某硫酸厂脱盐水技术改造项目可行性研究报告

目录 1、总论 . 32 目概述 . 32 究结论 . 37 2、市场预测 . 38 3、技改方案和规模 . 39 定原则 . 39 模程度及范围 . 39 要产品规格及质量指标 . 39 4、技改技术方案 . 41 改技术方案的选择 . 41 改设备选型原则 . 45 要设备的选择 . 46 5、原材料、辅助材料及燃料的供应 . 47 料、辅助材料供应 . 47 料 . 48 设条件 . 49 装位置方案 . 49 7、公用工程及辅助设施方案 . 49 图 . 50 水排水 . 50 电及通讯 . 51 运设施 . 52 修 . 52 验室 . 53 建 . 53 活福利设施 . 54 8、节能 . 54 2 9、环境保护 . 55 址与环境现状 . 55 行的环境质量 标准及排放标准 . 64 改项目涉及的主要污染源及污染物 . 64 染物控制或治理措施 . 65 化 . 66 期达到的效果 . 66 保投资 . 66 10、劳动保护与安全卫生 . 66 计采用的主要标准规范 . 66 改项目生产过程中涉及的职业危险、危害因素的分析 . 67 取的主要职业安全卫生的防护措施 . 69 动安全卫生机构设置及人员配备情况 . 73 动安全卫生防范设施费用 . 73 期效果及评价 . 73 在问题和建议 . 74 11、工厂组织和劳动定员 . 74 厂体制及组织机构 . 74 产班制 . 74 员来源及培训 . 74 12、项目实施规划 . 76 设周期的规划 . 76 施进度规划 . 76 13、投资估算及资金筹措 . 76 资估算 . 77 金筹措 . 77 14、技改评价 . 78 改效果 . 78 技 改改 效效 益益 评评 估估 . 78 改总体评估 . 86 3 15、结论 . 87 1、 总总 论论 目概述 目名称及主办单位概况 （ 1）项目名称： 某 硫酸厂脱盐水 技术改造 （ 2）主办单位名称： 某 股份有限公司 承担单位： 某 股份有限公司 （ 3）企业性质及法定代表人 企业性质：国有控股 企业法定代表人： 分公司总经理： 法定代表地址： 项目建设地点： 主办单位基本情况： 整合重组后的总资产 77亿元，净资产 24亿元，拥有高浓度磷复肥 420 万吨的年生产能力，销售收入 过 100 亿元。已形成的高浓度磷复肥产能位居中国之首，亚洲第一，世界第三，形成了国内一流、国际知名、具备规模化生产各类高浓度磷复肥 和专用复合肥的大型磷肥化工企业 。 某 股份有限公司 某 分公司（以下简称 某 公司）是我国第一家采用湿法磷酸生产高浓度磷复肥的大型高浓度磷复肥骨干企业，注册资本50000 万元。公司以硫磺、磷矿资源生产高浓度磷复肥，其主要产品包括硫酸、磷酸、重钙、磷酸一铵 、硫酸钾、水泥等，年生产总量 达 270 多万吨。 2005 年底产品销售收入突破 20 亿元，预计 2010年，产品销售收入将达 100 亿元，并将成为国内最大、国际有影响力的、知名的磷复肥生产企业。 某 公司最近四年来，经济效益快速增长， 2002年利润 2800 万元，2003年利润 12700万元， 2004 年利润 28000万元， 2005年利润 31000万元，通过产业结构的调整和技术革新，实现了规模效应，取得了较好的经济效益，公司进入了跨跃式发展阶段。 