某某氮肥厂节能减排技术改造项目可行性研究报告－优秀甲级资质可研报告、资金申请报告

- - 目 录 第一章 总 论 . 1 1.1项目背景 . 1 1.2项目概况 . 3 第二章 市场预测与产品规模 . 7 2.1 市场现状 . 7 2.2建设规模 . 14 第三章 厂址状况 . 15 3.1厂址地点 . 15 3.2厂址地形地貌特征 . 15 3.3地质、地震条件 . 15 3.4气象及水文资料 . 15 3.5气候 . 16 3.6占地 情况 . 16 3.7城镇规划和社会环境条件 . 16 3.8交通运输条件 . 16 3.9公用设施依托条件 . 16 第四章 工艺技术方案 . 18 4.1概述 . 18 4.2韶氮节能减排技改工程内容 . 20 4.3工艺技术方案 . 23 4.4技术经济与环境效益分析 . 38 第五章 总图布置与运输 . 41 5.1总平面布置 . 41 5.2道路 . 43 5.3给排水 . 44 5.4供配电与自动控制 . 45 第六章 环境保护 . 49 - - 6.1编制依据 . 49 6.2环境现状 . 50 6.3技改前主要污染源、污染物及采取的环保措施 . 50 6.4本次技改工程节能减排措施 . 51 6.4节能减排环境效益分析 . 52 6.5环境管理 . 53 第七章 劳动安全卫生与消防 . 54 7.1劳动安全卫生 . 54 7.2消防 . 56 第八章 组织机构与人力资源配置 . 59 8.1组织机构 . 59 8.2人力资源配置 . 60 8.3职工培训 . 60 第九章 项目实施进度及招标方案 . 61 9.1项目实施进度 . 61 9.2招标方案 . 63 第十章 投资估算与资金筹措 . 64 10.1投资估算 . 64 10.2资金筹措 . 64 第十一章 财务评价 . 65 11.1财务评价依据、基础数据与参数选取 . 65 11.2节能减排收入、销售税金及附加 . 65 11.3成本估算 . 66 11.4财务效益分析 . 66 11.5不确定性分析 . 67 11.6财务评价结论 . 68 第十二章 社会评价 . 69 - - 12.1项目对社会的影响分析 . 69 12.2项目与社会的互适性分析 . 70 12.3项目对公平的影响 . 71 12.4社会评价结论 . 71 第十三章 风险分析 . 73 13.1项目主要风险因素识别 . 73 13.2 风险程度分析 . 73 13.3 降低风险的主要措施 . 75 第十四章 研究 结论与建议 . 76 14.1结论 . 76 14.2建议 . 77 附表 10-1：固定资产投资估算表 附表 10-2：投资使用计划与资金筹措表 附表 11-1：节能减排利用收入表 附表 11-2：固定资产折旧费估算表 附表 11-3：无形资产摊销估算表 附表 11-4：总成本费用估算表 附表 11-5：利润与利润分配表 附表 11-6：项目投资现金流量表 附表 11-7：财务计划净现金流量表 附图：项目区域位置图 节能减排技改项目工程平面布置图 - - 第一章 总 论 1.1项目背景 1.1.1项目名称 某某氮肥厂 节能减排技改项目 1.1.2项目承办单位概况 某某氮肥厂 .， 于 2008年 1月 4日经湘潭县工商行政管理局注册，成立湖南有限公司，具有独立法人资格，注册资金3000万元人民币，所有拍卖财产 （土地、房产、设施设备等）全部过户到湖南有限公司。公司拥有固定资产 2600 万元，职工总人数380人，其中具有大中专学历和中级职称以上的人达 195人。 其主导产品韶峰牌碳铵、副产品液氨远近闻名，深受广大用户好评，湘潭 10多万亩农田用肥基本上由韶氮供应，其产品供不应求，为伟人故里的经济发展及农业丰收作出了巨大的贡献，并先后被各级政府授予优质产品、农民满意产品、纳税先进单位、重合同、守信誉单位、文明先进单位、技术改造先进单位等各种殊荣 128次。 . 作为湘潭唯一的一家氮肥厂，湖南有 限公司为湘潭及周边地区的农业发展作出了巨大的贡献。产品还远销浙江、河南、河北、云南、湖北、广东、广西等省份。 