【文章內(nèi)容簡介】 取 %，基數(shù)取 2022 年值，為 237t。由此，估算至 2022 年中的 2022 年和 2022 年氮肥和復合肥施用總量如下表。表 24 2022 年和 2022 年我國氮肥和復合肥施用總量估計 分類 單位 2022 2022 2022有效耕地面積千 hm2 60179 65179氮肥施用總量萬 t 復合肥施用總量萬 t 在我國，復合肥以磷酸一銨（有效成分%：NP 2O5K2O 為 12600）和磷酸二銨（有效成分%：NP 2O5K2O 為 21530）為主，在計量時以 P2O5為 主要成分折算折純量。計算時上述兩種復合肥比例以 1:1計。另按照中國氮肥工業(yè)協(xié)會《氮肥生產(chǎn)技術(shù)經(jīng)濟指標統(tǒng)計辦法（試行，2022 年 12 月修訂）提供的參數(shù)，氨理論含氮量為 ，由此計算 2022 年和 2022 年我國氮肥和復合肥所需合成氨量如下：2022 年化肥領(lǐng)域?qū)铣砂毙枨罅浚?598 萬 t。2022 年化肥領(lǐng)域?qū)铣砂毙枨罅浚?031 萬 t。由于合成氨還用于其它非化肥領(lǐng)域，因此實際合成氨需求量遠大于上述估算值。不過，由于本項目合成氨用于制造化肥，因此可不考慮其它領(lǐng)域的用氨情況。 甲醇在化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域，發(fā)達國家的甲醇供需關(guān)系已較為穩(wěn)定，燃料領(lǐng)域則還有很大的需求潛力，但規(guī)模不及化工、醫(yī)藥領(lǐng)域。在發(fā)展中國家，甲醇需求量則仍會快速增長。根據(jù)美國休斯敦石化咨詢公司發(fā)布的全球甲醇分析報告預測，2022～2022 年世界甲醇需求年均 增長率為 3%～%，北美和西歐甲醇需求量將減少 360 萬 t，中東和亞洲需求增長較快，2022～2022 年全球甲醇需求預測增加870～900 萬 t。報告同 時指出，由于受未來甲醇制烯烴(MTO、MTP)的驅(qū)動，2022～2022 世界甲醇需求年均增長率為 %～%，并預計 2022 年世界甲醇產(chǎn)能將達到 6400 萬 t，2022 年將達到 7200 萬t，生產(chǎn)能力大于市場 需求，將加劇市場競爭。國內(nèi)的甲醇需求則會因化工、醫(yī)藥、能源等領(lǐng)域需求的持續(xù)增長保持增長勢頭，但甲醇二甲醚燃料和甲醇制烯烴對甲醇需求是一個很大的變數(shù)。據(jù)王明亮（2022）在《冶金煤氣制甲醇技術(shù)經(jīng)濟分析》報告中預測， 2022 年國內(nèi)甲醇需求量將為 1620 萬 t，產(chǎn)量 1600 萬t，缺口約 20 萬 t；2022 年需求量為 2500 萬 t～3000 萬 t，產(chǎn)量在2500 萬 t 左右。 建設(shè)規(guī)模根據(jù)市場預測、當?shù)刭Y源條件和項目承辦單位實際情況，本項目技改規(guī)模為年產(chǎn) 4 萬 t 合成氨。 第三章 廠址狀況 廠址地點本項目位于湘潭縣云湖橋鎮(zhèn)七里鋪。 廠址地形地貌特征 廠區(qū)地勢北高南低，西南臨群英河；整個廠區(qū)已平整，自然坡度小于 1%。 地質(zhì)、地震條件a)從現(xiàn)場踏勘及附近已建建筑物基礎(chǔ)資料來看，場地工程地質(zhì)條件一般。b)根據(jù)國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局 2022 年 2 月發(fā)布的“ 中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖”(GB183062022) 查得：該地區(qū)地震 動峰值加速度為 ，地震動反應譜特性周期為 。 