【正文】 況 單位：萬(wàn)噸年份硫磺硫酸19951996199719981999200020013372002 產(chǎn)品需求預(yù)測(cè)在今后很長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，我國(guó)的化肥需求仍將大幅度增長(zhǎng)。目前我國(guó)的化肥產(chǎn)品中，氮磷比例嚴(yán)重失調(diào)，磷肥產(chǎn)品中高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)品比例太低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要，因此，大力發(fā)展我國(guó)高濃度磷復(fù)肥工業(yè)，是我國(guó)磷肥發(fā)展的必由之路。2005年我國(guó)硫酸需求量3500萬(wàn)噸，據(jù)有關(guān)部門(mén)預(yù)測(cè)，2010年硫酸需求量預(yù)計(jì)3800萬(wàn)噸。受到工藝條件的制約，硫鐵礦制酸難以得到較大的發(fā)展。通過(guò)扶強(qiáng)扶優(yōu)培育一批規(guī)模較大、技術(shù)先進(jìn)、具有一定競(jìng)爭(zhēng)力的硫鐵礦制酸企業(yè)，硫鐵礦制酸產(chǎn)量將保持相對(duì)穩(wěn)定，但占硫酸總產(chǎn)量的比重將趨于下降。所以，每年30萬(wàn)噸的產(chǎn)能在長(zhǎng)壽本地區(qū)就可以完全消化。硫酸行業(yè)的成本競(jìng)爭(zhēng)主要體現(xiàn)在原料價(jià)格和裝置投資上，就資源情況看，以硫磺為原料生產(chǎn)硫酸具有工藝流程簡(jiǎn)短、投資小、生產(chǎn)成本較低，無(wú)大量礦渣、稀酸和污水，對(duì)環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)。我國(guó)的硫磺供應(yīng)基本依賴進(jìn)口，近期價(jià)格呈上升趨勢(shì)，已使硫磺制酸企業(yè)不堪重負(fù)?！笆濉逼陂g，國(guó)家對(duì)硫鐵礦制酸采取穩(wěn)中有增的策略，2005年硫酸產(chǎn)量達(dá)到3500萬(wàn)噸，其中硫鐵礦制酸產(chǎn)量為1200萬(wàn)噸。這些小型硫酸廠的關(guān)閉以及硫磺價(jià)格的上漲，為大型硫鐵礦制酸的發(fā)展提供了空間。在成本方面，隨著硫磺價(jià)格的上漲及硫鐵礦制酸的規(guī)?；?，生產(chǎn)成本也發(fā)生了較大的變化。 產(chǎn)品價(jià)格分析國(guó)內(nèi)硫酸裝置大多為磷肥生產(chǎn)配套，過(guò)去國(guó)內(nèi)對(duì)硫酸產(chǎn)品沒(méi)有明碼定價(jià)，生產(chǎn)規(guī)模也不大，所以硫酸價(jià)格基本是隨行就市。前幾年，世界硫磺的價(jià)格處于低價(jià)位，過(guò)去兩年中，加拿大溫哥華散裝硫磺離岸價(jià)一直穩(wěn)定在30～40美元/噸。這對(duì)我國(guó)的硫酸市場(chǎng)造成了較大影響，硫酸價(jià)格也從300～350元/噸漲到了400～500元/噸。雖然涪陵有60萬(wàn)噸/年的硫酸產(chǎn)量，但與xx廠比較不具有價(jià)格上的優(yōu)勢(shì)。眾所周知，選擇適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)規(guī)模，將有利于降低單位產(chǎn)品的建設(shè)投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)國(guó)家《禁止用地項(xiàng)目目錄（2006年本）》化工類項(xiàng)目中，20萬(wàn)噸/年規(guī)模以下的硫磺制酸禁止用地，本項(xiàng)目選擇30萬(wàn)噸/年的裝置規(guī)模。操作制度：四班三運(yùn)轉(zhuǎn)，每班工作8小時(shí)，年運(yùn)行時(shí)間8000小時(shí)（）。硫酸生產(chǎn)方法有硫鐵礦法、硫磺法、冶煉尾氣法、石膏法等。對(duì)于新建硫磺裝置，必須對(duì)原料的來(lái)源，經(jīng)濟(jì)技術(shù)，環(huán)境衛(wèi)生等因素進(jìn)行綜合分析。