【正文】 40萬噸 /年硫磺制酸裝置等，我國(guó)硫酸裝置的大型化已取得長(zhǎng)足的發(fā)展。 國(guó)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即是以含硫原料制取二氧化硫氣體，二氧化硫氣體在催化劑的催化作用下氧化成為三氧化硫，再將三氧化硫吸收而生成硫酸。 生產(chǎn)規(guī)模及裝置規(guī)模 設(shè)計(jì)年操作日： 天。 2020年份國(guó)內(nèi)硫鐵礦制酸生產(chǎn)廠硫酸平均制造成本為 /噸，硫磺制酸生產(chǎn)廠硫酸平均制造成本為 元 /噸，硫鐵礦制酸生產(chǎn)廠硫酸平均出廠價(jià)在 元 /噸?！熬盼濉逼陂g高濃度磷復(fù)肥迅速發(fā)展促進(jìn)了硫酸消費(fèi)量的增長(zhǎng)。 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。 研究范圍 原料工段 焙燒工段 凈化工段 轉(zhuǎn)化工段 干吸及成品工段 循環(huán)水站 配電所和控制室 公用工程及輔助設(shè)施 研究結(jié)論 研究的簡(jiǎn)要結(jié)論 本項(xiàng)目的產(chǎn)品方案符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)需求，生產(chǎn)規(guī)模適中，達(dá)到了經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)規(guī)模。該項(xiàng)目的建設(shè)可以充分利用當(dāng)?shù)刎S富的硫鐵礦資源，更好地發(fā)揮公司的區(qū)域資源優(yōu)勢(shì)和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì) ，該項(xiàng)目的建設(shè)將使資源及能源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。因此，本項(xiàng)目在技術(shù)上先進(jìn)、合理、可靠的前提下，采用國(guó)產(chǎn)化技術(shù)和裝備，有利于降低項(xiàng)目投資，也有利于促進(jìn)國(guó)內(nèi)硫酸工業(yè)的發(fā)展。 采用先進(jìn)適用的技術(shù) 賀州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫鐵礦制酸 包頭明天化學(xué)工程有限公司 2 本項(xiàng)目是國(guó)產(chǎn)化 硫鐵礦制酸生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)裝置及配套的公用工程、輔助設(shè)施，都 充分注意技術(shù)的先進(jìn)性。賀州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫鐵礦制酸 包頭明天化學(xué)工程有限公司 1 新建年產(chǎn) 12 萬噸硫鐵礦制酸項(xiàng)目可行性研究報(bào)告 1 總 論 概述 項(xiàng)目基本情況 項(xiàng)目名稱： 賀州市宏鑫化工有限公司 新建 12萬噸 /年硫鐵礦制酸項(xiàng)目 項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì) 本項(xiàng)目屬新建 工程，項(xiàng)目建設(shè)資金構(gòu)成為全部自籌。技術(shù)的先進(jìn)性不但體現(xiàn)在工藝流程、技術(shù)裝備和控制水平上，而且同樣體現(xiàn)在環(huán)境保護(hù)和安全工業(yè)衛(wèi)生等各個(gè)方面。 嚴(yán)格執(zhí)行 國(guó)家及地區(qū)環(huán)保法規(guī)、“ 三廢”治理達(dá)標(biāo)后排放， 控制對(duì)環(huán)境的污染，建設(shè)清潔生產(chǎn)裝置。 項(xiàng)目建設(shè) 的必要性和投資意義 近年來，隨著中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)的需要，各行業(yè)對(duì)硫酸的需求量均呈上升趨勢(shì)。裝置采用工藝技術(shù)適度先進(jìn)，技術(shù)成熟可靠，工藝技術(shù)路線合理可行。世界上硫酸生產(chǎn)原料主要以硫磺為主。 2020 年，我國(guó)硫酸裝置的總生產(chǎn)能力（產(chǎn)能）約 6800 萬噸 ，生產(chǎn)量 5700 萬噸， 占全球產(chǎn)量的 %，居全球硫酸產(chǎn)量的首位，而且在進(jìn)入 21 世紀(jì)的 7 年中，全球硫酸產(chǎn)量共增加了 ，中國(guó)就增加了 2589 萬噸 ，占增加量的 %。 