氣象及水文資料 全年主導風向 NW 最大風速 15m/s 平均風速 年平均氣溫 ℃ 極端最高氣溫 ℃ 極端最低氣溫 12℃ 年平均降水量 一日最大降水量 年平均氣壓 年平均日照時數(shù) 最大積雪深度 18cm 最大凍土深度 5cm 氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L濕潤氣候區(qū)，四季分明，熱量充足，雨水集中，嚴寒期短，暑熱期長。年最高氣溫 3940℃，年最低氣溫 28℃，年平均氣溫 ℃，年平均降水量 1300mm，年平均日照 15841885h。境內(nèi)春季和夏季多東南風，盛夏多南風，秋冬季多西北風。 占地情況生產(chǎn)區(qū)總規(guī)劃用地 ，折合 畝。 城鎮(zhèn)規(guī)劃和社會環(huán)境條件因?qū)偌几捻椖浚淮嬖诓疬w問題。 交通運輸條件公司南臨湘黔線，離云湖橋火車站僅 ，北靠 G320 國道、S208 省道，距潭邵高速 5km，交通十分便利。 公用設(shè)施依托條件供水：生產(chǎn)用水是由韶山灌區(qū)直接輸送過來，能保障本項目的生產(chǎn)用水。供電：由楠竹山變電站輸送過來的 35kv 的專線。排水：在廠區(qū)的西面不到 50m，有一條群英河，該群英河連接漣水河，離廠區(qū) 。 第四章 工藝技術(shù)方案 概述氮肥生產(chǎn)是高能耗的工業(yè)，其生產(chǎn)者成本主要取決于系統(tǒng)的能耗，系統(tǒng)能耗除了與采用的工藝有關(guān)外，在很大程度取決于二次能源的回收使用與減少“ 廢物” 的產(chǎn)生量，因此 “節(jié)能減排”是氮肥工業(yè)降低生產(chǎn)成本的重要措施。 氮肥生產(chǎn)系統(tǒng)是由一個個相 對獨立的 單元（工段）組成的。各單元之間具有密切關(guān)系。上一單元的產(chǎn)品或輸出，即為下一單元的原料或輸入，各個單元相互緊密聯(lián)系形成一個連續(xù)的生產(chǎn)過程。各個單元在地域上相互分散，但距離又不很遠。整個生產(chǎn)過程可以分為造氣、脫硫、壓縮、 變換 、脫碳、合成等主要單元（工段）。氮肥廠各工段工藝過程簡述如下： 造氣 造氣一般是以塊煤或清水擠煤為原料，采用間歇式固定層常壓氣化法，在高溫和程控傳動控制下，交替與空氣和過熱蒸汽反應。反應方程式： C＋O 2＝CO 2＋402kJ2C＋ O2＝2CO＋237kJ2CO＋ O2＝2CO 2＋569kJC＋ H2O＝ CO＋H 2－C＋ 2H2O＝ CO＋2H 2－ 脫硫 半水煤氣脫硫工藝是將半水煤氣通入一級脫硫塔脫硫后，除塵降溫后輸入脫硫塔脫硫（稀氨水法），脫硫至硫含量不高于，經(jīng)過凈化、加壓后送入下一工段。 變換經(jīng)過壓縮有一定壓力的半水煤氣先經(jīng)過油水分離器，除去煤氣中的油物。然后進入飽和塔的下部與熱水進行交換后升至一定溫度，經(jīng)過氣水分離器分離出煤氣中的水份。去除水分的煤氣進入預熱交換器，與中變爐出口的高溫煤氣進行兩次熱交換后，進入中變爐，在觸媒的催化作用下，煤氣中的一氧化碳發(fā)生反應，生成二氧化碳，中變爐的爐體內(nèi)有三層反應區(qū)，在正常的工藝狀況下，第一層的反應溫度控制在 450℃左右，第二層反應溫度控制在 400℃左右，第三層的反應溫度控制在 380℃左右。反應后出中變爐的變換氣進入與入口水煤氣進行熱交換的兩級熱交換器后，再進入低變爐使變換氣中的一氧化碳進一步變換，經(jīng)過兩次變換的水煤氣成為合格的變換氣后，經(jīng)熱 水塔，冷卻塔之后送入下一工段進行后續(xù)處理。