2021年我國 MAP 產(chǎn)量前 10 名生產(chǎn)廠家的 MAP 產(chǎn)量之和占全國 MAP 總產(chǎn)量的 50％。預(yù)計今后幾年國內(nèi)供需缺口將有所緩解，但該市場仍屬賣方市場。如果國內(nèi) MAP 生產(chǎn)企業(yè)能夠進(jìn)一步提高 MAP 產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，將會在國際市場上具有一定的競爭力 。從施用量看，江西、浙江、湖南等省的復(fù)肥施用量比例都低于全國平均水平 96年施用復(fù)肥比例為 % ，若保持 96 年復(fù)肥施肥總量 萬噸的水平，將復(fù)肥施用比例提高到 30%，則復(fù)肥需求量增加 萬噸。 磷銨價格分析 國內(nèi)磷銨市場價格主要受以下幾個因素影響： 宏觀經(jīng)濟(jì) 2021 年以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常良好，市場經(jīng)濟(jì)更具活力，經(jīng)濟(jì)體系更加開放，國內(nèi)生產(chǎn)總值不斷提高，農(nóng)業(yè)得到較快發(fā)展，這為化肥需求打下了良好的基礎(chǔ)，同時也為化肥行業(yè)的發(fā)展提供了條件。硫磺方面，從 2021 年（中國）到岸價在 40― 50 美元 /噸上漲到如今的 90― 93 美元 /噸；再者，磷礦石價格、汽車運價的上漲進(jìn)一步加劇了磷銨成本的上漲。 所以磷銨較為合理的價格區(qū)間應(yīng)為： MAP 的價格區(qū)間是 1900―2100 元 /噸。綜上所述，本項目產(chǎn)品方案粉狀磷酸一銨符合國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求。對于新建硫酸裝置，必須對原料的來源，技術(shù)經(jīng)濟(jì)，環(huán)境衛(wèi)生等因素進(jìn)行綜合考慮。近幾年來，我國硫磺制酸發(fā)展也比較快。 國內(nèi)外 工藝技術(shù)概況 目前世界硫酸生產(chǎn)技術(shù)基本上都是采用接觸法工藝，硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準(zhǔn)上。 （ 4）采用中高溫吸收工藝 與常規(guī)吸收工藝相比，能有效防止酸霧的形成，減少尾氣中酸霧的危害，同時可以減少換熱面積。 機械霧化噴嘴特點是霧化噴嘴中液硫壓力大，不易堵塞，不需探針裝置，較之低壓噴嘴采用空氣霧化的方法結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，操作方便，且機械霧化不需霧化風(fēng)機，節(jié)省了動力消耗，簡化了流程。 （ 4）熱熱交換器和冷熱交換器，采用結(jié)構(gòu)先進(jìn)的高效管殼式換熱器 ，特點是低壓降、高傳熱系數(shù)。 濕磨工藝的缺點：礦漿的含水帶入反應(yīng)系統(tǒng)，與干磨流程相比，石 膏過濾時，洗滌水量需相應(yīng)減少。其缺點是粒度分布較難控制。 通過以上比較，很清楚的反映出開路與閉路的各有優(yōu)缺點，對具體項目的工藝流程選擇有決定作用。 下表 43 列出了世界上濕法磷酸工藝情況： 表 43 濕法工藝概況 工藝路線 工藝專利及其擁有者 建廠數(shù) 備注 二水法工藝 普萊昂 Prayon 140 吉科布斯 道爾科 JacobsDorr 29 羅納普朗克 RhonePoulenc 70 現(xiàn)為 KrebsSpeichim SIAPE 11 費 森 斯 Fisons 8 辛馬斯特 布雷耶 7 斯溫森 Swenson 8 凱洛格 洛普克 KelloyLupka 1 半水法工藝 費森斯 7 西方石油公司 OXY 5 前蘇聯(lián)半水法流程 許多 未出口 多木 Tomo 1 建在本公司 TVA 泡沫法 僅作試驗室試驗 日本鋼管公司 NKK 和魯姆斯流程 Lumas 僅作工業(yè)試驗 半水二水再結(jié)晶工藝 日本日產(chǎn) H 法 Nissan H 26 日本鋼管公司 NKK 11 日本三菱 7 厄爾泰流程 二水半水再結(jié)晶工藝 辛特雷爾―普萊昂 11 費雷格特