- - 目 錄 第一章 總 論 . 1 1.1項目背景 . 1 1.2項目概況 . 3 第二章 市場預測與產品規模 . 7 2.1 市場現狀 . 7 2.2建設規模 . 14 第三章 廠址狀況 . 15 3.1廠址地點 . 15 3.2廠址地形地貌特征 . 15 3.3地質、地震條件 . 15 3.4氣象及水文資料 . 15 3.5氣候 . 16 3.6占地 情況 . 16 3.7城鎮規劃和社會環境條件 . 16 3.8交通運輸條件 . 16 3.9公用設施依托條件 . 16 第四章 工藝技術方案 . 18 4.1概述 . 18 4.2韶氮節能減排技改工程內容 . 20 4.3工藝技術方案 . 23 4.4技術經濟與環境效益分析 . 38 第五章 總圖布置與運輸 . 41 5.1總平面布置 . 41 5.2道路 . 43 5.3給排水 . 44 5.4供配電與自動控制 . 45 第六章 環境保護 . 49 - - 6.1編制依據 . 49 6.2環境現狀 . 50 6.3技改前主要污染源、污染物及采取的環保措施 . 50 6.4本次技改工程節能減排措施 . 51 6.4節能減排環境效益分析 . 52 6.5環境管理 . 53 第七章 勞動安全衛生與消防 . 54 7.1勞動安全衛生 . 54 7.2消防 . 56 第八章 組織機構與人力資源配置 . 59 8.1組織機構 . 59 8.2人力資源配置 . 60 8.3職工培訓 . 60 第九章 項目實施進度及招標方案 . 61 9.1項目實施進度 . 61 9.2招標方案 . 63 第十章 投資估算與資金籌措 . 64 10.1投資估算 . 64 10.2資金籌措 . 64 第十一章 財務評價 . 65 11.1財務評價依據、基礎數據與參數選取 . 65 11.2節能減排收入、銷售稅金及附加 . 65 11.3成本估算 . 66 11.4財務效益分析 . 66 11.5不確定性分析 . 67 11.6財務評價結論 . 68 第十二章 社會評價 . 69 - - 12.1項目對社會的影響分析 . 69 12.2項目與社會的互適性分析 . 70 12.3項目對公平的影響 . 71 12.4社會評價結論 . 71 第十三章 風險分析 . 73 13.1項目主要風險因素識別 . 73 13.2 風險程度分析 . 73 13.3 降低風險的主要措施 . 75 第十四章 研究 結論與建議 . 76 14.1結論 . 76 14.2建議 . 77 附表 10-1：固定資產投資估算表 附表 10-2：投資使用計劃與資金籌措表 附表 11-1：節能減排利用收入表 附表 11-2：固定資產折舊費估算表 附表 11-3：無形資產攤銷估算表 附表 11-4：總成本費用估算表 附表 11-5：利潤與利潤分配表 附表 11-6：項目投資現金流量表 附表 11-7：財務計劃凈現金流量表 附圖：項目區域位置圖 節能減排技改項目工程平面布置圖 - - 第一章 總 論 1.1項目背景 1.1.1項目名稱 某某氮肥廠 節能減排技改項目 1.1.2項目承辦單位概況 某某氮肥廠 .， 于 2008年 1月 4日經湘潭縣工商行政管理局注冊，成立湖南有限公司，具有獨立法人資格，注冊資金3000萬元人民幣，所有拍賣財產 （土地、房產、設施設備等）全部過戶到湖南有限公司。公司擁有固定資產 2600 萬元，職工總人數380人，其中具有大中專學歷和中級職稱以上的人達 195人。 其主導產品韶峰牌碳銨、副產品液氨遠近聞名，深受廣大用戶好評，湘潭 10多萬畝農田用肥基本上由韶氮供應，其產品供不應求，為偉人故里的經濟發展及農業豐收作出了巨大的貢獻，并先后被各級政府授予優質產品、農民滿意產品、納稅先進單位、重合同、守信譽單位、文明先進單位、技術改造先進單位等各種殊榮 128次。 . 作為湘潭唯一的一家氮肥廠，湖南有 限公司為湘潭及周邊地區的農業發展作出了巨大的貢獻。產品還遠銷浙江、河南、河北、云南、湖北、廣東、廣西等省份。 1.1.3編制原則 a)遵循國家關于環境保護的政策，符合國家有關的法律法規及相關的標準與規范； - - b）從實際出發，充分考慮社會、環境效益與經濟效益的統一； c）處理工藝路線與設備選型合理、可靠、先進； d）對各項數據進行技術與經濟比較，為項目決策提供科學依據； e）力求減少投資、節約能耗、降低處理成本，提高經濟效益； 1.1.4編制依據 a) 國家計委推薦使用的投資項目可行性研究編制指南 b) 國 家發展改革委、建設部頒發的建設項目經濟評價方法與參數（第三版）； c) 國家和地方制訂的有關法規、規范和標準； d)相關專業設計規范及生產技術要求； e)湖南省咨詢中心與 某某氮肥廠 簽訂的咨詢合同； f)項目運作方案及項目單位提供的相關技術基礎資料。 