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1、-宜化大江公司高浓度磷复肥工程可行性研究报告(优秀可研报告）-第 34 页宜化大江公司高浓度磷复肥工程可行性研究报告第一章 总论1.1 概述项目名称、项目业主、企业性质及法人（1）项目名称： 28万吨/年磷酸二铵、28万吨/年磷酸一铵、28万吨/年NPK工程（2）项目业主： 湖北宜化大江复合肥有限公司（3）通讯地址： 湖北省宜昌市猇亭大道399号（4）联系电话： 0717-6447608（5）法人代表： 蒋远华项目建设地点该项目拟建在湖北省宜昌市猇亭区宜化工业园内。可行性研究报告编制单位（1）单位名称： 五环科技股份有限公司（2）通讯地址： 湖北省武汉市卓刀泉路271号可行性研究报告编制依据（
2、1）五环科技股份有限公司与湖北宜化大江复合肥有限公司签订的项目可行性研究报告编制合同（2）湖北宜化大江复合肥有限公司提供的有关资料1.2 项目范围本项目建设范围包括：一套80万吨/年硫磺制酸装置一套20万吨/年磷酸装置一套10万吨/年磷酸装置一套28万吨/年DAP装置一套28万吨/年MAP装置一套28万吨/年NPK装置一套2万吨/年硫酸钾装置配套的总图运输、公用工程和辅助设施1.3 项目背景及建设意义项目背景湖北宜化大江复合肥有限公司是湖北宜化化工股份有限公司控股的下属公司。湖北宜化化工股份有限公司（英文名称：Hubei Yihua Chemical Industry Co.Ltd.）为国有控
3、股上市公司，主营化肥、化工产品的生产与销售。公司为全国重要的尿素生产企业、全国第三家大颗粒尿素生产企业、亚洲第一大季戊四醇生产企业，拥有年产40万吨合成氨、60万吨尿素（其中大颗粒尿素30万吨）、3.5万吨季戊四醇、5万吨离子膜烧碱、5万吨聚氯乙烯、500吨双季戊四醇、2万吨甲酸钠、5万吨甲醇、万吨甲醛等主导产品的生产能力，并拥有80MW装机容量的电厂。2003年底公司总资产为19.85亿元，实现利润总额9056.7万元，每股净收益0.3058元，净资产收益率8.04%,公司全年上交税金6500万元。“宜化”牌为湖北省著名商标，“宜化”牌尿素为国家免检产品。公司主导产品尿素占有湖北省25%的市
4、场，并占有广东、广西一定的市场份额，约占全国尿素市场的2.5%；季戊四醇占有全国33%的市场。公司大颗粒尿素、单季戊四醇、双季戊四醇畅销美国和亚洲市场，年创汇能力超过三千万美元。湖北宜化大江复合肥有限公司依托湖北宜化化工股份公司合成氨技术优势和宜化集团硫酸、磷酸及磷酸一铵的生产技术，并最大限度地利用宜化集团合成氨的部分裕量，充分利用宜昌磷矿资源优势，发展高浓度磷复肥产业，努力将宜昌建设成为我国重要的磷复肥基地，提出建设单系列能力分别为28万吨/年DAP、28万吨/年MAP和28万吨/年NPK复合肥工程，是适时的，也是非常必要的。建设意义（1） 农业发展需要高浓度磷复肥随着人口的增长和生活水平的
5、提高，对粮食和其它作物的需求也不断增加。化肥是农业必不可少的生产资料，是保证农业增产的重要手段。在耕地面积有限的条件下，施用化肥以提高单位耕地面积的产量是增产的主要途径，见效快。我国是世界化肥生产、消费大国，然而在我国这样一个占世界7的耕地养活占世界22人口的大国，化肥的发展仍满足不了农业发展的需求。为此，国家每年都要花费大量外汇进口肥料。我国化肥生产和施用过程中还有一个突出的问题是：氮、磷、钾比例失调。农业生产施肥的养分结构不能满足农业生产的要求。磷肥的数量不足，品种单一，低浓度磷肥占磷肥总产量比例过大。据有关部门预测，2005年，我国磷肥需求量为1072万吨（折纯），其增长的品种主要是MA