可 行行 性性 研研 究究 报报 告告 编编 制制 的的 依依 据据 （ 1） 某 股份有限公司与 某 省化工研究院签订的编制 硫酸脱盐水技术改造 可行性研究报告 的 技术咨询合同； （ 2）国家发改委投资项目可行性研究指南（ 2002） ； （ 3）原化工部化计发（ 1997） 426 号文 “ 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 ” ； （ 4） 某 公司 硫酸 厂脱盐水 改造方案 ； （ 5） 某 公司提供的生产装置的运行状况及相关资料和设备相关技术资料。 行性研究报告编制的原则 （ 1） 可行性研究报告文件的编制参照 化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定。 （ 2） 技改项目力求选用先进适用、稳妥可靠的技术，贯彻少投入多产出的原则，以提高企业的经济效益。 （ 3） 充分利用企业现有的技术资源及人力资源， 以节省技改工程前期投资 。 （ 4）做好装置优化技改设计的同时， 遵循可持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规、完善 “ 三废 ”处理措施和设施， 控制对环境的污染，节约能源 。 （ 5）在确保工程质量的前提下，严格控制投资费用，降低工程造价，使项目综合技术经济指标达到先进水平。 （ 6）技改项目在不影响正常生产的情况下，根据装置、工系的运行要求寻机技改，确保公司的生产和效益 。 （ 7）本技改项目控制在 2009 年 年 内完成。 改项目建设的必要性及意义 某 公司 硫酸厂 现有 脱盐水装置三套 ， 分别为 a、 b、 c 系列。 002 年 5 月建成投产，水处理能力为 120 h，阳床、阴床为双室浮动离子交换器 ； 004 年 10月建成投产，水处理能力为 120 h，阳床、阴床 为双室浮动离子交换器 ； c 系列为 1999年 10 月建成投产， 水处理能力为 120 h（其中单套床子处理能力为 40 h 的床子共有三套），阳床、阴床为固定床离子交换器。 某 公司 脱盐水的原水来自滇池的预处理水，水中的余氯含量（ l）、浊度（ 7 度）、耗氧量（ l）超标，满足不了进入离子交换器的水质要求（浊度 5mg/l， 余氯 l， 耗氧量 2mg/l） ，而且余氯是极强的氧化剂，易氧化高分子树脂基团，生成低分子量的树脂链，从而破坏树脂的分子结构，降低树脂的交换容量 。 此外， 滇池水质随季节变化较大 ， 水质 的 变化也造成了现有脱盐水生产装置的不稳定 ： 1、预处理水水质不稳定（水质指标见表 1），使离子交换树脂容易受污染，受污染后的树脂层阻力增加较快，需要 频繁清洗树脂 ， 增加 生产成本 ， 加大了 工人劳动强度； 2、 清洗后的树脂还需进行预处理，致使第一、二次再生水质难以达标； 3、浮动床适用于原水水质稳定、软化水出力变化不大、连续生产不间断的运行条件，原水水质不稳定使得浮动床水处理工序不能满足生产要求 ；4、 硫酸再生 采用两步再生 法 ，再生时间 长，且 硫酸再生 离子交换树脂交换容量低，运行周期短 ， 再生频繁 ； 5、 原水含盐量高， 现有脱盐水 生产 工艺生产 成本高并产生大量难以回收使用的废水。 表 1 现脱盐水站使用的原水水质数据表 日期 e 0070070070070071 00700700700700700700700800800800800800800845 00845 008008008008008008 20080080080080080080080 由于 上述原因， 硫酸厂现脱盐水装置 在 2006 年 先后 两次试验性改造 ，但 除盐效果仍不理想，阳床出口钠离子、硬度和阴床出口二氧化硅硬度依然 较 高，锅炉岗位所产过热蒸汽品质达不到汽 轮 机 所需的 蒸汽品质要求 。 