1.1.5項目提出的理由與過程 由于歷史原因，土法上馬建廠，建廠時基本上未考慮環保問題，因此，環保治理欠賬太多，有些污染相當嚴重。并且韶氮的廢水排放口位于湘江的支流漣水河的上游，因此，如何治理韶氮的污染，減少污染物的排放總量，引起了韶氮全體干部職工的高度重視 ，也引起了市、縣環保部門的高度關注。近年來，因國家大力提倡發展循環經濟，節能減排，保護環境，國家對采用高新技術改造的單位，加大了優先貸款、低息、貸款甚至貼息貸款等方面的政府扶持力度。因此韶氮本著發展循環經濟、保護環境實現產品結構調整的宗旨，決定利用國家的扶持政策，改進生產工藝，以達到減少污染物排放，保護環境的目的。 - - 1.1.5項目建設的必要性 某某氮肥廠 每年向環境排放大量工業廢水和工業廢氣。不僅造成了資源能源的較大浪費，而且對周圍環境造成了較大的污染，同時也對企業的發展不利。國務院關于落實科學發展觀加強環 境保護的決定明確指出，要大力發展循環經濟，要按照減量化、再利用、資源化的原則，根據生態環境的要求，進行產品的設計與改造，促進循環經濟的發展。在生產環節，要嚴格排放強度準入，鼓勵節能降耗，實行清潔生產并依法強制審核。因此該企業進行節能減排技術改造完全必要。同時經過技術改造后該企業將具有參與市場競爭的強大優勢。 1.2項目概況 1.2.1項目地點 湘潭縣云湖橋鎮七里鋪。 1.2.2技改內容、規模 1.2.2.1技改內容 a)醇烴化工程 醇烴化工藝技術，就是設置一套甲醇合成裝置，將原料氣中的CO、 CO2和 H2反應，副產一定量的粗甲醇，而凈化氣 CO、 CO2降低到0.3 0.7%，再過醇烴化反應裝置，將 CO、 CO2降低到 10PPm以下，然后直接送入氨合成。 b)三水閉路循環工程 三水閉路循環工程主要為：一是將造氣洗氣水、脫硫工序除塵廢水經過沉淀，冷卻塔降溫、生物氧化后作為壓縮冷卻排管冷卻用- - 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冷卻塔降溫后，作為碳化塔水箱用水。三是該廠現有一臺 10T/h 蒸氣鍋爐，鍋爐煙氣除塵水經簡易沉淀后外排，排放量為 40m3/h。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，除塵廢水經處理后循環使用。 c)兩氣回收制熱工程 合成氨生產間歇制氣過程中，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 43.1%CH4及 7.2%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（在此前增設補燃裝置，原始升溫時使用），以穩定爐內溫度在 900 950oC，并通入造氣吹風氣，形成的高溫煙氣經蒸氣過熱器、余熱鍋 爐、水加熱器送入煙囪排放。燃燒爐采用矮方爐結構，爐內布設陶瓷填料的蓄熱床，利用爐內取熱，分步配風技術，使入爐吹風氣實現低溫、分步燃燒，所產熱量全部用于加熱水或蒸汽。 d)變壓吸附脫碳工程 變壓吸附脫碳工藝技術，是利用在一定的壓力下吸附劑選擇性吸附 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 0.2 0.4%的范圍。 - - e)煤氣脫硫制硫泥工程目前國內煤氣脫硫方法較多，但脫高硫均采用濕式氧化法。該廠現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。 1.2.2.2技改規模 年產 4萬噸合成氨。 1.2.3項目總投資 項目固定資產投資為 6117.98 萬元，其中：建筑工程費 (構筑物 )550萬元，設備購置費 3591萬元，安裝工程費 1224萬元，工程建設其他費用 299.8萬元，預備費 453.18萬元。 1.2.4主要技術經濟指標 各項主要技術經濟指標見表 1-1。 