【文章內(nèi)容簡介】 地能源消費的影響 該項目建成后，項目年用電量 2200 萬 kWh，磯山工業(yè)園區(qū)的供電設(shè)施能滿足項目用電需求，項目本身耗電量較低，不會對磯山工業(yè)園區(qū)其它生活、工業(yè)用電產(chǎn)生影響。 該項目設(shè)計全年耗水量為 萬 m3，磯山工業(yè)園區(qū)供水設(shè)施由自來水公司統(tǒng)一建設(shè)運營，目前供水能力為 3 萬立方米 /天，遠期規(guī)模將達到 5 萬立方米 /天。供水能力充足，能夠滿足項目生產(chǎn)、生活需要。水源保障良好，水資源相對而言較豐富 ，項目本身用水量較少，因此在滿足該項目供水的情況下，不會對其它生活、農(nóng)業(yè)用水產(chǎn)生影響。 本裝置柴油總用量約為 40t/a ，用量不多，不會對當?shù)夭裼唾Y源造成壓力。 第四章 項目建設(shè)方案節(jié)能評估 項目選址、總平面布置對能源消費的影響 址 項目所在地位于磯山工業(yè)園區(qū)。該區(qū)域地勢平坦，障礙物較少，交通運輸、接入系統(tǒng)、水源條件較好。從選址角度分析，可減少項目水源供給和供電等的能源消費。 布置 擬建項目廠址略長方形，東西長 440 米，南北寬 米，總面積為 100000平方米，合 150 畝。廠區(qū)按功能不同劃 分為廠前區(qū)、生產(chǎn)主裝置區(qū)、儲罐區(qū)、公用工程區(qū) ,總建筑面積 21673 平方米。根據(jù)項目特點和要求，結(jié)合廠址現(xiàn)有的具體情況，在滿足防火、衛(wèi)生、環(huán)保、交通運輸和未來發(fā)展的前提下，力求減少占地，節(jié)約投資，有利生產(chǎn)。從節(jié)能的角度分析，方案布置緊湊，人流、物流分設(shè)出口和通道，各種工藝管線較為短捷，占地小、能源消費相對較少，是合理的。 項目工藝流程、技術(shù)方案對能源消費的影響 該項目的生產(chǎn)工藝流程先進、合理，在工藝設(shè)計中充分考慮生產(chǎn)運行的連續(xù)性及運行負荷的均衡性。 項目選用先進的高效生產(chǎn)線，以達到用人少、效率高、產(chǎn)品質(zhì) 量好和節(jié)能的目的。 程簡述 工藝流程敘述 本項目 20 萬噸 /年硫酸裝置工藝部分主要由以下六個工段組成：原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉(zhuǎn)化工段、干吸工段及成品工段。工藝流程詳見附圖，各工段工藝過程敘述如下： 2. 原料工段說明 含水≤ 9%的硫精砂，由汽車外運至庫內(nèi)濕礦庫區(qū)，利用庫內(nèi)的電動抓斗橋式起重機不斷倒堆通過自然風干來達到工藝生產(chǎn)含水≤ 8%的要求，達到要求后的原料送往成品礦庫區(qū)貯存。 成品礦庫區(qū)內(nèi)的原料由電動抓斗橋式起重機抓取到成品礦斗中，經(jīng)圓盤給料機、膠帶輸送機轉(zhuǎn)運至篩分廠房經(jīng)振動篩進行篩分， 篩上物多為碎石，由手推車承接并外運，篩下≤ 3mm 的成品礦由膠帶輸送機輸送至焙燒工段，由配有電動卸料器的膠帶輸送機分別卸入工藝焙燒爐兩個加料貯斗中。為防止原料中的含鐵雜質(zhì)混入打散機，膠帶輸送機上設(shè)有電磁除鐵器。 焙燒工段 （ 1）焙燒工藝 由原料工段送入加料貯斗的的硫精礦通過加料皮帶及星型給料機分別送入沸騰爐的兩個加料口內(nèi)，在沸騰爐內(nèi)與來自空氣鼓風機的空氣混合沸騰焙燒。焙燒所產(chǎn)生的含 SO2～ 12%、溫度～ 900℃的高溫煙氣，經(jīng)廢熱鍋爐回收部分熱能溫度降至～ 350℃后，依次通過旋風除塵器和電除塵器，使爐氣中 塵含量降至≤。本工段為單系列。 排渣工藝 沸騰爐下來的熱渣進入浸沒式冷卻輸送滾筒一邊輸送一邊冷卻，熱渣被送至埋刮板輸送機。廢鍋出來的塵先進入埋刮板輸送機，并通過埋刮板輸送機轉(zhuǎn)運至冷卻輸送滾筒。電除塵器和旋風除塵器的塵直接進入埋刮板輸送機，埋刮板輸送機采用帶水夾套的熱料型埋刮板輸送機。 