【正文】 家精細化工產品出口生產基地、汽車零部件和人造石英晶體頻率片生產基地。截止2003年底，全市規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)實現銷售、%、41%、%，%，主要經濟指標綜合排名居荊州各縣市區(qū)之首。年平均降雨量 年最大降雨量 年最小降雨量 積雪最大深度 22cm地震烈度 六度 建廠地點的社會經濟條件多年來，石首充分發(fā)揮全省綜合改革試點市、全省擴權（縣）市、長江流域開放開發(fā)市和鄂南湘北邊陲市的優(yōu)勢，全面落實科學發(fā)展觀，堅持把發(fā)展作為第一要務，大力推進“工業(yè)興市”、農業(yè)產業(yè)化、城鎮(zhèn)化等發(fā)展戰(zhàn)略，全市改革與發(fā)展取得了豐碩成果，城鄉(xiāng)面貌發(fā)生了翻天覆地的變化，工業(yè)迅速崛起，農業(yè)穩(wěn)步發(fā)展，商貿日趨活躍，先后被評為全國雙擁模范城、全國計劃生育優(yōu)質服務先進市、全國勞務輸出先進市、全國綠化模范市、全國綠色小康市，全省外貿出口及利用外資先進市，省級文明城、園林城、衛(wèi)生城，全省最佳信用縣市和全省平安縣市。該地區(qū)屬亞熱帶季風氣候，四季分明，具有霜期短、日照長、雨量充沛的特點。30/29。12/112。石首市地處長江中游，屬長江流域經濟開發(fā)帶。主要貯存物質的量和周期與改造前基本一致，本改造項目不考慮增加貯運、裝卸設施，利用原有設施即可。本項目在保持原生產能力不變的情況下，對楚源公司現有硫酸生產裝置進行節(jié)能技術改造，最大限度回收利用制酸余熱，以達到節(jié)能降耗目的。動力控制選用變頻調速來實現。液位儀表按被測介質選用單/雙法蘭遠傳液位變送器，現場液位采用磁翻柱液位計。壓力儀表集中檢測點選用智能型壓力變送器，輸出信號為4～20mA,就地壓力檢測選用彈簧管壓力表、隔膜壓力表或不銹鋼壓力表。 儀表類型的確定控制室儀表控制室儀表采用智能萬能輸入的數字顯示儀和智能操作器。表32主要新增工藝設備一覽表序號項目名稱規(guī) 格單 位數量備注1HRS鍋爐Q＝32t/h,Kettle,碳鋼鍋殼,310M不銹鋼管臺42HRS酸稀釋器碳鋼襯特富龍,與HRS鍋爐配套臺43HRS加熱器管殼式熱交換器,與HRS鍋爐配套臺44HRS預熱器管殼式熱交換器,與HRS鍋爐配套臺45干燥塔酸循環(huán)泵MSH2458 Q=663m3/h，h=23m,P=160kw臺46二吸塔循環(huán)酸泵MSH2288 Q=544m3/h，h=23m,P=160kw臺47HRS酸循環(huán)泵HSH38612 Q=1358m3/h，H=20m,P=220kw臺48HRS排酸泵HRMT2084 Q=58m3/h，H=18m,P=75kw臺89HRS塔Φ6200x22470 Zecor－310M座410HRS一級分酸器1212m3/h 310SS臺411HRS二級分酸器81m3/h 310SS臺412HRS塔除霧器VS132－003 44/ES212,Bed18臺17613HRS酸取樣罐襯特富龍不銹鋼罐，400*400*500個414洗眼器不銹鋼復式洗眼器個3215尾洗泵工程塑料泵 Q=50m3/h，H=45m,P=15kw臺416尾洗槽鋼筋混凝土，2000*2000*2000個4 自控技術方案 自動控制 