表 1-1 主要技術經濟指標一覽表 序 號 指標名稱 單 位 指標 備注 1 合成氨產品規模 t /a 40000 2 生產區用地面積 hm2 6.28 合 94.2畝 3 總建 筑面積 m2 16328.0 其中利用建筑面積 m2 170.0 4 建構筑物占地面積 m2 23110.4 其中利用構筑物占地 m2 580.0 5 建筑系數 % 36.80 6 綠地率 % 20.00 - - 7 用電負荷 k-kW.h/a 43500 8 用水量 m3/d 0.8萬 9 勞動定員 人 380 10 固定資產投資 萬元 6117.98 11 技改前后對比 技改前煤耗 t 78000 技改后煤耗 t 73000 技改前廢水排放量 萬 t 380 技改后廢水排放量 萬 t 200 技改前廢氣排放量 萬 Nm3 1220 技改后廢氣排放量 萬 Nm3 1050 12 節能減排收入 萬元 675 正常年 13 利潤總額 萬元 301 正常年 14 項目投資回收期 年 13.74 15 財務內部收益率 % 4.86 - - 第二章 市場預測與產品規模 2.1 市場現狀 2.1.1供需現狀 2.1.1.1合成氨 合成氨是基礎化工原料，主要用于生產氨肥、復合肥的原料，氨作為工業原料可用于制藥、煉油、合成纖維、合成樹脂、含氮無機鹽、冷凍劑等。目前合成氨的生產規模主要集中在中國、俄羅斯、美國、印度等國，約占世界總產量的一半以上。我國合成氨的生產能力和產量已世界第一。 2007 年國內合成氨產量約為 5159 萬 t，2005-2007 年間年均增長 3.9%（各年產量如下表 2-1）， 1998-2007年合成氨產量年均增長率 5.63%。 表 2-1 2005-2007 年國內合成氨產量 年份 產量（萬 t） 2005 4596.25 2006 4936.81 2007 5159 年均增長 (%) 3.9 數據來源：中國統計年鑒 2007等。 農業對化肥的需求是合成氨工業發展的持久推動力。世界人口不斷增長給糧食供應帶來壓力，而施用化學肥料是農業增產的有效途徑。氨水（即氨的水溶液）和液氨本身就是一種 氮肥 ；農業上廣泛采用的 尿素 、 硝酸銨 、 硫酸銨 等固體氮肥，和磷酸銨、 硝酸磷肥- - 等 復合肥料 ，都是以合成氨加工生產為主。 我國是人口大國，糧食安全歷來是擺在我國人民面前的首要課題。要保證糧食安全，首先是要保證糧食生產能夠自給自足，而不能依靠進口。 2007年以來的全球糧食危機充分證明了這一點。而要保證糧食安全，在耕地資源有限的條件下，需要依靠提高單產來實現，施用化學肥料是提高單產 的重要手段。 據國家統計局統計， 2007 年我國耕地面積約 1.2 億 hm2，其中有效灌溉面積（指具有一定的水源，地塊比較平整，灌溉工程或設備已經配套，在一般年景下，當年能夠進行正常灌溉的耕地面積）57179.3千 hm2，有效灌溉面積比上年增加 1070千 hm2。 2005年，全國有效灌溉耕地化肥施用量 4766.2萬 t，其中氮肥2229.3 萬 t，復合肥 1303.2 萬 t（如下表），分別占全部化肥施用量的 46.7%和 27.3%，二者合計施用量為 3532.5 萬 t。同時可以發現，各用肥總量呈逐年增加的趨勢。氮肥施用量： 2005 年比 1980年增加了 1295.1萬 t，復合肥： 2005 年比 1980年增加了 1276萬 t。氮肥和復合肥施用總量的持續增長是國內合成氨工業規模不斷擴大的主要原因。 表 2-2 我國農田化肥施用量基本情況（ 1980-2005） 年 份 有效灌溉 面 積 (千 hm2) 化肥施用量 (萬 t) 氮 肥 復合肥 磷 肥 鉀 肥 - - 1980 44888.1 1269.4 934.2 27.2 273.3 34.6 1985 44035.9 1775.8 1204.9 179.6 310.9 80.4 1990 47403.1 2590.3 1638.4 341.6 462.4 147.9 1995 49281.2 3593.7 2021.9 670.8 632.4 268.5 2000 53820.3 4146.4 2161.5 917.9 690.5 376.5 2001 54249.4 4253.8 2164.1 983.7 705.7 399.6 2002 54354.8 4339.4 2157.3 1040.4 712.2 422.4 2003 54014.2 4411.6 2149.9 1109.8 713.9 438.0 2004 54478.4 4636.6 2221.9 1204.0 736.0 467.3 2005 55029.3 4766.2 2229.3 1303.2 743.8 489.5 2006 56109.3 2007 57179.3 數據來源：中國統計年鑒（ 2007）、中國統計公報 2006、 2007。 