1.1.3编制原则 a)遵循国家关于环境保护的政策，符合国家有关的法律法规及相关的标准与规范； - - b）从实际出发，充分考虑社会、环境效益与经济效益的统一； c）处理工艺路线与设备选型合理、可靠、先进； d）对各项数据进行技术与经济比较，为项目决策提供科学依据； e）力求减少投资、节约能耗、降低处理成本，提高经济效益； 1.1.4编制依据 a) 国家计委推荐使用的投资项目可行性研究编制指南 b) 国 家发展改革委、建设部颁发的建设项目经济评价方法与参数（第三版）； c) 国家和地方制订的有关法规、规范和标准； d)相关专业设计规范及生产技术要求； e)湖南省咨询中心与 某某氮肥厂 签订的咨询合同； f)项目运作方案及项目单位提供的相关技术基础资料。 1.1.5项目提出的理由与过程 由于历史原因，土法上马建厂，建厂时基本上未考虑环保问题，因此，环保治理欠账太多，有些污染相当严重。并且韶氮的废水排放口位于湘江的支流涟水河的上游，因此，如何治理韶氮的污染，减少污染物的排放总量，引起了韶氮全体干部职工的高度重视 ，也引起了市、县环保部门的高度关注。近年来，因国家大力提倡发展循环经济，节能减排，保护环境，国家对采用高新技术改造的单位，加大了优先贷款、低息、贷款甚至贴息贷款等方面的政府扶持力度。因此韶氮本着发展循环经济、保护环境实现产品结构调整的宗旨，决定利用国家的扶持政策，改进生产工艺，以达到减少污染物排放，保护环境的目的。 - - 1.1.5项目建设的必要性 某某氮肥厂 每年向环境排放大量工业废水和工业废气。不仅造成了资源能源的较大浪费，而且对周围环境造成了较大的污染，同时也对企业的发展不利。国务院关于落实科学发展观加强环 境保护的决定明确指出，要大力发展循环经济，要按照减量化、再利用、资源化的原则，根据生态环境的要求，进行产品的设计与改造，促进循环经济的发展。在生产环节，要严格排放强度准入，鼓励节能降耗，实行清洁生产并依法强制审核。因此该企业进行节能减排技术改造完全必要。同时经过技术改造后该企业将具有参与市场竞争的强大优势。 1.2项目概况 1.2.1项目地点 湘潭县云湖桥镇七里铺。 1.2.2技改内容、规模 1.2.2.1技改内容 a)醇烃化工程 醇烃化工艺技术，就是设置一套甲醇合成装置，将原料气中的CO、 CO2和 H2反应，副产一定量的粗甲醇，而净化气 CO、 CO2降低到0.3 0.7%，再过醇烃化反应装置，将 CO、 CO2降低到 10PPm以下，然后直接送入氨合成。 b)三水闭路循环工程 三水闭路循环工程主要为：一是将造气洗气水、脱硫工序除尘废水经过沉淀，冷却塔降温、生物氧化后作为压缩冷却排管冷却用- - 水、脱硫工序煤气除尘用水与造气洗气水。二是将变换、吸氨排管冷却水收集加入除藻类药物再经冷却塔降温后，作为碳化塔水箱用水。三是该厂现有一台 10T/h 蒸气锅炉，锅炉烟气除尘水经简易沉淀后外排，排放量为 40m3/h。本次技改拟将沉 淀池加以改造，并增加旋流板脱硫除尘塔进行锅炉烟气除尘脱硫，除尘废水经处理后循环使用。 c)两气回收制热工程 合成氨生产间歇制气过程中，大量吹风气排空，每吨合成氨吹风气放空多达 5000 m3，放空气体中含 CO、 CO2等。同时弛放气、合成放空气各含有大约 43.1%CH4及 7.2%的氨，可用来作吹风气余热回收的助燃气体。项目新增一台废气燃烧炉，将收集的合成弛放气、贮坛放空气，送入该炉燃烧（在此前增设补燃装置，原始升温时使用），以稳定炉内温度在 900 950oC，并通入造气吹风气，形成的高温烟气经蒸气过热器、余热锅 炉、水加热器送入烟囱排放。燃烧炉采用矮方炉结构，炉内布设陶瓷填料的蓄热床，利用炉内取热，分步配风技术，使入炉吹风气实现低温、分步燃烧，所产热量全部用于加热水或蒸汽。 d)变压吸附脱碳工程 变压吸附脱碳工艺技术，是利用在一定的压力下吸附剂选择性吸附 CO2，而压力下降后能解吸的原理，脱除原料气中的 CO2，使其降低到 0.2 0.4%的范围。 - - e)煤气脱硫制硫泥工程目前国内煤气脱硫方法较多，但脱高硫均采用湿式氧化法。该厂现有脱硫工艺为稀氨水脱除法，脱硫吸收液直接排放。本次技改拟采用无机膜过滤法，去除废水中的硫化物。 1.2.2.2技改规模 年产 4万吨合成氨。 1.2.3项目总投资 项目固定资产投资为 6117.98 万元，其中：建筑工程费 (构筑物 )550万元，设备购置费 3591万元，安装工程费 1224万元，工程建设其他费用 299.8万元，预备费 453.18万元。 1.2.4主要技术经济指标 各项主要技术经济指标见表 1-1。 