6、P、DAP、NPK高浓度复合肥。预计2015年，我国磷肥需求量为1175万吨（折纯）。尽管国家加大了对化肥建设的投入，近几年先后建设了一批磷肥企业，但产量和品种仍不能满足农业生产的需求。因此，在今后较长时期内，农业的发展需要继续建设一批高浓度磷复肥装置，这也是我国化肥工业特别是磷肥工业发展的必由之路。（2） 宜昌地区具有丰富的磷资源优势宜昌是我国著名的磷矿资源丰富的地区之一，保有磷矿石储量约10亿吨，其中高品位磷矿储量（P2O530%）约1亿吨。目前，宜昌高品位的磷矿出口量大，本地具有深加工能力的企业少，规模小，因此，本地的资源优势没有得到充分发挥。同时，采矿中没有很好地对中低品位的磷矿进行充
7、分利用，“弃贫采富”的开采方式导致了磷矿这一不可再生资源的大量浪费。因此，利用湖北宜化化工股份有限公司的技术和管理优势，建设大型磷肥装置，不仅可以充分利用当地的资源优势，并且能够使资源的开采规范、有序，从而最大程度地保护资源，提高资源利用率。（3） 企业自身发展的需要和具有的有利条件我国加入WTO后，对国民经济的发展带来了深远影响。对此，国内化肥企业只有抓紧时间调整产品结构，拓宽市场，扩大企业规模，壮大企业实力，优化资源配置，才能在化肥市场竞争中立于不败之地。湖北宜化大江复合肥有限公司的控股公司湖北宜化化工股份有限公司是一个以合成氨生产为主的化工生产企业，其合成氨生产技术水平高，装置比较先进，
8、产品规模和效益在国内具有领先水平。因此，充分发挥宜化合成氨等核心技术优势和本地资源优势，以及资金、人才、管理等优势，与高浓度磷复肥生产相结合，建设大规模的、既需要合成氨又需要磷矿资源的高浓度磷复肥装置，对合成氨和磷矿进行产品的深度开发，合理开发宜昌珍贵的磷矿资源，是地方经济发展的需要，也是宜化调整磷复肥产品结构，适应农业发展需求，拓宽市场领域，进一步增强企业的生存和竞争能力的必然选择。湖北宜化大江复合肥有限公司靠近长江黄金水道，特别是三峡工程建成后，运输能力大大增强，生产磷复肥所需的原料煤、硫磺、硫精砂等及产品都可以方便地运入运出，运输成本低。同时，公司所在地的铁路、公路运输也很方便，为本项目
9、的实施提供了良好的运输条件。因此，湖北宜化大江复合肥有限公司充分依托湖北宜化化工股份有限公司现有的技术、管理、人才、品牌等方面的优势，可以加快项目建设进度，建成具有国际先进技术水平的生产装置，早日发挥经济效益和社会效益。该项目属于当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录（2000年修订）十六类（化工）第三条“高浓度磷复合肥、钾肥及各种专用复混肥生产”范畴。因此，本项目的建设是必要的，具有重要意义。主要技术经济指标表表1-1 主要技术经济指标表序号指 标 名 称单 位数 量备 注一生产规模1硫磺制酸装置万t/a1802磷酸装置万t/a1203磷酸装置万t/a1104硫酸钾装置万t/a125DA
10、P装置万t/a1286MAP装置万t/a1287NPK装置万t/a128二产品方案1产品(1)DAP产品万t/a2818-46-0(2)MAP产品万t/a2811-47-0(3)NPK产品万t/a2815-15-15硫基(4)硫酸钾万t/a22副产品(1)盐酸万t/a4.830HCl计三年操作日1硫酸装置日3332其它工艺装置日300四主要原材料、燃料用量1磷矿万t/a11730P2O5，干基2硫磺万t/a26.599.5S2氯化钾万t/a1.7060K2O3燃料煤万t/a1.8热值20934kJ/kg4包装袋万条/a172250kg袋装五公用工程消耗量1供水(新鲜水)m3/h4342需外供电