從1996年到2006年，中國(guó)的硫酸產(chǎn)量增加了3200萬(wàn)t，年增長(zhǎng)率達(dá)到了10%。目前全國(guó)最大的硫鐵礦為廣東云浮硫鐵礦，年開(kāi)采能力為300萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)從1995年至2010年，我國(guó)每年硫鐵礦的缺口在百萬(wàn)噸以上（以硫計(jì)）。以上這些裝置均選擇硫鐵礦為制酸原料，因此，本裝置如選擇硫鐵礦為制酸原料路線，其來(lái)源和運(yùn)輸將成為很大問(wèn)題。以磷石膏為原料生產(chǎn)硫酸副產(chǎn)水泥的生產(chǎn)工藝，是我國(guó)解決硫資源不足的最好途徑。目前該項(xiàng)目在山東、四川、云南均已建成投產(chǎn)，但除山東魯北化工廠取得良好的經(jīng)濟(jì)效益外，其它地方不太理想。再者，磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥的生產(chǎn)工藝路線較長(zhǎng)，投資高，一般為硫鐵礦制酸的2倍，硫磺制酸的4倍，裝置的占地面積及公用工廠消耗較大。2005年全國(guó)磷石膏制硫酸產(chǎn)量?jī)H59萬(wàn)t，僅占全國(guó)硫酸產(chǎn)量的1．3％。 ％ ， ％，硫磺制酸占總產(chǎn)量65％，％ 。1995年以后，由于國(guó)際市場(chǎng)上硫磺呈現(xiàn)供過(guò)于求的狀況，我國(guó)硫磺制酸迅速發(fā)展，硫酸生產(chǎn)的原料結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化，硫磺制酸比例逐年上升，%%。硫磺制酸具有工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積少，投資少，熱能利用率高，環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。且動(dòng)力消耗和公用工程費(fèi)用低，無(wú)廢渣、廢水的排放。另外我國(guó)大型硫磺制酸裝置已不單單是生產(chǎn)硫酸的裝置，現(xiàn)已成為企業(yè)的主要能源供應(yīng)裝置。（2）硫磺是生產(chǎn)制酸的理想原料，硫磺制酸具有工藝流程簡(jiǎn)單，占地面積少，投資少，熱能利用率高，環(huán)境效益好等優(yōu)點(diǎn)。且動(dòng)力消耗和公用工程費(fèi)用低，無(wú)廢渣、廢水的排放。大型硫磺制酸裝置可以為企業(yè)的裝置供應(yīng)主要能源。 國(guó)內(nèi)外工藝技術(shù)概況目前世界硫酸生產(chǎn)技術(shù)基本上都是采用接觸法工藝，硫酸工業(yè)的技術(shù)和裝備水平已處在較高水準(zhǔn)上。目前世界硫酸單系列最大生產(chǎn)能力已超過(guò)年產(chǎn)100萬(wàn)噸的規(guī)模。在硫磺制酸方面，以硫鐵礦制酸大型裝置設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，多套大型硫磺制酸裝置以相繼建成且以平穩(wěn)運(yùn)行，具有較高的國(guó)產(chǎn)化率。隨著山東紅日化工集團(tuán)公司年產(chǎn)40萬(wàn)噸硫磺制酸裝置、山東魯西化工集團(tuán)公司、xx涪陵、湖北楚星化工股份有限公司等幾套年產(chǎn)30萬(wàn)噸硫磺裝置和南化公司磷肥廠等幾套20萬(wàn)噸硫磺制酸裝置的建成投產(chǎn)，標(biāo)志我國(guó)的硫磺制酸已步入一個(gè)成熟可靠的大發(fā)展階段。%以上的水平，如蘇州精細(xì)化工集團(tuán)公司的30萬(wàn)噸/%以上。我國(guó)大中型硫鐵礦制酸及硫磺制酸裝置中硫鐵礦焙燒和硫磺焚燒及轉(zhuǎn)化部分的高、中溫位余熱均已回收利用。八十年代以來(lái)，不斷有進(jìn)一步提高低溫位余熱利用效率的新途徑出現(xiàn)，其中最具成效的當(dāng)推美國(guó)孟山都環(huán)境化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的熱量回收系統(tǒng)——HRS技術(shù)，～，～，從而使硫酸裝置的余熱回收率從70%左右提高到90%以上。（4）技術(shù)和裝備水平不斷提高硫酸工業(yè)作為基礎(chǔ)工業(yè)，加上它所處理介質(zhì)的高溫、強(qiáng)腐蝕性等特點(diǎn)，被科技界、工業(yè)界廣泛關(guān)注。