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【正文】 要求 ， 以及對 硫酸 產(chǎn)業(yè)的支持， 以含硫尾礦和硫精沙 作為原材料的 硫酸 行業(yè)一定會欣欣向榮。隨之，硫酸的需求也會進一步凸顯出來，其價格，項目效益也就毋庸置疑了。 我國也同樣是鋼鐵大國，其產(chǎn)量早已躍居世界第一。更是世界最大的鐵礦石進口國。近年來，對鐵礦石的需求日益遞增。帶動了國際，國內(nèi)鐵礦石及各個品位鐵精粉的價格不斷上漲。項目所在 地周邊就有很多硫酸需求廠家 ，具有天然的銷售地理優(yōu)勢。年產(chǎn)的鐵礦渣也會以較高的價格帶來可觀的利潤。 16 XXXX 工業(yè)園區(qū) 已入住多家企業(yè)。本項目投產(chǎn) 后，富余蒸汽可通過管道方便的輸送至各企業(yè)，以合理的價格銷售。不值為他們解決了用氣難題，也為公司創(chuàng)造了效益。此外，根據(jù)項目計劃，富余蒸汽用于余熱發(fā)電，亦為公司創(chuàng)造效益。 17 3 生產(chǎn) 規(guī)模 和 產(chǎn)品方案 產(chǎn)品方案 的選擇 硫酸是一種基礎(chǔ)化工原料，廣泛地應用于化學肥料、無機化合物、金屬冶煉、有機化合物、基礎(chǔ)化工產(chǎn)品的精煉、化學纖維、染料和中間體、炸藥等各種領(lǐng)域?；瘜W工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)部門，在國民經(jīng)濟的發(fā)展中占有極其重要的地位，是支柱產(chǎn)業(yè)。進入新世紀推動化工發(fā)展的因素 主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 再生資源的利用； 節(jié)能是關(guān)鍵； 走可持續(xù)發(fā)展之路。 可持續(xù)發(fā)展的核心之一就是通過推行清潔生產(chǎn)，從源頭削減廢物和污染物的產(chǎn)生，預防和有效地控制化工產(chǎn)品生產(chǎn)周期各階段對人體健康和環(huán)境的危害。本項目采用 含硫尾礦和硫精沙混合后接觸法 制酸工藝。采用廢熱鍋爐回收生產(chǎn)過程的反應熱，副產(chǎn)蒸氣用于發(fā)電，基本實現(xiàn)能源自給，達到節(jié)能降耗的目的。生產(chǎn)過程中的三廢排放極少，對環(huán)境保護工作起到一定的促進作用。故生產(chǎn)技術(shù)方案的選擇是比較合理的。 產(chǎn)品質(zhì)量指標 本項目產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行 GB53420xx，具體指標如下。 技術(shù)要求 工業(yè)硫酸應符合下表要求。 18 表 31 工業(yè)硫酸標準 (GB53420xx) 指標名稱 特種硫酸 濃硫酸 發(fā)煙硫酸 優(yōu)等品 一等品 合格品 優(yōu)等品 一等品 合格品 硫酸 (H2SO4)含量， % ≥ 或 或 或 游離三氧化硫 (SO3)含量， %≥ 灰份， % ≤ 鐵 (Fe)含量， % ≤ 砷 (As)含量， % ≤ 8 105 鉛 (Pb)含量， % ≤ 汞 (Hg)含量， % ≤ 氮氧化物 (以 N計 )含量， % ≤ N計 二氧化硫 (SO2)含量， % ≤ 氯 (Cl)含量， % ≤ 透明度， mm ≥ 160 50 50 色度， ml ≤ 1 包裝、標志、運輸、貯存與安全要求 產(chǎn)品的包裝、標簽、標志、運輸應符合《危險化學品安全管理條例》等國家有關(guān)法律法規(guī)及國家標準的規(guī)定。 包裝 本項目產(chǎn)品包裝主要采用槽車運輸，其他包裝由供需雙方商定。 運輸 本項目的原料和產(chǎn)品在運輸過程中應防止進水、污染和激烈碰撞，應保持包裝桶的完好性，采用汽車運輸。產(chǎn)品委托具有相應危險化學品運輸資質(zhì) 19 的運輸單位進行運輸。原料由供貨方委托有相應危險化學品運輸資質(zhì)的運輸單位進行運輸。 