表 1-1 主要技术经济指标一览表 序 号 指标名称 单 位 指标 备注 1 合成氨产品规模 t /a 40000 2 生产区用地面积 hm2 6.28 合 94.2亩 3 总建 筑面积 m2 16328.0 其中利用建筑面积 m2 170.0 4 建构筑物占地面积 m2 23110.4 其中利用构筑物占地 m2 580.0 5 建筑系数 % 36.80 6 绿地率 % 20.00 - - 7 用电负荷 k-kW.h/a 43500 8 用水量 m3/d 0.8万 9 劳动定员 人 380 10 固定资产投资 万元 6117.98 11 技改前后对比 技改前煤耗 t 78000 技改后煤耗 t 73000 技改前废水排放量 万 t 380 技改后废水排放量 万 t 200 技改前废气排放量 万 Nm3 1220 技改后废气排放量 万 Nm3 1050 12 节能减排收入 万元 675 正常年 13 利润总额 万元 301 正常年 14 项目投资回收期 年 13.74 15 财务内部收益率 % 4.86 - - 第二章 市场预测与产品规模 2.1 市场现状 2.1.1供需现状 2.1.1.1合成氨 合成氨是基础化工原料，主要用于生产氨肥、复合肥的原料，氨作为工业原料可用于制药、炼油、合成纤维、合成树脂、含氮无机盐、冷冻剂等。目前合成氨的生产规模主要集中在中国、俄罗斯、美国、印度等国，约占世界总产量的一半以上。我国合成氨的生产能力和产量已世界第一。 2007 年国内合成氨产量约为 5159 万 t，2005-2007 年间年均增长 3.9%（各年产量如下表 2-1）， 1998-2007年合成氨产量年均增长率 5.63%。 表 2-1 2005-2007 年国内合成氨产量 年份 产量（万 t） 2005 4596.25 2006 4936.81 2007 5159 年均增长 (%) 3.9 数据来源：中国统计年鉴 2007等。 农业对化肥的需求是合成氨工业发展的持久推动力。世界人口不断增长给粮食供应带来压力，而施用化学肥料是农业增产的有效途径。氨水（即氨的水溶液）和液氨本身就是一种 氮肥 ；农业上广泛采用的 尿素 、 硝酸铵 、 硫酸铵 等固体氮肥，和磷酸铵、 硝酸磷肥- - 等 复合肥料 ，都是以合成氨加工生产为主。 我国是人口大国，粮食安全历来是摆在我国人民面前的首要课题。要保证粮食安全，首先是要保证粮食生产能够自给自足，而不能依靠进口。 2007年以来的全球粮食危机充分证明了这一点。而要保证粮食安全，在耕地资源有限的条件下，需要依靠提高单产来实现，施用化学肥料是提高单产 的重要手段。 据国家统计局统计， 2007 年我国耕地面积约 1.2 亿 hm2，其中有效灌溉面积（指具有一定的水源，地块比较平整，灌溉工程或设备已经配套，在一般年景下，当年能够进行正常灌溉的耕地面积）57179.3千 hm2，有效灌溉面积比上年增加 1070千 hm2。 2005年，全国有效灌溉耕地化肥施用量 4766.2万 t，其中氮肥2229.3 万 t，复合肥 1303.2 万 t（如下表），分别占全部化肥施用量的 46.7%和 27.3%，二者合计施用量为 3532.5 万 t。同时可以发现，各用肥总量呈逐年增加的趋势。氮肥施用量： 2005 年比 1980年增加了 1295.1万 t，复合肥： 2005 年比 1980年增加了 1276万 t。氮肥和复合肥施用总量的持续增长是国内合成氨工业规模不断扩大的主要原因。 表 2-2 我国农田化肥施用量基本情况（ 1980-2005） 年 份 有效灌溉 面 积 (千 hm2) 化肥施用量 (万 t) 氮 肥 复合肥 磷 肥 钾 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 数据来源：中国统计年鉴（ 2007）、中国统计公报 2006、 2007。 注：化肥施用量按折纯量计算数量。复合肥按其所含主要成分折算折纯量。 国外客户对我国化肥的需求也是合成氨工业发展的重要动力。在我国各种肥料中，除钾肥受资源量限制外为净进口外，氮肥、复合肥、磷肥均为净出口。 2007年，尽管国家采取了较为严厉的出口关税政策，但受国际市场价格高涨因素影响，我国尿素出口量达到525.7 万 t，比之前的最高年份 2004 年还增加了 33.3%，同比提高284.6%；氯化铵总出口量为 42.6万 t，同比增加 193.8%；硫酸铵 出口量 105.2万 t，同比增加 95.5%；磷酸二铵出口量 197.1 万 t，同比增加 150.8%；磷酸一铵出口量 193.4 万 t，同比增幅 307.2%；三- - 元复合肥的出口量 59.9万 t，同比增幅为 207.2%。 