【正文】 沉降槽底部排出的含固率約 15～ 2O％的濃縮渣漿，可經過濾、脫水后，濾餅作為廢渣排出，濾液作為磨煤用水循環(huán)使用。 （ 3）渣水處理工段 由氣化爐激冷室、洗滌塔排出的高溫黑水，經逐級減壓閃蒸，最終在真空閃蒸罐內降至 70－ 80℃后送入沉降槽，懸浮固相細渣在絮凝劑的作用下得到沉降，沉降后的清液稱為灰水，經脫氧、加壓后送回氣化工序洗滌塔中循環(huán)使用。 激冷室及洗滌塔排出的水，因含有細渣濁度較高稱之為黑水，并具有系統(tǒng)條件下的飽和溫度。再經文丘里洗滌器及洗滌塔進一步除塵，含塵量合格（≤ 1mg/Nm3）后，送往 CO 變換工序。在約 1400～ l500℃及 壓力下，進行部分氧化反應。各種物料在棒磨機內混合并磨成水煤漿后自流入滾筒篩篩分，極少量的不合格料落入手推車返回料場，合格的料漿流入磨機出料槽，再經磨機出料泵送入氣化工段的大煤漿槽內供氣化所用。與銅洗法相比，甲烷化法具有工藝簡單、操作方便、費用低的優(yōu)點，但甲烷的銷售始終是甲烷化法生產的瓶頸，因此本項目采用醇烴化法。雖然在催化劑上用氫氣把一氧化碳還原成甲烷的研究工作早己完成，但因反應中要消耗氫氣生成無用的甲烷，所以此法只能適用于 CO 含量甚少的原料氣。 4）醇烴化工藝方案 年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 25 經一氧化碳變換和二氧化碳脫除后的原料氣尚含有少量殘余的一氧化碳和二氧化碳，為了防止它們對合成催化劑的毒害，原料氣送往合成以前還需要有一個最后凈化的步驟。 對本項目而言，雖然 NHD 工藝投資低于低溫甲醇洗工藝，但其操作費用較高。另外其溶劑吸收能力比甲醇低，因而溶劑循環(huán)量大，充填量大，且溶劑價格昂貴，操作費用較高。 NHD(或 Selexol)亦屬物理吸收，對 CO H2S 等均有較強的吸收能力，但只能將 H2S脫至小于 1ppm，對 COS 吸收能力較差，需另加有機硫水解和精脫硫裝置。而且溶劑循環(huán)量小，溶劑價格便宜，能耗和操作費用較低。 低溫甲醇洗 (Rectisol)工藝是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體的物理吸收方法，是由德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種有效的氣體凈化工藝。所以本工程采用中低低變換工藝。八十年代以來，我國 的很多企業(yè)采用了在中變爐之后增加低變爐技術，也就是中串低變換工藝，而中低低變換工藝也是中串低變換工藝的發(fā)展。前者稱為中溫變換，而后者則稱為低溫變換。 2）變換工藝方案 上世紀六十年代以前，主要應用以 Fe2O3 為主體的催化劑，使用溫度范圍為 350～550℃，由于受操作溫度的限制，氣體經變換后仍有 3%左右的一氧化碳。采用Clause 工藝存在的問題是受化學平衡限制，尾氣難以達到環(huán)保排放標準。由于克勞斯法工藝簡單，適用大型化、生產控制自動化，裝置效能高。國內采用過的方法有栲膠法、 ADA 法、 PDS 法、 GTS 法、 TS8505 法等多種方法。 立足國內的技術方案選擇 1）硫回收工藝方案 回收硫化氫中的元素硫的方法 的按生產方式分為濕法和干法兩種。 （ 3）尿素工藝方案比較及選擇 從以上比較可以看出，三種方法的工藝性能指標非常接近。其設備選材也有獨到之處，主要高、中壓設備都采用了 TEC 參與開發(fā)的雙相不銹鋼，能很好地解決設備的腐蝕問題，其缺點是高壓圈內設備臺數較多，操作、控制比較復雜，高壓圈內物料的循環(huán)靠設備的位差來實現(xiàn)，工藝框架較高，提高了一次性土建費用設備的操作，維修也不方便。