注：化肥施用量按折純量計算數量。復合肥按其所含主要成分折算折純量。 國外客戶對我國化肥的需求也是合成氨工業發展的重要動力。在我國各種肥料中，除鉀肥受資源量限制外為凈進口外，氮肥、復合肥、磷肥均為凈出口。 2007年，盡管國家采取了較為嚴厲的出口關稅政策，但受國際市場價格高漲因素影響，我國尿素出口量達到525.7 萬 t，比之前的最高年份 2004 年還增加了 33.3%，同比提高284.6%；氯化銨總出口量為 42.6萬 t，同比增加 193.8%；硫酸銨 出口量 105.2萬 t，同比增加 95.5%；磷酸二銨出口量 197.1 萬 t，同比增加 150.8%；磷酸一銨出口量 193.4 萬 t，同比增幅 307.2%；三- - 元復合肥的出口量 59.9萬 t，同比增幅為 207.2%。 2.1.1.2甲醇 甲醇是重要的基礎有機化工原料和優質燃料。主要應用于精細化工，塑料等領域，用來制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多種有機產品，也是農藥、醫藥的重要原料之一。甲醇在深加工后可作為一種新型清潔燃料，也加入汽油摻燒。目前，其作為清潔燃料也越來越受到重視。根據美國休斯敦石化咨詢公司發布的2006 年全球甲醇分析報告預測， 2006 年全球甲醇需求量為 3800 萬t 左右。在國內，因受國際石油價格高漲的影響，我國石油進口快速增長的壓力加大，為保障能源安全，國家提出了重點發展煤基醇醚燃料、甲醇制烯烴及煤制油的戰略設想，并已開始進行工程開發示范。在此背景下，我國十一五甲醇項目建設不斷加快，生產能力和產量增長迅速。 2007 年全國甲醇產量達到 1076.4 萬 t，是2004年的 2.44倍，比 2006年增長 41.9%； 2007年甲醇進口量 84.5萬 t，出口量 56.3 萬 t，表觀消費量 1104.6 萬 t，比 2006 年增 長41.95%，是歷年來增長最快的一年。 表 2-3 我國甲醇產量及消費量（ 2005-2007年） 單位：萬 t 分類 2005 2006 2007 產量 535.6 758.5 1076.4 表觀消費量 665.6 852.5 1104.6 - - 進口量 136 112.7 84.5 出口量 5.45 19.0 56.3 2.1.2 需求預測 2.1.2.1合成氨 未來我國合成氨主要仍應滿足于國內市場的化肥領域制造氮肥和復合肥的需要，因此氮肥和復合肥的產量基本決定了合成氨市場的前景。受資源約束，預 計化肥出口將受到更嚴厲的限制，加之國際化肥價格上漲引起的全球化肥生產增產，將逐步改變化肥的供需關系而引起國際化肥價格下跌，因此，化肥出口規模將會逐步縮小，氮肥和復合肥的產量規模主要還取決于國內農業用肥總量。這樣，可通過國內農業氮肥和復合肥施用量的變化來預測合成氨的需求量。但是，這并不包括合成氨作為化工工業原料而帶來的需求。 農業化肥施用總量取決于農田有效灌溉面積和單位面積耕地的施用量。 2007 年，我國農田有效灌溉面積 57179.3 千 hm2，比 2006年增加 1070 千 hm2。近三年農田有效灌溉面積持續增加，這 既是政府加強實施糧食安全戰略，加大農田基礎設施投入，使耕地可種植性不斷增強的結果，又是農業比較效益提高導致農民投入增加的結果。在 2008年上半年國務院審議并原則通過的全國土地利用總體規劃綱要（ 2006 2020 年）中，規劃從保障糧食安全、經濟安全和社會穩定出發，提出了堅守 18 億畝耕地紅線的目標，到 2010 年和 2020年，全國耕地保有量分別保持在 18 18億畝和 18 05億畝目標。這反映了政府對糧食安全的高度重視，因此，在政府財政實力進一步增強、支農政策進一步加強的具體措施下，未來我國有效- - 灌溉面積仍將會增 加。在本預測中，以年均增長 1000千 hm2預計至2015年的有效灌溉面積。 為保證糧食高產，未來仍需要向耕地持續投入大量化肥，但是，單位面積耕地化肥施用量的大小并非持續增加。