2.1.1.2甲醇 甲醇是重要的基础有机化工原料和优质燃料。主要应用于精细化工，塑料等领域，用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲脂等多种有机产品，也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可作为一种新型清洁燃料，也加入汽油掺烧。目前，其作为清洁燃料也越来越受到重视。根据美国休斯敦石化咨询公司发布的2006 年全球甲醇分析报告预测， 2006 年全球甲醇需求量为 3800 万t 左右。在国内，因受国际石油价格高涨的影响，我国石油进口快速增长的压力加大，为保障能源安全，国家提出了重点发展煤基醇醚燃料、甲醇制烯烃及煤制油的战略设想，并已开始进行工程开发示范。在此背景下，我国十一五甲醇项目建设不断加快，生产能力和产量增长迅速。 2007 年全国甲醇产量达到 1076.4 万 t，是2004年的 2.44倍，比 2006年增长 41.9%； 2007年甲醇进口量 84.5万 t，出口量 56.3 万 t，表观消费量 1104.6 万 t，比 2006 年增 长41.95%，是历年来增长最快的一年。 表 2-3 我国甲醇产量及消费量（ 2005-2007年） 单位：万 t 分类 2005 2006 2007 产量 535.6 758.5 1076.4 表观消费量 665.6 852.5 1104.6 - - 进口量 136 112.7 84.5 出口量 5.45 19.0 56.3 2.1.2 需求预测 2.1.2.1合成氨 未来我国合成氨主要仍应满足于国内市场的化肥领域制造氮肥和复合肥的需要，因此氮肥和复合肥的产量基本决定了合成氨市场的前景。受资源约束，预 计化肥出口将受到更严厉的限制，加之国际化肥价格上涨引起的全球化肥生产增产，将逐步改变化肥的供需关系而引起国际化肥价格下跌，因此，化肥出口规模将会逐步缩小，氮肥和复合肥的产量规模主要还取决于国内农业用肥总量。这样，可通过国内农业氮肥和复合肥施用量的变化来预测合成氨的需求量。但是，这并不包括合成氨作为化工工业原料而带来的需求。 农业化肥施用总量取决于农田有效灌溉面积和单位面积耕地的施用量。 2007 年，我国农田有效灌溉面积 57179.3 千 hm2，比 2006年增加 1070 千 hm2。近三年农田有效灌溉面积持续增加，这 既是政府加强实施粮食安全战略，加大农田基础设施投入，使耕地可种植性不断增强的结果，又是农业比较效益提高导致农民投入增加的结果。在 2008年上半年国务院审议并原则通过的全国土地利用总体规划纲要（ 2006 2020 年）中，规划从保障粮食安全、经济安全和社会稳定出发，提出了坚守 18 亿亩耕地红线的目标，到 2010 年和 2020年，全国耕地保有量分别保持在 18 18亿亩和 18 05亿亩目标。这反映了政府对粮食安全的高度重视，因此，在政府财政实力进一步增强、支农政策进一步加强的具体措施下，未来我国有效- - 灌溉面积仍将会增 加。在本预测中，以年均增长 1000千 hm2预计至2015年的有效灌溉面积。 为保证粮食高产，未来仍需要向耕地持续投入大量化肥，但是，单位面积耕地化肥施用量的大小并非持续增加。滥施化肥不但不能有效增产反而会导致土壤理化性状改变，造成严重的环境污染，促使施肥技术提高或用有机肥进行部分替代，因此，单位面积耕地化肥施用量存在一个施用上限，国际化肥安全施用上限为 225 kg/ hm2，我国早就超过了这一上限值，可见利用率很低，大部分化肥贡献给了土壤和地下水，从而导致农产种植成本上升、品质下降、种地效益下降、环境污染等 负面 问题 的出现。从表 2-2各年数据分析， 1995年以来，每千公顷有效灌溉农田氮肥施用量在 396-410t 区间波动，中值约为 405t，可见单位面积耕地氮肥施用量基本稳定，如果农业施肥技术提高，或有机肥替代，该值可能进一步下降。而单位面积有效灌溉农田复合肥施用量则一直处于稳定增长的态势， 1995-2005年间，年均增长 5.7%。 2003-2005年年均增长 4.8%，增长率有缩小趋势。