正常运行情况下，汽轮机的检修周期为 1 年检修 1次，但现在由于脱盐水品质差，导致过热蒸汽品质差，进而造成汽轮机结垢，汽轮机的检修长则半年一次，短则 2 3 个月就需检修一次。此外，由于脱盐水品质差，锅炉换热效率降低， 容易 爆管， 最短时 23 个月 就 爆管一次 ，严重影响正常生产 。 经 过 对造成脱盐水质量不合格原因的深入分析 以及 对前两次 试验性改造的认真总结， *公司 硫酸 厂提出本次技改方案。 通过技改，预期可达到如下效果： 1、 经过 反渗透（ 盐率可达 96以上， 水几乎为零，使得后续的离子交换系统运行周期延长，可有效降低再生废水量； 2、经过混床除盐后，钠离子 100 g/l, 二氧化硅 100 g/l,硬度 0 l，达到 锅炉用 水所需的水质要求 ； 3、脱盐水水质 和 锅炉蒸汽品质提高，从而改善汽 轮 机蒸汽品质，提高汽 轮 机 以及硫酸装置 运行率 ； 4、减少废水排放量，实现节能、减排的生产目标，实现清洁生产 ； 5、降低生产成本和工作强度。 究结论 （ 1） *公司是 *化工股份有限公司 国家磷复肥基地的骨干企业，本技改项目是国家磷复肥基地建设和生产的重要组成部分，项目实施 符合国家 的产业政策。 （ 2）本技改项目是企业在生产和发展中急需要解决的问题，立项正确 。 （ 3） 技改项目充分利用企业自身技术人员在多年生产实践中所积累的经验，技术方案论证充分，可靠性高、针对性强，具有较好的经济效益和社会效益。 （ 4） 技改项目充分利用 具有经验丰富的管理人员及熟练的操作人员，不需要外出培训。 （ 6） *公司具有较强的技术管理 和企业文化竞争优势，可缩短建设周期，保证工程质量，降低工程投资，使项目早日发挥经济效益和社会效益。 （ 7） 本项目总投资 1393万元，项目实施 可以 延长脱盐水装置 阴、阳离子交换床的使用周期，避免树脂受到污染和 老化 ， 提升 脱盐水水质 和锅炉用水 品质，提高汽 轮 机运行率 ，保证 *公司磷复肥生产的正常运行。 综上所述，本综合技改项目是可行的，投资是必要的。 2、 市市 场场 预预 测测 脱盐水工序是 某 化工股份有限公司 某 分 公司生产硫酸产品的重要工序，目的是保证供给数量足够、质量合格的化学除盐水 ,消除水汽品质不良而造成的隐患， 防止水汽系统的腐蚀、结垢、积盐和污堵，从化学方面保证热力设备的安全 和 经济运行。本项技改的目的是解决原系统产品质量不达标， 影响热力设备安全 、 经济运行的问题，同时提高阴、阳床的使用周期，避免床子的树脂污染和 老化 。本项 技改 完成 后 脱盐水 生产能力没有变化 ， 产品全部用于 热力系统 生产， 不存在市场容量 和市场风险问题 。 3、 技技 改改 方方 案案 和和 规规 模模 定原则 技改规模 的 确定主要遵循 在保证产品质量的前提下， 生产装置生产能力的协调匹配、上游与下游生产工序的物料平衡 、公共系统功能程度及能源动力供给能力最佳配置的原则， 遵循 *公司 “ 守法、降耗、防污染、持续改善环境绩效 ” 的环境方针和 “ 让质量为用户和公司创造更多的满足 ” 的质量方针 来 进行 生产装置的技术改造。 模程度及范围 脱盐水工序 共有 三套脱盐水系统，每套系统又包含如下内容： 预处理系统，包括三台活性炭过滤器。 一级除盐系统一套，包括二床三塔型除盐装置两个系列及再生装置，浮动床树脂体外擦洗装置。 混床精制水系统包括二台混合离子交换器及再生装置。 贮酸碱装置一套。 