就硫磺制酸來(lái)說(shuō)，大型硫酸火管鍋爐、大型不銹鋼轉(zhuǎn)換器、高效吸收塔相繼投入運(yùn)行，國(guó)產(chǎn)大型濃硫酸泵的性能基本達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，管式分酸器、帶陽(yáng)極保護(hù)的濃酸冷卻器和濃酸管道已在國(guó)內(nèi)廣泛使用，自行設(shè)計(jì)的帶旁流盤(pán)環(huán)板式換熱器已在多套大中型裝置中使用，均已取得了降低系統(tǒng)壓降、提高傳熱系數(shù)的滿意效果，并使設(shè)備布置更為緊湊。硫酸催化劑是轉(zhuǎn)化率高低的關(guān)鍵因素，從鉑系到鐵系，最后發(fā)展到釩系，除轉(zhuǎn)化率不斷提高外，其耐砷、耐氟等抗毒物能力不斷增強(qiáng)。國(guó)內(nèi)催化劑目前在裝填量、總轉(zhuǎn)化率和使用活性方面存在較大差距，％ 已屬不易，％～99．3％，排放尾氣達(dá)不到環(huán)保要求。 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 工藝技術(shù)選擇原則一要充分體現(xiàn)和代表本行業(yè)的先進(jìn)性、可靠性；二要降低工程投資，減少環(huán)境污染。充分考慮到進(jìn)口硫磺水分大、酸度高、雜質(zhì)多的特點(diǎn)，在穩(wěn)妥可靠的前提下盡量利用廢熱。采用液體硫磺加壓機(jī)械霧化，空氣焚硫，“3+2”兩轉(zhuǎn)兩吸工藝。選擇的工藝方案理由如下：（1）熔硫與精硫工藝采用帶攪拌的快速熔硫工藝，與常規(guī)熔硫池工藝相比，具有效率高，設(shè)備體積下。液硫霧化器采用機(jī)械霧化工藝與空氣霧化工藝相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噴嘴加工容易、不易堵塞、操作方便、不設(shè)二次加壓風(fēng)機(jī)、工藝配管簡(jiǎn)單、動(dòng)力消耗低。與一轉(zhuǎn)一吸相比，不僅提高了硫的利用率，還降低了SO2的排放濃度，減少了環(huán)境污染。（3）采用中高溫吸收工藝與常規(guī)吸收工藝相比，能有效抑制酸霧的形成，減少尾氣中酸霧的危害，同時(shí)可以減少部分傳熱面積。（4）余熱回收工藝在焚硫爐出口設(shè)火管鍋或水管爐，轉(zhuǎn)化器一段出口設(shè)蒸汽過(guò)熱器，在轉(zhuǎn)化器第四段之后設(shè)置中溫過(guò)熱器，五段出口設(shè)一低溫過(guò)熱器，用來(lái)回收液硫燃燒熱和SO2生成SO3的反應(yīng)熱，、450℃的中壓過(guò)熱蒸汽，送發(fā)電廠發(fā)電，同時(shí)產(chǎn)生低壓蒸汽供老廠生產(chǎn)使用。為了保證裝置操作的穩(wěn)定性及控制較低的SO2排放量，裝置需要引進(jìn)如下設(shè)備和催化劑：1）精硫泵：是硫磺制酸的關(guān)鍵設(shè)備，國(guó)內(nèi)在設(shè)計(jì)和制造上還剛剛起步，質(zhì)量不穩(wěn)定。3）釩催化劑：國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品在活性、強(qiáng)度、使用壽命上均較國(guó)外催化劑性能上有差距，為提高SO2轉(zhuǎn)化率，保護(hù)環(huán)境，需引進(jìn)。CCDRI 化工廠30萬(wàn)噸/年硫磺制酸項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告高溫過(guò)熱器氨水塔尾氣成品空氣硫磺熔硫槽轉(zhuǎn)化一段轉(zhuǎn)化二段轉(zhuǎn)化三段轉(zhuǎn)化四段轉(zhuǎn)化五段一吸酸循環(huán)槽熔硫過(guò)濾器焚硫爐余熱鍋爐熱熱換熱器冷冷熱換熱器一吸塔中溫過(guò)熱器干燥塔一吸酸冷器干燥酸冷器風(fēng)機(jī)二吸塔二吸酸循環(huán)槽二吸酸冷器成品酸冷器成品酸貯槽低溫過(guò)熱器空氣過(guò)濾器干燥酸循環(huán)槽調(diào)酸槽圖4. 