貯存 本項目設(shè)有原料倉庫、罐區(qū)、渣庫用于儲存項目原料及產(chǎn)品。原料倉庫：利用原料及篩分工段廠房，外形尺寸 72 24m，單層，高 9m，占地面積為1728 m2，建筑面積為 1728 m2，框架半敞開結(jié)構(gòu)，耐火等級為二級。 硫酸罐區(qū)：外形尺寸 108 24m，砼結(jié)構(gòu)， 3 個硫酸儲罐，規(guī)格Φ 20 10m，3000m3，圍堰高 ，占地面積 2592m2。 渣庫：根據(jù)工藝需要，毗鄰原料及篩分工段廠房，外形尺寸 18 33m，砼結(jié)構(gòu)，占地面積 594m2。 產(chǎn)品方案 及規(guī)模 該項目 充分利用當?shù)刎S富的原料 ，原來年產(chǎn) 15 萬噸硫酸 ，以硫精沙為原料，主要產(chǎn)品為 98%， %的酸，技改擴建后年產(chǎn) 20 萬噸硫酸，主要產(chǎn)品為 115%發(fā)煙酸 2 萬噸， 105%發(fā)煙酸 5 萬噸， 98%濃硫酸 13 萬噸 ，主要以含硫尾礦和硫精沙為原料。 20 4 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案 選擇 的基本原則 工藝技術(shù)性盡可能采用最先進的生產(chǎn)工藝，最簡短的流程 。 生產(chǎn)工藝過程盡可能實現(xiàn)自動化、密閉化、機械化，以減少操作人員與物料、設(shè)施設(shè)備的接觸 。 節(jié)能、安全、環(huán)保。 原料路線的確定原則及依據(jù) 世界上近四十年來生產(chǎn)硫酸的原料一直是以硫磺為主。 目前世界上硫酸原料結(jié)構(gòu)為：硫磺約占 65%，硫鐵礦占 16%。冶煉煙氣制酸及其它原料占 l9%。由于硫鐵礦是我國的主要硫資源，我國的生產(chǎn)硫酸的原料一直以硫鐵礦為主。 1995 年以后，由于國際市場上硫磺呈供過于求的狀況，我國硫酸生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。硫鐵礦制酸比例逐年下降。硫磺制酸裝置飛速發(fā)展，生產(chǎn)能力逐年上升。 20xx 年以來，受國際局勢影響，加上國內(nèi)硫磺市場需求急劇上漲，造成國際市場硫磺供應偏緊，價格一路上揚，硫磺到岸價最高為 600 美元／噸，自進入 20xx 年以來國內(nèi)已出現(xiàn)將硫磺制酸改造為硫鐵礦制酸的現(xiàn)象。 從合理利用資源和控制環(huán)境方面，利用冶煉煙來生產(chǎn)硫酸是一條較合理的原料路線，但其必須依托于相關(guān)的資源豐富的國家，受到有色冶煉規(guī)模的制約。 我國足一個金屬礦資源豐富的國家，其中硫鐵礦探明儲量在 22 億噸以上，（折標礦計），產(chǎn)地達多處，占全國含硫資源的 55%，但礦石平均品位僅 21 在 18%左右，品位大于 35%的硫鐵礦僅 億噸，且主要集中在廣東、安徽兩省。 本項目 技改 后 選用的硫鐵礦 和含硫尾礦混合后制酸 ， 混合后 含硫量在2830%%左右 ， 項目所在地附近有 西部銅 業(yè)有限公司和 烏拉特后旗 紫金 礦 業(yè)有限公司等等，因此該項目 原料 來 源 豐富，供應可靠。 本項目 直接采用汽車運輸，能保證原料長期穩(wěn)定的低價格供給，保持硫酸產(chǎn)品極強的市場競爭力。經(jīng)過焙燒后，礦渣用汽車運出外售， 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 目前世界上硫酸生產(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三氧化硫，再將三氧化硫吸收而生成硫酸。當今硫酸生產(chǎn)技術(shù)主要特點如下： 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)果是提高了勞動生產(chǎn)率、降低了單位產(chǎn)品的投資和生產(chǎn)成本。