2020 年以來，硫酸市場(chǎng)價(jià)格在不斷上漲，近期達(dá)到 1450 元 /噸。 生產(chǎn)制度： 管理人員為白班制；生產(chǎn)崗位為 四班三運(yùn)轉(zhuǎn)制。當(dāng)今硫酸生產(chǎn)技術(shù)的主要特點(diǎn)如下： 生產(chǎn)裝置向大型化發(fā)展 由于單體設(shè)備生產(chǎn)效率的不斷提高，為裝置的大型化創(chuàng)造了條件，其結(jié)果是提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了單位產(chǎn)品的投資和生產(chǎn)成本。 提高總轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)格控制尾氣 SO2排 放量。在國(guó)際上，硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準(zhǔn)上，新技術(shù)、新材料的運(yùn)用層出不窮。采用的技術(shù)方案為：沸騰爐氧化焙燒、封閉酸洗凈化、“ 3＋ 2”兩轉(zhuǎn)兩吸、余熱回收發(fā)電等工藝。 進(jìn)廠的硫鐵礦，可堆放在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)，用裝載機(jī)進(jìn)行搬運(yùn)。來自沸騰爐的高溫礦渣會(huì)同來自余熱鍋爐、旋風(fēng)除塵器、電除塵器的高溫礦塵分別通過卸灰閥進(jìn)入埋刮板輸送機(jī)，再進(jìn)入冷卻滾筒降溫，冷卻后的礦渣通過帶 式輸送機(jī)送至渣倉(cāng)，直接通過汽車倒運(yùn)至鐵精砂堆場(chǎng)。文氏管淋灑酸經(jīng)斜管沉降器沉降，清液回文氏管的循環(huán)槽，進(jìn)入文氏管循環(huán)系統(tǒng)循環(huán)使用，一部分循環(huán)液通過文氏管循環(huán)泵打入脫氣塔，經(jīng)脫吸后的清液通過脫氣塔循環(huán)泵送入稀酸貯槽，作為稀酸副產(chǎn)品外賣或用石灰中和處理。塔內(nèi) 用 93%硫酸淋灑，吸水稀釋后自塔底流入干燥塔循環(huán)槽，槽內(nèi)配入由吸收塔酸冷卻器出口串來的 98%硫酸，以維持循環(huán)酸的濃度。第一次轉(zhuǎn)化分別經(jīng)一、二、三段催化劑層反應(yīng)和 Ⅰ 、 Ⅱ 、 Ⅲ 換熱器換熱，轉(zhuǎn) 化率達(dá)到 92%，反應(yīng)換熱后的爐氣降溫至 180℃，進(jìn)入第一吸收塔吸收 SO3后，再分別經(jīng)過第 Ⅴ 、第 Ⅳ 和第 Ⅱ 換熱器換熱后，進(jìn)入轉(zhuǎn)化器四和五段進(jìn)行第二次轉(zhuǎn)化，總轉(zhuǎn)化率達(dá)到 %以上，二次轉(zhuǎn)化氣經(jīng)第 Ⅴ 換熱器換熱后，溫度降至 156℃進(jìn)入第二吸收塔吸收 SO3。 根據(jù)工藝操作需要，在焙燒工段設(shè)置一個(gè)操作室，面 積約為 30 平方米；在發(fā)電廠房?jī)?nèi)設(shè)置一個(gè)操作室，面積約為 30平方米。蒸汽流量的測(cè)量采用阿紐巴流量計(jì)。 交流輸入： 380VAC177。 主要設(shè)備的選擇 概述 12萬噸 /年 硫鐵礦制酸裝置非標(biāo)設(shè)備的設(shè)計(jì)，將在該 公司已設(shè)計(jì)投產(chǎn)的多套硫鐵礦制酸裝置的基礎(chǔ)上，吸收國(guó)內(nèi)外硫鐵礦制酸的先進(jìn)技術(shù)，立足于國(guó)產(chǎn)化，根據(jù)國(guó)內(nèi)的制造條件和標(biāo)準(zhǔn)，在穩(wěn)妥可靠的前提下進(jìn)行改進(jìn)和提高，優(yōu)化設(shè)備設(shè)計(jì)。 c、設(shè)計(jì)溫度：設(shè)備設(shè)計(jì)溫度在工藝數(shù)據(jù)表有明確規(guī)定時(shí)，以數(shù)據(jù)表規(guī)定為準(zhǔn)；當(dāng)工藝數(shù)據(jù)表沒有明確規(guī)定時(shí)，必須考慮在工作過程中可能遇到的工作溫度和相應(yīng)工作壓力兩者結(jié)合 中各種苛刻條件下的最高工作溫度。為防止 SO3露點(diǎn)腐蝕，沸騰爐殼體外部設(shè)有外保溫。吸收塔的作用是將在轉(zhuǎn)化器內(nèi)產(chǎn)生的 SO3氣體用濃硫酸吸收產(chǎn)出成品酸。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，制造、安裝及維修較方便等優(yōu)點(diǎn)，單位面積分酸點(diǎn)數(shù)達(dá) 2027/ m2。