通過埋刮板輸送機將渣塵送到冷卻增濕滾筒中進行冷卻增濕。冷卻增濕后的渣下到膠帶輸送機上，由其上的犁式卸料器將礦渣送到渣倉中。本設(shè)計中采用 8個 60 立方米鋼制貯斗，礦渣由汽車運出。增濕過程中產(chǎn)生的蒸汽 中所夾帶的塵由蒸汽洗滌器除去。 凈化工段 來自焙燒工段的溫度～ 330℃、含塵≤ ，增濕塔為空塔，塔內(nèi)噴淋～ 15％的稀酸，使爐氣冷卻至～ 70℃進入冷卻塔。冷卻塔為填料塔，使用溫度為 38℃、濃度為 1～ 2％的稀酸洗滌冷卻。出冷卻塔的溫度 降至 40℃的爐氣依次進入第一級和第二級電除霧器除去酸霧及其它雜質(zhì)，出口氣體酸霧含量≤ 。 增濕塔采用絕熱蒸發(fā)冷卻，循環(huán)酸系統(tǒng)不設(shè)酸冷卻器。部分下塔酸經(jīng)斜板沉降器除去礦塵后返回循環(huán)酸系統(tǒng)。凈化產(chǎn)生的濃度～ 15％的稀酸經(jīng)脫吸塔脫吸后送污水處理站處理后達標排放。 冷卻塔下塔酸溫度～ 57℃，經(jīng)酸冷卻器冷卻至 38℃后上塔噴淋。增多的循環(huán)酸串至增濕塔循環(huán)酸系統(tǒng)。 凈化工段補充水由電除霧器集液槽加入。 由于凈化工段為負壓操作，為防止氣體管道及設(shè)備抽壞，在第二級電除霧器后設(shè)置安全水封。 干吸及成品工段 干吸系統(tǒng)采用三塔三槽流程，即干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔獨立使用各自的循環(huán)槽。干燥系統(tǒng)采用 95%硫酸干燥、吸收系統(tǒng)采用 98%硫酸吸收。循 環(huán)槽采用臥式槽。來自凈化工段的爐氣，經(jīng)補充適量的空氣，控制進轉(zhuǎn)化工段 SO2 濃度為 %進入干燥塔。干燥后氣體含水分≤ 。干燥塔內(nèi)用濃度為 95%的硫酸噴淋，干燥酸吸收進入的空氣中所含水分后自塔底排至循環(huán)槽，在槽內(nèi)與從第一吸收塔串入的 98%硫酸混合，以維持循環(huán)酸濃，再經(jīng)干燥塔酸循環(huán) 泵送出，經(jīng)干燥塔酸冷卻器冷卻后進入干燥塔循環(huán)。增多的 95%硫酸串入第一吸 收塔循環(huán)槽中。 由轉(zhuǎn)化器第三段出來的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱冷卻后，進入第一吸收塔，塔頂用濃度為 98%硫酸噴淋，吸收 SO3 后的酸自塔底流出進入一吸塔酸循環(huán)槽，出塔酸溫約為 105℃，用工藝水調(diào)節(jié)循環(huán)槽濃度至 98%，再由一吸塔循環(huán)酸泵送入一吸塔酸冷卻器，多余的 98%硫酸作為產(chǎn)品酸產(chǎn)出。 由轉(zhuǎn)化器第五段出來的轉(zhuǎn)化氣經(jīng)換熱冷卻后，進入第二吸收塔，塔頂用濃度為 98%硫酸噴淋，吸收 SO3 后的酸自塔底流出進入二吸塔酸循環(huán)槽，用工藝水調(diào)節(jié)循環(huán)槽濃度至 98%，再由二吸塔循環(huán)酸泵送入二吸塔酸冷卻器，多余的 98%硫酸串入一吸塔酸循環(huán)槽。 干燥塔和吸收塔均為填料塔，干燥塔頂裝有金屬絲網(wǎng)除霧器，吸收塔裝有纖維除霧器。 98%成品酸自一吸塔循環(huán)酸泵出口引出，經(jīng)成品酸冷卻器冷卻至 40℃，輸送到成品酸貯罐貯存，并由成品酸泵外送至老廠區(qū)或擬建用 酸裝置的硫酸貯罐。開車用母酸由成品酸泵送入干吸工段酸循環(huán)槽。 轉(zhuǎn)化工段 干燥后的 SO2 氣體經(jīng) SO2 鼓風機加壓后，依次經(jīng)第三換熱器殼程、第一換 熱器殼程預(yù)熱至 420℃進入轉(zhuǎn)化器第一段催化劑層進行轉(zhuǎn)化，經(jīng)反應(yīng)后，溫度升至約 584℃通過第一換熱器管程進行熱交換。