本次技改在原有脱盐水工序的基础上进行 ，所涉及的内容如下： 1、 拆除停用的 3 个 40t/h 固定床系 列； 2、增设成品水量为 330t/h 的反渗透装置，同时配套滇池水预处理装置 ，确保原水水质指标达到阴、阳离子交换器进口水质要求 ； 3、 购买相关仪表、显卡，引入 统，完成相关电气备件采购和安装。 要产品规格及质量指标 根据下游工序对本工序产品质量的要求 ,技改后脱盐水质量符合 下列要求： 表 2 脱盐水指标 序号 指标名称 单 位 指 标 值 备 注 1 硬度 l 2 电导率 s/ 3 4 g/l 100 5 g/l 100 4、 技技 改改 技技 术术 方方 案案 改技术方案的选择 盐水工序现行采用的生产流程 某 公司 现行脱盐水工序的主流程如下： 活性炭过滤器脱盐水箱 混合离子交换器 阴离子交换器 中间水泵中间水箱除 器阳离子交换器清水泵清水箱来自给水管网的清水进入清水箱经清水泵加压，送入活性炭过滤器除去水中余氯 和 部分有机物，直接进入阳双室浮动床除去水中的阳离子，然后进入鼓风式除二氧化碳器，除去水中的二氧化碳，自流入中间水箱，经中间水泵加压后，送入阴双室浮动床除去水中的阴离子，制得一级除盐水后直接进入混合离子交换 器，除去水中残留的阴 阳 离子后制得精制水送入除盐水箱，再由除盐水泵（加氨调 ）送往锅炉使用。 行 生产流程 导致脱盐水产品质量不达标的原因 分析 根据 某 公司硫酸厂长期的生产实践和经验总结， 现行 脱盐水 生产流程存在 以下 缺陷： （ 1） 某 公司脱盐水原水 是 来自 *的预处理水，水中的余氯含量（ l）、浊度（ 7度）、耗氧量（ ） 三项指标均 超 过了 现有 脱盐水系统 对 进入离子交换器的水质要求（浊度 5mg/l， 余氯 l， 耗氧量 2mg/l）， 仅靠现有预处理 系统的三台 活性炭过滤器无法有效降低这三项指标 ； 而且余氯是极强的氧化剂，易氧化高分子树脂基团，生成低分子量的树脂链，从而破坏树脂的分子结构，降低树脂的交换容量 ，缩短树脂的使用寿命，增加 运行 成本 ； （ 2） 脱盐水 a b c 三套系列均为一级除盐装置，在工艺上主要起到初步除盐作用 。脱盐水经一级除盐后，出水含盐量 5、出水二氧化硅 100 mg/l， 远远不能满足锅炉给水水质要求（钠离子 100 g/l, 二氧化硅 100 g/l,硬度 0 l） ， 导致锅炉岗位所产过热蒸汽品质达不到汽轮机所需的蒸汽品质要求， 锅炉和 汽轮机检修周期大幅缩短， 严重影响锅炉和 汽轮机 正常生产。 技术改造方 案 为使脱盐水水质符合国家 12145汽质量标准，有效减少脱盐水站产生的含 造方案选定为：预处理系统 +反渗透除盐系统（ + 一级除盐系统（现有双室浮动床）+深度除盐系统（现有混床）。 根据 中 解固形物总量）大于500，应采用膜分离法。 *公司现脱盐水 装置 使用的 原水电导率约 500us/盐量在 300 350，已超出离子交换除盐系统合理的 工作范围，同时，由于原水水质不稳定，双室浮动离子交换工艺不能满足水质处理要求。本次技改 拟 采用反渗透工艺预除盐处理，将水中的大部分盐除去，再利用现有的离子交换除盐系统进行深度除盐。反渗透（ 盐率可达 96以上， 水几乎 为零 ，使水质得到有效保证。 此外， 因为 现有的 进水 水质不能满足 理 要求，为保持膜组件良好性能和安全运行，延长膜的使用寿命，需要对原水在进入反渗透工序前进行预处理。 表 3 常规卷式复合膜反渗透进水水质要求 项 目 建 议 值 最 大 值 项 目 控 制 值 污染指数（ 4 5 总有机炭（ ） 3 温度（ c ） 25 45 （ ） 浓水中 100 浊度（ 1 酸 盐 离 子 力（ si 0 游离氯（ ） 0 0. 