空塔氣速如下： 11 干燥塔酸循環(huán)槽 Φ 內(nèi) 4800 1 臺(tái)，鋼襯耐酸磚 12 吸收塔循環(huán)槽 Φ 內(nèi) 4800 2 臺(tái)，鋼襯耐酸磚 13 轉(zhuǎn)化器 Φ 內(nèi) 6000 H=18500 催化劑量 :63m3 截面氣速 : 1 臺(tái)，鋼襯耐火磚 14 空氣鼓風(fēng)機(jī) D500， N=280kW Q=500m3/min， Δ P=2020mmH2O 1 臺(tái)，離心式 轉(zhuǎn)速： 2970r/min 15 SO2鼓風(fēng)機(jī) D800, N=700kW Q=800m3/min Δ P=3200mmH2O 1 臺(tái)，離心式 轉(zhuǎn)速： 2970r/min 16 第 Ⅰ 換熱器 S=390m2 17 第 Ⅱ 換熱器 S=420m2 18 第 Ⅲ 換熱器 S=1650 m2 19 第 Ⅳ 換熱器 S=55m2 20 第Ⅴ 換熱器 S=1830m2 賀州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫鐵礦制酸 包頭明天化學(xué)工程有限公司 20 5 原材料、輔助材料及燃料和動(dòng)力的供應(yīng) 原材料 及燃料和動(dòng)力的供應(yīng) 原料的成分 本項(xiàng)目所用硫鐵礦均為賀州地區(qū) 所屬礦山所產(chǎn)的硫鐵礦，具體成分如下： 生產(chǎn)原料為硫鐵礦，粒度≤ 120目，主要成份為： 鋅硫精砂 S 32%、 Fe51%、 F ≤ %、 As≤ %、 H2O 12% 硫鐵礦年消耗量 本硫酸裝置的公稱規(guī)模為 12 萬噸 /年 硫酸（以 100%H2SO4計(jì)），按實(shí)際硫酸產(chǎn)量 360噸 /天（以 100%H2SO4計(jì)）進(jìn)行物料平衡計(jì)算，本裝置實(shí)物硫精礦的年消耗總量為 萬噸（干基，含硫 32%）。 氣象條件 氣象條件：廠址所在地屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，冬短夏長(zhǎng)，干濕明顯，春季及初夏多陰雨，秋冬多晴天。 廠址方案 本工程場(chǎng)地約 占 30 畝，原料、成品、設(shè)備進(jìn)出道路暢通，計(jì)量方便。 （ 6）輔助設(shè)施：包括發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站、綜合樓及污水處理站等。根據(jù)目前公司擁有的汽車數(shù)輛，尚不能滿足運(yùn)輸需要，不足部分可依托當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)運(yùn)輸力量，不再另購(gòu)運(yùn)輸設(shè)備。 設(shè)計(jì)范圍： 本設(shè)計(jì)為 12萬噸 /年 硫酸工程的配套給排水工程設(shè)計(jì)，其內(nèi)容為：（ 1）裝置界區(qū)給排賀州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫鐵礦制酸 包頭明天化學(xué)工程有限公司 24 水管網(wǎng)（ 2）室內(nèi)給排水工程（ 3）與硫酸工藝裝置、發(fā)電工藝裝置相配套的循環(huán)水站設(shè)計(jì)。 排水設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)排水體制采用清、污分流制，裝置界區(qū)的生產(chǎn)污水用管線送至本裝置污水處理站處理，處理合格后排放；生產(chǎn)清凈下水、雨水就近直排現(xiàn)有的雨水、清凈下水合流排水管網(wǎng)。 用電負(fù)荷及負(fù)荷等級(jí) (1) 用電負(fù)荷 12萬噸 /年 硫鐵礦制酸裝置總裝機(jī)容量 5560kW，其中備用容量 1764kW，裝置以 100%的設(shè)計(jì)能力運(yùn)行時(shí)，需要容量為 2138kW。 發(fā)電裝置運(yùn)行方式 余熱發(fā)電與擬建 12 萬噸 /年 硫酸裝置生產(chǎn)同步運(yùn)行，其發(fā)電量依據(jù)硫酸生產(chǎn)的余熱蒸賀州市宏鑫化工有限公司 120kt/a 硫鐵礦制酸 包頭明天化學(xué)工程有限公司 27 汽量而定，需并網(wǎng)運(yùn)行。該配電裝置負(fù)責(zé)為循環(huán)水站、轉(zhuǎn)化工段、凈化工段、干吸工段及綜合樓低壓用電設(shè)備及二級(jí)低壓配電室提供 AC380/220V 電源。發(fā)電廠房主控室內(nèi)設(shè)置微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，用來監(jiān)視 10kV 配電系統(tǒng)運(yùn)行情況。照明控制采用集中和就地相結(jié)合的方式。 電修 由全廠統(tǒng)一考慮。高壓電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式暫定為直接起動(dòng)；10kV 側(cè)高壓電器短路額定運(yùn)行電流按 考慮。 