PAGE146年產200KT硫酸項目可行性研究報告第一章總論1.1概述1.1.1項目名稱、主辦單位名稱、企業性質及法人項目名稱：****公司一期20萬噸/年硫鐵礦制酸廢渣回收利用及廢熱發電項目主辦單位：****公司建設規模：20萬噸/年硫鐵礦制酸廢渣回收利用及廢熱發電建設地點：**省**市**縣**生態化工集中區企業性質：民營企業法人代表：公司企業概況：****科技化工有限公司是一家涉及礦山開發、建筑材料、工礦產品、日化生產、餐飲等方面的實業股份有限公司，公司擁有一支科研開發的技術隊伍，在同**理工大學、**省化工科學研究院、南昌大學等院校和有關科研機構的合作的同時為院校師生提供研究和實習崗位、使公司技術隊伍也不斷壯大,在政府部門和有關單位享有良好信譽，連續幾年被評為誠信企業單位。****科技化工有限公司在安徽投資設立宣城市**化工有限公司，公司現有年產7萬噸硫鐵礦制酸廢渣回收利用及廢熱發電項目，投資達8000萬元，年產值1億元。****科技化工有限公司于2009年與常州長宏房地產開發有限公司投資成立常州市神劍化工有限公司，年產12萬噸硫鐵礦制硫廢渣回收利用及廢熱發電項目項目已投產。目前總投資達1億元，年產值1.6億元。****投資永樂匯餐飲管理有限公司，主營澳門豆撈，酒店產業，總投資5000萬元。****科技化工有限公司在******縣自有硫鐵礦山，探明儲量400萬噸，現年開采量達15萬噸/年，目前在****已購入硫鐵礦山，探明儲量在300萬噸。預計年開采量在40萬噸/年。且與**有色金屬公司一直保持長期友好的合作關系，年合同采購量在15萬噸/年，定期采購硫精砂，為企業的發展壯大提供穩定的發展基礎。企業科技簡介****科技化工有限公司主攻硫礦石的燒結研究及系列產品的開發，公司擁有一批高技術的科技研發人員，這批科技人員在國家推行的節約能源減少污染排放精神指導下,現在硫鐵礦的燒結工藝研究方面已經取得重大成果，同時在硫酸生產線的工藝上也有所創新****科技化工有限公司研發的成果通過在宣城市**化工有限公司幾年來的生產實踐證明是成功的,在生產過程中又取得了豐富的經驗，新工藝已實現硫酸生產線在生產硫酸的同時產出60%以上的鐵精球,實現了廢渣轉化為資源產品。在硫酸生產線的工藝上進行了調整和改造，將生產線上所產生的廢水回用,工藝污水基本不外排,在減少污染排放方面取得了滿意的效果,硫酸生產線產生的余熱已采用余熱發電項目配套成功運行。在節約能源方面取得了可喜的成績,項目主要生產原料為硫精砂或硫鐵硫礦，原來為銅礦鉛礦等生產的廢料，長期堆放不僅占用土地資源而且污染大氣環境和地下水。硫鐵礦利用制酸生產以后的廢料硫酸渣，已研發為資源新產品，含鐵品位在60%以上，可直接用煉鋼原料。硫精砂自身產生的大量的熱能進行余熱發電，再利用余熱發電后的蒸汽作為生產鈦白粉、磷肥或園區其它企業的生產能源，基本上做到了資源的高效利用和循環利用。使過去的污染環境并且經濟價值不高的硫精砂“吃干榨盡、變廢為寶”。1.1.2可行性研究報告編制的依據和原則編制依據（1）《化工建設項目可行性研究報告內容和深度的規定》(修訂本)，原化學工業部化計發〔1997〕426號文。（2）****科技化工有限公司與**省化學工業設計院簽定的關于“20萬噸/年硫酸及廢熱發電項目可行性研究合同”。（3）****科技化工有限公司提供的相關設計條件。編制原則本可研報告的編制將遵循下述原則：（1）力求全面、客觀地反映情況本報告是供項目法人和領導機關決策、審批使用，因此在編制過程中按照國家、行業和地區的發展規劃，以及國家的產業政策、技術政策的要求，對本項目的建設條件、技術路線、經濟效益、工程建設、生產管理以及對環境的影響等各個方面，力求全面地、客觀地反映實際情況，多方面的分析對比，為項目法人和領導機關決策提供依據。（2）采用先進適用的技術本項目20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，其規模屬國內大型硫鐵礦制酸裝置，因此，生產裝置及配套的公用工程、輔助設施，都要充分注意技術的先進性。技術的先進性不但體現在工藝流程、技術裝備和控制水平上，而且同樣體現在環境保護和工業衛生等各個方面。在注意技術先進性的同時，還要充分注意技術的適用性。即根據我國目前的經濟能力、配套能力和管理水平等國情，選取適用的先進技術。（3）要以經濟效益為中心經濟效益是企業生存的命脈。因此，本報告編制過程中要特別注意合理布局、節省投資、選用先進適用可靠的技術，降低消耗定額和減少定員以提高企業的經濟效益。（4）在可靠的前提下，全部采用國產化技術裝備,近年來我國在多套硫鐵礦制酸裝置的設計、建設和生產過程中，積累了豐富的技術和經驗。因此，本項目在技術上先進可靠的前提下，采用國產化技術裝備，有利于降低項目投資，也有利于促進國內硫酸工業的發展。（5）為節約能源，提高熱能利用率，充分回收硫酸生產中的高、中溫位熱能，產生中壓蒸汽送發電裝置用于發電。備壓式汽輪機發電后的低壓蒸汽供生產裝置和廢熱鍋爐除氧用汽。（6）遵循持續發展的戰略觀念，嚴格執行環境保護法規、安全和工業衛生法規，控制對環境的污染，建設清潔生產裝置。1.1.3 項目提出的背景****科技化工有限公司近幾年先后在**、安徽省宣城市和江蘇常州市投資建設了**化工和神劍化工,深入化工研發生產，公司的高速發展得益本公司科技研發取得的成果，公司科技研發目前進入模擬生產試驗的項目有“硫精砂快速循環流態化焙燒技術”,“礦材單項材料品種分離技術”等項目還有一批正處在研發中的科技項目和硫酸配套發展產業的相關項目。通過對這些關健課題的研發，進行資源的綜合利用，打通循環經濟技術瓶頸，構建循環經濟產業鏈。作為一個生產傳統產業的新企業，鐵鑫公司一方面借助外力加強科研開放，另一方面特別重視自身科技隊伍的培養和發展。目的只有一個：提升企業核心競爭力，促進企業可持續發展。核心內容一個方面就硫精砂焙燒方法的改進，第二個課題就是硫酸燒渣的鐵品位提高，并且綜合回收硫酸燒渣里面的金、銀、銅。發展硫酸下游產業如鈦白粉、碳酸二甲酯聯產丙二醇等。構筑一個成熟的循環閉合式產業鏈。制定獨特的發展低碳循環經濟評價指標體系。在體系中，不僅有資源生產率、資源消耗降低率、資源綜合利用率等資源節約類指標，而且有污染物排放降低率、生態修復率等節能減排和生態指標，還有增加就業崗位、職工人均工資、銷售收入及利稅等經濟和社會效益指標。****科技化工有限公司未來發展規劃一是：堅持以科學發展觀為指導，積極轉變經濟發展方式，優化產業結構，推動產業升級，提高相關領域的自主創新能力，高效利用硫精砂，提高硫鐵資源綜合利用率，掌握復雜硫精砂處理技術，優化升級循環閉合式產業鏈。二是：不斷加快化工產業的技術創新步伐，與**省化工科學研究院及各大院校強強合作，以產學研平臺為載體，進一步加強自主創新能力建設，加大循環經濟關鍵鏈接技術攻關，重點發展高科技含量、高附加值、高效益、低消耗、低污染的優勢產品，提升化工產業的技術水平和集約程度，促使化工產業向精細化、功能化、專用化方向發展。三是：深入發展循環化工產業鏈。進一步完善化工產業循環圈，以資源綜合利用、能源梯級利用和清潔生產為基本特征，從源頭進行生態化設計，通過產業鏈的合理配置及有機銜接，促進工藝流程的橫向耦合和縱向延伸。因此，根據市場情況的變化，為了確保企業的目前的硫酸需求和將來的發展，保證公司的經濟效益，公司決定建設一期建設20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，并預留一套20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置場地。1.1.4投資的必要性及其意義1、企業自身快速發展的要求：進入21世紀后，企業堅持以科學發展觀為指導，積極轉變經濟發展方式，優化產業結構，推動產業升級，提高相關領域的自主創新能力，高效利用硫精砂，提高硫鐵資源綜合利用率，掌握復雜硫精砂處理技術，優化升級循環閉合式產業鏈。