11、kW208003中压蒸汽(3.82MPa)t/h平衡六“三废”排放量1废气（1）硫酸装置m3/h(标)180300（2）磷酸装置m3/h(标)75000（3）DAP装置m3/h(标)220000（4）DAP装置m3/h(标)220000（5）NPK装置m3/h(标)2200002废渣（1）磷酸装置万t/a150.00干石膏计（2）煤渣万t/a0.6七运输量 运入量：万t/a145.8 运出量：万t/a239.3八全厂定员人452其中临时工70人其中：生产工人人402其中临时工70人 行政管理和营销50九总占地面积ha68十三工程项目总投资万元79836 其中：外汇万美元17511固定资产投资万
12、元 其中：外汇万美元1751（1）建设投资万元 其中：外汇万美元1751（2）建设期利息万元2流动资金万元其中铺底流动资金万元十四报批项目总投资万元 其中：外汇万美元十五年均销售收入万元正常生产年份十六年均总成本费用万元十七年均利润总额万元十八年均销售税金万元十九财务评价指标1投资利润率2投资利税率3投资回收期所得税前年含建设期所得税后年含建设期4全投资财务内部收益率所得税前所得税后第二章 市场需求预测2.1 磷复肥产品概况磷铵是磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)的统称，含N、P2O5两种养分。工业生产的磷铵产品通常是磷酸一铵和磷酸二铵的混合物。NPK复合肥是三元复合肥，含N、P2O5、K
13、2O三种养分。依据N、P2O5、K2O不同的含量，NPK产品有多达数十个品种，比较常见的品种有151515、171717、102020、201020、20200等，但针对不同作物及土壤的要求，也可以生产和施用其它品种的NPK，如122412、23230、102525等。磷铵是重要的高浓度氮磷复合肥料，可用作粮食作物、经济作物、蔬菜及果树的基肥，也可作为追肥，对粮食作物和其他经济作物有明显的增产作用。与低浓度肥料相比，可以大大节省包装、贮存、运输和施用方面的费用。因此，磷铵已成为最受欢迎的磷肥品种之一。磷铵是一种基础肥料，可以与其它基础肥料混配，再加工成各种不同品级的三元复合肥料。2.2 国际磷
14、复肥市场概况2.2.1世界磷复肥的生产、消费及贸易情况联合国粮农组织（FAO、联合国工发组织（UNIDO和世界银行等组织预测，2004/2005年世界化肥供应量约为15000万吨，其中氮肥8895万吨，磷肥3640万吨，钾肥2455万吨。据分析，今后十年内，世界化肥生产和消费增长缓慢，氮肥平均增长率约1%，磷肥、钾肥增长率约2%，发达国家化肥生产处于停滞趋势，今后几年磷肥新增能力主要集中在摩洛哥、突尼斯和中国，钾肥以原苏联和加拿大居多。化肥生产和使用的氮磷钾比例稳定在1:0.42:0.3左右。近几年西欧磷肥产量逐年下降，美国略有下降，而亚洲地区，特别是中国、印度等磷肥产量增长较快。主要原因是世
15、界经济不景气，导致西欧、美国等部分企业倒闭或减产，而同时亚洲地区的经济正处于上升时期，并且对磷肥的需求量不断快速增长，亚洲部分国家的磷肥企业得以壮大和发展。预计未来几年，随着亚洲经济形势的稳定，特别是中国经济的高速发展，磷肥增长幅度较大的地区在亚洲。世界上大部分磷铵装置既可生产DAP和MAP，也可生产NPK。其生产产品取决于市场的需要。亚洲是NPK肥料的最大用户，占总量的31，其次为西欧和北美，分别为27和25。中欧和前苏联使用量下降较快。由于复合肥使用方便、经济、有效，在其发展过程中，越来越显示其优越性和强大的生命力，逐渐受到各国的欢迎。目前，在发达国家，60%的氮肥、80%90%的磷肥和钾
