硫酸生产余热回收利用项目可行性研究报告(编辑修改稿)

硫酸生产余热回收利用项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。 旋风收尘、电除尘的灰斗都采用溢流螺旋排灰，密闭排入埋括板拖入滚筒冷却与增湿，使用胶带运输机送至渣场外销。 从沸腾炉溢流口排出的矿渣经滚筒冷却器冷却、增湿后送入渣场外销。 总之 ，本项目产品市场需求旺盛，市场发展前景广阔 ， 云浮市业 华化工有限 公司进行本项目产品生产，符合我国 化工 市场发展需求，企业将获得较好的经济效益。 产品价格分析 目前国内 产品市场价格： 蒸汽 为每吨 63 元 左右，本报告以 63 元 /吨 作为技术经济评价的依据。 12 3 产品方案及生产规模 产品方案及生产规模确定的原则和理由 1）符合国家产业政策和科学技术发展规划； 2）根据市场调查及预测结果； 3）生产技术含量及产品价格优势； 4）结合公司现有能力及发展规划； 5）结合资金等情况及公司综合效益。 产品方案及生产规模 根据市场预测及经济规模，以及 该公司现有经济技术实力和拟建场地的有利条件，拟定本工程的产品方案及生产规模为：年产 244800 吨蒸汽。 产品主要质量指标 蒸汽 产品 （ ， 450℃）中温中压过热蒸汽。 产品质量控制指标 （ 1）蒸汽 二氧化硅≤ 20μ g/kg 钠 ≤ 15μ g/kg 产品包装 （ ， 450℃）中温中压过热蒸汽 经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。 13 4 工艺技术方案 工艺技术方案 主要用途 蒸汽在国民生产和生活领域中有着广阔用途，生活中如蒸 饭、 烹调、消毒 等，在生产中如化工加热、洗染、制药、建材生产、食品生产等。 工艺技术方案的选择 硫酸生产 线工艺气量 目前 该 企业 是以硫铁矿（硫铁矿含硫量： 47％）为原料经焙烧、气体净化、二氧化硫转化为三氧化硫、稀酸吸收制取浓硫酸的生产企业，年产硫酸 20 万吨。 硫酸生产线回收余热分析 以硫酸矿为原料的制酸装置中，硫铁矿在沸腾炉内焙烧生成含 SO2的炉气的反应系强放热反应，硫铁矿制 SO2的最佳反应温度约为 900℃，因此，必须在沸腾炉内设置冷却管组将焙烧过程中释放的部分热量移走， 以确保反应在最佳温度下进行。 另外，因硫酸生产需要，炉气温度必须降至350℃，才能满足下一步工序要求，而沸腾炉出口温度约为 900℃，必须降温，为余热回收提供了必要条件。 在硫酸的整个生产工艺中，始终是一个放热、降温的过程，所产生的余热对硫酸厂来说，是不需要这部分能量的，常规情况下，都是将产生的余热直接空排。 余热 回收利用 工艺选择 14 本项目严格执行国家产业政策，以“安全可靠、技术先进、不影响生产”为原则，充分回收焙烧炉原料气余热，利用现有场地，采用成熟可靠的技术与国产装备，节约投资，在技术可靠的前提 下为企业取得良好的经济效益，贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”，将本项目建设成节能环保型工程以取得良好的环境效益。 余热回收 利用 方案：根据公司现有硫酸生产线布置以及原料气预热条件，结合生产实际、大修周期等综合因素，初步确定建设方案为：与 20万吨 /年硫酸生产线配套的 1 台 30t/h 余热锅炉、蒸汽输送管道。 工艺流程 工艺流程简述 硫铁矿在沸腾炉焙烧，产生的二氧化硫气体经净化后，进入转化器转化成三氧化硫气体，采用两转两吸工艺制取 98％ 浓硫酸。 焙烧产生的热量进入余热锅炉，产生的中温中压蒸汽经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。 工艺流程简图 15 主要设备一览表 本项目主要设备一览表 42 如下： 表 42 主要设备一览表 序 号 名 称 规格及附件 数 量 单位 材 料 备 注 1 30t/h 余热锅炉 QCF53/锅炉 钢、内衬 耐火砖 外购 2 蒸汽输送管道 DN200 锅炉 钢 外购 3 电除尘 F= m2 1 台 碳钢 外购 QCF53/（ 1）进余热锅炉炉气： 炉气量（干基）： 60000Nm3/h 炉气带水： 炉气含尘： 1320kg/h 炉气温度： 900℃ 压力： 200Pa （ 2）出余热锅炉炉气： 原水 脱盐水处理 余热锅炉回收热量 供生产使用 除氧器处理 沸腾炉焙烧 除尘器除尘 减温减压 16 炉气量（干基）： 60000Nm3/h 炉气带水： 炉气含尘： 1020kg/h 炉气温度： 350℃ （ 3）电除尘 电除尘器本体 (F= m2) 、阴阳极振打机构及电机、减速机、埋刮板机及减速机、电机等。 