變換反應式如下：CO+H2O＝ CO2+ H2－ 脫碳粗原料氣經(jīng) CO 變換以后，變換氣中除 H2 外，還有 COCO和 CH4 等組 分，其中以 CO2 含量最多。CO 2 既是氨合成催化劑的毒物，又是制造尿素、碳酸氫銨等氮肥的重要原料。因此變換氣中CO2 的脫除必須兼顧這 兩方面的要求。 一般采用溶液吸收法脫除 CO2。根據(jù)吸收劑性能的不同，可分 為兩大類。一類是物理吸收法，如低溫甲醇洗法(Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法(Selexol)，碳酸丙烯酯法。一類是化學吸收法，如熱鉀堿法，低熱耗本菲爾法，活化 MDEA 法，MEA 法等。該合成氨廠采用氨水吸收法生產(chǎn)碳酸氫銨，其反應式如下：CO2+NH4OH＝NH 4HCO3 氣體精制（銅洗） 經(jīng) CO 變換和 CO2 脫除后的原料氣中尚含有少量殘余的 CO和 CO2。為 了防止對氨合成催化劑的毒害，規(guī)定 CO 和 CO2總含量不得大于 10cm3/m3(體積分數(shù))。因此，原料氣在進入合成工序前，必須進行原料氣的最終凈化，即精制過程。 合成目前國內(nèi)大多數(shù)中小氮肥企業(yè)均采用中壓法氨合成工藝，其合成壓力為 。合成塔的直徑一般為 Ф800～Ф1200mm。將壓縮送來的合格精煉氣在適當?shù)臏囟?、壓力和觸媒存在的條件下合成為氨，所得氨氣經(jīng)冷卻水及液氨冷卻，冷凝為液氨，并將液氨從氫氮氣中分離出來，未合成的氫氮氣補充部分新鮮氣繼續(xù)在合成系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)合成。主要反應式為：N2＋3H 2＝2NH 3 韶氮節(jié)能減排技改工程內(nèi)容 企業(yè)概況某某氮肥廠，通過多次技術(shù)改造，目前已形成 4 萬 t/a 合成氨的規(guī)模。 現(xiàn)有 5 臺￠2400 造氣爐，1 套￠2200 脫硫系統(tǒng)，1 套￠2800/2400 變換系統(tǒng)， 1 套￠2800 碳化系 統(tǒng)，1 套￠700 銅洗系統(tǒng)，2 臺 4M20 壓縮 機，1 臺 4M36 壓縮機，￠600 氨合成系統(tǒng)，2 臺并聯(lián)一個系統(tǒng)。 技改前能耗該企業(yè)造氣采用本地煤，加工成清水煤棒入爐，間歇法制氣。其上、下行煤氣顯熱，基本沒有回收，吹風氣的潛熱也沒有回收，直接排空。銅洗再生氣中的氨進行了回收，其中的 CO 沒有回收。氨合成弛放氣、貯壇放空氣也沒有利用。氨合成因循環(huán)量不匹配，為控制塔內(nèi)溫度，將合成循環(huán)氣中甲烷控制過高，致使合成系統(tǒng)壓力長期處于比較高的狀態(tài)下運行。因此合成氨兩煤消耗在 26002700kg/tNH3，電耗在 13001400kwh/tNH3 之間徘徊，與國內(nèi)同行業(yè)先進水平比較：兩煤消耗在 1100kg/tNH3，電耗在 1000 kwh/tNH3，相差較大。該企業(yè)主要工業(yè)用水碳化水箱用水被用作變換、吸氨排管泠卻水、壓縮 、銅洗排管用水作造氣洗滌水后均未作處理，直接外排。 節(jié)能減排技改工程內(nèi)容該廠本次節(jié)能減排技改工程包括如下內(nèi)容： 醇烴化工程醇烴化工藝技術(shù)，就是設(shè)置一套甲醇合成裝置，將原料氣中的CO、CO2 和 H2 反應，副產(chǎn)一定量的粗甲醇，而凈化氣 CO、CO2 從～%降低到 ～% ，再過烴化反 應裝置，將 CO、CO2 降低到 10PPm 以下,然后直接送入氨合成 , 三水閉路循環(huán)工程 三水閉路循環(huán)工程主要為：一是將造氣洗氣水、脫硫工序清水除塵廢水經(jīng)過沉淀，涼水塔降溫、生物氧化后作為壓縮冷卻排管用水、脫硫工序煤氣除塵用水與造氣洗氣水。