16、肥均被加工成复合肥使用，复合肥已占化肥总用量的70%80%。2.2.2 世界磷肥及磷铵市场发展预测据世界银行/粮农组织/工发组织化肥工作组预测，世界对磷肥的需求总的状况呈增长的趋势。同时，世界对磷复肥的需求量也将继续增长，预计从1995年到2010年需求量将从2280万吨增长到3470万吨。亚洲则是最主要的需求增长地区，约占增长量的75%。世界磷复肥的进出口也将继续增长，而进口磷复肥的主要地区还是在东欧、非洲、亚洲和拉丁美洲。其中，中国对磷复肥的需求，在亚洲地区占有重要地位，预计在近一段时间内需求量仍将大于供应量。受世界经济一体化发展的影响，化肥生产将向有资源优势的地区集中，因此世界各地区的化
17、肥供需仍将是不平衡的。亚洲、拉美等地区发展中国家受消费增长的需要，生产能力特别是氮肥将进一步增加。磷肥新增能力主要集中在摩洛哥、突尼斯和中国。钾肥受资源控制，生产仍以原苏联和加拿大居多。亚洲地区的供需缺口会逐渐增大，今后一段时间内亚洲仍将是世界化肥最活跃的市场。一直以来，世界化肥的发展趋势有两个特点，其一是发展重点由发达地区向发展中国家转移，发达地区如西欧、北美、日本等，化肥消费趋于稳定并有逐渐降低的趋势，对于发展中国家，由于人口的增加、经济的迅速发展，化肥的生产、消费将不断增加。第二是化肥消费和生产品种由低浓度向高浓度发展，由单一肥料向复合肥料发展。近10年来，世界磷铵的消费量增加了62%。
18、中国、印度等发展中国家中低浓度的碳铵、普钙等产品的消费量将进一步降低。2.3国内磷复肥市场概况2.3.1 国内磷复肥的生产、消费及贸易情况由于国家对农业的重视，我国“七五”和“八五”期间利用外资引进了一批大型磷复肥装置。目前这些厂已基本建成。国家在新建项目的同时，也加大了磷肥企业的改造力度，各方面出台了一系列政策，以促进磷肥工业的发展。近年来我国磷肥产量逐年上升，由于化肥市场整体低迷以及受进口化肥的冲击，1999年磷肥产量有所下降，但产量下降较大的是低浓度的单一养分肥料，如普钙、钙镁磷肥，高浓度磷复肥的产量一直在持续高速增长。高浓度磷肥在磷肥生产中所占的比重由1995年的15.1%增长到200
19、2年的45.7%。但我国磷肥产品以普钙、钙镁磷肥生产为主的格局仍未得到根本改变，产品结构矛盾较为突出，低浓度单一养分的磷肥产品供应过剩，而高浓度的磷复肥产品却远不能满足农业生产的需要，不足部分只能依靠大量进口。我国高浓度磷复肥一直供不应求，为满足农业生产需求，国家每年进口大量的磷复肥，主要是DAP和NPK复合肥，进口DAP数量超过国内生产数量。国内DAP生产企业经过10多年的建设和生产，产量逐年提高，并且部分企业DAP生产达产达标，特别是近两年“以产顶进”的方针政策初见成效，国内DAP产量提高较快，2002年DAP产量为100万吨，2004年达到267万吨，三年时间里国产DAP产量增长率达到约
20、39，DAP自给率逐年提高，2004年DAP自给率最高，约为43。2.3.2 国内磷复肥发展趋势及需求预测目前我国氮肥与磷钾肥施用不平衡，造成氮素的浪费和肥效下降，不能真正发挥化肥的协同作用，并且磷肥产品中高浓度磷复肥产品比例太低，因此加大资金投入，大力增加高浓度肥料和优质磷复肥的产量，进一步调整氮磷钾比例，是我国化肥工业特别是磷肥工业发展的必由之路。据预测，2005年，我国化肥需求量将达到4600万吨（折纯），磷肥需求量为1072万吨（折纯），其增长的品种主要是MAP、DAP、NPK高浓度复合肥，到2005年国内对磷铵的需求量将达到1000万吨的实物量。预计2015年，我国化肥需求量将达到5