1 硫磺制酸工藝流程框圖CCDRI 化工廠30萬(wàn)噸/年硫磺制酸項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告各工段工藝過(guò)程敘述如下：1）原料及熔硫工段原料硫磺由汽車(chē)送至原料庫(kù)堆存，袋裝硫磺經(jīng)人工拆包后，固體硫磺由膠帶運(yùn)輸機(jī)送入快速熔硫槽內(nèi)熔化，經(jīng)快速熔硫槽熔化后的液體硫磺自溢流口溢流至澄清槽中，并在其中停留除去雜質(zhì)后，澄清液由粗硫泵進(jìn)入不銹鋼絲網(wǎng)過(guò)濾器，經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的精制硫進(jìn)入精硫槽或送入液硫貯罐貯存待用。2）焚硫轉(zhuǎn)化工段液硫由精硫泵加壓后經(jīng)硫磺噴槍機(jī)械霧化而進(jìn)入焚硫爐，空氣經(jīng)干燥塔干燥并經(jīng)空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后與液硫一起燃燒，出焚硫爐的是含10%SO%SO990℃左右的高溫爐氣，該高溫爐氣首先進(jìn)入廢熱鍋爐回收熱量，溫度降至450℃再進(jìn)入爐氣過(guò)濾器進(jìn)一步出去爐氣中塵埃后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器的第一段進(jìn)行轉(zhuǎn)化。溫度升至約443℃進(jìn)入中溫過(guò)熱器換熱，溫度降至約420℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化器第五段催化劑層進(jìn)行反應(yīng)。經(jīng)過(guò)兩次轉(zhuǎn)化后，%，尾氣中SO2排放濃度小于300ppm。酸冷卻循環(huán)系統(tǒng)由三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的部分組成。即硫磺焚燒及轉(zhuǎn)化所需空氣經(jīng)消音器、空氣過(guò)濾器后入干燥塔塔底，經(jīng)自塔頂噴淋的98%酸吸收掉空氣中的水份使出塔干燥空氣中水份≤,干燥后的空氣經(jīng)空氣鼓風(fēng)機(jī)加壓后進(jìn)入焚硫爐。由轉(zhuǎn)化器第三催化床層出口的氣體經(jīng)冷熱換熱器冷卻后進(jìn)入第一吸收塔塔底，塔頂用濃度為98%的硫酸噴淋，吸收氣體中的SO3后的酸自塔底流出，進(jìn)入一吸酸循環(huán)槽，一部分進(jìn)調(diào)酸槽，另一部分由第一吸收塔循環(huán)泵送入第一吸收塔酸冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后，再進(jìn)入第一吸收塔進(jìn)行噴淋。由轉(zhuǎn)化器第四段出來(lái)的二次轉(zhuǎn)換氣經(jīng)中溫過(guò)熱器換熱降溫后進(jìn)入第五段催化劑層進(jìn)行反應(yīng)。該塔亦采用濃度為98%的硫酸噴淋，吸收SO3后的酸自塔底流入二吸酸循環(huán)槽，一部分流入調(diào)酸槽，與干燥塔、一吸酸塔吸收液通過(guò)補(bǔ)加工藝水進(jìn)行調(diào)節(jié)，另一部分通過(guò)第二吸收塔循環(huán)泵送入第二吸收塔酸冷卻器，經(jīng)槽內(nèi)酸濃度通過(guò)補(bǔ)充工藝水調(diào)節(jié)，再由第二吸收塔循環(huán)泵送至第二吸收塔酸冷卻器，經(jīng)循環(huán)冷卻水冷卻后，再進(jìn)入第二吸收塔進(jìn)行噴淋。3）天然氣：35588kJ/Nm3。硫酸質(zhì)量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5342002一等品指標(biāo)。余熱發(fā)電裝置能力為6000kW，正常發(fā)電為4500kW，發(fā)電出線電源為10kV，扣除整個(gè)裝置用電外，每年尚可以向外輸送約1470萬(wàn)kWh。 原輔材料及動(dòng)力消耗定額表42 原材料及動(dòng)力消耗定額（以每噸硫酸計(jì)）序號(hào)名稱規(guī) 格單位消耗定額小時(shí)耗量（噸/小時(shí)）年耗量備 注一、原材料及動(dòng)力消耗1硫 磺S≥%噸2催化劑kg3天然氣35588kJ/Nm3///用于開(kāi)車(chē)4電kWh1760萬(wàn)kWh5脫鹽水噸346工藝水噸7循環(huán)水32℃～38℃噸56404512萬(wàn)噸8低壓蒸汽噸3萬(wàn)噸二、副產(chǎn)品7副產(chǎn)蒸汽發(fā)電，450℃kWh1204500 kW3600萬(wàn)kWh8副產(chǎn)蒸汽噸3024萬(wàn)噸 自動(dòng)控制 概述本項(xiàng)目是以硫磺為生產(chǎn)原料，包括熔硫、精硫、焚燒、轉(zhuǎn)化、吸收工段，為了充分回收利用余熱，設(shè)置廢熱鍋爐和汽輪發(fā)電機(jī)組以及配套的脫鹽水系統(tǒng)。