2、科技成果向生產力轉化的要求：近幾年來，公司在技術研發上投入大筆資金并取得了一定成績，推動了公司自主創新能力的和產業技術水平的提高，但是隨著我國倡導低碳生活和發展低碳環保經濟的要求，公司領導越來越意識到單純依靠擴大投資，過度消耗資源的企業發展之路已經行不通了，只有結合發展戰略，針對發展中面臨的關鍵技術難題，組織力量開展科技攻關，開發具有先進水平的新技術、新產品、新裝備和新工藝，提升產品質量功能和產業的層次，擴大產能，按照國家節能減排的要求，加大循環經濟關鍵鏈接技術攻關，重點發展高科技含量、高附加值、高效益、低消耗、低污染的優勢產品，提升化工產業的技術水平和集約程度，促使化工產業向精細化、功能化、專用化方向發展。3、是**縣化工園區的需要：本項目投產后將解決園區基礎化工超市三酸兩堿缺少硫酸的現狀，對其它企業降低生產成本將起到積極的作用。4、本項目投產后將為園區其它企業提供余電及蒸氣資源，項目建成后，除工廠自用外，將向園區企業提供多余低壓蒸汽量達到20.4萬噸/年。可節約標準煤2萬噸/年，相當于減少CO2排放5萬噸/年。并可向園區并網提供余電。5、此項目在制硫酸過程中，以硫精砂或硫鐵礦作為焙燒制酸的原料，不用煤，在生產成本大大降低的同時，也解決了尾礦污染和堆放問題。硫精砂在焙燒爐中焙燒后產生的煙氣經凈化后用于制酸，燒渣輸送到鐵砂生產裝置，產生鐵精砂經配比成團，而含硫尾氣經脫硫裝置回收后，再返回硫酸裝置制酸。焙燒過程中的余熱用于發電及生產蒸汽，滿足園區其它項目的電力和供熱需求。本項目實現低碳轉型,促進節能減排.按照傳統觀點看,硫酸和鐵精砂是高耗能項目。但本項目硫酸生產過程中產生的廢熱蒸汽用業發電保障項目運行，發電后的低壓蒸汽再為園區及周邊企業供熱。硫酸廢渣經工藝創新成為鐵精砂，已是資源利用的新產品，可直接作為煉鋼的原料，是完全循環經濟產業鏈項目。對企業自身發展及工業園區將是雙贏的舉措。1.1.5可行性研究的范圍本項目建設一套20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置。研究范圍包括：1）主要生產設施：固體原料的貯存、成品礦的制備、硫鐵礦焙燒（含燒渣的收集和輸送）、爐氣凈化、二氧化硫的轉化、空氣干燥及三氧化硫的吸收、成品硫酸貯存及運輸。2）輔助生產設施和公用工程設施：總圖運輸、廢熱回收系統、廢熱發電、熱電聯產、界區內供排水管網及循環水站、變配電所、界區內供電外線及道路照明、裝置電信、車間綜合樓（含控制室、化驗室和辦公室）、維修廠房等。本可行性研究探求硫酸裝置技術和設備的先進性、可靠性和適用性以及經濟上的合理性，并作出評價。1.2研究的簡要結論1.2.1研究的簡要結論（1）本項目新建20萬噸/年硫酸項目，產品方案符合國家行業發展規劃和投資政策。（2）本項目所需原料硫精礦由公司自有礦山開采，能夠保證原料供應。（3）硫鐵礦利用制酸生產以后的廢料硫酸渣，已研發為資源新產品，含鐵品位在60%以上，可直接用煉鋼原料。（4）硫鐵礦制酸裝置采用的工藝技術先進、成熟、可靠、適用，全部采用國產化技術和設備。（5）廢熱回收利用率高，充分利用燃燒硫鐵礦及轉化過程中產生的高、中溫位熱能副產中壓蒸汽送發電裝置用于發電。可降低本公司自身的電耗成本。同時合理利用能源，余量可向園區供電。除去抽走的外用的蒸汽量外，裝置每年正常發電量還可達1494×104千瓦時,屬國家支持的節能項目（6）工藝采用“3+2”二轉二吸新工藝，主要技術指標達到國內先進水平，效率高，污染低。二氧化硫轉化率為99.86%，污酸處理合格率100%，廢水達標排放率100%。硫酸系統總轉化率達99.86%，硫酸沸騰爐床層處理能力達到12噸干礦/平方米.天。 （7）項目報批總投資12135.00萬元，項目總投資13733.00萬元。生產年平均營業收入20900.70萬元，生產年平均利潤總額3362.50萬元，生產年平均稅費總額2038.33萬元（其中應交增值稅1088.83萬元），生產年平均凈利潤2521.87萬元。平均總投資收益率24.98%，平均資本金凈利潤率為25.91%。項目投資稅后財務內部收益率23.96%，項目投資稅后投資回收期4.99年。項目資本金財務內部收益率25.82%。借款償還期2.71年（含建設期）。項目平均盈虧平衡點44.76%。因此，本項目可行性研究認為，****科技化工有限公司建設20萬噸/年硫鐵礦制酸項目在技術上和經濟上都是可行的，效益明顯。1.2.2主要技術經濟指標主要技術經濟指標表序號項目名稱單位數量備注一、生產規模與產品方案1.生產規模硫酸（以100%H2SO4計）萬噸/年202.產品方案1）主產品：98%工業硫酸萬噸/年20.412）副產品：電千瓦/每年1494×104供熱兆焦/每年59×104硫鐵礦渣萬噸/年16.1干基二、年操作時間小時8000三、主要原材料、燃料用量1硫精礦（含硫33.39%）萬噸/年25.24干基2催化劑立方米/年363輕柴油噸/年40四、公用動力消耗量1.供 水平均用水量立方米/小時1322.供 電需要容量千瓦4364年耗電量萬度2200五、三廢排放量1.廢氣立方米/小時(標態)61243SO2含量：380mg/Nm32.廢渣(廢物利用)萬噸/年16.1酸泥公斤/天300中和后進入礦渣3污水稀硫酸噸/小時2.5中和后排放六、運輸量萬噸/年63.76運進萬噸/年27.25(濕基)運出萬噸/年36.51七、定員人200其中：生產工人人125管理、銷售與技術人員人25八、廠區占地面積畝80九、項目總投資萬元13733.00其中:建設投資萬元11322.00建設期貸款利息萬元128.00流動資金萬元2283.00十年平均銷售收入萬元20900.70十一年平均總成本萬元17429.32十二年平均利潤總額萬元3362.50十三年平均銷售稅金及附加萬元108.88十四企業財務評價指標1.年平均總投資收益率%24.752.年平均資本金凈利潤率%25.913.所得稅前內部收益率%30.754.所得稅后內部收益率%23.965.所得稅前投資回收期年4.29包括建設期6.所得稅后投資回收期年4.99包括建設期7.所得稅前財務凈現值萬元10995.96基準收益率取12％8.所得稅后財務凈現值萬元6802.29基準收益率取12％9.盈虧平衡點%44.7610.資本金內部收益率%25.82

第二章市場預測2.1 國內、外市場情況預測2.1.1產品現狀及用途硫酸是重要的基本化工原料，是世界上生產量最大的化工產品。硫酸作為基本化工原料之一，廣泛應用于各行各業。主要用于磷肥、復肥行業，占硫酸總需求量的70%以上。其次用于有色冶煉、石油化工、紡織印染、國防軍工以及農藥、醫藥、制革、煉焦、鋼鐵等工業部門，用途極為廣泛。■為農業生產服務◆用于肥料的生產硫酸銨（俗稱硫銨或肥田粉）和過磷酸鈣（俗稱過磷酸石灰或普鈣）這兩種化肥的生產都要消耗大量的硫酸。2nh3+h2so4====(nh4)2so4每生產一噸硫酸銨，就要消耗硫酸（折合成100%計算）760kg，每生產一噸過磷酸鈣，就要消耗硫酸360kg。◆用于農藥的生產許多農藥都要以硫酸為原料如硫酸銅、硫酸鋅可作植物的殺菌劑，硫酸鉈可作殺鼠劑，硫酸亞鐵、硫酸銅可作除莠劑。最普通的殺蟲劑，如1059乳劑(45%)和1605乳劑(45%)的生產都需用硫酸。■為工業生產服務◆用于冶金工業和金屬加工在冶金工業部門，特別是有色金屬的生產過程需要使用硫酸。例如用電解法精煉銅、鋅、鎘、鎳時，電解液就需要使用硫酸，某些貴金屬的精煉，也需要硫酸來溶解去夾雜的其他金屬。在黑色冶金企業部門里，需要酸洗的鋼材一般約占鋼總產量的5%～6%，而每噸鋼材的酸洗，約消費98%的硫酸30kg～50kg。◆用于石油工業汽油、潤滑油等石油產品的生產過程中，都需要濃硫酸精煉，以除去其中的含硫化合物和不飽和碳氫化合物。每噸原油精煉需要硫酸約24kg，每噸柴油精煉需要硫酸約31kg。石油工業所使用的活性白土的制備，也消耗不少硫酸。用于其他化工生產和其他工業部門許多化工生產都需要使用硫酸。