21、200万吨（折纯），磷肥需求量为1175万吨（折纯）。2002年MAP产量为127万吨（折纯），DAP产量为122万吨（折纯），合计磷铵产量只有249万吨（折纯），约合磷铵实物量为542万吨。因此，在今后较长时期内，国内高浓度磷复肥产品不能满足农业生产需求，缺口较大。2.3.3 我国磷复肥市场价格分析与预测 国内大规模的磷复肥生产是从“七五”开始，直到“八五”才初具规模。过去国内对磷复肥没有明码定价，基本上是参考国际磷铵市场到岸价，产品价格基本上是随行就市。但是全国市场价格很不均衡，由于地区不同，产品供应量的不同，高低价差可达200400元/吨不等。尤其近年来受大量进口磷肥的冲击，国内DAP价
22、格波动较大。目前，我国化肥产品市场价格整体上稳中有降，但高浓度磷复肥价格基本保持稳定，2004年国产DAP全国平均售价为20002100元/吨，进口平均售价为20562351元/吨，进口DAP比国产售价高约200250元/吨。预计今后几年国内DAP的市场价格仍将保持基本稳定，变化不大。总体上，近几年来磷复肥市场价格比较平稳，波动范围不大。未来几年内国内磷复肥产量和需求量将会稳步增长，并且随着我国磷复肥产品在国际市场竞争力的加强，我国磷复肥的市场价格将会呈现稳中有升的趋势。根据对安徽、四川和云贵等地区磷复肥生产企业的产品出厂价格调查，2004年DAP平均出厂价格为19002000元/吨，MAP平
23、均出厂价格为18001900元/吨，NPK平均出厂价格为1600-1700元/吨，本项目DAP产品出厂价格按1850元/吨进行测算，MAP产品按出厂价格按照1800元/吨测算，硫基NPK产品出厂价格按1500元/吨进行测算，具有较强的市场竞争力。2.4 磷铵目标市场分析目前湖北省平均每亩耕地施地产化肥低于全国每亩耕地的施肥平均水平，远远低于北京、山东、江苏每亩耕地施肥4050Kg的水平。发达国家70年代初，施用复合肥占施肥总景的80以上。我国复合肥起步较晚，目前复合肥(包括复混肥)的产量占化肥产量的比例还很低，北京、山东每公顷耕地施用复合肥107Kg以上，全国平均每公顷耕地施用复合肥为53Kg
24、，而湖北不到17Kg。宜昌地区属长江中上游地区，是水果、茶叶的生产基地，紧邻的西南地区是烟草种植基地，这种种植业结构便决定了该地区对三元复合肥料有极大的需求量。因此，本项目高浓度磷复肥产品可以替代进口，满足国内农业对高浓度磷复肥产品的需求。宜昌地区和国内西南地区可以作为本项目产品的目标市场区域。第三章 产品方案及建设规模3.1 产品方案的选择与比较随着世界上人口的增加，对粮食的需求量也日益增加。在耕地面积有限的情况下，化肥的施用是增加粮食产量的很有效的措施。为了促进植物对养分的均衡吸收，增加施肥效果，世界肥料越来越向着高浓度复合肥的方向发展。在高浓度磷复肥品种中，最为常见的是磷铵和NPK。磷铵
25、是氮磷复合肥料，物理性能较好，不易结块，适合远途运输，既可以作为商品肥料直接施用，也可以作为基础肥料供其他企业二次加工，且它与大多数肥料掺混时的配伍行也较好。这种成品与原料的双重功能，能强化大型磷肥基地向外辐射和服务的作用。NPK复合肥是氮磷钾复合肥料，使用方便、经济、有效，在其发展过程中，越来越显示其优越性和强大的生命力，逐渐受到农民的欢迎。目前，在发达国家，60%的氮肥、80%90%的磷肥和钾肥均被加工成复合肥使用，复合肥已占化肥总用量的70%80%。故本项目推荐DAP、MAP和NPK为产品方案。3.2 生产规模表3-1 装置建设规模序号装置名称系列数建设规模(万吨/年)1DAP装置128
26、2MAP装置1283NPK装置1284硫磺制酸装置1805磷酸装置1206磷酸装置1107硫酸钾装置123.3 操作制度表3-2 装置操作制度序号装置名称操作制度年操作日日操作小时年操作小时1硫磺制酸装置3332480002磷酸装置30022.567503DAP装置30022.567504MAP装置30022.567505NPK装置30022.567506硫酸钾装置30022.567507公用工程设施3332480003.4 产品和副产品的品种、数量、规格及质量指标3.4.1 产品3.4.1.1 磷酸二铵(1) 产品品种：磷酸二铵（DAP）(2) 产品数量：28万吨/年(18-46-0)(3)