1 水中溶氧 5时 铁含量（ ） 2 11 11 现脱盐水生产装置已有部分预处理设备和离子交换器（阳 床、阴床、混床），需要将预处理系统扩建和改进，使水质满足要求；新建反渗透装置，而深度除盐则采用现有的离子交换设备，即：经过反渗透装置除盐的水先进入阳离子交换器、阴离子交换器后再进入混合离子交换器，这样阳、阴离子交换器实际已相当于混合离子交换器，由于反渗透装置已将大量的盐除去，离子交换器的运行周期将大大延长，在生产中既能保证产出足量的、合格的脱盐水，又能有效减少酸碱性废水量，利于环保。同时，由于运行周期延长，可将阳床的再生全部改用硫酸再生，彻底消除含 改造后的工艺流程 现有脱盐水箱 现有混合离子交换器现有阴离子交换器现有阳离子交换器初级纯水泵初级纯水池清洗水箱清洗泵现有除碳器反渗透装置高压泵 换热器 5 精密过滤器 袋式过滤器调节阻垢剂管道混合器活性炭过滤器还原剂管道混合器消毒剂现有清水箱 清水泵各工序生产能力的确定： 1. 反渗透系统： 反渗透处理水量：硫酸装置用水量为 h， 混床再生及置换清洗用脱盐水，耗水率取 %， 则混床制水能力为： 1 1 2%)=h。为避免反渗膜污堵影响装置正常运行，采用三套反渗透装置，单套装置产水量 110t/h，并联使用；一级除盐系统（阳床、阴床）再生及置换清洗用脱盐水，耗水率取 %， 则混床制水能力为： 11 4%)=345t/h；一级除盐系统的进水由反渗透供给，反渗透产水量： h=345m3/h；反渗透回收率取 y =75%，反渗透进水量： =345/60m3/h。 预处理系统各级过滤出水量应满足反渗透进水量要求，自身反洗 耗水量由反渗透浓水提供，则各级过滤水量： 460m3/h。 改 工程内容 1、 高位水池预处理水的气浮池最大处理量 400t/h，技改后预处理水量需达 460t/h，并应留有适当的余量以满足水质变化时对水量的要求， 技改 将气浮池的 产水量扩建到 500t/h。 2、 现在的预处理水（净化水）不能满足 保证水质稳定和延长 加机械过滤器 6 台和活性碳过滤器 3 台作为预处理设备，新增的三台活性碳过滤器与现有的 3 台并联使用。 3、 拆除现在停运的 40t/h 固定床 e、 f、 g 系列（除酸、碱贮槽厂房外），拆除的设备可用于小型水处理装置。 4、 新建反渗透装置三套，单套产水量为 110t/h（含加药、清洗装置等配套设施）。 5、 新建一个 10 a、 改设备选型原则 技改方案较新产品开发相对简单直观， 针对 硫酸厂脱盐水工序 现有装置 和本次技术改造的 实际情况 ， 研究范围 仅 包括单个设备、设施的功能及实用性， 并 只进行单纯的个体分析。 技改中所选生产设备、电气设备、仪表及控制设备 应 是先进、可靠、适用的，能保证长期、安全生产运行。 总体上 参照近年来 在行业或 *公司 应用成功的、较实用的进行选用。 要设备的选择 根据生产工序、装置、设备、设施生产控制参数及运行、使用、环境状况，选用国产化、先进的节能环保型设备，达到既满足生产、安全又满足节能、环保需要。 本次技改 新增成品水量为330t/h 的反渗透装置，同时 为保证水质稳定、延长 配套滇池水预处理装置： 设置 6 台 3200 的机械过滤器和 3 台 2800 的活性碳过滤器与现有的 3 台 2800 活性碳过滤器并联使用。 离子交换系统沿用现有 双室浮动床和混床。 