硫酸生产线技术改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)

硫酸生产线技术改造项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

查，原料供应充分有保障。 工艺技术方案的比较和选择 工艺技术选择原则 一要充分体现和代表本行业的先进性、可靠性；二要降低工程投资，减少环境污染。 工艺方案及选择理由 本 硫铁矿 制酸工艺技术方案，是在充分考虑到 八家子 矿脉 的特点，在稳妥可靠的前提下进行的 技术 改造。 在认真研究国内 硫铁矿 制酸装置在设计与运行中成功的经验和教训的基础上，多方面考虑因 扩能 带来的系统影响，力争使本装置在技术上更稳妥、性能上更可靠、操作上更方便、投资更省。 采用 硫铁矿 为原料焙烧，文、泡、电净化除尘、除雾，“ 3+1”两转两吸工艺。 选择的工艺方案理由如下： （ 1）焙烧与净化工艺 因硫铁矿 焙烧效率较高，产生的二氧化硫含尘气体净化洗涤除尘、除雾均可沿用原工艺技术，只是焙烧 原料入炉量、 空气需求量、 热平衡、 炉渣、灰尘产生量均 略大 于 改造前沸腾炉 ，因此 须增加焙烧面积 、换热面积、排渣速率。 技改 扩能 内容： 沸腾炉增加焙烧面积至 ㎡、换热面积增加 20%。 改造或更新原沸腾炉；改造或更新原排渣装置（包括选铁装置）。 （ 2）采用两 次 转 化 工艺 因 采用原料 硫铁矿 品位提高 30%，投料量增加 %，通气量相应 增加 %， 扩 能提高 了装置负荷， 如 延用“ 3+1”两次转化工艺 保持较高的转化率，须对风机通气量、转化器能力进行改造 ， 达到 4万吨产能。 技改扩能内容：转化器扩至 ㎡、换热面积增加 40%、风机风量增至 8000 m3／ h。 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 13 改造或更新转化器 、热交换器；改造或更新风机。 （ 3）采用两次吸收工艺 因产能提高 60%，相应 SO3 吸收量、吸收酸循环量、吸收热产生量均有不同程度提高，须增加吸收塔能力、酸泵能力、冷却器能力。 技改扩能内容：第一吸收塔扩至 Φ 2600、第二吸收塔扩至Φ 20酸冷器增加换热面积至 300m酸泵能力增至 100 m3／ h。 改造或更新 第一、第二吸收塔；改造或更新酸冷器；新增酸泵一台。 设备选择 根据 原装置设备 最大限度保留的原则 ，对沸腾炉、排渣装置、转化器、热交换器、吸收塔、酸冷器进行扩能改造，风机重组，购置酸泵一台。 由于 工艺未发生改变， 原装置设备、设施， 经改造、重组、新增后达到产能要求。 工艺流程及消耗定额 工艺流程说明 （ 1）反应原理： 硫铁矿 制酸主要化学反应方程式为： FeS2+O2 SO2 + F2O3 +SO2+ O2 V2O5 SO3 + kJ/mol SO3+ H2O H2SO4 （ 2）工艺流程说明 以硫铁矿 为原料，经 配料 破碎 焙烧产生含有二氧化硫和粉尘的炉气，同时产生炉渣，炉渣 经提取氧化铁后出售 ；炉气进入净化工序经洗涤除尘、除雾、干燥形成纯净的二氧化硫气体进入转化工序，炉气净化过程中产生的含尘污水进入污水治理工序，经中和、沉淀 循环使用；进入转化工序的二氧化硫气体经一次转化生成的三氧化硫进入一次吸收生成硫酸，一次未充分转化的二氧化硫气体返回二次转化生成的三氧化硫进入二次吸收生成硫酸；未能转化、吸收的含有少量二氧化硫的尾气达标排放。 其工艺流程框图见图 所示。 