國外所建的硫酸 裝置，六十年代最大單系列硫酸裝置生產(chǎn)能力為日產(chǎn) 600 噸，七十年代則增至日產(chǎn) 20xx 噸，八十年代達到日產(chǎn) 3000 噸，目前，以硫磺為原料的單系列硫酸裝置，最大生產(chǎn)能力為日產(chǎn) 400 噸硫酸，以銅冶煉煙氣為原料，目前世界最大的單系列生產(chǎn)能力為日產(chǎn) 3600 噸硫酸。顯然，大型化有利于節(jié)省投資和經(jīng)營費用，而且隨著磷復肥裝置的大型化，也要求與之配套的硫酸裝置的大型化。 在國內(nèi)因受資金來源、原料供應、產(chǎn)品及原料運輸、設(shè)備制造、生產(chǎn)管理等因素的影響，生產(chǎn)規(guī)模以中小型為主。近十多年來，隨著大型磷復肥工 22 程建設(shè)的需要，大型硫鐵礦資源的 開來，硫酸新技術(shù)、新裝備的引進及消化吸收，大型硫酸裝置的投產(chǎn)運行和陸續(xù)興建，使我國硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備都有了較大進步，自 1988 年我國第一套大型硫酸 —— 年產(chǎn) 20 萬噸硫酸裝置在南化集團公司磷肥廠投入運行以來，又有年產(chǎn) 56 萬噸（兩系列）和 28 萬噸硫酸裝置在湖北大峪口荊襄磷工業(yè)基地和黃麥嶺化工廠建成投產(chǎn)；廣西鹿寨化肥總廠年產(chǎn) 40 萬噸、貴州甕福 80 萬噸（兩系列）硫酸裝置，再加上近幾年十多套國產(chǎn)化硫磺制酸裝置的設(shè)計和運行，如蘇州精細化工集團有限公司和山東魯西化工集團公司的 30 萬噸／年硫磺制酸裝置、 山東紅日集團 40 萬噸／ 年硫磺制酸裝置等，我國硫酸裝置的大型化已取得長足的發(fā)展。 提高總轉(zhuǎn)化率，嚴格控制尾氣 S02排放量。 為了降低原料消耗和減輕尾氣對環(huán)境的污染，國內(nèi)外已普遍采用兩次轉(zhuǎn)化、兩次吸收制酸工藝，使二氧化硫的轉(zhuǎn)化率達到 %以上，放空尾氣中二氧化硫含量控制在 400mg/m3 以下。國外有的裝置甚至能使二氧化硫的總轉(zhuǎn)化率高達 %以上，放空尾氣在二氧化硫含量在 100ppm 以下，提高總轉(zhuǎn)化率的方法，國外主要是使用了起燃溫度低、低溫活性高的催化劑。如含銫催化劑便是如此，它能使二氧化硫轉(zhuǎn)化的起燃溫度降低 30～ 40℃， 使各段的分段轉(zhuǎn)化率均有較大提高，從而提高總轉(zhuǎn)化率。 我國六十年代以來開發(fā)的兩轉(zhuǎn)兩吸技術(shù)，采用國產(chǎn)催化劑，能使總轉(zhuǎn)化率達到 %，排放尾氣中 S02濃度小于 500 mg/m3，近年來開發(fā)的“ 3+2”兩次轉(zhuǎn)化技術(shù)可使總轉(zhuǎn)化率達到 %以上，排放尾氣中 S02 濃度小于 400 mg/m3，達到我國目前小于 860 mg/m3當前環(huán)保要求，以及小于日后將要實 23 行的 400 mg/m3的新標準。 熱能利用效率提高 國際 上 ，隨著能源價格的提高，越來越重視硫酸裝置的熱能利用效率。不僅注重硫酸生產(chǎn)過程中的高、中溫位余熱的回 收利用，而且關(guān)注低溫位余熱的回收。美國孟山都環(huán)境化學公司近年來開發(fā)的熱量回收系統(tǒng) HRS，利用吸收酸的低溫位熱量產(chǎn)生 ～ 蒸汽，每噸酸可產(chǎn)低壓蒸汽 噸左右。一般流程僅回收了焙燒、轉(zhuǎn)化的高、中溫熱量，即使回收了部分酸熱，也是加熱鍋爐給水或產(chǎn)生 90℃以下的熱水。 我國自 60 年代開始使用中壓余熱鍋爐，目前在生產(chǎn)規(guī)模大于或等于年產(chǎn) 4 萬噸硫酸裝置，基本上都回收了高溫位余熱。低溫位余熱的回收利用也已經(jīng)起步。南化公司磷肥廠 20 萬噸／年硫酸裝置利用干吸系統(tǒng)的低溫位熱預熱鍋爐給水和供職工浴室等用。大連化學 工業(yè)公司以管殼式冷卻器回收酸的低溫位余熱用于采暖已獲得成 功。