在本预测中，每千 hm2有效灌溉农田氮肥施用量取 405t，至2010 年，每千公顷有效灌溉农田复合肥施用量增长率取 4.2%，2010-2015，该值取 3.6%，基数取 2005年值，为 237t。 由此，估算至 2015年中的 2010年和 2015年氮肥和复合肥施用总量如下表。 表 2-4 2010年和 2015年我国氮肥和复合肥施用总量估计 分类 单位 2005 2010 2015 有效耕地面 千 hm2 55029. 60179 65179 - - 积 3 氮肥施用总量 万 t 2229.3 2437.2 2639.7 复合肥施用总量 万 t 1303.2 1751.2 2261.7 在我国，复合肥以 磷酸一铵 （有效成分 %： N-P2O5-K2O 为 12-60-0）和 磷酸二铵 （有效成分 %： N-P2O5-K2O 为 21-53-0）为主，在计量时以 P2O5 为 主要成分折算折纯量。计算时上述两种复合肥比例以 1:1计。另按照中国氮肥工业协会氮肥生产技术经济指标统计办法（试行， 2007年 12月修订）提供的参数，氨理论含氮量为 0.82245，由此计算 2010年和 2015年我国氮肥和复合肥所需合成氨量如下： 2010年化肥领域对合成氨需求量： 3598 万 t。 2015年化肥领域对合成氨需求量： 4031 万 t。 由于合成氨还用于其它非化肥领域，因此实际合成氨需求量远大于上述估算值。不过，由于本项目合成氨用于制造化肥，因此可不考虑其它领域的用氨情况。 2.1.2.2甲醇 在化工 、医药等领域，发达国家的甲醇供需关系已较为稳定，燃料领域则还有很大的需求潜力，但规模不及化工、医药领域。在发展中国家，甲醇需求量则仍会快速增长。根据美国休斯敦石化咨询公司发布的全球甲醇分析报告预测， 2006 2010年世界甲醇需求年均增长率为 3% 4.5%，北美和西欧甲醇需求量将减少 360 万 t，中东和亚洲需求增长较快， 2006 2010 年全球甲醇需求预测增加- - 870 900 万 t。报告同时指出，由于受未来甲醇制烯烃 (MTO、 MTP)的驱动， 2010 2015世界甲醇需求年均增长率为 4.6% 5.0%，并预计 2010年世界甲醇产能将达到 6400万 t， 2015年将达到 7200万 t，生产能力大于市场需求，将加剧市场竞争。 国内的甲醇需求则会因化工、医药、能源等领域需求的持续增长保持增长势头，但甲醇二甲醚燃料和甲醇制烯烃对甲醇需求是一个很大的变数。据王明亮（ 2007）在冶金煤气制甲醇技术经济分析报告中预测， 2010年国内甲醇需求量将为 1620万 t，产量 1600万 t，缺口约 20万 t； 2015年需求量为 2500万 t 3000万 t，产量在 2500万 t左右。 2.2建设规模 根据市场预测、当地资源条件和项目承办单位实际情况 ，本项目技改规模为年产 4万 t合成氨。 - - 第三章 厂址状况 3.1厂址地点 本项目位于湘潭县云湖桥镇七里铺。 3.2厂址地形地貌特征 厂区地势北高南低，西南临群英河；整个厂区已平整，自然坡度小于 1%。 3.3地质、地震条件 a)从现场踏勘及附近已建建筑物基础资料来看，场地工程地质条件一般。 b)根据国家质量技术监督局 2001年 2 月发布的中国地震动参数区划图 (GB18306-2001)查得：该地区地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特性周期为 0.35S。 3.4气象及水文资料 全年主导风向 NW 最大风速 15m/s 平均风速 2.5m/s 年平均气温 16.9 极端最高气温 38.4 极端最低气温 -12 年平均降水量 1410.8mm - - 一日最大降水量 147.9mm 年平均气压 100.79KPa 年平均日照时数 1610.5h 最大积雪深度 18cm 最大冻土深度 5cm 3.5气候 属亚热带季风湿润气 候区，四季分明，热量充足，雨水集中，严寒期短，暑热期长。年最高气温 39-40 ，年最低气温 -2-8 ，年平均气温 16.7-18.3 ，年平均降水量 1300mm，年平均日照1584-1885h。境内春季和夏季多东南风，盛夏多南风，秋冬季多西北风。 3.6占地情况 生产区总规划用地 6.28hm2，折合 94.2亩。 3.7城镇规划和社会环境条件 因属技改项目，不存在拆迁问题。 