例如，在濃縮硝酸中，以濃硫酸為脫水劑；氯堿工業中，以濃硫酸來干燥氯氣、氯化氫氣。此外煉焦化學工業（用硫酸來同焦爐氣中的氨起作用副產硫酸銨）、電鍍業、制革業、顏料工業、橡膠工業、造紙工業、油漆工業（有機溶劑的制備）、工業炸藥和鉛蓄電池制造業等等，都消耗相當數量的硫酸。■對解決人民“穿”與“用”等問題所起的作用◆用于化學纖維的生產為人民所熟悉的粘膠絲，它需要使用硫酸、硫酸鋅、硫酸鈉的混合液作為粘膠抽絲的凝固浴。每生產1t粘膠纖維，需要消耗硫酸1.2t～1.5t，每生產1t維尼龍短纖維，就要消耗98%硫酸230kg，每生產1t卡普綸單體，需要用1.6t20%發煙硫酸。此外，在尼龍、醋酸纖維、聚丙烯腈纖維等化學纖維生產中，也使用相當數量的硫酸。◆用于化學纖維以外的高分子化合物生產塑料等高分子化合物，在國民經濟中越來越占有重要的地位。每生產1t環氧樹脂，需用硫酸2.68t，號稱“塑料王”的聚四氟乙烯，每生產1t，需用硫酸1.32t；有機硅樹膠、硅油、丁苯橡膠及丁腈橡膠等的生產，也都要使用硫酸。◆用于染料工業幾乎沒有一種染料（或其中間體）的制備不需使用硫酸。偶氮染料中間體的制備需要進行磺化反應，苯胺染料中間體的制備需要進行硝化反應，兩者都需使用大量濃硫酸或發煙硫酸。所以有些染料廠就設有硫酸車間，以配合需要。◆用于日用品的生產生產合成洗滌劑需要用發煙硫酸和濃硫酸。塑料的增塑劑（如苯二甲酸酐和苯二甲酸酯）、賽璐珞制品所需的原料硝化棉，都需要硫酸來制備。玻璃紙、羊皮紙的制造，也需要使用硫酸。此外，紡織印染工業、搪瓷工業、小五金工業、肥皂工業、人造香料工業等生產部門，也都需要使用硫酸。◆用于制藥工業磺胺藥物的制備過程中的磺化反應，強力殺菌劑呋喃西林的制備過程中的硝化反應，都需用硫酸。此外，許多抗生素的制備，常用藥物如阿斯匹林、咖啡因、維生素b2、b12及維生素c、某些激素、異煙肼、紅汞、糖精等的制備，無不需用硫酸。■對鞏固國防方面所起的作用，某些國家硫酸工業的發展，曾經是和軍用炸藥的生產緊密連結在一起的。無論軍用炸藥（發射藥、爆炸藥）或工業炸藥，大都是以硝基化物或硝酸酯為其主要成分。主要的有硝化棉、三硝基甲苯(tnt)、硝化甘油、苦味酸等。雖然這些化合物的制備是依靠硝酸，但同時必須使用濃硫酸或發煙硫酸。■與原子能工業及火箭技術的關系原子反應堆用的核燃料的生產，反應堆用的鈦、鋁等合金材料的制備，以及用于制造火箭、超聲速噴氣飛機和人造衛星的材料的鈦合金，都和硫酸有直接或間接的關系。從硼砂制備硼烷的過程需要多量硫酸。硼烷的衍生物是最重要的一種高能燃料。硼烷又用做制備硼氫化鈾用來分離鈾235■農業土質方面在農業生產中，越來越多地采用硫酸改良高pH值的灰質土壤。過去20年來，尿素-硫酸肥料的產量大幅度提高并在美國西部諸州的土壤中廣泛施用。2.1.2周邊硫酸市場供需情況硫酸產品屬化學危險品范疇，近年來國家對生產、運輸及流通領域的各環節進行管制，考慮到運輸安全及成本的原因，不宜長途遠距離運輸，因而銷售半徑不大。本項目園區200公里范圍內硫酸用戶需求情況見下表：序號名稱年需求量（t）備注一、安徽香隅工業園1海峰藥業25002金鼎實業6003乙昊達化工5004龍華醫藥30005華孚纖維100006天孚化工130007其他400二周邊地區1****地區150002安徽舒美特化纖有限公司1200003**賽得利化纖有限公司50000**4安慶、望江、宿松等地500005安徽司爾特肥業1500006安徽錦洋氟化學1000007湖北祥云1000008**恒生化纖100000合計71.5萬由以上數據可以看出，本項目的建設能彌補園區周邊地區硫酸供應的空白，項目市場情況較好。2.2 產品價格分析由于對硫酸的需求量不斷增加，加上硫磺價格的上揚引起制酸成本的增加，硫酸價格近年一直穩步增長。預計在近幾年內，硫酸價格會有所波動，但可穩定在500元/噸以上。根據項目所在地周邊硫酸的市場發展情況，取硫酸出廠價500元/噸作為本項目經濟評價的價格基礎。與目前硫酸市場價格相比較，該價格定位是比較適中的。

第三章產品方案及生產規模3.1產品方案的選擇根據****科技化工有限公司市場銷售情況和發展規劃要求，確定硫酸裝置的產品為98%工業硫酸。3.2對建設規模的選擇建設規模的確定，要考慮到市場的需求、資金的籌措、企業經濟效益以及廠址的建設條件等諸多方面的因素。裝置的規模還要涉及技術來源、工程設計、設備制造、施工建設以及操作管理等工程技術因素。3.2.1技術能力（a）關于技術的來源在經過多套大型硫酸裝置設計的基礎上，通過不斷地消化和吸收國外的先進技術、完善及改進工藝、提高設備生產強度、改進設備結構及材質、采用國產優質催化劑，使大型硫酸裝置的技術與裝備接近國外水平。對于設計能力為年產20萬噸的硫鐵礦制酸裝置，工藝技術及裝備完全可以立足于國產化。（b）關于設備的設計、制造與供應，我國在大型硫酸設備設計上已具有牢固的基礎。主要設備的設計規模已超出本裝置需要規模。在制造規模上我國已成功建設了多套20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置，制造加工能力完全能夠滿足本裝置建設需要。這些大型化的經驗，為本項目的建設奠定了可靠的基礎。（c）關于關鍵設備的引進：從設備引進方面來看，基于我國目前材料生產和設備制造的能力，所有的裝備和材料均無需引進。（d）關于裝置的生產管理：我國已經建設了許多套大型硫酸生產裝置，通過多年的實踐，在生產操作和管理方面，我國也已經相當熟練地掌握了硫酸生產的工藝技術。國內類似裝置的成功運行，為本裝置的建設及生產管理提供了極為有利的條件。3.2.2資源可靠性目前本公司礦山的產能還達不到上大型硫酸裝置的產量要求，僅用本公司礦山選取的高含硫硫精砂還有一定的缺口，而在東至區域內及鄰近地區采購高含硫硫精砂，價格昂貴，品質得不到保障，所以從成本考慮，分期建設硫酸裝置較為合理。3.2.3資金可靠性從投資角度考慮，目前****科技化工有限公司還是一家新成立的公司，資金量還不足支持一次投資建設大項目的硫酸生產裝置。3.2.4市場可靠性產品市場、產品價格不可能取消波動。近年來東至地區周邊已有硫酸項目上馬，市場需要的缺口也在逐步縮小，建設大裝置風險大、靈活性小。根據價格走勢，如遇市場疲軟，再降低產能是必使產品成本提高。綜上所述，年產40萬噸硫酸工程，分為兩個系列分兩期建設，單列生產規模為年產硫酸20萬噸規模是可行的。3.3產品的品種、規格及質量指標本項目產品為98%工業硫酸，利用廢熱副產的中壓蒸汽（3.82MPa，450℃）全部送發電裝置用于發電。備壓式汽輪機發電后剩余低壓蒸汽（0.98Mpa、248/285℃）供全廠低壓用汽。項 目指 標H2SO4≥98%灰分≤0.03％Fe≤0.01%As≤0.005%透明度≥50mm色度≤2.0mlHg≤0.01%Pb≤0.02%