冷卻后的反應(yīng)氣溫度降至460℃進入轉(zhuǎn)化器第二段催化劑層進行氧化反應(yīng)，溫度升高至約 515℃后，通過第二換熱器管程降溫至 440℃，進入轉(zhuǎn)化器第三段催化劑層進行氧化反應(yīng)，溫度升高到約 460℃后，依次通過第三換熱器管程和省煤器，溫度降至約 170℃，送至 第一吸收塔。第一吸收塔內(nèi)用 98％濃硫酸吸收其中 SO3，未被吸收的氣體通過塔頂?shù)睦w維除沫器，再依次經(jīng)第五、第四、第二換熱器殼程換熱，氣體被加熱至 430℃ 進入轉(zhuǎn)化器第四段催化劑層進行氧化反應(yīng)。溫度升至約 443℃通過第四換熱器管程，反應(yīng)氣被降溫至 420℃后進入轉(zhuǎn)化器第五段催化劑層進行氧化反應(yīng)。溫度升至約 422℃通過第五換熱器管程，反應(yīng)氣被降溫至約 165℃進入第二吸收塔，塔內(nèi)用 98％硫酸吸收爐氣中 SO3 后由尾氣煙囪放空。 為了調(diào)節(jié)各段催化劑層氣體進口溫度，設(shè)置了必要的副線和閥門。為了開車時轉(zhuǎn)化系統(tǒng)升溫，設(shè)置了燒輕柴油的預(yù)熱爐和預(yù)熱器。 藝先進性 在工藝技術(shù)上，吸收已建及投產(chǎn)運行的多套大型硫鐵礦制酸和硫磺制酸裝置的成功經(jīng)驗，在消化、吸收引進的國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，盡可能采用穩(wěn)妥可靠、先進適用、經(jīng)濟合理的技術(shù)，以實現(xiàn)節(jié)能降耗，達產(chǎn)達標。 綜上所述，項目擬選生產(chǎn)工藝流程先進、合理。 項目設(shè)備及其能耗指標和能效水平 備選型原則 設(shè)備的選擇，應(yīng)兼顧可靠、先進、投資合理三要素，并能適應(yīng)產(chǎn)品加工的技術(shù)要求。 選擇 產(chǎn)量高、質(zhì)量好，有利于提高勞動生產(chǎn)率的高效能設(shè)備。 設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單耐用，噪聲低、震動小，便于看管和維護，零部件具有互換性，以便減少機物料的備件數(shù)量。 設(shè)備占地面積小，有利于節(jié)約廠房面積和基建投資。 設(shè)備必須是技術(shù)上成熟，并經(jīng)過定型及鑒定的。 備 沸騰爐 對于硫鐵礦沸騰焙燒技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，國內(nèi)已有幾十年的經(jīng)驗，積累了大量的工業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。特別是八十年代以后的幾套大型裝置，從國外引進了沸騰焙燒基礎(chǔ)設(shè)計，經(jīng)過消化吸收，掌握和積累了國外先進的設(shè)計技術(shù)，在爐型結(jié)構(gòu)、 風帽花板和風帽材料、球拱拱頂、出氣口連 接結(jié)構(gòu)上均形成自己的特點，為國產(chǎn)化大型沸騰焙燒裝置的設(shè)計提供了可靠的保證。 20 萬噸 /年硫酸裝置單系列焙燒工藝是成熟的。沸騰層內(nèi)徑Φ 8000mm，上部燃燒空間內(nèi)徑 12020mm，總高約 22800mm。 沸騰爐焙燒的硫鐵礦含有效硫約 %，含水約 8%。為保證進料均勻，每臺沸騰爐設(shè)置兩個加料口。為保證礦料的充分焙燒和均勻沸騰，風帽應(yīng)布置均勻，無死角，設(shè)計考慮采用正方形布置，爐壁附近處以同心圓補缺，設(shè)置風帽的花板結(jié)構(gòu)則考慮采用矩形標準板和異形板組合而成。風帽是沸騰爐中的關(guān)鍵部件之一，為保證風帽具有較強 的耐高溫、抗硫氧化物腐蝕的能力，采用低碳高鉻鑄鋼。 風帽的開孔的孔徑與數(shù)量按計算所需氣速以保證沸騰層的沸騰均勻。 爐殼由碳鋼板材卷制而成，內(nèi)襯耐火磚和隔熱磚，鋼殼外部設(shè)有外保溫層。爐氣出口為長方形側(cè)向出口，出氣口直接與鍋爐進口連接，爐頂設(shè)放空口。