27、 产品规格：总养分（N+ P2O5）:64%总N:18%有效P2O5:46%水溶性磷占有效磷百分率:90%H2O:2.0%粒度：24mm占90%产品质量执行国家标准GB 10205-2001中表1“传统法粒状磷酸一铵和磷酸二铵的要求”优等品标准。3.4.1.2 磷酸一铵(1) 产品品种：磷酸一铵（MAP）(2) 产品数量：28万吨/年(11-47-0)(3) 产品规格：总养分（N+ P2O5）:58%总N:10%有效P2O5:46%水溶性磷占有效磷百分率:80%H2O:2.0%粒度：24mm占90%产品质量执行国家标准GB 10205-2001中表1“传统法粒状磷酸一铵和磷酸二铵的要求”优等品
28、标准。3.4.1.3 硫基NPK复合肥(1) 产品品种：NPK复合肥(2) 产品数量：28万吨/年(15-15-15)(3) 产品规格：总养分（N+ P2O5+K2O）:45%总N:15%有效P2O5:15%水溶性磷占有效磷百分率:70%K2O:15%H2O:2.0%粒度：24mm占90%产品质量执行国家标准GB 15063-2001中表1“高浓度”标准，其中总养分含量优于该标准。 第四章 工艺技术方案4.1 硫磺制酸装置4.1.1 工艺技术方案的选择4.1.1.1 原料路线的确定原则及依据硫磺是生产硫酸的理想原料，国外硫酸工业80以上是采用硫磺为原料。硫磺制酸具有工艺流程简单，投资少，环境效
29、益好等优点。世界硫的资源比较丰富，近十年来世界硫的产量和消费虽有波动，但总的变化不大，产大于销。世界硫磺协会(TSI)分析，未来八年硫磺产量每年将以3%的速度增加，而消费增速为2%，明显滞后。如果今后不开发新的应用市场或增加需求，2010年世界硫磺供应过剩量将超过500万吨/年，是目前过剩量的两倍多。目前中国进口硫磺量占世界贸易量的15，成为硫磺第一大进口国，因此世界硫磺价格的波动将影响我国硫磺制酸生产的发展；从另一方面来说，由于中国进口硫磺量大，对价格的控制力增强，而有实力的出口国都会看好中国这个大市场，因此中国有可能在世界硫磺价格谈判中占据重要地位，以寻求与供货商之间的双赢。国际硫磺在今后
30、一段时期内仍将供大于求，价格不会有较大的波动。因此，硫磺作为硫酸的生产原料是有保障的，价格也是相对稳定的。通过对硫磺市场的调查，国际上硫磺资源较为丰富，供应充足，国内硫磺回收潜力也较大。虽然目前国际上硫磺价格有所上涨，但对于本项目而言，是可以接受的。本项目推荐采用硫磺为制酸的原料路线。4.1.1.2工艺技术方案的确定原则及依据（1） 国外硫磺制酸工艺技术概况硫酸生产普遍采用接触法工艺。随着世界工程技术的发展、创新，当前接触法硫酸技术的开发有以下特点：1） 生产装置向大型化发展，其目的是降低单位产品投资，降低生产成本。2） 提高热能回收率，最大限度的节约能源。3） 采用新型设备和新型材料，强化设
31、备生产能力，提高设备效率。4） 使用新型催化剂，提高装置的SO2转化率，减少对环境的污染。目前，国内外新建硫酸装置均向大型化发展，并且普遍采用两转两吸流程，充分回收高、中、低温位热能，产生蒸汽用于发电或外供。国际先进的硫磺制酸工艺技术，是以美国孟山都环境化学公司的制酸工艺最具有代表性。孟山都环境化学公司(简称MEC)是一家以客户为中心的、灵活的工程公司。该公司从1917年开始从事硫磺制酸装置的设计，已经在全球过800个硫酸装置的建设和安装。（2） 我国硫磺制酸工艺技术概况国内硫磺制酸工业经历了一个曲折过程，70年代初期，国际市场硫磺价格较低，我国硫磺制酸产量的比例曾达15.9%，但后来因硫磺价