第四章工藝技術方案4.1工藝技術方案的選擇4.1.1原料路線的確定原則及依據硫酸的生產原料主要有硫磺、硫鐵礦、含SO2的冶煉煙氣、以及天然石膏、磷石膏。我國硫酸生產的原料構成，以2006年為例，硫鐵礦占31.6%，冶煉煙氣占23.1%，硫磺占44.3%，其他占1.3%。世界上硫酸生產原料主要以硫磺為主。由于硫鐵礦（包括有色金屬伴生副產的硫精礦）是我國的主要硫資源，我國的硫酸生產原料原來一直以硫鐵礦為主。1995年以后，由于國際市場上硫磺呈現供過于求的狀況，我國硫磺制酸迅速發展，我國硫酸生產的原料結構發生了很大的變化。硫鐵礦制酸比例逐年下降，由1995年的81.6%，下降到2006年的31.6%。2002年以來，受國際局勢影響，加上國內硫磺需求急劇上漲，造成國際市場硫磺供應偏緊，價格一路上揚。1995年，我國進口硫磺僅為16.8萬噸，2005年增加到831萬噸，占世界硫磺產量的19%。同2000年相比，年均遞增24.9%，平均每年增加約110萬噸。2006年進口硫磺進一步增加到881萬噸。進口硫磺主要用于硫酸生產，約占硫磺表觀消費量的80%以上。由于國際海運費仍在高價運行，加上硫磺價格堅挺，使我國硫磺到岸價一直居高不下，且呈上升態勢。國際硫磺價格的大幅度提高，對我國硫磺制酸產生了巨大的影響，同時由于硫鐵礦制酸成本相對較低，其競爭力又有很大提高。從合理利用資源和控制環境污染方面考慮，利用冶煉煙氣來生產硫酸是一條較合理的原料路線，但其必須依托于相關的有色冶金工業，受到有色冶煉規模的制約。公司的母公司****科技化工有限公司在******縣自有硫鐵礦山，探明儲量400萬噸，現年開采量達15萬噸/年，目前在****已購入硫鐵礦山，探明儲量在300萬噸。預計年開采量在40萬噸/年。且與**有色金屬公司一直保持長期友好的合作關系，年合同采購量在15萬噸/年，定期采購硫精砂。綜合以上分析，本項目采用硫鐵礦制酸的原料路線，所需原料硫精礦大部分來自有礦山，能夠保證原料供應。4.1.2國內外工藝技術概況目前世界硫酸生產技術基本上都是采用接觸法工藝，硫酸工業的技術和裝備水平已處在較高水準上。我國自改革開放以來，隨著幾套大型硫酸裝置的技術引進以及“八五”國家重大技術裝備的科技攻關，使得我國的硫酸工業技術和裝備水平都有了長足的發展，大型硫酸的國產化水平不斷提高，與國際先進水平的差距不斷縮小。主要表現在以下幾個方面：（1）生產裝置向大型化發展我國硫鐵礦制酸經歷幾十年的發展，已形成較大的總體規模。裝置規模從以小型為主發展為以大中型為主。據統計，現在年產8萬噸以上規模的生產能力占總生產能力的一半以上。由于單體設備生產效率不斷提高，為裝置的大型化創造了條件。目前世界硫磺制酸單系列最大生產能力已超過年產100萬噸規模。我國自八十年代以來，已相繼建成南化、**年產20萬噸硫鐵礦制酸裝置、云峰年產23萬噸硫鐵礦制酸裝置、大峪口年產56萬噸（兩系列）和黃麥嶺年產28萬噸硫鐵礦制酸裝置、甕福年產80萬噸（兩系列）和鹿寨年產40萬噸硫鐵礦制酸裝置。采用全國產化技術的30萬噸/年、40萬噸/年硫鐵礦制酸裝置也已投產運行。在硫磺制酸方面，以硫鐵礦制酸大型裝置設計、建設和運行經驗為基礎，多套自行設計的大型硫磺制酸裝置已相繼建成且已平穩運行，具有較高的國產化率。其中國內最大規模的80萬噸/年單系列硫磺制酸裝置也已順利投產兩年多。這些硫磺制酸裝置的設計和運行經驗，對大型硫鐵礦制酸裝置的建設具有很好的借鑒和促進作用。（2）提高總轉化率、嚴格控制尾氣中SO2排放量為了減輕尾氣對環境污染的影響，國內外普遍采用的兩轉兩吸制酸工藝，已將二氧化硫的轉化率提高到99.81%以上，放空尾氣中SO2含量降低到300ppm以下，采用含銫催化劑甚至還可以使二氧化硫的轉化率提高到99.99%、放空尾氣中的二氧化硫降低到100ppm以下。國內已有多套硫酸裝置的總轉化率達到99.75%以上的水平。（3）廢熱利用效率提高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，從而提高裝置的經濟效益。我國大中型硫鐵礦制酸裝置中硫鐵礦焙燒和轉化部分的高中溫位廢熱均已回收利用。吸收酸中的低溫位熱量的回收利用也已起步，用于加熱鍋爐給水、采暖以及加熱工業用水和生活用水。八十年代以來，不斷有進一步提高低溫位廢熱利用效率的新途徑出現，其中最具成效的當推美國孟山都環境化學公司開發的熱量回收系統HRS技術，利用吸收酸的低溫位熱量產生0.3~1.0MPa的低壓蒸汽，每噸酸可產低壓蒸汽0.4~0.6噸，從而使硫酸裝置的廢熱回收率從70％左右提高到90％以上。但由于投資高，國內僅兩家企業引進了這項技術。（4）技術和裝備水平不斷提高：我國硫鐵礦制酸已逐步形成自己的技術，這是我國硫酸工業的突出特點。80年代改革開放以來加快了與國外技術交流的步伐。通過引進主要的工藝技術、聯合設計、購買國外先進裝備，建成投產了一批年產量20萬噸到40萬噸、具有國際先進水平的硫鐵礦制酸裝置。通過消化吸收國外先進技術，也促進了我國硫鐵礦制酸裝置技術水平和裝備水平的提高，逐步縮小了與國外技術上的差距。在裝備方面，由于我國機械制造和材料行業的努力以及引進技術或合資辦廠，國內硫酸廠配套裝備制造水平有很大提高，形成了一批成熟的專業生產廠，產品質量和性能已逐步接近國外水平，而價格比國外低。例如，廢熱鍋爐、電除塵器、電除霧器、酸冷卻器、SO2鼓風機、立式濃酸泵、熱渣埋刮板輸送機、礦渣冷卻滾筒、耐酸瓷填料等。少數專用設備和材料，尚與國外先進水平有較大差距，例如高效纖維除霧器、特殊耐腐蝕合金以及高活性、高質量催化劑等。4.1.3工藝技術方案的比較及選擇理由工藝技術選擇原則一要充分體現和代表本行業的先進性、可靠性；二要降低工程投資，減少環境污染。工藝方案及選擇理由本裝置采用的工藝路線為：以固體硫精砂為原料，硫精砂焙燒采用沸騰焙燒，焙燒爐氣采用酸洗凈化，采用“3+2”兩轉兩吸工藝生產硫酸。設計中采用中壓鍋爐及省煤器回收焙燒和轉化工段的廢熱產生中壓過熱蒸汽用于發電。在工藝技術上，吸收已建及投產運行的多套大型硫鐵礦制酸和硫磺制酸裝置的成功經驗，在消化、吸收引進的國外先進技術的基礎上，盡可能采用穩妥可靠、先進適用、經濟合理的技術，以實現節能降耗，達產達標。本裝置工藝生產流程的特點具體體現在以下幾方面：（1）原料工段該項目的進廠原料硫精砂含水量為9%（設計原始條件），因其含水量不高，而工藝裝置對原料的水含量要求為8%，因此不需要另設干燥裝置，通過庫內的電動抓斗橋式起重機將堆存在硫精砂庫內的原料適當進行翻動、倒堆，加速原料水分的蒸發，從而滿足工藝生產要求。自然風干后的硫精砂（含水量≤8％）送入原料庫內成品礦庫區貯存。根據當地的自然條件和裝置布置要求，設置了面積100×100平方米的原料庫，其中50×100平方米為含水≤8%的成品礦庫，50×100平方米為含水≤9%的濕礦庫區，其總貯量可滿足硫酸一個月的生產需要。原料工段對環境的污染主要來源于揚塵，就此對含水≤8%的成品礦采取了全過程封閉輸送并在各落料點采取相應的防護措施。（2）硫鐵礦焙燒方案的選擇本項目20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置規模無論在國內還是在國外，均屬于大型裝置。通過消化吸收國外引進的技術，根據我國國情，結合我院的硫酸裝置設計經驗，從技術上來說，20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置是成熟的，國產化也是可行的。但是硫鐵礦制酸裝置，其事故發生頻率最高的是焙燒工段，其中沸騰爐加料系統、排渣系統以及廢熱鍋爐和電除塵器等設備的事故發生頻率最高。一旦這些系統或設備發生故障，常常引起整個裝置的停車。根據已投產裝置的運行情況，結合國內設備性能狀況，為了保證電除塵器長周期穩定運行，在廢熱鍋爐和電除塵器間增設旋風除塵器，以降低電除塵器工作負荷。因此，為了盡可能使工藝技術和設備制造立足國內，以減少裝置投資，推薦本項目為單系列的技術方案。焙燒工段主要流程均采用“沸騰爐－廢熱鍋爐－旋風除塵器－電除塵器”流程。（3）排渣粉體專業排渣工段的設計范圍從沸騰爐出料口、廢鍋出料口、旋風除塵器下螺旋輸送機出料口、電除塵器下埋刮板輸送機出料口至渣倉外運。它由礦渣塵冷卻、轉運、輸送等部分組成。本著流程簡潔可靠、布置緊湊、具有良好操作環境的原則，本設計采用浸沒式冷卻滾筒+水冷式熱料埋刮板+礦渣增濕器干法機械排渣流程。該方案的最大特點是：沸騰爐、廢鍋下高溫礦渣采用高效噴淋+浸沒冷卻方式即浸沒式冷卻滾筒，該設備的高溫段筒體截面較大，筒體噴淋+夾套式浸沒雙重冷卻，筒體的旋轉及滾筒內螺旋帶狀葉片使礦渣卷揚和推進，使高溫與筒體及氣流接觸表面增大、冷卻面積大、熱傳導比自然對流傳熱好，噴淋+浸沒雙重冷卻更使礦渣溫度遞降幅度增大。同時冷卻滾筒合理的長徑比、筒體轉速、噴淋+浸沒水量等，使物料在滿足工藝要求、輸送同時也取得較好的冷卻散熱效果。本排渣系統為機械化連續生產，機械化程度較高，操作方便，運行可靠。焙燒工段排渣系統的礦渣塵經礦渣增濕器降溫增濕后含塵氣體再經水膜除塵器凈化后，可以達到國家環保排放標準。