河 北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 14 图 ： 硫铁矿 制取硫酸工艺流程简图： 尾气 硫铁矿 SO2 SO2 SO2 SO3 SO3 炉渣 循环水 工艺流程简介： 本工艺属于文、泡、电封闭水洗流程，两转两吸转化生产硫酸工艺。 即利用 硫铁矿 为原料，经 配料 破碎 焙烧产生含有二氧化硫和粉尘的炉气，同时产生炉渣，炉渣 经选铁后 出售 ；炉气进入净化工序经洗涤除尘、除雾、干燥形成纯净的二氧化硫气体进入转化工序，炉气净化过程中产生的含尘污水进入污水治理工序，经中和、沉淀 循环使用；进入转化工序的二氧化硫气体经一次转化生成的三氧化硫进入一次吸收生成硫酸，一次未充分转化的二氧化硫气体返回二次转化生成的三氧化硫进入二次吸收生成硫酸；未能转化、吸收的含有少量二氧化硫的尾气达标排放。 吸收 Ⅱ 配料 破碎 焙烧 炉气净 化 、 干 燥 转化Ⅰ 吸收 Ⅰ 转化Ⅱ 污水治 理 成品硫酸 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 15 （ 3）各工段工艺过程叙述如下： 1）原料及破碎工段 硫铁矿 由汽车送至原料库堆存，按照入炉料含硫指标要求将 原料 按比例 搭 配并化验合格后，经破碎、筛分、输送至焙 烧炉储料仓。 2）焙烧工段 储料经喂料机按设定喂料量连续稳定的投入焙烧炉，在炉前鼓风机送入的空气中沸腾燃烧，产生的炉渣经排渣机 或磨粉 冷却后送入 选铁工序，选铁后出售 ；产生的 13%左右的含尘 SO2气体，由主风机吸入净化工序。 3） 净化工段 含尘 SO2气体，经文式管除尘器、泡沫塔除尘器在水的洗涤作用下，除去气体中的灰尘，进入电除雾器除雾，再进入干燥塔以 95%浓硫酸气液接触干燥后的纯净、干燥的SO2气体由主风机送入转化工序。 洗涤含尘 SO2气体所形成的含尘、含酸污水经脱吸塔脱出污水裹带的 SO2后， 进入污水处理工序 ，经加入中和、沉淀剂中和后，进入 选铁工序，选铁后的污水进入 三级沉淀池，沉淀澄清的污水返回净化工序，循环利用。 4） 转化工段 由主风机送入转化工序的 SO2气体首先进入换热器，温度升高至 420℃再进入转化器的第一段催化剂床层进行催化反应，经反应后， 70%左右的 SO2转化为 SO3气体，温度升至 580℃左右；再经二次换热器冷却后的炉气约 450℃，进入转化器第二段催化剂床层进行催化反应，温度升高至约 520℃，进入热热换热器降温至 440℃，进入转化器第三段催化剂层进行氧化反应，温度升高到约 459℃后，进入冷热换热器 ，温度降至约175℃，送至第一吸收塔气液接触吸收气体中的 SO3，未被吸收的气体经过塔顶的纤维过滤器除去其中的酸雾后，依次通过冷热换热器、热热换热器分别与转化器三段和二段出口的炉气进行逆流换热，气体被加热至 410℃后进入转化器第四段进行二次转化，温度升至约 430℃进入中温过热器换热，温度降至约 155℃进入第二吸收塔，塔内用 98%硫酸气液接触吸收 SO3后尾气中残余的 SO2由烟囱放空。 经过两次转化后， SO2转化率不小于%，尾气中 SO2排放浓度小于 600ppm。 5）干吸及成品工段 干吸酸循环系统采用 98%酸干燥和吸收，设置 3 个卧式循环槽，干燥塔、第一吸收塔、第二吸收塔各单独使用一个循环槽。 酸冷却循环系统由三个相对独立的部分组成。 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 16 主风机设在干燥塔下游，转化所需空气经消音器、空气过滤器后入干燥塔塔底，经自塔顶喷淋的 98%酸吸收掉空气中的水份使出塔干燥空气中水份≤ ,干燥后的空气经 风机加压后进入转化工序。 