它是將 CO2 汽提工藝的高汽提效率與全循環(huán)工藝的高的單程轉化率有機結合起來的一種新工藝。該工藝關鍵設備汽提塔選用鈦材，其耐腐蝕與耐侵蝕的能力強，其操作溫度可達 230℃，可使整個裝置在 40％的低負荷下穩(wěn)定操作，特別是近兩年斯納姆普羅吉提將其汽提塔的鈦管改為鋯襯里管，進一步提高了該設備耐腐與耐侵蝕的能力，提高了裝置的操作彈性，可不必再翻轉使用，方便了操作及維修。由于大量過剩氨的存在，氨 /碳比的微小變化對合成塔的操作條件幾乎沒有影響。其最大特點是高壓圈內主要設備能地面布置，無需高層框架，設備操作與維修都比較方便。進入九十年代后，斯太米卡邦對其尿素技術作了較大的改進年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 23 和推廣，主要是增加了原料氣脫氫裝置，提高了裝置的安全性能；合成塔結構進行了改進，提高了轉化率，降低了合成塔高度及體積，將原立式降膜甲銨冷凝器改為池式冷凝器，并將其用作初級反應器，減少了合成塔的體積， 降低了工藝框架的高度。因其工藝流程簡單，設備總臺數少。因此汽提塔必須控制在相對穩(wěn)定的條件下操作，在一定程度上限制了裝置的操作 彈性。主要設備材質采用 316L 或25222CrNiMo，再配以足夠量的純化空氣即可達到材質耐腐蝕性的要求，設備制造及維修都比較方便。七十年代至今又自行設計或引進了年產 4～ 52 萬噸 CO2汽提法尿素裝置 18 套；引進年產 52 萬噸和 13 萬噸的氨汽提法尿素裝置分別為 8套和 9套， 滬天化在這一時期引進改造的年產 22 萬噸的雙汽提尿素裝置也已投產；九十年代又先后引進了一套年產 52 萬噸和 5萬噸的 ACES法尿素裝置已投產運行。 渭河化肥廠采用 Topsφ e 200 系列合成塔運行多年，操作穩(wěn)定、可靠，因此本工程擬選用 Topsφ e200 塔及其合成工藝。各種工藝均從不同角度力爭提高氨凈值和熱量回收效率、降低觸媒層高度及整個塔的阻力降。但從目前國內的合成塔規(guī)模來說，最大只能生產 20 萬噸／年，不能滿足我們的需要，因此只 能從國外氨合成塔中選取。 2）合成工藝方案 國內對組合成塔的研究生產由來已久，塔內件從軸向到徑向、換熱管從三套管到套管、單管，各科研單位和生產廠家都作了大量的工作。從國內己開年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 21 車的魯南、渭河、上海三聯(lián)供、淮南的工程來看運行情況良好。 水煤漿加壓氣化工藝是一項先進、成熟穩(wěn)妥可靠的工藝技術。國內外已建成投產的有代表性的生產裝置見下表： 表 5— 1 水煤漿加壓氣化工藝業(yè)績表 序號 工廠名稱 投煤量 噸 /天 氣化爐 臺數 氣化壓力 MPa 投產時間 年 流程特點 產品 1 美國 TEC 1500 1+1 1983 激冷流程 甲醇 2 美國 CW 900 1+1 1984 激冷 /廢鍋 發(fā)電 3 日本 UBE 1500 3+1 1984 激冷流程 合成氨 4 德國 SAR 700 1 1986 廢鍋流程 H CO 5 魯南化肥廠 720 2+1 1993 激冷流程 氨、甲醇 6 上海焦化廠 1500 3+1 1995 激冷流程 甲醇 7 渭河化肥廠 1500 2+1 1996 激冷流程 合成氨 8 淮南化工總廠 1000 2+1 2020 激冷流程 合成氨 9 浩良河化肥廠 1000 2 2020 激冷流程 合成氨 10 金陵石化公司 1000 2+1 2020 激冷流程 甲醇 水煤漿加壓氣化技術主要有如下優(yōu)點： （中、高壓）氣化，氣化壓力一般在 和 ； ，由于氣 化爐的進料由可以調速的高壓煤漿泵輸送，所以煤漿的流量和壓力較易得到 保證，便于氣化爐負荷的調節(jié)； ； ，國內已充分掌握了該裝置的運行、維護等技術； 、材料都可以立足于國內制造。 （ 2）水煤漿加壓氣化工藝的特點 水煤漿加壓氣化技術 1983 年投入兩業(yè)運行后，發(fā)展迅速。 該工藝尚存在下列問題： 年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 20 ，目前國內還不能生產，要成套引進 。 已在荷蘭成功建設了一套單爐日處理煤 量 2020 噸的氣化裝置，用于聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。 ,原料煤及氧氣消耗低 。 （ 1） SHELL 公司的粉煤氣化工藝的特點 SHELL 公司的粉煤氣化工藝屬第二代煤氣化技術，具有如下優(yōu)點： ,對原料煤的灰熔點限制較少 ,可以氣化高灰熔點的無煙煤 。到 70年代，全球發(fā)生石油 危機，又促進了煤氣化新技術的開發(fā)，到 80年代，開發(fā)成功的煤氣化新技術有的實現(xiàn)了工業(yè)化，有的完成了示范廠的試驗。 第二代煤氣化技術的開發(fā)始于 20 世紀 60 年代。 年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 19 5 工藝技術方案 技術方案的選擇 有引進設備及技術的方案選擇 1）造氣工藝 煤氣化技術開發(fā)較早，在 20世紀 20年代，世界上就有了常壓固定層煤氣發(fā)生爐。 伊敏河紅花爾基水利樞紐工程是目前比較落實的一個大型水利工程，水資源的分配要按照科學發(fā)展觀，合理分配，為呼倫貝爾地區(qū)規(guī)劃的煤基能源 化工基地的建設用水奠定良好的基礎。因此水資源在時空上分布的不均勻性和未能建設水利設施，使得部分地區(qū)出現(xiàn)用水緊張的局面，但從海拉爾河流域的水資源總量看，可以滿足該地區(qū)各行各業(yè)發(fā)展的用水需求。設計通過能力近期為 960 萬噸 /年，遠期為 1650 萬噸 /年。 交通運輸 新巴爾虎左旗的公路運輸比較發(fā)達，目前旗內有省道三條，總里程達 447km，縣道，鄉(xiāng)道 ，現(xiàn)已基本形成了兩橫，一縱為主骨架，干支相連，四通八達的公路網絡。 2）水文地質 廠址區(qū)年均降水量只有 ，而年平均蒸發(fā)量為 mm，為降水量的 倍，累年最大日降水量 mm，地表土壤又為風積 、沖積形成的砂土層，因而很難形成較大徑流。年平均降水量為 ，降水量最多的年份為 1998 年（ ），降水量最少的年份為 1986 年（ ） 。 自然條件 1）氣象條件 本區(qū) 位于中緯度地區(qū)，其氣候特點是： 春季溫度 回升 快、干旱、多大風；夏季溫和，雨水集中；秋季氣溫急降，無霜期短；冬季漫長嚴寒。毗鄰兩國一盟四旗市，西南與蒙古國接壤，東北與俄羅斯隔額爾古納河相望，南接興安盟阿爾山市，西隔烏爾遜河、達賚湖與新巴爾虎右旗、滿洲里市相鄰，東與陳巴爾虎旗、鄂溫克族自治旗相連。 產品方案 產品：尿素 104 萬噸 /年，產品執(zhí)行國家標準（ GB24402020） 尿素 一級品標準 副產：粗甲醇 萬噸 /年，產品參照其它企業(yè)標準。 