濫施化肥不但不能有效增產反而會導致土壤理化性狀改變，造成嚴重的環境污染，促使施肥技術提高或用有機肥進行部分替代，因此，單位面積耕地化肥施用量存在一個施用上限，國際化肥安全施用上限為 225 kg/ hm2，我國早就超過了這一上限值，可見利用率很低，大部分化肥貢獻給了土壤和地下水，從而導致農產種植成本上升、品質下降、種地效益下降、環境污染等 負面 問題 的出現。從表 2-2各年數據分析， 1995年以來，每千公頃有效灌溉農田氮肥施用量在 396-410t 區間波動，中值約為 405t，可見單位面積耕地氮肥施用量基本穩定，如果農業施肥技術提高，或有機肥替代，該值可能進一步下降。而單位面積有效灌溉農田復合肥施用量則一直處于穩定增長的態勢， 1995-2005年間，年均增長 5.7%。 2003-2005年年均增長 4.8%，增長率有縮小趨勢。在本預測中，每千 hm2有效灌溉農田氮肥施用量取 405t，至2010 年，每千公頃有效灌溉農田復合肥施用量增長率取 4.2%，2010-2015，該值取 3.6%，基數取 2005年值，為 237t。 由此，估算至 2015年中的 2010年和 2015年氮肥和復合肥施用總量如下表。 表 2-4 2010年和 2015年我國氮肥和復合肥施用總量估計 分類 單位 2005 2010 2015 有效耕地面 千 hm2 55029. 60179 65179 - - 積 3 氮肥施用總量 萬 t 2229.3 2437.2 2639.7 復合肥施用總量 萬 t 1303.2 1751.2 2261.7 在我國，復合肥以 磷酸一銨 （有效成分 %： N-P2O5-K2O 為 12-60-0）和 磷酸二銨 （有效成分 %： N-P2O5-K2O 為 21-53-0）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協會氮肥生產技術經濟指標統計辦法（試行， 2007年 12月修訂）提供的參數，氨理論含氮量為 0.82245，由此計算 2010年和 2015年我國氮肥和復合肥所需合成氨量如下： 2010年化肥領域對合成氨需求量： 3598 萬 t。 2015年化肥領域對合成氨需求量： 4031 萬 t。 由于合成氨還用于其它非化肥領域，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域的用氨情況。 2.1.2.2甲醇 在化工 、醫藥等領域，發達國家的甲醇供需關系已較為穩定，燃料領域則還有很大的需求潛力，但規模不及化工、醫藥領域。在發展中國家，甲醇需求量則仍會快速增長。根據美國休斯敦石化咨詢公司發布的全球甲醇分析報告預測， 2006 2010年世界甲醇需求年均增長率為 3% 4.5%，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， 2006 2010 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)的驅動， 2010 2015世界甲醇需求年均增長率為 4.6% 5.0%，并預計 2010年世界甲醇產能將達到 6400萬 t， 2015年將達到 7200萬 t，生產能力大于市場需求，將加劇市場競爭。 國內的甲醇需求則會因化工、醫藥、能源等領域需求的持續增長保持增長勢頭，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。據王明亮（ 2007）在冶金煤氣制甲醇技術經濟分析報告中預測， 2010年國內甲醇需求量將為 1620萬 t，產量 1600萬 t，缺口約 20萬 t； 2015年需求量為 2500萬 t 3000萬 t，產量在 2500萬 t左右。 2.2建設規模 根據市場預測、當地資源條件和項目承辦單位實際情況 ，本項目技改規模為年產 4萬 t合成氨。 - - 第三章 廠址狀況 3.1廠址地點 本項目位于湘潭縣云湖橋鎮七里鋪。 3.2廠址地形地貌特征 廠區地勢北高南低，西南臨群英河；整個廠區已平整，自然坡度小于 1%。 3.3地質、地震條件 a)從現場踏勘及附近已建建筑物基礎資料來看，場地工程地質條件一般。 b)根據國家質量技術監督局 2001年 2 月發布的中國地震動參數區劃圖 (GB18306-2001)查得：該地區地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特性周期為 0.35S。 