3.8交通运输条件 公司南临湘黔线，离云湖桥火车站仅 2.5km，北靠 G320国道、S208省道，距潭邵高速 5km，交通十分便利。 3.9公用设施依托条件 供水：生产用水是由韶山灌区直接输送过来，能保障本项目的生产用水。 供电：由楠竹山变电站输送过来的 35kv的专线。 排水：在厂区的西面不到 50m，有一条群英河，该群英河连接涟- - 水河，离厂区 1.5km。 - - 第四章 工艺技术方案 4.1概述 氮肥生产是高能耗的工业，其生产者成本主要取决于系统的能耗，系统能耗除了与采用的工艺有关外，在很大程度取决于二次能源的回收使用与减少废物的产生量，因此节能减排是氮肥工业降低生产成本的重要措施。 氮肥生产系统是由一个个相对独立的单元（工段）组成的。 各单元之间具有密切关系。上一单元的产品或输出，即为下一单元的原料或输入，各个单元相互紧密联系形成一个连续的生产过程。各个单元在地域上相互分散，但距离又不很远。整个生产过程可以分为造气、脱硫、压缩、变换、脱碳、合成等主要单元（工段）。氮肥厂各工段工艺过程简述如下： 4.1.1造气 造气一般是以块煤或清水挤煤为原料，采用间歇式固定层常压气化法，在高温和程控传动控制下，交替与空气和过热蒸汽反应。反应方程式： 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脱硫 - - 半水煤气脱硫工艺是将半水煤气通入一级脱硫塔脱硫后，除尘降温后输入脱硫塔脱硫（稀氨水法），脱硫至硫含量不高于0.075mg/L，经过净化、加压后送入下一工段。 4.1.3变换 经过压缩有一定压力的半水煤气先经过油水分离器，除去煤气中的油物。然后进入饱和塔的下部与热水进行交换后升至一定温度，经过气水分离器分离出煤气中的水份。去除水分的煤气进入预热交换器，与中变 炉出口的高温煤气进行两次热交换后，进入中变炉，在触媒的催化作用下，煤气中的一氧化碳发生反应，生成二氧化碳，中变炉的炉体内有三层反应区，在正常的工艺状况下，第一层的反应温度控制在 450 左右，第二层反应温度控制在 400 左右，第三层的反应温度控制在 380 左右。反应后出中变炉的变换气进入与入口水煤气进行热交换的两级热交换器后，再进入低变炉使变换气中的一氧化碳进一步变换，经过两次变换的水煤气成为合格的变换气后，经热水塔，冷却塔之后送入下一工段进行后续处理。变换反应式如下： CO+H2O CO2+ H2 41.2kJ/mol 4.1.4脱碳 粗原料气经 CO 变换以后，变换气中除 H2外，还有 CO2、 CO 和CH4等组分，其中以 CO2含量最多。 CO2既是氨合成催化剂的毒物，又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中 CO2 的脱除必须兼顾这两方面的要求。 一般采用溶液吸收法脱除 CO2。根据吸收剂性能的不同，可分为- - 两大类。一类是物理吸收法，如低温甲醇洗法 (Rectisol)，聚乙二醇二甲醚法 (Selexol)，碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法，如热钾碱法，低热耗本菲尔法，活化 MDEA法， MEA法等。该合成氨厂采用氨水吸收法生产碳酸氢铵，其反应式如下： CO2+NH4OH NH4HCO3 4.1.5气体精制（铜洗） 经 CO变换和 CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的 CO和 CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害，规定 CO 和 CO2 总含量不得大于10cm3/m3(体积分数 )。因此，原料气在进入合成工序前，必须进行原料气的最终净化，即精制过程。 4.1.6合成 目前国内大多数中小氮肥企业均采用中压法氨合成工艺，其合成压力为 31.4MPa。合成塔的直径一般为 800 1200mm。 将压缩送来的合格精炼气在适当的温度、 压力和触媒存在的条件下合成为氨，所得氨气经冷却水及液氨冷却，冷凝为液氨，并将液氨从氢氮气中分离出来，未合成的氢氮气补充部分新鲜气继续在合成系统内循环合成。主要反应式为： N2 3H2 2NH3 4.2韶氮节能减排技改工程内容 4.2.1企业概况 某某氮肥厂 ，通过多次技术改造，目前已形成 4 万 t/a 合成氨的规模。