設計標準及規(guī)定工藝提供的相關條件《自動化儀表選型規(guī)定》 HG205072000《過程檢測和控制系統用文字代號和圖形符號》 HG205052000《儀表供電設計規(guī)定》 HG205092000《控制室設計規(guī)定》 HG205082000《信號報警、安全聯鎖系統設計規(guī)定》 HG205112000其它ISO、IEC等相關規(guī)定 設計范圍本方案為湖北楚源高新科技股份有限公司硫酸余熱回收利用項目可行性研究報告。 主要設備選擇本項目低溫余熱回收系統參考國內外相關裝置的運行經驗，項目裝置采用美國Monsanto公司開發(fā)的硫酸熱回收系統（HRS）專利成套技術，并進口主要設備。 減少系統冷卻水消耗量低溫余熱回收系統采用HRS工藝的循環(huán)水量只有普通硫磺制酸的20%，可大幅節(jié)約水資源。同時可減少循環(huán)冷卻水量()（13+17）萬=1800萬t。 表31 低溫余熱回收改造前后產品消耗定額（以噸100%H2SO4計）序 號名 稱 及 規(guī) 格單 位改造前單耗改造后單耗一原輔料及動力1硫磺噸2硫鐵礦噸3催化劑kg4工藝水噸5循環(huán)冷卻水Δt=10℃噸6脫鹽水噸7低壓蒸汽噸8電（硫磺）（380V，50HZ）kWh70709電（硫鐵礦）（380V，50HZ）kWh14014010儀表空氣m311輕柴油kg二副產蒸汽（,250℃）噸0蒸汽（,450℃）噸低壓蒸汽焓值取625kCal/kg，高壓蒸汽焓值取830kCal/kg，則折標系數為低壓蒸汽：；高壓蒸汽：119kgce/t；電：。 節(jié)能計算 低溫余熱回收湖北楚源高新科技股份有限公司現有15萬噸/年硫鐵礦制酸裝置及20萬噸/年硫磺制酸裝置（硫磺制酸裝置分為8萬噸/年、8萬噸/年、4萬噸/年三套裝置），其中，15萬噸/年硫鐵礦制酸裝置生產成品液態(tài)三氧化硫2萬噸/年，而實際吸收工段的成品硫酸的規(guī)模為13萬噸/年；20萬噸/年硫磺制酸裝置生產成品液態(tài)三氧化硫3萬噸/年，而實際吸收工段的成品硫酸的規(guī)模為17萬噸/年。擬采用美國路易斯公司生產的路密特合金材質離心泵。酸循環(huán)動力系統為了保證系統生產的連續(xù)性，需要給循環(huán)酸提供動力——泵。HRS蒸汽鍋爐系統HRS塔底的高溫硫酸先由HRS酸循環(huán)泵送至臥式的HRS鍋爐，鍋爐中的酸與水進行換熱。在第二級中形成的酸直接流入第一級的填料兩級間設有氣體分布器和液體儲槽；第一級生成的酸流入HRS塔底，經位于HRS塔泵槽內的酸泵進行酸循環(huán)。其流程如圖36所示：圖36 HRS低位熱能回收裝置工藝流程方框圖工藝流程簡述：硫酸低溫位熱能回收系統（HRS系統）主要包括SO3爐氣熱量回收系統、HRS蒸汽鍋爐系統、酸循環(huán)動力系統；SO3爐氣熱量回收系統來自硫酸制酸系統的的三氧化硫爐氣進入HRS塔的第一級，在此級中SO3自下而上經過填料與自上而下的99%HRS循環(huán)酸（由分酸器均勻分布在塔中）相接觸，SO3被吸收。該熱回收系統包括一個兩級熱回收填料塔、一臺HRS臥式蒸汽鍋爐、一臺HRS加熱器、一臺HRS預熱器、一臺稀釋器、一臺酸循環(huán)泵（位于在單個泵槽內）以及一臺排酸泵；除氧鍋爐給水先送入HRS加熱器，然后進入HRS鍋爐；除氧鍋爐給水在HRS稀釋器內亦用作稀釋水，以最大化中壓蒸汽的產量。