3.4氣象及水文資料 全年主導風向 NW 最大風速 15m/s 平均風速 2.5m/s 年平均氣溫 16.9 極端最高氣溫 38.4 極端最低氣溫 -12 年平均降水量 1410.8mm - - 一日最大降水量 147.9mm 年平均氣壓 100.79KPa 年平均日照時數 1610.5h 最大積雪深度 18cm 最大凍土深度 5cm 3.5氣候 屬亞熱帶季風濕潤氣 候區，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 39-40 ，年最低氣溫 -2-8 ，年平均氣溫 16.7-18.3 ，年平均降水量 1300mm，年平均日照1584-1885h。境內春季和夏季多東南風，盛夏多南風，秋冬季多西北風。 3.6占地情況 生產區總規劃用地 6.28hm2，折合 94.2畝。 3.7城鎮規劃和社會環境條件 因屬技改項目，不存在拆遷問題。 3.8交通運輸條件 公司南臨湘黔線，離云湖橋火車站僅 2.5km，北靠 G320國道、S208省道，距潭邵高速 5km，交通十分便利。 3.9公用設施依托條件 供水：生產用水是由韶山灌區直接輸送過來，能保障本項目的生產用水。 供電：由楠竹山變電站輸送過來的 35kv的專線。 排水：在廠區的西面不到 50m，有一條群英河，該群英河連接漣- - 水河，離廠區 1.5km。 - - 第四章 工藝技術方案 4.1概述 氮肥生產是高能耗的工業，其生產者成本主要取決于系統的能耗，系統能耗除了與采用的工藝有關外，在很大程度取決于二次能源的回收使用與減少廢物的產生量，因此節能減排是氮肥工業降低生產成本的重要措施。 氮肥生產系統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系。上一單元的產品或輸出，即為下一單元的原料或輸入，各個單元相互緊密聯系形成一個連續的生產過程。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： 4.1.1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 O2 CO2 402kJ 2C O2 2CO 237kJ 2CO O2 2CO2 569kJ C H2O CO H2 122.7kJ C 2H2O CO 2H2 80.4kJ 4.1.2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0.075mg/L，經過凈化、加壓后送入下一工段。 4.1.3變換 經過壓縮有一定壓力的半水煤氣先經過油水分離器，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生反應，生成二氧化碳，中變爐的爐體內有三層反應區，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，經過兩次變換的水煤氣成為合格的變換氣后，經熱水塔，冷卻塔之后送入下一工段進行后續處理。變換反應式如下： CO+H2O CO2+ H2 41.2kJ/mol 4.1.4脫碳 粗原料氣經 CO 變換以后，變換氣中除 H2外，還有 CO2、 CO 和CH4等組分，其中以 CO2含量最多。 CO2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碳酸氫銨，其反應式如下： CO2+NH4OH NH4HCO3 4.1.5氣體精制（銅洗） 經 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，規定 CO 和 CO2 總含量不得大于10cm3/m3(體積分數 )。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。 4.1.6合成 目前國內大多數中小氮肥企業均采用中壓法氨合成工藝，其合成壓力為 31.4MPa。合成塔的直徑一般為 800 1200mm。 將壓縮送來的合格精煉氣在適當的溫度、 壓力和觸媒存在的條件下合成為氨，所得氨氣經冷卻水及液氨冷卻，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在合成系統內循環合成。