為防止礦渣塵冷卻、輸送過程中粉塵飛揚，污染環境，礦渣增濕器之前冷卻、輸送設備均采用密閉設備，之后的輸送設備膠帶輸送機全程布置在封閉棧橋內。排渣系統生產用水大多用于循環冷卻，少量除塵用水送去污水處理站。（4）爐氣凈化工藝方案的選擇出焙燒工段的SO2爐氣濕法凈化主要有水洗凈化和酸洗凈化兩種方法。水洗凈化工藝流程較簡單，主裝置投資省，但需要排放大量酸性污水，硫利用率較低，為了不對環境造成污染，必須設置龐大的污水處理系統，并且需要消耗大量的水資源。在大型硫酸裝置中一般不采用水洗凈化流程。本項目采用增濕塔—冷卻塔—電除霧器的酸洗凈化工藝及稀酸冷卻流程。凈化為單系列，凈化工段設置4臺電除霧器，分兩組并聯。根據****科技化工有限公司硫精礦中砷、氟含量數據，確定凈化副產稀酸濃度為15%。排出的少量污酸泥，用石灰乳中和處理后送渣場堆存。（5）轉化工藝方案的選擇SO2的氧化反應是可逆反應，其轉變為SO3的轉化率高低直接影響到硫的利用率和對環境的危害程度。但一味的追求過高的轉化率，則需要花費較多的投資，直接影響的企業的經濟效益。本設計根據國家《硫酸工業污染物排放標準》GB26132-2010的要求2011年3月1日起，新建企業執行的大氣污染物排放限值“硫酸生產新裝置3SO2最高允許排放濃度為400mg/m”，確定本項目SO2轉化率為均299.86%，排放尾氣中SO2濃度為380mg/m3，低于國家允許的排放濃度。32為了保證確定的轉化率能常周期穩定的實現，本項目采用國產優質催化劑、“3＋2”兩次轉化工藝。（6）干吸工藝方案的選擇采用95%硫酸干燥，98%硫酸兩次吸收，三塔三槽，各自獨立的酸循環系統的成熟工藝。其中吸收采用的中高溫吸收工藝與常規吸收工藝相比，能有效減少酸霧的形成，降低尾氣中酸霧的危害，同時可以節省酸冷卻器換熱面積。采用陽極保護酸冷卻器或板式酸冷卻器，傳熱效率大為提高，占地面積也可大大減少。（7）成品工段成品酸的儲存考慮考慮一個月的儲存能力（3萬噸），因此需要設置6臺5000噸的硫酸儲罐（φ18000×10000V=2500m3）。（8）熱能利用系統內設置廢熱鍋爐、省煤器以回收高、中溫位熱能，產3.82MPa、450℃過熱蒸汽用備壓式汽輪機于發電，剩余低壓蒸汽工業利用。汽輪發電機組采用備壓式汽輪發電機組，發電電壓等級10.5kV。4.2工藝流程和消耗定額4.2.1工藝流程敘述本項目20萬噸/年硫酸裝置工藝部分主要由以下六個工段組成：原料工段、焙燒工段、凈化工段、轉化工段、干吸工段及成品工段。工藝流程詳見附圖，各工段工藝過程敘述如下：原料工段說明含水≤9%的硫精砂，由汽車外運至庫內濕礦庫區，利用庫內的電動抓斗橋式起重機不斷倒堆通過自然風干來達到工藝生產含水≤8%的要求，達到要求后的原料送往成品礦庫區貯存。成品礦庫區內的原料由電動抓斗橋式起重機抓取到成品礦斗中，經圓盤給料機、膠帶輸送機轉運至篩分廠房經振動篩進行篩分，篩上物多為碎石，由手推車承接并外運，篩下≤3mm的成品礦由膠帶輸送機輸送至焙燒工段，由配有電動卸料器的膠帶輸送機分別卸入工藝焙燒爐兩個加料貯斗中。為防止原料中的含鐵雜質混入打散機，膠帶輸送機上設有電磁除鐵器。焙燒工段（1）焙燒工藝由原料工段送入加料貯斗的的硫精礦通過加料皮帶及星型給料機分別送入沸騰爐的兩個加料口內，在沸騰爐內與來自空氣鼓風機的空氣混合沸騰焙燒。焙燒所產生的含SO2～12%、溫度～900℃的高溫煙氣，經廢熱鍋爐回收部分熱能溫度降至～350℃后，依次通過旋風除塵器和電除塵器，使爐氣中塵含量降至≤0.2g/Nm3進入凈化工段。本工段為單系列。（2）排渣工藝沸騰爐下來的熱渣進入浸沒式冷卻輸送滾筒一邊輸送一邊冷卻，熱渣被送至埋刮板輸送機。廢鍋出來的塵先進入埋刮板輸送機，并通過埋刮板輸送機轉運至冷卻輸送滾筒。電除塵器和旋風除塵器的塵直接進入埋刮板輸送機，埋刮板輸送機采用帶水夾套的熱料型埋刮板輸送機。通過埋刮板輸送機將渣塵送到冷卻增濕滾筒中進行冷卻增濕。冷卻增濕后的渣下到膠帶輸送機上，由其上的犁式卸料器將礦渣送到渣倉中。本設計中采用8個60立方米鋼制貯斗，礦渣由汽車運出。增濕過程中產生的蒸汽中所夾帶的塵由蒸汽洗滌器除去。凈化工段來自焙燒工段的溫度～330℃、含塵≤0.2g/Nm3的SO2爐氣進入增濕塔，增濕塔為空塔，塔內噴淋～15％的稀酸，使爐氣冷卻至～70℃進入冷卻塔。冷卻塔為填料塔，使用溫度為38℃、濃度為1～2％的稀酸洗滌冷卻。出冷卻塔的溫度降至40℃的爐氣依次進入第一級和第二級電除霧器除去酸霧及其它雜質，出口氣體酸霧含量≤0.005g/Nm3送入干吸工段。增濕塔采用絕熱蒸發冷卻，循環酸系統不設酸冷卻器。部分下塔酸經斜板沉降器除去礦塵后返回循環酸系統。凈化產生的濃度～15％的稀酸經脫吸塔脫吸后送污水處理站處理后達標排放。冷卻塔下塔酸溫度～57℃，經酸冷卻器冷卻至38℃后上塔噴淋。增多的循環酸串至增濕塔循環酸系統。凈化工段補充水由電除霧器集液槽加入。由于凈化工段為負壓操作，為防止氣體管道及設備抽壞，在第二級電除霧器后設置安全水封。干吸及成品工段干吸系統采用三塔三槽流程，即干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔獨立使用各自的循環槽。干燥系統采用95%硫酸干燥、吸收系統采用98%硫酸吸收。循環槽采用臥式槽。來自凈化工段的爐氣，經補充適量的空氣，Nm3進入SO2鼓風機。干燥塔內用濃度為95%的硫酸噴淋，干燥酸吸收進入的空氣中所含水分后自塔底排至循環槽，在槽內與從第一吸收塔串入的98%硫酸混合，以維持循環酸濃，再經干燥塔酸循環泵送出，經干燥塔酸冷卻器冷卻后進入干燥塔循環。增多的95%硫酸串入第一吸收塔循環槽中。由轉化器第三段出來的轉化氣經換熱冷卻后，進入第一吸收塔，塔頂用濃度為98%硫酸噴淋，吸收SO3后的酸自塔底流出進入一吸塔酸循環槽，出塔酸溫約為105℃，用工藝水調節循環槽濃度至98%，再由一吸塔循環酸泵送入一吸塔酸冷卻器，多余的98%硫酸作為產品酸產出。由轉化器第五段出來的轉化氣經換熱冷卻后，進入第二吸收塔，塔頂用濃度為98%硫酸噴淋，吸收SO3后的酸自塔底流出進入二吸塔酸循環槽，用工藝水調節循環槽濃度至98%，再由二吸塔循環酸泵送入二吸塔酸冷卻器，多余的98%硫酸串入一吸塔酸循環槽。干燥塔和吸收塔均為填料塔，干燥塔頂裝有金屬絲網除霧器，吸收塔裝有纖維除霧器。98%成品酸自一吸塔循環酸泵出口引出，經成品酸冷卻器冷卻至40℃，輸送到成品酸貯罐貯存，并由成品酸泵外送至老廠區或擬建用酸裝置的硫酸貯罐。開車用母酸由成品酸泵送入干吸工段酸循環槽。轉化工段干燥后的SO2氣體經SO2鼓風機加壓后，依次經第三換熱器殼程、第一換熱器殼程預熱至420℃進入轉化器第一段催化劑層進行轉化，經反應后，溫度升至約584℃通過第一換熱器管程進行熱交換。冷卻后的反應氣溫度降至460℃進入轉化器第二段催化劑層進行氧化反應，溫度升高至約515℃后，通過第二換熱器管程降溫至440℃，進入轉化器第三段催化劑層進行氧化反應，溫度升高到約460℃后，依次通過第三換熱器管程和省煤器，溫度降至約170℃，送至第一吸收塔。第一吸收塔內用98％濃硫酸吸收其中SO3，未被吸收的氣體通過塔頂的纖維除沫器，再依次經第五、第四、第二換熱器殼程換熱，氣體被加熱至430℃進入轉化器第四段催化劑層進行氧化反應。溫度升至約443℃通過第四換熱器管程，反應氣被降溫至420℃后進入轉化器第五段催化劑層進行氧化反應。溫度升至約422℃通過第五換熱器管程，反應氣被降溫至約165℃進入第二吸收塔，塔內用98％硫酸吸收爐氣中SO3后由尾氣煙囪放空。為了調節各段催化劑層氣體進口溫度，設置了必要的副線和閥門。為了開車時轉化系統升溫，設置了燒輕柴油的預熱爐和預熱器。

4.2.2 物料平衡20萬噸/年硫鐵礦制酸裝置物料平衡

單位：萬噸/年空氣：53.851萬噸/年其中：H2O:1.116萬噸/年硫精礦：27.58萬噸/年

焙燒工段