同時，HRS工藝的循環(huán)水量只有普通制硫酸裝置的20%，可大幅節(jié)約水資源。 本項目節(jié)能技術改造方案 改造方案低溫余熱回收：本項目采用美國孟山都環(huán)境化學公司（MECS）的硫酸低位熱能回收技術（HRS）和設備，建設硫鐵礦制酸低位熱能回收裝置一套及硫磺制酸低位熱能回收裝置三套。余熱利用規(guī)劃低溫余熱回收：采用美國孟山都環(huán)境化學公司（MECS）的硫酸低位熱能回收技術（HRS）和設備，建設硫鐵礦制酸低位熱能回收裝置一套及硫磺制酸低位熱能回收裝置三套。爐氣從850900℃ 降到350400℃時，這些熱量沒有得到利用。 存在的問題和節(jié)能規(guī)劃楚源公司硫酸裝置為企業(yè)為國家創(chuàng)造了較大的經濟效益和社會效益，但還有一些缺陷和效益空間有待挖掘。酸循環(huán)采用立式泵流程，酸冷卻器設在泵出口，硫酸尾氣經捕沫后排放。爐氣溫度400420℃，進入轉化器（即五段3+2式），一次轉化通過一、二、三段觸媒，二次轉化通過四、五段觸媒。裝置采用兩次、五段轉化，兩次吸收，各項技術經濟指標比較優(yōu)化，在國內同行業(yè)中處于領先水平，%，%，% 。 企業(yè)裝置現狀 硫鐵礦（硫磺）制酸裝置現狀楚源公司硫鐵礦制酸裝置采用原料含硫35%的硫鐵礦，經干燥、破碎分級后進入沸騰爐培燒，焙燒溫度900℃，生成12％二氧化硫氣體，高溫位熱能采用余熱鍋爐的方式回收， 、450℃的中壓過熱蒸汽供給企業(yè)相關聯產品使用。采用Monsanto公司先進的HRS工藝技術改造現有大型硫酸裝置具有成功的借鑒經驗。HRS系統除混合器外，其余設備均用不銹鋼制造。同時，循環(huán)冷卻水的用量可減少65％左右，不僅節(jié)能效果明顯，而且使生產成本大大降低。該工藝用HRS吸收塔、HRS鍋爐、HRS加熱器、HRS稀釋器代替?zhèn)鹘y的中間吸收塔及其循環(huán)系統，～。在這一領域，美國Monsanto公司開發(fā)的硫酸熱回收系統（HRS）處于世界領先地位。以上幾種低溫余熱回收的方式在我國都有成功運行的實例, 但總的來講我國硫酸裝置的低溫余熱回收仍處于起步階段，回收利用的裝置很少，絕大部分裝置的低溫余熱仍然是通過循環(huán)冷卻水散發(fā)到環(huán)境中。如山東某廠利用吸收酸熱產生70℃左右的熱水用于全廠采暖，采暖面積約為15000m2。② 生產熱水用于其它裝置，如用于磷酸濃縮和氨蒸發(fā)等, 但這種方法必須是硫酸和磷酸或合成氨等裝置的聯合化工企業(yè)。如河南某化肥廠利用16萬噸/年硫酸裝置的干吸酸熱將動力分廠的脫鹽水從常溫加熱到80℃，水量為：100t/h，利用的熱量約占低溫余熱總量的22%。近年來國內已有一些硫酸裝置回收利用了部分低溫余熱，回收和利用的方法主要有以下幾種：① 加熱脫鹽水，提高進除氧器的水溫，從而減少除氧器蒸汽消耗。硫酸裝置的低溫余熱由于品位較低，同時又是被硫酸所攜帶，回收利用技術上較困難。另外，對于“3+2”五段轉化流程四段轉化出口可設中溫過熱器、空氣預熱器或采用干燥空氣冷激的方法回收余熱降低爐氣溫度。③ 熱回率高，～。該熱回收系統適用于大中型裝置，優(yōu)點是：① 所有的高中溫余熱全產中壓蒸汽，從有效能的角度而言比較合理，因為擁有同樣多熱量的中壓蒸氣比低壓蒸汽做功能力強，具體表現為可以多發(fā)電。圖34 余熱回收流程之二3． 