銅陵磷銨廠 20 萬噸／年硫酸裝置利用吸收系統(tǒng)的部分低溫位余熱加熱鍋爐給水。大峪口化工廠 56 萬噸／年硫酸裝置利用干吸系統(tǒng)的低溫位余熱同時加熱鍋爐給水、工業(yè)用水以及生活用水。鹿寨化肥總廠 40 萬噸／年硫酸裝置利用省煤器回收轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的低溫位余熱加熱鍋爐給水。 技術(shù)裝備水平不斷提高 硫酸工業(yè)作為基礎(chǔ)工業(yè)行業(yè)，加之它所處理介質(zhì)的高溫、強腐蝕性等特點，被科技界、工業(yè)界廣泛關(guān)注。在國際上，硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準上，新技術(shù)、新材料的運用層出不窮。如 低溫余熱回收工藝的 24 不斷更新， SX 材料不帶陽極保護的管殼式濃酸冷卻器、管式分酸器的采用等。 就總體而言，我國硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備與國際水平相比仍有一定的差距。但近十年來，國內(nèi)硫酸技術(shù)已有很大的提高，隨著引進的幾套硫酸裝置，通過技術(shù)考察、購買基礎(chǔ)設(shè)計、參加中間試驗、設(shè)計返包、購買關(guān)鍵設(shè)備或關(guān)鍵部件等形式，以及 “ 八五 ” 國家重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)項目 —— 年產(chǎn) 20萬噸硫酸裝置攻關(guān)課題的進行，使我國的硫酸工業(yè)技術(shù)和裝備水平都有了長足的發(fā)展，大型硫酸的國產(chǎn)化不斷提高。國產(chǎn)的濃酸泵的性能已經(jīng)達到國際先進水平，帶阻極保護的濃酸 冷卻器已在國內(nèi)廣泛使用。 工藝技術(shù)方案的選擇 該裝置工藝技術(shù)方案的選擇是結(jié)合國內(nèi)近年來投產(chǎn)運行硫酸裝置的實際運行經(jīng)驗，在穩(wěn)妥可靠的前提下進行改進和提高，技術(shù)和裝備全部立足國產(chǎn)化。充分考慮原料特點，認真研究國內(nèi)硫酸裝置在設(shè)計與運行中的成功經(jīng)驗和失敗教訓，集合 廠區(qū)現(xiàn) 有資源設(shè)備、力爭使該裝置技術(shù)先進穩(wěn)妥、性能可靠、操作方便，并控制建設(shè)投資。采用的技術(shù)方案為：沸騰爐酸化焙燒、封閉酸洗凈化、“ 3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸等工藝，并采用 DCS 系統(tǒng)進行自動控制。主要特點如下： 采用沸騰爐酸化焙燒技術(shù)，提高硫的燒出率。 采用封閉酸洗凈化，以減少稀酸產(chǎn)出。 采用“ 3+2”五段轉(zhuǎn)化，使 S02總轉(zhuǎn)化率大于 %，保證尾氣中 S02的達標排放。 25 采用 93%酸干燥爐氣， 98%酸吸收 S03。 采用中溫吸收，以抑制霧粒的形成并增大霧粒粒徑以便除霧。 在沸騰爐出口設(shè)置余熱鍋爐，回收余熱產(chǎn)中壓過熱蒸汽。 工藝流程及消耗定額 裝置規(guī)模和年操作時數(shù) 該項目裝置規(guī)模為年產(chǎn) 20 萬噸硫酸，其中 115%發(fā)煙酸 2 萬噸， 105%發(fā)煙酸 5 萬噸， 98%濃硫酸 13 萬噸 。 年操作天數(shù)為 300 天，四班三倒制，每天 24 小時 。 原材料、輔助材料、燃料和動力消耗 表 41 原材料、輔助材料、燃料和動力消耗 序號 名稱及規(guī)格 單位 消耗量 備注 一 原料 1 含硫尾礦 萬噸 /年 2 硫精礦 萬噸 /年 3 釩催化劑 噸 /年 二 產(chǎn)品 1 98%濃硫酸 萬噸 /a 13 2 115%發(fā)煙酸 萬噸 2 3 105%發(fā)煙酸 萬噸 5 三 副產(chǎn)物 礦渣 萬噸 /年