硫鐵礦灰，渣：16.1萬噸/年其中：S:6.795萬噸/年 其中：S:0.088萬噸/年H2O:1.720萬噸/年工藝水：1.559萬噸/年補充空氣：18.481萬噸/年其中：H2O:0.381萬噸/年

凈化工段

15%稀酸：1.992萬噸/年其中：S：0.098萬噸/年H2O：1.748萬噸/年工藝水：1.059萬噸/年 98%酸20.408萬噸/年干吸，轉化工段

其中：S:6.531萬噸/年H2O:4.082萬噸/年其他損失：0.091萬噸/年 尾氣：61.7600萬噸/年其中：S:0.001萬噸/年 其中：S:0.017萬噸/年H2O:0.005萬噸/年4.2.3原材料、輔助材料和燃料、動力消耗定額原材料、輔助材料規格1）根據業主提供的資料，固體硫精砂（干基）具體成分如下：名稱數據名稱數據Cu0.20%CuO0.0595%原生CuS0.107%次生CuS0.035%結合CuO0.0242%游離CuO0.0285%全硫34.347%有效硫33.385%全鐵31.328%Mo0.033%Au(g/T)0.77Ag(g/T)2.643As0.017%TiO20.359%SiO222.09%Al2O33.002%CaO1.56%MgO0.785%Pb0.0068%Zn0.0041%Cd0.00038F0.032%Bi0.0052%Sb0.0063%水分9%左右+200目12.20%＋275目15.15%＋325目35.14%－325目47.51%2）催化劑：國內采購3）輕柴油熱值：～465055kJ/kg裝置的生產能力和操作制度主產品：1）98％工業硫酸，裝置能力20萬噸/年（即600噸/天）。副產品：1）利用回收中壓過熱蒸汽（450℃，3.82MPa）28噸/小時，全部用來發電和供熱，年發電能力為1494×104kW。供熱約59×104MJ/年。2）硫鐵礦渣：16.1萬噸/年（干基）。產品規格1）產品規格：98％工業硫酸，質量符合國家標準GB/T534－2002一等品。2）副產品本項目所產3.82MPa，450℃中壓過熱蒸汽全部用來發電和供熱，電壓等級為10.5kV。原材料及動力消耗定額（以每噸100％H2SO4計）（含脫鹽水和循環水裝置）序號名稱規格單位消耗定額小時耗量年耗量備注1硫精礦S≥33.39%t1.0125.2520.2×104干基2催化劑l0.18／3.6×1043輕柴油kg0.6／4.0×104開車時用4電kW.h11027502200×1045直流水0.3MPam35.28132105.6×104包括循環水補充水副產1電kW.h7518661494×1042供熱MJ37559×1043礦渣t0.79220.1216.06×104干基4.3自控技術方案4.3.1概述硫酸生產主裝置分為原料工段、排渣工段、焙燒工段、凈化工段、轉化工段（包括預熱系統）、干吸工段、成品工段、余熱回收系統；公用工程包括循環水裝置、發電裝置、脫鹽水裝置等。根據儀表的發展現狀和現有同類裝置的控制水平，本設計制酸裝置和發電裝置分別采用一套分散型控制系統(DCS)，實現各重要參數的顯示、記錄、打印、累積、報警及調節。根據工藝操作需要，焙燒工段亦設置一個操作室，內設有遠距離終端，與制酸控制室內的DCS和發電控制室內的DCS通過通訊接口進行互相通訊，對主要參數進行顯示、記錄、累積、報警。在整個裝置中對不重要的或不需要經常監視的工藝參數采用就地儀表指示。電動機的控制：整個生產過程的主要電動設備的停可在現場或DCS中完成。電機的運行狀態和電動機的聯鎖功能也在DCS中完成。本項目共有過程檢測點約220多個，有20多個控制回路，包括復雜控制回路有鍋爐汽包液位三沖量調節一套。現場就地指示點100多個。4.3.2自控水平和主要控制方案硫鐵礦制酸的工藝，具有固體物料流程長，化學反應少的特點。生產的主要參數已集中檢測、控制，操作人員僅需巡視檢查設備的運行狀況。控制系統已實現了自動檢測、控制和輸出。確保產品質量的控制回路應含有硫鐵礦加料的配料，SO2轉化率控制，成品硫酸濃度監控，鍋爐汽包恒壓保證，成品罐裝等。根據當前國內生產工藝的水平，實現這些控制系統多數為單參數控制，以便減少流程的復雜性。轉化率的控制，目前的技術是通過多段轉化，轉化率已能夠達到99.815%以上。SO2含量的檢測是控制系統的關鍵。硫酸濃度控制，是通過干吸塔出口硫酸濃度的檢測，調整循環槽的補充水量。硫鐵礦原料的加料量控制，可以根據裝置的布置，輸送的距離，粉碎的細度要求，除塵設備的選擇等，設計得很復雜。鑒于控制系統是通過DCS系統來實現，省卻了繼電器，使得控制的穩定性和可靠性等大大提高。4.3.3儀表類型的確定制酸的生產原料、中間產品和成品，具有高溫、腐蝕等特性。高溫介質有焙燒后的轉化氣體，廢熱鍋爐流程上的過熱、飽和蒸汽等。腐蝕性介質主要有多種濃度的硫酸、堿(NaOH)、含鹽廢水等。儀表的防腐，根據不同的介質采取了不同的方法。具有導電性液體的流量測量，儀表本體使用防腐性襯里；腐蝕性介質的液位測量，使用聚四氟乙烯管的靜壓式液位計；腐蝕性較強的壓力測量，使用毛細管式遠傳型壓力變送器，隔離膜片使用哈式合金C或以上等級；能夠采用不銹鋼材料的接液部件，采用了硬度和穩定性更高等級的不銹鋼材料；等等。高溫型介質,儀表本體采用散熱型結構，測量管路上加裝冷凝容器，流量測量用分離式變送器，認真選擇墊片等，使用這些措施來解決高溫性介質的測量。3.43MPa，435℃的中溫、中壓蒸汽介質，儀表系統的防高溫采用了多種措施，如采用分體式儀表測量系統；測量管線絕熱保溫等。這些措施不僅解決了儀表系統的測量問題，而且解決了操作人員的防護問題。根據用戶所在地區的氣象條件，本設計考慮現場儀表不進行防凍保溫。針對以上介質和生產的特點，儀表設備的選型概述如下：1)硫酸裝置的環境腐蝕較為嚴重，故儀表選型首要考慮的是防腐蝕問題。集中測量儀表均為電動型。采用4--20mADC二線制變送器，并帶有現場指示儀表。2)大型設備(如SO2鼓風機等)成套供貨隨機所配儀表及控制裝置的主要參數均應能在DCS系統上進行顯示，以保證整個裝置控制系統的完整性。3)溫度儀表：根據工藝要求的不同，需要集中檢測的工藝參數的溫度傳感器主要使用RTD.Pt100熱電阻和K或E或B分度號的熱電偶。沸騰爐上的測量點由于溫度較高，熱電偶要帶高鉻鑄鐵套管，對于腐蝕性較強的介質，在溫度低于200℃的情況下，選用防腐型鉑熱電阻，就地指示的溫度選用抽芯式雙金屬溫度計。4)壓力儀表：就地壓力表一般為全不銹鋼壓力表;介質是氣體，壓力為微壓或負壓的壓力表選用膜片壓力表;有腐蝕性介質的場合，選用隔膜壓力表，隔膜材質為哈氏合金C。用于壓力集中顯示的一次儀表采用智能式電容式壓力或智能式差壓變送器，輸出信號為4~20mADC帶就地顯示表頭。5)流量儀表：中低壓飽和水蒸氣和中溫水的流量測量采用V型錐流量計，硫酸流量及大口徑水的流量測量選用電磁流量計，氣體流量的測量選用熱質式流量計，固體物料則選用振動式料位開關。6)液位儀表：塔的液位測量采用側裝式磁翻柱液位計，鍋爐汽包的液位測量采用智能差壓變送器，硫酸貯槽的液位測量選用雷達液位計。一般介質的液位測量選用側裝式磁翻柱液位計。7)分析儀表：酸濃檢測采用電導式酸濃分析儀，漏酸分析采用PH計、SO2鼓風機出口SO2的含量采用SO2分析儀，廢鍋出口氧氣含量的測量采用常量O2分析儀，以上在線分析儀表均為成套供貨，供應商提供全套的采樣和預處理裝置。與被測介質接觸的部分均為不銹鋼。8)調節閥：小口徑以單座閥為主，大口徑選用蝶閥。調節閥采用電動執行機構。根據工藝介質的不同狀態，使用不同的密封填料。閥體的材質一般為不銹鋼。用于腐蝕性介質的調節閥的材質選用特殊合金或采用聚四氟乙烯襯里。9）秤重儀表原料的輸送和配料，都需要皮帶秤。國內可供貨的電子皮帶秤很多，均能滿足生產的要求。10）集散控制系統DCS將提供對整個工藝過程的有效控制，系統結構上應使數據采集功能和控制功能分布在各個不同的模塊上，以有效地分散各種意外發生的危險。配置為：工程師站，操作站，輸入、輸出卡件（機柜），控制單元，通訊設備及其他附件，并在控制室中設有打印機。