干燥酸自塔底自流至干吸塔循环槽，一部分流入吸收酸槽，与干燥塔、一吸酸塔吸收酸通过补加工艺水进行调节，另一部分通过干燥塔循环泵送入干燥塔酸冷却器，经循环冷却水冷却后再进入干燥塔进行喷淋。 由转化器 第三催化床层出口的气体经冷热换热器冷却后进入第一吸收塔塔底，塔顶用浓度为 98%的硫酸喷淋，吸收气体中的 SO3后的酸自塔底流出，进入一吸酸循环槽，一部分进干燥酸槽，另一部分由第一吸收塔循环泵送入第一吸收塔酸冷却器，经循环冷却水冷却后，再进入第一吸收塔进行喷淋。 干燥塔酸一部分经干燥塔酸循环泵进入塔顶干燥空气，另一部分进入吸收酸槽与一吸酸循环槽、二吸酸循环槽来的酸进行调酸，经化验合格后进入成品酸贮罐贮存。 由转化器第四段出来的二次转换气经中温过热器换热降温后进入第二吸收塔塔底。 该塔亦采用浓度为 98%的硫酸喷淋， 吸收 SO3后的酸自塔底流入二吸酸循环槽，一部分流入调酸槽，与干燥塔、一吸酸塔吸收液通过补加工艺水进行调节，另一部分通过第二吸收塔循环泵送入第二吸收塔酸冷却器，经槽内酸浓度通过补充工艺水调节，再由第二吸收塔循环泵送至第二吸收塔酸冷却器，经循环冷却水冷却后，再进入第二吸收塔进行喷淋。 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 17 物料平衡 主要物料平衡框图： 单位：万吨 /年 干空气： 水汽： 总： 硫损失： 水 图 主要物料平衡图 尾气硫： 成品酸： 硫： 总： 4 （ 100%）硫酸 焙烧工段 净化工段 转化工段 干吸工段 脱 硫铁矿 ： 总 硫： 硫： 硫： 水： 渣硫损失： 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 18 原材料、辅助材料和燃料、动力消耗定额 原材料、辅助材料规格 硫铁矿 ，符合行业标准 HG27861996 合格品Ⅱ，具体成分如下： 有效硫（ S ）含量 % ≥ 28 碳（ C）含量 % ≤ 5 装置的生产能力和操作制度 产品： %%工业硫酸， 4 万吨标酸 /年生产能力。 硫酸质量符合国家标准GB/T5342020 合格品指标。 操作制度：本装置为连续生产，采用四班三运转制，每班工作 8小时，年运行时间8000 小时（ 天 ）。 原辅材料及动力消耗定额 表 42 原材料及动力消耗定额（以每吨硫酸计） 序号 名称 规 格 单位 消耗 定额 耗量 （吨 /小时） 年耗量 备 注 1 硫铁矿 含 S 2240% 吨 万吨 2 电 kWh 109 490万 kWh 3 工艺水 吨 2万吨 4 循环水 吨 12万吨 自动控制 （ 1）根据生产要求及目前国内同类装置控制水平，本项目自动控制及仪表采用中央集中监控和就地指示相结合的方式。 将生产过程中主要的和重要的工艺操作参数采取自动仪表控制；联锁报警系统、紧急开停车系统、电气设备状态运行系统、可燃、有毒气体浓度检测报警等信号 进行集中实时监控，便于对整个生产过程实施有效监督管理，确保生产安全可靠稳定运行。 （ 2）项目中对生产过程中不直接影响产品质量和安全的检测参数采用就地指示，便于操作人员巡回检查，了解实时工况和工艺操作参数是否在正常范围，生产装置及设备是否运行稳定安全，一旦出现问题可以及时检修处理。 河北省青县磷肥厂 硫酸生产线技术改造项目 可行性研究报告 19 主要设备的选择 主要设备 采用原 4 万吨硫铁矿制酸装置的设备、设施，详见 一览表 41 表 41 主要生产设备一览表 序 号 工 序 设备名称 型号规格 材质。