余熱回收系統三這一熱回收系統是將各部分的熱量有機組合在一起產一個壓力等級的蒸汽(一般是中溫中壓蒸汽)，典型流程見圖35。這種熱回收系統也適用于中小型裝置，優(yōu)點是：產生的中壓或次中壓蒸汽可以用于發(fā)電或熱電聯產，四段轉化出口鍋爐2產生的低壓蒸汽用于熔硫保溫和除氧。而且必須有飽和蒸汽用戶。1．余熱回收系統一焙燒爐出口和一段轉化出口分別設一臺低壓鍋爐1和2，三段轉化冷熱換熱器后設省煤器2(有時也可采用空氣預熱器預熱燃燒空氣），四段轉化出口設低壓鍋爐3和省煤器1（小裝置省煤器1也可以不設）, 流程見圖33。（一）可回收的高中溫余熱：二氧化硫生成及二氧化硫催化氧化為三氧化硫所釋放的熱量，除了爐氣在兩個吸收塔中所損失的熱量外，其余的熱量均為余熱必須移出。二十世紀六十年代，我國硫酸裝置開始使用中壓余熱鍋爐。如德國魯奇（Lurqi）、美國孟山都（Monsanto）、加拿大開米蒂克斯（Chemetics）、瑞典波利頓（Boliden）、日本三菱重工（MHI）等公司的成套硫酸裝置、技術、設備儀表、閥門等，使世界上主要的先進技術和設備在國內都有了樣板。硫酸生產根據原料不同，有硫磺制酸、硫鐵礦制酸及冶煉煙氣制酸等。 高中溫余熱回收我國硫酸產業(yè)結構和原料結構調整在“十五”期間取得了舉世矚目的成績。雖然近幾年我國硫酸的生產能力及熱能利用技術水平得到了較大發(fā)展，但是在利用硫酸生產過程中產生的中、低溫余熱方面，與國際先進水平相比，還有較大的利用潛力，總熱能利用率只達到70% 左右。但是硫酸生產過程還有另一個很大的熱源，因其品位低而長期未受到人們的重視，它就是吸收系統里的SO3反應熱和空氣干燥塔里的硫酸稀釋熱。此法是讓高溫的氣體通過余熱鍋爐及其相連的蒸汽過熱器和鍋爐給水預熱器。 硫磺制酸工藝流程圖圖32 現有硫磺制酸工藝流程簡圖 硫酸余熱利用技術概況八十年代末、九十年代初,我國先后新建和改造了數十套硫酸裝置，根據硫酸制酸工藝生產特點,制酸過程中釋放出大量的熱量，每生產一噸硫酸，在焙燒硫鐵礦（焚燒硫磺）106kJ,爐氣溫度900℃左右，稱為高溫位余熱(載熱介質溫度在500℃以上的余熱)，約占硫酸生產反應熱總量的61%；106kJ,平均溫度470℃左右，稱為中溫位余熱(載熱介質溫度在250～500℃的余熱)，約占硫酸生產反應熱總量的14%；106kJ,溫度在60～120℃左右，稱為低溫位余熱(載熱介質溫度低于250 ℃的余熱)，約占硫酸生產反應熱總量的25%。為了維持最終吸收塔循環(huán)酸的濃度，向最終吸收塔酸循環(huán)槽中加入工藝水，多余的酸經最終吸收塔酸冷卻器出口串入干吸塔酸循環(huán)槽中。為了維持干吸塔循環(huán)酸的濃度，向干吸塔酸循環(huán)槽中加入工藝水。干燥塔內噴淋60℃,98%濃硫酸，吸收氣體中水份后自塔底也排至吸塔酸循環(huán)槽中與中間吸收塔吸收酸混合，混合酸由干燥塔酸循環(huán)泵送入干燥塔酸冷卻器中，冷卻至60℃后，送到塔頂噴淋。循環(huán)槽為臥式槽，其中干燥塔和中間吸收塔共用一循環(huán)槽干吸塔酸循環(huán)槽。換熱方式一次轉化采用外部換熱，二次轉化的四、五段間采用空氣冷激。 硫鐵礦制酸工藝流程圖公司現有硫鐵礦制酸裝置采用的工藝流程是典型的兩轉兩吸3+2五段轉化工藝流程，見圖31。為了維持最終吸收塔循環(huán)酸的濃度，向最終吸收塔酸循環(huán)槽中加入工藝水