4.3.4儀表電源1)儀表電源：來自電氣專業，通過不間斷電源(UPS)提供儀表所需的220VAC電源，供控制系統、分析儀表及其它儀表用電設備使用，UPS由DCS供貨商配套供應，或由DCS制造廠提出技術要求，廠方另外采購。功率20KW，切換時間<2us。蓄電池后備供電時間按30分鐘考慮。2)電源質量電壓380VAC±10%，頻率50Hz±1Hz。4.3.5儀表用氣儀表供氣系統的負荷包括電氣閥門定位器、執行器等氣動閥門。由空壓站提供潔凈、干燥的儀表壓縮空氣。供氣系統氣源操作壓力下的露點，應比工作環境或歷史上當地年（季）極端最低溫度至少低10℃。儀表氣源吸入口位置，應避免吸入易燃、易爆、有毒及腐蝕性氣體（粉塵），工業粉塵和大氣灰塵也應避免吸入。用于儀表供氣的氣源，必須進行凈化處理，經凈化裝置，在過濾器出口處，要求儀表空氣塵粒徑不大于3um，含塵量應小于1mg/m3。在儀表氣源裝置設計中，選用無油潤滑式空壓機。氣源裝置送出的儀表空氣中，其油份含量應小于10mg/m3(8ppm(w))以下。當選用油潤滑式空壓機或者使用工藝壓縮空氣氣源做儀表氣源時，必須配高效除油器，將壓縮空氣中的油份含量控制在規定值以下，并配以相應的過濾、干燥裝置和備用儲罐。經初步估計本工程的壓縮空氣所需壓力為0.6～0.8MPa，用氣量200Nm3/h。4.3.6儀表維護本工程設置儀修間，增加部分儀表維護設備及4~6名維護人員。4.4主要設備選擇4.4.1概述本工程的設計，將在已設計投產的多套硫鐵礦制酸裝置的基礎上，吸收國內外硫鐵礦制酸的先進技術，立足于國產化，根據國內的制造條件和標準，進一步完善各項技術的論證，在穩妥可靠的前提下進行改進和提高，優化設備設計。4.4.2設計原則（1）工程設計應以設計合同為依據進行優化設計，技術上應穩妥、性能上應可靠、操作方便、投資節省。（2）設備設計條件在工藝數據表和結構簡圖已有明確規定的，必須以設計條件的內容為準。（3）容器及封頭的公稱直徑應盡量選用標準系列。（4）設備法蘭按設計條件選用靠近壓力等級或高一等級標準法蘭；無標準直接選用時，才允許進行設計；對既能選用板材也能使用鍛件加工時，優先選用板材加工。（5）設備上使用的人孔、手孔、檢查孔、吊耳、支座、視鏡等，應盡量按標準或選用標準圖；螺栓、螺母應按相應標準匹配使用，并盡量使用商品等級。4.4.3主要設備說明（1）沸騰爐對于硫鐵礦沸騰焙燒技術的開發和應用，國內已有幾十年的經驗，積累了大量的工業生產數據。特別是八十年代以后的幾套大型裝置，從國外引進了沸騰焙燒基礎設計，經過消化吸收，掌握和積累了國外先進的設計技術，在爐型結構、風帽花板和風帽材料、球拱拱頂、出氣口連接結構上均形成自己的特點，為國產化大型沸騰焙燒裝置的設計提供了可靠的保證。20萬噸/年硫酸裝置單系列焙燒工藝是成熟的。沸騰層內徑Φ8000mm，上部燃燒空間內徑12000mm，總高約22800mm。沸騰爐焙燒的硫鐵礦含有效硫約33.85%，含水約8%。為保證進料均勻，每臺沸騰爐設置兩個加料口。為保證礦料的充分焙燒和均勻沸騰，風帽應布置均勻，無死角，設計考慮采用正方形布置，爐壁附近處以同心圓補缺，設置風帽的花板結構則考慮采用矩形標準板和異形板組合而成。風帽是沸騰爐中的關鍵部件之一，為保證風帽具有較強的耐高溫、抗硫氧化物腐蝕的能力，采用低碳高鉻鑄鋼。風帽的開孔的孔徑與數量按計算所需氣速以保證沸騰層的沸騰均勻。爐殼由碳鋼板材卷制而成，內襯耐火磚和隔熱磚，鋼殼外部設有外保溫層。爐氣出口為長方形側向出口，出氣口直接與鍋爐進口連接，爐頂設放空口。沸騰層設有強制循環的冷卻管，通過循環水控制沸騰層溫度，同時回收熱量。在沸騰層上部設有開車用重油燒嘴，以及觀察爐內沸騰狀態的特殊結構的視鏡，擴大段設二次風入口。在沸騰層、擴大層和氣體出口設有數個測溫點，風室和氣體出口設有測壓點。（2）電除塵電除塵器是酸洗流程中的重要設備，其可靠性和運行的好壞，直接關系到整個生產裝置流程的通暢。多年來，在認真總結國內科研成果和合理吸收國外先進經驗的基礎上，國內在電除塵器研究、設計、制造、安裝、調試、開車和應用方面，做了大量工作，已積累豐富生產實踐經驗。電除塵器的主要結構為：具有3個由高壓直流電源獨立供電的串聯的電場。每個電場中有許多與氣體流動方向平行的板式收塵電極。收塵電極之間，懸掛等距分布的放電電極。電除塵器殼體為鋼板制作，外部保溫，保持殼體溫度高于氣體的露點溫度，以避免冷凝酸腐蝕。收塵電極和放電電極都會積灰，故都設有振打機構。被捕集的礦灰落入除塵器下方的灰斗，通過連續運轉的排灰拖鏈輸送機和回轉排灰閥排走。（3）增濕塔增濕塔是作為凈化工段第一級洗滌設備使用的，其工況條件的特點是溫度高、腐蝕性強、氣體帶塵較多，如采用填料塔有堵塞的危險，所以采用空塔結構。其優點是便于大型化、氣體壓降小、操作彈性大、性能穩定、可靠性較高，所以在大型裝置中廣泛采用。空塔外殼用鋼板卷制，內襯鉛（或丁基橡膠）作為隔離層，再內襯耐酸磚。由于原料中含氟較高，這些氟會帶到爐氣中對耐酸磚造成腐蝕，因此在耐酸磚外襯一層石墨磚加以防護。塔頂部布置有若干個稀酸噴頭，噴淋稀酸對爐氣進行洗滌以達到以及洗滌的目的。（4）冷卻塔冷卻塔為凈化工段第二級洗滌設備，采用整體玻璃鋼制作，噴淋酸由塔頂的玻璃鋼分酸器分布到填料上面。噴淋稀酸。由于爐氣中還可能含有氟，因此應選用耐氟玻璃鋼。填料高度一般為4~4.5m范圍內，一般采用聚丙烯制大尺寸（如φ76）的低阻力、抗污堵及具有自清洗性能的填料，如異鞍環、海爾環等。（5）干吸塔本項目干燥塔直徑為φ5200mm，一吸塔和二吸塔直徑為φ5000mm；干吸塔的主要結構基本上是相似的，塔體為立式圓筒形內襯耐酸磚，塔內填料支承既可采用瓷球拱支承結構，也可采用大跨度、大開孔率的高鋁瓷條梁，上部再鋪格柵磚。填料材質為耐酸瓷。填料上部設分酸裝置。設備上部殼體采用不銹鋼，設有除霧裝置，以收集氣體中的酸霧。殼側設有人孔和視鏡，以便塔內件的安裝、檢修和觀察。為延長主鼓風機的壽命，干燥塔可采用低壓降金屬絲網除霧器。第一吸收塔由于酸溫高、霧量大、霧粒細，為保護后面的換熱設備，采用纖維除霧器。第二吸收塔為保證尾氣排放的要求也采用纖維除霧器。從生產使用的效果看，在保證設定的工藝參數的前提下，其除霧沫效率是令人滿意的。過去，國內干吸塔的酸分布器大部分采用堰槽掛鉤的形式，該分酸器由分酸槽和分酸爪組成，因加工制造、安裝難以達到設計要求，生產中往往出現分酸不均、酸沫夾帶嚴重等問題。且單位面積布酸點少、使用壽命短。近幾年來，國內投產的大型硫酸裝置多采用國產化的帶陽極保護不銹鋼槽管式酸分布器，它是由一根或兩根分酸主管和多支分酸支槽組成，酸液由酸泵送入分酸主管，由分酸主管分配至各分酸支槽，再由各分酸支槽上設置的降液支管分布至填料表面。整個酸分布器由陽極保護系統進行耐腐蝕保護。整個結構具有結構簡單，重量輕，制造、安裝及維修較方便等優點，單位面積分酸點數達40~50個/m2，使用效果比較理想。塔底設計分為碟形底和平底兩種方案。碟形底出酸口在最低部位，生產或停車時可使塔底積酸全部排盡，為防止塔內填料碎片帶至循環槽中打壞酸泵葉輪，因此在出酸口設置了特殊結構的防渦流裝置。這種碟形底結構不需要大的混凝土平臺，設計有若干根支腿將整個塔支撐。一般地，平底結構為剛性基礎，下設等間距工字鋼梁若干，底板加工制作方便，砌筑容易，但需要大的混凝土平臺，且塔底如發生漏酸無法處理。綜上所述，結合國內目前的制造水平，對于大直徑的干吸塔結構設計的關鍵是：上部除霧器的選型，中部分酸器的結構與布酸點，塔底結構的處理，以及填料的支承結構。對干吸塔從結構設計到選材，全部國產化是完全可行的。（6）轉化器工藝設計要求轉化器有較高的轉化率和較長的操作周期，這主要取決于催化劑的性能和設備合理的結構設計。轉化器是將經過換熱后達到轉化器內催化劑反應溫度的SO2氣體在催化劑的催化作用下氧化成SO3氣體的設備，是硫鐵礦制酸裝置的核心設備。工藝設計要求轉化器有較高的轉化率和較長的操作周期，這主要取決于催化劑的性能和設備合理的結構設計。為保證工藝技術方案的實現，本設備中所使用的催化劑將采用國內活性較好的催化劑。