表 4 新增 330t/序号 设备名称 规格 数量 1 反洗水泵 q=187m3/h,h=44m,p=37 台 2 阻垢剂投加设备 1 套 3 1 套 4 消毒剂投加设备 1 套 5 还原剂投加设备 1 套 6 管道混合器 台 7 袋式过滤器 600 1350 6 台 8 5精密过滤器 600 1000 6 台 9 板式换热器 台 10 高压泵 q=55m3/h,h=60m,p=37 台 11 反渗透装置 110m3/h 3 套 12 冲洗泵 q=60m3/h,h=23m,p= 台 13 清洗水箱 2250 3900 1 台 14 3精密过滤器 600 1000 1 台 5、 原原 材材 料料 、 辅辅 助助 材材 料料 及及 燃燃 料料 的的 供供 应应 料、辅助材 料供应 某 公司 现 用原 水 来源于滇池，其供应充分利用原来的给水系统。 本次技改不涉及供水能力的增加。 当前的 原水水质质量指标如下表： 表 5 原水水质指标 序号 名称及项目 数据 单位 序号 名称及项目 数据 单位 一 原水水质 1 浊度 7 4 2 15 3 暂时硬度 16 4 总硬度 17 5 总碱度 18 6 溶解性总固体 19 总阴离 子 7 总硅 26 20 溶） 8 k+ 21 游离 9 22 化学耗 氧量 12 10 23 11 12 13 总阳离子 脱盐水装置技改采用的反渗透膜、滤袋、滤芯、药剂 从市场 采购，目前 市场 供应充足。阳离子树脂再生辅 料 硫酸 来自 本厂自产。 料 本次技改 所用能源仅有电能一种，不涉及煤、天然气等矿物燃料。 6、 技技 改改 项项 目目 建建 设设 条条 件件 和和 初初 步步 方方 案案 设条件 某 公司位于滇池磷矿带，资源优势明显。工厂现在的水、电、汽等公用工程有一定的富余，辅助设施如 小修、中修、大修 、运输等有较大的富余能力，工厂的技术力量 非常雄厚，技改项目可充分利用工厂的现有潜力进行扩建改造，依托老厂可加快建设进度，节省投资，并可改善老厂的装置布局和环境。 此项目充分利用工厂现有装置，无需征地， 充分利用 工厂的预留空地。 装位置方案 脱盐水 装置 技改只是在现有系统中作局部或单元设备的优化改造 ， 在现有 脱盐水离子交换 装置中，已充分考虑了大型设备的安装、维修和填料 的 装卸作业，对机泵、 混床、原水处理装置留有 新增能力的安装和 维修空间，同时考虑了管道顺畅及便于管理。 本次技改， 气浮池扩建和机械过滤器设置在高位水池处； 3台 活性碳过滤器设置在现有脱盐水 站 ， 与现有 过滤器 并联使用；反渗透装置及配套设施布置在现有固定床厂房位置。 本次技改的生产控制利用原有控制室。 7、 公公 用用 工工 程程 及及 辅辅 助助 设设 施施 方方 案案 本本 技技 改改 项项 目目 位位 于于 硫酸 厂 区内，技改项目 在建设期就 具 备 主控制室、供电等公用设施，另外工艺水总管、蒸汽总管、电力、通 讯及网 络缆线等都已敷设到位。 图 总平面布置因受现有装置限制，技改装置应集中紧凑布置，并 使其满足防火、防爆、安全、卫生等有关规定、规范的要求。 输及车辆配置 由于本项目系技改工程，公用工程 将 依托 原装置 ，所需物料与成品运 输均由 原装置 解决，不足部分由社会车辆解决，本工程不再配置车辆。 化 本工程改造实施期间由于工程建设的需要，对原有绿化可能有所破坏，工程实施完毕后应恢复原有绿化 ，保持工厂整洁。 水排水 本技改项目在 *公司生产区内，工厂已有比较完善的给排水管网可供使用。给水系统划分为生产、消防合一给水系统及循环水冷却水给水系统。排水系统划分为污水排水系统以及清净水排水系统。 某 公司现有给水水源以滇池作为水源，现有的取水泵房内设有 3 台 15水泵， 1 台 8水量达 1700m3/h，另外还有 1 台 15水泵未使用。经由两条 度约8输水管线送到厂区，水压 区建有 21000m 3高位水