二是將變換、吸氨排管冷卻水收集加入除藻類藥物再經(jīng)涼水塔降溫后，作為碳化塔水箱用水。三是該廠設(shè)置有一臺 10T/h 蒸氣鍋爐，鍋 爐煙氣除塵水經(jīng)簡易沉淀后外排，經(jīng)估算除塵廢水小時排放量為 40m3，本次技改擬將沉淀池加以改造，并增加旋流板脫硫除塵塔進行鍋爐煙氣除塵脫硫，廢水做到循環(huán)使用。 兩氣回收制熱工程合成氨生產(chǎn)過程間歇制氣過程中，大量吹風氣排空，每噸合成氨吹風氣放空多達 5000 m3，放空氣體中含 CO、CO2 等。同時弛放氣、合成放空氣各含有大約 %CH4 及 %的氨，可用來作吹風氣余熱回收的助燃氣體。項目新增一臺廢氣燃燒爐，將收集的合成弛放氣、貯壇放空氣，送入該爐燃燒（在此前增設(shè)補燃裝置，原始升溫時使用），以穩(wěn)定爐內(nèi)溫度在 900～950 oC，并通入造氣吹風氣，形成的高溫煙氣經(jīng)蒸氣過熱器、余熱鍋爐、水加熱器送入煙囪排放。燃燒爐采用矮方爐結(jié)構(gòu)，爐內(nèi)布設(shè)陶瓷填料的蓄熱床，利用爐內(nèi)取熱，分步配風技術(shù)，使入爐吹風氣實現(xiàn)低溫、分步燃燒，所產(chǎn)熱量全部用于加熱水或蒸汽。 變壓吸附脫碳工程變壓吸附脫碳工藝技術(shù)，是利用在一定的壓力下吸附劑 選則性吸附 CO2，而壓力下降后能解吸的原理，脫除原料氣中的 CO2，使其降低到 ～% 的范圍。 煤氣脫硫制硫泥工程目前國內(nèi)脫硫方法較多，但脫高硫均采用濕式氧化法。該廠現(xiàn)有脫硫工藝為稀氨水脫除法，脫硫吸收液直接排放。本次技改擬采用無機膜過濾法，去除廢水中的硫化物。 工藝技術(shù)方案 醇烴化a)工藝流程見圖 41。補氣油分原料氣來自壓縮機塔前預熱器 甲 醇水冷器 醇 分 粗甲醇去精餾塔前預熱器烴 化水冷器氮冷器分離器精煉氣去氨合成烴類冷凝物 圖 41 工藝流程示意圖b)主要反應 式nCO2+(3n+1)H2→CnH(2n+2)+2nH 2Oc)工藝設(shè)備 見表 41。表 41 醇烴化設(shè)備一鑒表序號 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 數(shù)量1 補氣油分 DN500 12 醇化塔 DN800 23 醇化塔前預熱器 DN500 F=160m2 24 醇化水冷器 F=140m2 25 醇分離器 DN600 26 烴化塔 DN800 17 烴化塔前預熱器 DN600 F=160m2 18 烴化水冷器 F=112m2 19 氨冷器 F=85m2 110 烴分離器 DN600 111 循環(huán)機 6m3/min 112 循環(huán)機 d)工程投資 工程總投資約 2350 萬元 三水閉路循環(huán) 造氣、脫硫廢水a(chǎn))設(shè)計方案(要點)1)本 項 目造氣、脫硫工序煤氣除塵廢水產(chǎn)生量為約 500m3/h，廢水中總氰化物 10～60mg/L,硫化物 1 ～ 30mg/L, CODcr20 ～400mg/L,。廢水量大，特征污染物濃度 較高。 2）由于造氣污水中含有很多的粉煤灰，采用常規(guī)設(shè)計的沉淀池占地面積較大，需停留 ～ h，處理效果也不理想。如采用高效氣浮池，接觸氧化塔占地面積小，懸浮物去除率較高，但投資太大。本方案選用了江蘇徐州水處理研究所提供的微渦流塔板澄清器，對造氣污水進行深度凈化。該設(shè)備具有占地面積小、水質(zhì)處理好及施工方便等優(yōu)點。 3）因造氣污水溫度較高，如冷卻方式選用 L47 型風機鋼筋混凝土冷卻塔，其單塔平面尺寸為 ，塔的總投資需 90 萬元，占地面積也大。故本方案采用特