硫磺制酸裝置及配套輔助設(shè)施、公用工程、余熱發(fā)電采用DCS系統(tǒng)，將生產(chǎn)過(guò)程中主要的和重要的工藝操作參數(shù)及全部控制回路、聯(lián)鎖報(bào)警系統(tǒng)、緊急開(kāi)停車(chē)系統(tǒng)、電氣設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行系統(tǒng)、可燃、有毒氣體濃度檢測(cè)報(bào)警等信號(hào)，都在DCS系統(tǒng)進(jìn)行集中實(shí)時(shí)監(jiān)控，便于對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)施有效監(jiān)督管理，確保生產(chǎn)安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行。（3）項(xiàng)目中對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中不直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和安全的檢測(cè)參數(shù)采用就地指示，便于操作人員巡回檢查，了解實(shí)時(shí)工況和工藝操作參數(shù)是否在正常范圍，生產(chǎn)裝置及設(shè)備是否運(yùn)行穩(wěn)定安全，一旦出現(xiàn)問(wèn)題可以及時(shí)檢修處理。根據(jù)工藝要求，初步估計(jì)儀表檢測(cè)點(diǎn)約有200～250點(diǎn)，控制回路約有20～30個(gè)。苯項(xiàng)目通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)計(jì)量，在DCS系統(tǒng)中按要求做控制、顯示、累積、報(bào)警、打印，便于考核管理。信號(hào)接點(diǎn)有直接型或間接型。聯(lián)鎖輸出信號(hào)從DCS送出。 儀表選型 選型原則由于工藝生產(chǎn)過(guò)程較復(fù)雜，且具有強(qiáng)腐蝕、毒性的特點(diǎn)，對(duì)工藝操作、生產(chǎn)控制要求嚴(yán)格，因此，儀表選型首先要考慮到的是防腐蝕的問(wèn)題.為了保證整個(gè)工廠自控系統(tǒng)的先進(jìn)性和可靠性，根據(jù)各裝置的環(huán)境特征和物料特性，所有需要集中顯示和控制的工藝參數(shù)測(cè)量變送器均選用具有HART通訊協(xié)議的智能型電動(dòng)儀表，變送器盡量考慮帶就地指示表。（2）所有儀表與被測(cè)介質(zhì)接觸部分的材質(zhì)應(yīng)嚴(yán)格按工藝介質(zhì)對(duì)材質(zhì)的要求。 主要儀表選型（1）溫度測(cè)量?jī)x表，K型和S型鎧裝熱電偶溫度變送器。，溫度計(jì)的外殼是全天候防護(hù)型的。按介質(zhì)的不同分別選用碳鋼、不銹鋼、特殊耐磨金屬合金或金屬+PTFE等材質(zhì)的溫度計(jì)套管。；另根據(jù)介質(zhì)情況分別選用隔膜式或毛細(xì)管遠(yuǎn)傳壓力表。泵、風(fēng)機(jī)等出口選用耐震型壓力表。蒸汽測(cè)量選用渦街流量計(jì)。，則使用電磁流量計(jì)。測(cè)量有壓設(shè)備液位采用負(fù)壓端配毛細(xì)管遠(yuǎn)傳法蘭的差壓變送器。（5）在線過(guò)程分析儀表分析儀表的設(shè)置應(yīng)以保證產(chǎn)品質(zhì)量,確保安全生產(chǎn),增加經(jīng)濟(jì)效益為前提,根據(jù)工藝介質(zhì)及操作條件選擇先進(jìn)可靠、操作維修簡(jiǎn)便的過(guò)程分析儀表。其中SO2分析儀供應(yīng)商成套供應(yīng)取樣和預(yù)處理裝置等。等百分比流量特性適應(yīng)性廣，特別適合開(kāi)車(chē)階段低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，S值太小的