轉化器結構為立式圓筒內襯耐火隔熱材料加外保溫。殼體采用16MnR鋼板焊制而成，平底，錐形頂蓋。設備內襯粘土質隔熱磚，設備自下向上由若干立柱支承隔板和篦子板組成。立柱材料為耐熱鑄鐵。篦子板由耐熱鑄鐵制成，擱置在立柱的凸臺上，上鋪兩層耐熱瓷球和一層不銹鋼絲網，再鋪放催化劑。隔板采用不銹鋼，由下部橫梁支托，上鋪粘土質隔熱磚保證每段間互相隔熱，頂蓋采用不銹鋼，并在外部用角鋼加強，SO2氣體經特殊設計的進口分布裝置，使氣體分布更加均勻。本項目轉化器的直徑約為Φ8200mm。4.4.4主要設備一覽表序號設備名稱規格及型號單位數量主要材料備注1空氣鼓風機Q=1000m3/minH=23kPa;N=630kW臺1組合件2沸騰爐內8000×10000×22800臺1碳鋼內襯耐火磚3廢熱鍋爐Q=30t/hP=3.82MPa450℃臺1碳鋼、襯耐火磚4電除塵器三電場64.8m2臺1碳鋼、襯耐火磚5增濕塔內4200×12500臺1鋼襯鉛、耐酸磚6冷卻塔內4600×12200臺1玻璃鋼7電除霧器270管臺4PVC8稀酸冷卻器165m2臺2SMO-254板式9轉化器五段催化劑層8000×22000臺1碳鋼襯耐火磚內裝國產催化劑180m310第一換熱器臺1碳鋼滲鋁11第二換熱器臺1碳鋼滲鋁12第三換熱器臺1碳鋼滲鋁13第四換熱器臺2碳鋼滲鋁14第五換熱器臺1碳鋼滲鋁15省煤器30t/h臺1熱管16SO2鼓風機Q=1700m3/minH=50kPa;N=1800kW臺1組合件17干燥塔內5200臺1CS內襯耐酸磚塔頂裝金屬絲網除霧器18第一吸收塔內5000臺1CS內襯耐酸磚塔頂裝纖維除霧器19第二吸收塔內5000臺1碳鋼內襯耐酸磚塔頂裝纖維除霧器20干吸酸循環槽內2800×9000臺3碳鋼內襯耐酸磚21干吸塔酸循環泵Q=500m3/h，H=28m臺4合金其中庫備一臺22干燥酸冷卻器臺1304L/316L陽極保護管殼式23一吸酸冷卻器臺1304L/316L陽極保護管殼式24二吸酸冷卻器臺1304L/316L陽極保護管殼式25成品酸冷卻器臺1304L/316L陽極保護管殼式26煙囪φ1500×60000臺1碳鋼（FRP）

第五章原材料和燃料及動力的供應5.1原料供應5.1.1 原料的成分本項目硫酸以硫精礦為原料，根據****科技化工有限公司提供的資料，原料硫精礦（干基）具體成分如下：名稱數據名稱數據Cu0.20%CuO0.0595%原生CuS0.107%次生CuS0.035%結合CuO0.0242%游離CuO0.0285%全硫34.347%有效硫33.385%全鐵31.328%Mo0.033%Au(g/T)0.77Ag(g/T)2.643As0.017%TiO20.359%SiO222.09%Al2O33.002%CaO1.56%MgO0.785%Pb0.0068%Zn0.0041%Cd0.00038F0.032%Bi0.0052%Sb0.0063%水分9%左右+200目12.20%＋275目15.15%＋325目35.14%－325目47.51%5.1.2硫鐵礦年消耗量本項目20萬噸/年硫酸裝置，按實際硫酸產量600噸/天（以100%H2SO4計）進行物料平衡計算，本裝置實物硫精礦的年消耗總量為27.58萬噸（干基20.6萬噸）。5.1.3硫鐵礦的來源及運輸情況本裝置所需硫精礦全部考慮由****等地的自有礦山提供，原料來源有保證。原料硫精礦擬由船運至園區碼頭，再用汽車運至本裝置原料倉庫。5.2輔助材料供應本項目所需主要輔助材料為釩催化劑。為了確保SO2轉化率，以降放空尾氣中SO2含量達到國家污染物排放標準的要求，本項目擬選用國內質量可靠的優質催化劑。本項目轉化器內釩催化劑一次裝填量為180m3，以容重0.55t/m3計共約99噸。按使用5年計，每年消耗釩催化劑約19.8噸。5.3燃料供應本項目所需燃料為輕柴油，用于硫酸生產的開車，本項目年總用量為120噸；20#輕柴油的規格和性質如下：粘度1.15~1.67（°E）（20℃）密度：840mg/m3；閃點>65℃；熱值46055kJ/kg（11000kcal/kg）燃料油年用量不多，在當地即可采購。

第六章建廠條件和廠址方案6.1建廠條件6.1.1廠址地理位置、地形、地貌概況（1）廠址地理位置**縣位于**省最北部，長江中下游南岸，**市東北角上。總面積1544平方公里，人口35萬，地理位置介于北緯29°35′—30°06′，東經116°22′—116°53′之間。素有“七省扼塞”、“贛北大門”之稱。縣境東鄰安徽省東至縣，南抵本省鄱陽、都昌縣毗鄰，西連本省湖口縣，北與安徽省宿松、望江縣隔江相望。東西最寬處約48公里，南北最長處約57公里。地勢南高北低，由東南逐漸向西北傾斜，東南為山區，中部為丘陵，西北為沿江沖積洲和濱湖平原。全縣地貌概括為“五山二水兩分田，一分道路和莊園”。**縣**生態化工集中區座落在**縣縣城以東，位于長江中下游南岸。**水陸交通十分便利，瀕臨長江，有中型客運碼頭1座，5000噸級貨運碼頭7座，距**—景德鎮高速公路20公里，連接安徽、江蘇、上海的省際水泥公路和2008年竣工的**—**鐵路穿境而過，距**機場70公里，距昌北機場百余公里。**港距武漢港約330公里，距上海港600余公里。**省正在實施沿江產業帶開發戰略，**是全省臨江岸線最長的縣，擁有黃金江岸線42公里，可為大鋼鐵、大水泥、重化工、大耗水、大吞量的產業及倉儲物流、出口加工貿易的項目提供充足的水源和便利的運輸。已列入規劃的沿江高速公路將貫穿東西，在縣城附近擬建的**長江大橋將連通大江南北，計劃裝機400萬千瓦的**帽子山核電工程正在建設之中。（2）地質、地貌**生態化工集中區位于**最北部長江之濱，長江**段的下游，屬丘陵地貌。地勢南高北低，由東南逐漸向西北傾斜，東南為山區，中部為丘陵，西北為沿江沖積洲和濱湖平原。6.1.2氣象條件、水文（1）氣象條件**屬中亞熱帶與北亞帶的過度帶。氣候溫和多雨，春暖、夏熱、秋燥、冬冷，四季分明。年平均溫度17℃，極端最高溫度42.8℃，極端最低溫度-5.6℃，年相對濕度75%，最大積雪深度25cm，年均風速2.8米/秒，年降水量1412.3毫米，全年主風向為東北風，頻率20%，全年靜風頻率占14%。冬春為偏北風，有寒潮霜凍；春夏相交，季風轉換，有連續梅雨，常伴有洪澇災害；盛夏初秋為偏南風，受副熱帶高壓控制，夏熱干燥，伴有持續干旱。由于降雨分配不均勻，導致水域出現明顯的豐、枯、平現象，對區域環境質量有影響差異很大。（2）水文水資源十分豐富，共有長江、太泊湖、芳湖和橋河、浪溪港、七里洪、楊梓河等12條水系，流域面積962.9平方公里。其中地表水、枯水年份為3.68億立方米，豐水年份為8.78億立方米，但分布不均，山區河灣較密，河道坡陡，不便于蘊藏和利用。地下水頒范圍較廣，達966平方公里，年儲量為4196萬立方米。除長江流經**縣外，境內還有40條大小河流，水電資源常年開發理論蘊藏量計有4546千瓦，實際可開發量只有1466.3千瓦。區域內總水面達1800公頃（27萬畝），可養水面8000公頃（12萬畝）。根據**水文站多年實測水位資料的統計分析，集中區水位特征值如下：歷史最高水位：20.27m(1995.7.9)歷史最低水位：4.58m(1929.3.28)多年平均水位：11.90m最大水位變差：15.69m集中區長江河段歷年最大流量58800m3/s，多年平均流量24300m3/s，平均流速1.86m/s，江面寬度1.3-1.8km，水深4.1m。集中區長江大堤最低點標高21.30m，能抵御100年一遇的長江洪水。6.1.3地震烈度根據國家地震局頒布的《中國地震烈度區劃》，**縣工業園**化工集中區所在地區的地震基本烈度為6度，設計地震加速度為0.05g。第七章公用工程和輔助設施方案7.1總圖運輸7.1.1總平面平置依據1．《化工企業總圖運輸設計規范》GB50489-2009的有關規定和標準。2.《建筑設計防火規范》GB50016