现有 5 台 2400 造气炉， 1 套 2200 脱硫系统， 1 套2800/2400变换系统， 1套 2800碳化系统， 1套 700 铜洗系统，- - 2 台 4M20 压缩机， 1 台 4M36 压缩机， 600 氨合成系统， 2 台并联一个 系统。 4.2.2技改前能耗 该企业造气采用本地煤，加工成清水煤棒入炉，间歇法制气。其上、下行煤气显热，基本没有回收，吹风气的潜热也没有回收，直接排空。铜洗再生气中的氨进行了回收，其中的 CO没有回收。氨合成弛放气、贮坛放空气也没有利用。氨合成因循环量不匹配，为控制塔内温度，将合成循环气中甲烷控制过高，致使合成系统压力长期处于比较高的状态下运行。因此合成氨两煤消耗在2600-2700kg/tNH3，电耗在 1300-1400kwh/tNH3之间徘徊，与国内同行业先进水平比较：两煤消耗在 1100kg/tNH3，电 耗在 1000 kwh/tNH3，相差较大。 该企业主要工业用水碳化水箱用水被用作变换、吸氨排管泠却水、压缩、铜洗排管用水作造气洗涤水后均未作处理，直接外排。 4.2.3节能减排技改工程内容 该厂本次节能减排技改工程包括如下内容： 4.2.3.1醇烃化工程 醇烃化工艺技术，就是设置一套甲醇合成装置，将原料气中的CO、 CO2和 H2反应，副产一定量的粗甲醇，而净化气 CO、 CO2从 1.52.0%降低到 0.3 0.7%，再过烃化反应装置，将 CO、 CO2降低到 10PPm以下 ,然后直接送入氨合成 , 4.2.3.2三水闭 路循环工程 - - 三水闭路循环工程主要为：一是将造气洗气水、脱硫工序清水除尘废水经过沉淀，凉水塔降温、生物氧化后作为压缩冷却排管用水、脱硫工序煤气除尘用水与造气洗气水。二是将变换、吸氨排管冷却水收集加入除藻类药物再经凉水塔降温后，作为碳化塔水箱用水。三是该厂设置有一台 10T/h 蒸气锅炉，锅炉烟气除尘水经简易沉淀后外排，经估算除尘废水小时排放量为 40m3，本次技改拟将沉淀池加以改造，并增加旋流板脱硫除尘塔进行锅炉烟气除尘脱硫，废水做到循环使用。 4.2.3.3两气回收制热工程 合成氨生产过程间歇制气过程中，大量吹风 气排空，每吨合成氨吹风气放空多达 5000 m3，放空气体中含 CO、 CO2等。同时弛放气、合成放空气各含有大约 43.1%CH4及 7.2%的氨，可用来作吹风气余热回收的助燃气体。项目新增一台废气燃烧炉，将收集的合成弛放气、贮坛放空气，送入该炉燃烧（在此前增设补燃装置，原始升温时使用），以稳定炉内温度在 900 950oC，并通入造气吹风气，形成的高温烟气经蒸气过热器、余热锅炉、水加热器送入烟囱排放。燃烧炉采用矮方炉结构，炉内布设陶瓷填料的蓄热床，利用炉内取热，分步配风技术，使入炉吹风气实现低温、分步燃烧，所产热 量全部用于加热水或蒸汽。 4.2.3.4变压吸附脱碳工程 变压吸附脱碳工艺技术，是利用在一定的压力下吸附剂 选则性吸附 CO2，而压力下降后能解吸的原理，脱除原料气中的 CO2，使其降低到 0.2 0.4%的范围。 - - 4.2.3.5煤气脱硫制硫泥工程 目前国内脱硫方法较多，但脱高硫均采用湿式氧化法。该厂现有脱硫工艺为稀氨水脱除法，脱硫吸收液直接排放。本次技改拟采用无机膜过滤法，去除废水中的硫化物。 4.3 工艺技术方案 4.3.1醇烃化 a)工艺流程见图 4-1。 补气油分 原料气来自压缩机 -31.4MPa 塔前预热器 甲 醇 水冷器 醇 分 粗甲醇去精馏 塔前预热器 烃 化 水冷器 氮冷器 分离器 精炼气去氨合成 烃类冷凝 物 - - 图 4-1 工艺流程示意图 b)主要反应式 nCO2+(3n+1)H2 CnH(2n+2)+2nH2O c)工艺设备 见表 4-1。 表 4-1 醇烃化设备一鉴表 序号 设备名称 规格型号 数量 1 补气油分 PN31.4 DN500 1 2 醇化塔 PN31.4 DN800 2 3 醇化塔前预热器 PN31.4 DN500 F=160m2 2 4 醇化水冷器 PN31.4 F=140m2 2 5 醇分离器 PN31.4 DN600 2 6 烃化塔 PN31.4 DN800 1 7 烃化塔前预热器 PN31.4 DN600 F=160m2 1 8 烃化水冷器 PN31.4 F=112m2 1 9 氨冷器 PN31.4 F=85m2 1 10 烃分离器 PN31.4 DN600 1 - - 11 循环机 PN31.4 6m3/min 1 12 循环机 PN31.4 1.9m3/min 1 d)工程投资 工程总投资约 2350 万元 4.3.2三水闭路循环 4.3.2.1造气、脱硫废水 a)设计方案 (要点 ) 1)本项目造气 、脱硫工序煤气除尘废水产生量为约 500m3/h，废水中总氰化物 10 60mg/L,硫化物 1 30mg/L, CODcr20 400mg/L,。