沸騰層設(shè)有強制循環(huán)的冷卻管，通過循環(huán)水控制沸騰層溫度，同時回收熱量。在沸騰層上部設(shè)有開車用重油燒嘴，以及觀察爐內(nèi)沸騰狀態(tài)的特殊結(jié)構(gòu)的視鏡，擴大段設(shè)二次風入口。在沸騰層、擴大層和氣體出口設(shè)有數(shù)個測溫點，風室和氣體出口設(shè)有測壓點。 電除塵 電除塵器是酸洗流程中的重要設(shè)備 ，其可靠性和運行的好壞，直接關(guān)系到整個生產(chǎn)裝置流程的通暢。 多年來，在認真總結(jié)國內(nèi)科研成果和合理吸收國外先進經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，國內(nèi) 在電除塵器研究、設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、開車和應(yīng)用方面，做了大量工作，已積累豐富生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。 電除塵器的主要結(jié)構(gòu)為：具有 3 個由高壓直流電源獨立供電的串聯(lián)的電場。 每個電場中有許多與氣體流動方向平行的板式收塵電極。收塵電極之間，懸掛等距分布的放電電極。電除塵器殼體為鋼板制作，外部保溫，保持殼體溫度高于氣體的露點溫度，以避免冷凝酸腐蝕。收塵電極和放電電極都會積灰，故都設(shè)有振 打機構(gòu) 。被捕集的礦灰落入除塵器下方的灰斗，通過連續(xù)運轉(zhuǎn)的排灰拖鏈輸送機和回轉(zhuǎn)排灰閥排走。 增濕塔 增濕塔是作為凈化工段第一級洗滌設(shè)備使用的，其工況條件的特點是溫度高、腐蝕性強、氣體帶塵較多，如采用填料塔有堵塞的危險，所以采用空塔結(jié)構(gòu)。其優(yōu)點是便于大型化、氣體壓降小、操作彈性大、性能穩(wěn)定、可靠性較高，所以在大型裝置中廣泛采用。 空塔外殼用鋼板卷制，內(nèi)襯鉛（或丁基橡膠）作為隔離層，再內(nèi)襯耐酸磚。由于原料中含氟較高，這些氟會帶到爐氣中對耐酸磚造成腐蝕，因此在耐酸磚外襯一層石墨磚加以防護。塔頂部布置有若干個稀酸噴頭，噴淋 稀酸對爐氣進行洗滌以達到以及洗滌的目的。 冷卻塔 冷卻塔為凈化工段第二級洗滌設(shè)備，采用整體玻璃鋼制作，噴淋酸由塔頂?shù)牟Ａт摲炙崞鞣植嫉教盍仙厦?。噴淋稀酸。由于爐氣中還可能含有氟，因此應(yīng)選用耐氟玻璃鋼。 填料高度一般為 4~ 范圍內(nèi)，一般采用聚丙烯制大尺寸（如φ 76）的低阻力、抗污堵及具有自清洗性能的填料，如異鞍環(huán)、海爾環(huán)等。 干吸塔 本項目干燥塔直徑為φ 5200mm ，一吸塔和二吸塔直徑為φ 5000mm； 干吸塔的主要結(jié)構(gòu)基本上是相似的，塔體為立式圓筒形內(nèi)襯耐酸磚，塔內(nèi)填料支承既可采用瓷球拱支承結(jié)構(gòu) ，也可采用大跨度、大開孔率的高鋁瓷條梁，上部再鋪格柵磚。填料材質(zhì)為耐酸瓷。填料上部設(shè)分酸裝置。設(shè)備上部殼體采用不銹鋼，設(shè)有除霧裝置，以收集氣體中的酸霧。殼側(cè)設(shè)有人孔和視鏡，以便塔內(nèi)件的安裝、檢修和觀察。 為延長主鼓風機的壽命，干燥塔可采用低壓降金屬絲網(wǎng)除霧器。第一吸收塔由于酸溫高、霧量大、霧粒細，為保護后面的換熱設(shè)備，采用纖維除霧器。第二吸收塔為保證尾氣排放的要求也采用纖維除霧器。從生產(chǎn)使用的效果看，在保證 設(shè)定的工藝參數(shù)的前提下，其除霧沫效率是令人滿意的。 過去，國內(nèi)干吸塔的酸分布器大部分采用堰槽掛鉤的形 式，該分酸器由分酸 槽和分酸爪組成，因加工制造、安裝難以達到設(shè)計要求，生產(chǎn)中往往出現(xiàn)分酸不 均、酸沫夾帶嚴重等問題。且單位面積布酸點少、使用壽命短。近幾年來，國內(nèi) 投產(chǎn)的大型硫酸裝置多采用國產(chǎn)化的帶陽極保護不銹鋼槽管式酸分布器，它是由一根或兩根分酸主管和多支分酸支槽組成，酸液由酸泵送入分酸主