防靜電、防雷及接地 根據(jù) GB500571994 設(shè)計(jì)規(guī)范，在裝置內(nèi)的區(qū)域按第三類建構(gòu)筑物設(shè)置防雷裝置。 節(jié)電措施 本裝置在電氣設(shè)計(jì)中遵循《節(jié)約能源管理暫行條例》 (. 能源部標(biāo)準(zhǔn) )電力工業(yè)實(shí)施細(xì)則的有關(guān)規(guī)定。 (4) 焙燒變電所內(nèi)設(shè)柴油發(fā)電機(jī)房一 座，內(nèi)置容量為 200KVA 的柴油發(fā)電機(jī)一臺(tái)，負(fù)責(zé)向裝置內(nèi)一級(jí)負(fù)荷提供應(yīng)急電源。 全廠供電方案選擇及原則確定 供電方案選擇及原則確定 根據(jù)電源狀況及各裝置用電情況，本工程設(shè)置一座 10/ 配電所和兩座 10/變電所及若干 380/220V 低壓配電室，向生產(chǎn)區(qū)各用電負(fù)荷供電。 擬建裝置設(shè)有一臺(tái) 3000kW 發(fā)電機(jī)，電壓等級(jí)為 。 消 防 本設(shè)計(jì)根據(jù) 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB500162020 的有關(guān)要求可知，本裝置界區(qū)的消防管網(wǎng)因地制宜地采用生 產(chǎn)、消防合一的環(huán)狀低壓消防制，與原有消防系統(tǒng)統(tǒng)一并設(shè)有地上式消防栓數(shù)座；各生產(chǎn)裝置的火災(zāi)危險(xiǎn)性大部分為丁、戊類，建筑物耐火等級(jí)為一、二級(jí)；同一時(shí)間內(nèi)火災(zāi)次數(shù)按一次計(jì)算，水消防為主，化學(xué)消防為輔；裝置界區(qū)消防水量為室內(nèi)、外消防水量之和構(gòu)成；根據(jù)類似工程，消防水量暫按 126m3/h 計(jì)，消防水壓要求不小于，為了及時(shí)撲滅初期火災(zāi)，保護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民生命安全，根據(jù)防火規(guī)范的有關(guān)要求，在各生產(chǎn)工段和建筑物內(nèi)均配備一定數(shù)量的手提式小型滅火器。 循環(huán)冷卻水系統(tǒng) : 為了節(jié)約水資源，提高二次用水率，降低產(chǎn)品成本，保證硫酸生產(chǎn)裝置及發(fā)電生產(chǎn)裝置的安全運(yùn)行，根據(jù)工藝和業(yè)主 的要求，硫酸裝置、發(fā)電裝置的循環(huán)水站應(yīng)分別設(shè)置： （ 1）硫酸裝置循環(huán)水站 硫酸裝置的循環(huán)水站主要服務(wù)于硫酸裝置凈化工段及干吸工段的酸冷卻器的循環(huán)冷卻，正常用水量為 :1050m3/h，最大用水量為 :1250m3/h，有壓回水，余壓上塔。 本裝置區(qū)設(shè)計(jì)道路采用城市型道路，暗管排水，裝置區(qū)內(nèi)道路寬度為 米，道路面層結(jié)構(gòu)為水泥混凝土。由北向南依此為：原料運(yùn)輸區(qū)；主裝置區(qū)；包括焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化、干吸及成品工段；輔助裝置區(qū)：包括污水處理站、發(fā)電廠房、脫鹽水廠房、循環(huán)水站及綜合樓。結(jié)合開發(fā)區(qū)總體規(guī)劃要求，節(jié)約用地，充分考慮到 工廠的遠(yuǎn)期發(fā)展。年降水日 174 天，年平均降雨量 ， 最大降雨量 2200 mm， 常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|風(fēng)，夏季主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，靜風(fēng)頻率為 60%,平均風(fēng)速 ，最大風(fēng)速 12m/s。 輔助材料供應(yīng) 本項(xiàng)目所需主要輔助材料為國(guó)產(chǎn)釩催化劑。 (5) 轉(zhuǎn)化器： SO2轉(zhuǎn)化器的作用是將經(jīng)過換熱后達(dá)到轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化劑的反應(yīng)溫度的氣體在催化劑的催化作用下與氧氣發(fā)生反應(yīng)生成 SO3氣體。在保證大開孔率的前提下，塔內(nèi)填料支承既可采用高鋁瓷條梁，也可采用耐酸瓷球拱。其優(yōu)點(diǎn)是便于大型化、氣體壓降小、操作彈性大、性能穩(wěn)定、可靠性較高。 e、腐蝕裕量：容器的腐蝕裕量在工藝數(shù)據(jù)表有明確規(guī)定時(shí)，以數(shù)據(jù)表規(guī)定為準(zhǔn)；當(dāng)工