主要反應式為： N2 3H2 2NH3 4.2韶氮節能減排技改工程內容 4.2.1企業概況 某某氮肥廠 ，通過多次技術改造，目前已形成 4 萬 t/a 合成氨的規模。現有 5 臺 2400 造氣爐， 1 套 2200 脫硫系統， 1 套2800/2400變換系統， 1套 2800碳化系統， 1套 700 銅洗系統，- - 2 臺 4M20 壓縮機， 1 臺 4M36 壓縮機， 600 氨合成系統， 2 臺并聯一個 系統。 4.2.2技改前能耗 該企業造氣采用本地煤，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。氨合成因循環量不匹配，為控制塔內溫度，將合成循環氣中甲烷控制過高，致使合成系統壓力長期處于比較高的狀態下運行。因此合成氨兩煤消耗在2600-2700kg/tNH3，電耗在 1300-1400kwh/tNH3之間徘徊，與國內同行業先進水平比較：兩煤消耗在 1100kg/tNH3，電 耗在 1000 kwh/tNH3，相差較大。 該企業主要工業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。 4.2.3節能減排技改工程內容 該廠本次節能減排技改工程包括如下內容： 4.2.3.1醇烴化工程 醇烴化工藝技術，就是設置一套甲醇合成裝置，將原料氣中的CO、 CO2和 H2反應，副產一定量的粗甲醇，而凈化氣 CO、 CO2從 1.52.0%降低到 0.3 0.7%，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 , 4.2.3.2三水閉 路循環工程 - - 三水閉路循環工程主要為：一是將造氣洗氣水、脫硫工序清水除塵廢水經過沉淀，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涼水塔降溫后，作為碳化塔水箱用水。三是該廠設置有一臺 10T/h 蒸氣鍋爐，鍋爐煙氣除塵水經簡易沉淀后外排，經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，廢水做到循環使用。 4.2.3.3兩氣回收制熱工程 合成氨生產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 43.1%CH4及 7.2%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（在此前增設補燃裝置，原始升溫時使用），以穩定爐內溫度在 900 950oC，并通入造氣吹風氣，形成的高溫煙氣經蒸氣過熱器、余熱鍋爐、水加熱器送入煙囪排放。燃燒爐采用矮方爐結構，爐內布設陶瓷填料的蓄熱床，利用爐內取熱，分步配風技術，使入爐吹風氣實現低溫、分步燃燒，所產熱 量全部用于加熱水或蒸汽。 4.2.3.4變壓吸附脫碳工程 變壓吸附脫碳工藝技術，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 0.2 0.4%的范圍。 - - 4.2.3.5煤氣脫硫制硫泥工程 目前國內脫硫方法較多，但脫高硫均采用濕式氧化法。該廠現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。 4.3 工藝技術方案 4.3.1醇烴化 a)工藝流程見圖 4-1。 補氣油分 原料氣來自壓縮機 -31.4MPa 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 4-1 工藝流程示意圖 b)主要反應式 nCO2+(3n+1)H2 CnH(2n+2)+2nH2O c)工藝設備 見表 4-1。 