废水量大，特征污染物浓度较高。 2）由于造气污水中含有很多的粉煤灰，采用常规设计的沉淀池占地面积较大，需停留 1.5 2.0 h，处理效果也不理想。如采用高效气浮池，接触氧化塔占地面积小，悬浮物去除率较高，但投资太大。本方案选用了江苏徐州水处理研究所提供的微涡流塔板澄清器，对造气污水进行深度净化。该设备具有占地面积小、水质处理好及施工方便等优点。 3）因造气污水温度较高，如冷却方式选用 L47型风机钢筋混凝土冷却塔，其单塔平面尺寸为 8.4m 8.4m，塔的总投资需 90万元，占地面积也大。故本方案采用特制的高温无底盘的玻璃钢冷却塔，单塔平面尺寸只有 6.48m 6.48m，总投资为 36.4 万元，较钢筋混凝土冷却塔节省投资 54.0万元。 平流式沉淀池采用泵吸式行车吸泥机排淤泥至浓缩池，澄清器污泥则利用位差直接将泥浆送到浓缩池。 - - 在塔式生物滤池生产性处理规模上考察了造气含酚氰废水在挂膜前后的处理效果。比较结果表明，未挂膜时酚、氰化物的平均处理率仅为 79.29，挂膜后的处理率平均为 95.26，处理后的废水全部回用于生产，减少了酚、氰化物的排放量，防止了造气、脱硫废水对环境的污染。 经同类工程运转证明：生物脱酚、氰效率可达 8596%，处理后废水含氰化物小于 0.5mg /l，浊度 20mg/l，水温 25oC。 b)工艺流程 工艺流程见图 4-2。 图 4-2 造气、脱硫废水处理及循环工艺流程图 造气脱硫 平流式沉淀池 热水泵 冷水泵 生物滤池 冷却塔 澄清器 吸泥机 污泥浓缩池 热污水 加药 污泥 - - c)主要设备见表 4-2。 表 4-2 主要设备表 d)工程投资 工程总投资约 1260 万元 4.3.2.2吸氨、变换废水 序号 设备名称 规格型号 数量（台） 1 泵吸式行车吸泥机、 1 2 平流式沉淀池 1 3 澄清器 24X12 x1.5 1 4 玻璃钢冷却塔 500m3 h、风量 64 万 m3 h 1 5 热、冷水泵 Q=500m3/h、 H=28m、 4（二开二备） 6 生物滤池 Q=500m3/h、 1 - - 该厂碳化工段碳化塔水箱用冷却水，取自一次供水。经碳化工段使用后出水再作吸 氨、变换排管冷却用水（外冷却）。水质基本保持原水性质，但水温略有升高，一般为 35oC左右。该股清下水长期直排，浪费了水资源，增加了生产成本。本次技改拟将该股清下水经水质稳定处理后循环使用。 a)处理工艺 处理工艺流程见图 4-3。 图 4-3 吸氨、变换废水处理及循环工艺流程图 b)主要设备见表 4-3。 表 4-3 主要设备表 序号 设备名称 规格型号 数量（台） 1 收集池 容积 150m3 1 2 玻璃钢冷却塔 150m3 h、风量 19 万m3 h 1 3 清水池 容积 150m3 1 4 冷水泵 Q150m3/h、 H28m 2（一开一吸氨、变换排管排水 收集池 冷却塔 清水池 至碳化水箱 热水泵 冷水泵 藻类抑制剂 排浊水 补充水 - - 备） 5 热水泵 Q150m3/h、 H28m 2（一开一备） 6 投药装置 1 套 c)工程投资 本工程总投资为 280万元。 4.3.2.3锅炉除尘脱硫废水循环 湿式脱硫是化学法脱硫，烟气中含有的 SO2 与碱性循环水相互接触混合发生化学反应。使烟气中的 SO2 与循环水中的碱性物质进行中和反应，生成亚硫酸盐或少量硫酸盐，这样 SO2 就从烟气中脱出以盐的形式进入循环水中，达到脱硫目的，使烟气得到净化。常用的碱性物质有：石灰 (氧化钙，消化后为氢氧化钙 )、氨水 (氢氧化铵 )、氢氧化钠及工厂中的碱性废水等。 本工程采用旋流板脱硫除尘塔进行烟气除尘脱硫，脱硫剂为石灰。脱硫液处理后循环使用。 a) 工艺流程见图 4-4。 - - 图 4-4 锅炉除尘脱硫废水处理及循环工艺流程图 b)主要设备 主要设备见表 4-4。 表 4-4 主要设备表 序号 设备名称 规格型号 数量（台） 1 循环清水池 容积 60m3 1 - - 2 沉淀池 容积 60m3 1 3