本項目產品方案完全符合國家的產業(yè)政策，也是內蒙古自治區(qū)化工行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中重點發(fā)展的支農產 品之一。選用尿素作為本項目主要產品的原因如下： 1） 尿素含氮高于其他任一種固體氮肥，因此尿素的運輸、貯存、施用費用低； 2） 尿素是中性速效氮肥，不破壞土壤酸堿性，可作為莊稼的追肥和基肥； 3） 尿素易貯存、不分解、無爆炸性； 4） 尿素可以混合、復合成 N、 P、 K 三元肥，以不同比例配置滿足不同土壤、土質、不同作物要求。從產品的目標市場定位、組合技術的可靠性、項目的經濟合理性、大型設備的制造和運輸條件、當地的資源條件、資金籌措能力等方面綜合考慮，擬定建設規(guī)模為年產 60 萬噸合成氨尿素 104 萬噸，分兩條生產線，每條線生產能力為 52萬噸 /年尿素。當規(guī)模達到一定程度后，則經濟效益的優(yōu)勢就不再明顯。綜合各種因素，本工程尿素價格按 1550 元 / 噸。 2020 年以來我國尿素價格見下圖： 年產 60 萬噸合成氨 104 萬噸尿素項目可行性研究報告 14 圖 2— 2 2020 年 — 2020 年我國尿素價格趨勢 由于國內天然氣價格將長期保持較高的水平，支撐尿素價格持續(xù)高位；國際原油價格持續(xù)上漲，使得國內外尿素價格相當。二十世紀七十年代建設的大型尿素廠其尿素出廠價格由國家 制訂，其余大中型廠由各省有關部門確定，小化肥廠生產的尿素一般隨行就市。 價格預測 世界尿素價格主要受原材料價格（石油、天然氣）、供求關系、投資成本、地區(qū)政策影響，據世界有關機構預測，在沒有突發(fā)事件影響全球尿素供求時，預計國際尿素價格將在 140～ 200 美元 /噸。這此企業(yè)的原料路線、產品規(guī)模、生產設備、生產成本等競爭能力均較差。呼倫貝爾地區(qū)擁有豐富的煤炭資源，應當大力發(fā)展以煤為原料的大型氮肥生產裝置，充分發(fā)揮煤炭資源優(yōu)勢，實現(xiàn)氮肥產業(yè)與煤炭資源緊密結合。在目前階段大型尿素裝置以天然氣為原料的企業(yè)最具競爭優(yōu)勢，其成本一般為 1000 元／噸；其次是以煤為原料的企業(yè)，生產成本為 1100 元／噸，而以煤為原料的企業(yè)又有很大的區(qū)別。 尿素價格分析 競爭力分析 我國尿素生產企業(yè)的成本情況根據原料不同差別較大。由此可見， 2020 年氮肥需求量為 ～ 3400 萬噸，預計凈增氮肥均為尿素，則凈增尿素為 1080 萬噸。 （ 3）以 2020 年全國化肥產量 45198 萬噸為基數， 2020 年糧食作物共需化肥 522O 萬噸，則氮肥需求量約為 3164 萬噸，較 2020 年氮肥表現(xiàn)消費量增加 萬噸，其它農作物所需氮肥增加量為 萬噸，則農用氮肥增加需求 量共 382 萬噸。 2）國內市場消費預測 （ 1） 預計 2020 年我國人口約 14億，按世界人 均糧食占有量的平均值 410 公斤預測，則 2020 年我國糧食需求量為 57400 萬噸，較 2020 年糧食產量 469467 萬噸增加 萬噸。 圖 21 2020 年 — 2020 年我國尿素市場狀況 影響我國尿素中長期需求的主要動力是農業(yè)生產，包括農業(yè)經濟增長量、糧食及經濟作物產品、農業(yè)結構調整等因素。從 2020年開始，我國尿素開始躋身 國際市場，出口量逐年大幅度增長， 2020 年達到創(chuàng)記錄 萬噸 ，位居全球尿素