表 4-1 醇烴化設備一鑒表 序號 設備名稱 規格型號 數量 1 補氣油分 PN31.4 DN500 1 2 醇化塔 PN31.4 DN800 2 3 醇化塔前預熱器 PN31.4 DN500 F=160m2 2 4 醇化水冷器 PN31.4 F=140m2 2 5 醇分離器 PN31.4 DN600 2 6 烴化塔 PN31.4 DN800 1 7 烴化塔前預熱器 PN31.4 DN600 F=160m2 1 8 烴化水冷器 PN31.4 F=112m2 1 9 氨冷器 PN31.4 F=85m2 1 10 烴分離器 PN31.4 DN600 1 - - 11 循環機 PN31.4 6m3/min 1 12 循環機 PN31.4 1.9m3/min 1 d)工程投資 工程總投資約 2350 萬元 4.3.2三水閉路循環 4.3.2.1造氣、脫硫廢水 a)設計方案 (要點 ) 1)本項目造氣 、脫硫工序煤氣除塵廢水產生量為約 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，采用常規設計的沉淀池占地面積較大，需停留 1.5 2.0 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。該設備具有占地面積小、水質處理好及施工方便等優點。 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 8.4m 8.4m，塔的總投資需 90萬元，占地面積也大。故本方案采用特制的高溫無底盤的玻璃鋼冷卻塔，單塔平面尺寸只有 6.48m 6.48m，總投資為 36.4 萬元，較鋼筋混凝土冷卻塔節省投資 54.0萬元。 平流式沉淀池采用泵吸式行車吸泥機排淤泥至濃縮池，澄清器污泥則利用位差直接將泥漿送到濃縮池。 - - 在塔式生物濾池生產性處理規模上考察了造氣含酚氰廢水在掛膜前后的處理效果。比較結果表明，未掛膜時酚、氰化物的平均處理率僅為 79.29，掛膜后的處理率平均為 95.26，處理后的廢水全部回用于生產，減少了酚、氰化物的排放量，防止了造氣、脫硫廢水對環境的污染。 經同類工程運轉證明：生物脫酚、氰效率可達 8596%，處理后廢水含氰化物小于 0.5mg /l，濁度 20mg/l，水溫 25oC。 b)工藝流程 工藝流程見圖 4-2。 圖 4-2 造氣、脫硫廢水處理及循環工藝流程圖 造氣脫硫 平流式沉淀池 熱水泵 冷水泵 生物濾池 冷卻塔 澄清器 吸泥機 污泥濃縮池 熱污水 加藥 污泥 - - c)主要設備見表 4-2。 表 4-2 主要設備表 d)工程投資 工程總投資約 1260 萬元 4.3.2.2吸氨、變換廢水 序號 設備名稱 規格型號 數量（臺） 1 泵吸式行車吸泥機、 1 2 平流式沉淀池 1 3 澄清器 24X12 x1.5 1 4 玻璃鋼冷卻塔 500m3 h、風量 64 萬 m3 h 1 5 熱、冷水泵 Q=500m3/h、 H=28m、 4（二開二備） 6 生物濾池 Q=500m3/h、 1 - - 該廠碳化工段碳化塔水箱用冷卻水，取自一次供水。經碳化工段使用后出水再作吸 氨、變換排管冷卻用水（外冷卻）。水質基本保持原水性質，但水溫略有升高，一般為 35oC左右。該股清下水長期直排，浪費了水資源，增加了生產成本。本次技改擬將該股清下水經水質穩定處理后循環使用。 a)處理工藝 處理工藝流程見圖 4-3。 圖 4-3 吸氨、變換廢水處理及循環工藝流程圖 b)主要設備見表 4-3。 表 4-3 主要設備表 序號 設備名稱 規格型號 數量（臺） 1 收集池 容積 150m3 1 2 玻璃鋼冷卻塔 150m3 h、風量 19 萬m3 h 1 3 清水池 容積 150m3 1 4 冷水泵 Q150m3/h、 H28m 2（一開一吸氨、變換排管排水 收集池 冷卻塔 清水池 至碳化水箱 熱水泵 冷水泵 藻類抑制劑 排濁水 補充水 - - 備） 5 熱水泵 Q150m3/h、 H28m 2（一開一備） 6 投藥裝置 1 套 c)工程投資 本工程總投資為 280萬元。 4.3.2.3鍋爐除塵脫硫廢水循環 濕式脫硫是化學法脫硫，煙氣中含有的 SO2 與堿性循環水相互接觸混合發生化學反應。使煙氣中的 SO2 與循環水中的堿性物質進行中和反應，生成亞硫酸鹽或少量硫酸鹽，這樣 SO2 就從煙氣中脫出以鹽的形式進入循環水中，達到脫硫目的，使煙氣得到凈化。常用的堿性物質有：石灰 (氧化鈣，消化后為氫氧化鈣 )、氨水 (氫氧化銨 )、氫氧化鈉及工廠中的堿性廢水等。 本工程采用旋流板脫硫除塵塔進行煙氣除塵脫硫，脫硫劑為石灰。脫硫液處理后循環使用。 a) 工藝流程見圖 4-4。 - - 圖 4-4 鍋爐除塵脫硫廢水處理及循環工藝流程圖 b)主要設備 主要設備見表 4-4。 表 4-4 主要設備表 序號 設備名稱 規格型號 數量（臺） 1 循環清水池 容積 60m3 1 - - 2 沉淀池 容積 60m3 1 3