自控技术方案 自动化水平及控制方案 本装置设置 了 DCS 远距离自动 控制 系统， 对 制酸装置进行集中监视、控制，沸腾炉焙烧操作室也安装了远程终端设施，与 DCS 系统互通讯息，对主要参数进行显示、记录、累计、报警。 使生产运行 控制 在正常范围内。 控制 系统结构上应使数据采集功能和控制功能分布在各个不同的模块上，以有效地分散各种由于意外发生而造成对系统的危害。 PID 参数应能够自动整定。 整个生 产过程的操作及主要动设备的状态显示、停止操作均可在操作站上完成。 生产过程中的主要工艺参数在操作站中进行显示、纪录、报警， 并通过控制系统进行调节、联锁、积算。 对不重要的或不需要经常监视的工艺参数采用就地仪表指示。 （ 1） DCS 内部的通讯系统 应 是充分冗余的 ， 设置不间断电源 (UPS)为 DCS 系统供电。 蓄电池容量按 30 分钟的用 电量配置。 （ 2） 所有仪表检测变送线路应进行屏蔽，以防感应电干扰。 （ 3） 所有仪表设施应当效验合格后投入使用，并建立仪表档案，及 17 时记录。 对压力 、温度自动监测调控，设置超限时自动报警，严格控制运行参数。 （ 4）烟尘系统应设立连锁装置，当引风机因故停车时，焙烧炉的加料、风机也紧急停车。 引风机应设置备用 机，当其中一台因故障停车时，立即开启另一台，防止烟尘系统正压外喷。 （ 5）各生产装置采用控制室进行 DCS 集中控制及就地控制方式，在综合楼内设置中心控制室 ,选用 DCS 控制系统对主要工艺参数进行检测，报警、记录、调节。 （ 6） DCS 控制系统断电的安全控制措施 DCS 控制系统通常采用 UPS 电源，以保证在供电电源断电后，仍能在规定时间内将系统关闭在安全状态，这就要定期检查 UPS 电源的工作状态和容量，对于冗余电源，应分别切换、确认系统运行正常。 （ 7）控制站失灵的安全控制措施 —— 进行控制站冗余安全试验 ①在操作站上调 出系统状态显示画面，确认控制站 OK，在另一操作台上调入该近控制站内的某一信号，送 420mA 信号于该位号，记录测量值（ PV）、给定值（ SP）和输现值（ OP）； ②控制站电源开关置于“ OFF”状态，确认冗余的控制站自动投入控制运行， PV、 SP 和 OP 值不变； ③主控制站电源开关恢复“ ON”状态，再确认 PV、 SP 和 OP 值不变； ④重复以上步骤检测冗余控制站； （ 8）仪表损坏的安全控制措施 ①把好仪表入口关，“三证”齐全方可使用。 “三证”包括生产许可证、 18 出厂合格证及化验单、试验报告等。 ②定期检查、校验强制性检测的 仪表运行状况，以避免仪表失灵。 ③对于重要联锁保护系统开关量仪表的整定，及重要调节回路的仪表单体调试，其整定调试完毕到仪表投用之间的存放时间不宜超过 2 个月。 ④仪表应备有足够的备品、备件。 ⑤仪表应具备如下的技术资料：仪表卡片、仪表说明书，检修校验记录、流量计算数据、仪表控制流程图和重要的接线图，以及仪表的设计（包括孔板和调节阀的计算）、安装和检修资料。 ⑥当在线仪表发生损坏时， DCS 控制系统应能及时的显示、报警，必要时可启动联锁保护系统按规定要求动作，以确保工艺装置的安全生产或停机。 （ 9）电气联锁失效的 安全控制措施 —— 进行联锁保护系统安全试验 联锁保护系统逻辑设计原则必须满足工艺装置的安全运行，在发生异常情况时作用，使联锁保护系统近按规定要求动作，以确保工艺装置的生产安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。 按照用途，电气安全联锁装置可分为防止触电事故的联锁装置、排除电路故障的联锁装置、执行安全程序的联锁装置和防止非电事故的联锁装置。 按照试验程序，电气安全联锁装置可用手动联锁试验、自动联锁试验、机组联锁试验来进行。 ①手动联锁试验 对整个逻辑回路所包含的现场输入点，采用模拟现场条件的办法，每次只选择一个 能直接影响控制输出接点状态的输入点进行测试，而短接或 19 断开回路中其它相关现场输入接点。 分别使测试点短接或断开，来检验输出接点的动作是否满足设计的联锁功能，然后对能影响这一输出接点状态的所有输入点逐一进行检查，以检验整个逻辑回路要求的机械设备和阀门开停（启闭）动作信号、声光信号、动作时间等是否符合设计要求，试验完毕恢复接线。 ②自动联锁试验 由工艺操作人员现场配合，制造模拟生产现场，待仪表各回路投入正常运行后，按照逻辑图在现场逐项进行故障模拟，检查现场机械设备和阀门开停（启闭）动作、动作时间、控制室内显示的状态 和声光信号等是否满足工艺要求；机泵的自动开停、阀门的自动启闭等联锁系统均应在手动试验合格后进行自动联锁试验。 ③机组联锁试验 机组联锁保护系统应在润滑油、密封油系统正常运行的情况下进行试验。 机组启动、停车试验时，应切断电动机的供电线路，采用接触器的吸合与释放模拟机组的启动、运行停车并应满足以下要求： 所有启动条件均满足时，机器方可启动； 任一条件不满足时，机组均不启动； 在运行中，某一条件超越停车设定值，应立即停车； 启动、运行、停车时的声响、灯光应符合设计要求； 综合上述， DCS 控制系统的主要危险因素是控 制系统本身产生的不安全因素，只有通过对 DCS 控制系统全面的安全检查、安全试验来解决。 仪表选型 20 本设计根据各生产装置的重要性、复杂性的不同，分别选用不同档次的仪表。 硫 酸 厂 环境腐蚀较为严重，故仪表选型首要考虑的是防腐蚀问题。 材 质应注意其特殊要求。 1)温度仪表：根据工艺要求的不同，需要集中检测的工艺参数的温度传感器 主要使用 RTD． Ptl00 热电阻和 K 分度号的热电 偶以及少量的铂铑 10铂热电偶。 2)压力仪表： 对 腐蚀性介质的压力测量，就地指示采用隔膜压力表，集 中指示采用隔膜式压力变送器。 一般介质 采用不锈钢压力表或普通压力变送器进行测量。 3)物位仪表： 应根据介质性质、使用要求选定。 4)分析仪表：分析仪 表的选择应根据测定介质、方法、准确度要求决定。 气相在线分析 仪表为引进产品，供应商提供全套的采样和预处理装置。 5)调节阀：中、小口径以单座阀或调节型球阀为主，大口径选用蝶阀，高温 高压介质采用套筒阀。 根据工艺介质的不同状态，使用不同的密封填料。 阀体的材质一般为不锈钢。 用于腐蚀性介质的调节阀的材质选用特殊合金。 本装置检测元件、传感器、变送单元、执行机构等仪表器件均采用国内先进仪表厂家产品，既可保 证控制质量，又可节省资金，并且能满足工艺控制和安全连锁的要求。 21 5 原料、辅助材料及动力的供应 主要原、辅材料及动力消耗量 年产 244800 吨蒸汽生产主要原材料及公用动力消耗表 见表 51。 表 51 原辅材料 及 公 用工程 消耗 序 号 物料名称 单位 单耗 年用量 来 源 1 水 万 吨 t/t 34 市政管网 2 脱盐水 万 吨 t/t 外购 3 用电 MWh KWh /t 1636 外购 4 Na3PO412H 2O（ 98%） 吨 5 循环水用药 吨 Kg/t 8 外购 原辅料供应 在上表所列的原料中， 脱盐水 、 Na3PO412H 2O（ 98%）、循环水用药 为外购。 该项目所使用的为普通原材料 ， 云浮市业华化工有限公司 可以保证本项目的原料供应。 公用工程 本项目拟建于 云安县循环经济化工示范基地内 ，因此水、电等可直接通过 基地内 管网供给。 22 6 建厂条件和厂址方案 建厂条件 厂址地理位置 该项目位于广东省业华化工有限公司生产区内 ，不需要另行征地。 云浮市业华化工 有限公司现有一条 年产 20 万吨硫酸生产线，该余热回收利用项目为在 硫酸 生产线上配套 30t/h 中温中压余热锅炉。 该 项目位于云安县六都镇，处于云安县循环经济化工示范基地内，南距云浮市区 20 公里，离广州市 170 公里。 当地气象条件 项目所在区域位于 亚热带季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛。 年平均气温为 ℃，最高达 36℃，最低 6℃。 年均降雨量 1610毫米。 各主要气候数据如下： 年平均气温 ℃ 极端最高气温 ℃ 极端最低气温 ℃ 年均降水量。