32、格上涨，大部分硫磺制酸厂停产，产量大幅度下降。近年来，由于硫磺价格的不断下降，国内硫磺制酸又有所恢复，据统计1994年国内硫磺制酸产量约25万吨。到2004年硫磺制酸已达1255万吨。4.1.1.3工艺技术方案的选择孟山都硫磺制酸装置工艺技术成熟可靠,可确保装置的性能稳定，并为国际的最新水平。该装置热能回收率高，一般每吨酸可产0.50.6吨低压蒸汽，热能回收率由传统工艺的6070，提高至95，循环水用量由传统工艺的100m3/吨酸减少了14m3/吨酸；在环保方面也独具优势，废弃物均达标排放。故本项目采用孟山都技术建设硫磺制酸装置。4.1.1.4 工艺原理工艺主要步骤包括硫磺（S）在空气中燃烧形
33、成二氧化硫（SO2），二氧化硫和氧气（O2）结合生成三氧化硫（SO3），再结合水分（H2O）形成硫酸（H2SO4）。以下为化学反应方程式：S + O2 SO2 SO2 + 1/2 O2 SO3 SO3 + H2O H2SO4 4.1.1.5工艺流程说明本装置所用的固体硫磺均由船运码头,通过转运卸至岸上的硫磺堆场，再由胶带输送机送到熔硫槽。经快速熔硫槽熔化后的液体硫磺自溢流口溢流至助滤槽中，由粗硫泵送入第一级叶片式过滤器，经过第一级过滤后的硫磺进入硫磺中间槽，再通过中间硫磺泵送入第二级叶片式过滤器进行精滤，经过第二级过滤后的精制硫磺进入精硫槽或送入液硫贮罐贮存待用。快速熔硫槽、助滤槽、液硫过滤器
34、、中间槽、精硫槽及液硫贮罐等设备内均设有蒸汽加热管，用蒸汽压力约0.7MPa蒸汽间接加热或保温，使硫磺始终保持液态。空气通过空气过滤器吸入系统，然后通过98%硫酸循环的干燥塔进入主风机，干燥塔中酸的部分热量被转移入空气，这部分热量加上主风机的压缩热使进入卧式焚硫炉的空气温度提高，在焚硫炉中硫磺燃烧形成二氧化硫。离开焚硫炉的二氧化硫气体的温度高于进转化系统的温度，该气体需通过一台废热锅炉冷却以高压饱和蒸气的形式回收余热，出废热锅炉的温度由气体的调节副线调节，锅炉蒸气的温度决定了锅炉蒸气的压力。离开废热锅炉后炉气通过IP过热器内加热HRS蒸气进一步冷却。出IP过热器后，该气体进入转化器一层，在钒催
35、化剂的作用下部分转化为三氧化硫，反应也同时产生热量，因此，气体须经冷却后才能提高在下一催化剂层中的转化率。气体离开一层进入高压过热器，通过进一步加热过热高压蒸气得到冷却，蒸气的温度和二层进口温度通过在过热器周围旁路部分蒸气在一定范围内控制；冷却后的气体自过热器进入转化器二层，二氧化硫继续反应产生三氧化硫同时伴随产生额外的热量；热气体离开二层通过热中间热交换器进行冷却以提高在下一层中的转化率，出口气体温度由旁路控制。经冷却的气体离开热中间热交换器进入转化器三层继续进行反应，热气体离开三层进入冷中间热交换器和3B省煤器进行冷却。为了利用硫酸蒸气形成时所产生的额外热量，气体离开省煤器3B时在其中注入
36、低压蒸气，采用这种方法可以获得在气体增湿时产生的额外热量，并转化成中压蒸气使总产气量提高；气体离开蒸气喷射管后进入二级的热回收系统（HRS）。HRS系统的用途是从气体中吸收三氧化硫和冷凝硫酸，同时回收吸收和冷凝过程中的热量并将其转换成中压蒸气。通过HRS塔后，工艺气体进入安装在HRS塔顶部的孟山都ES型除雾器，除雾器去除了塔内形成的酸雾直到和传统的第一吸收塔一样，以保护下游冷中间热交换器。冷却后的气体包括未反应的二氧化硫离开热回收塔，进入冷中间热交换器后由离开三层的热气体加热，再进入热热交换器由离开2层的热气体进一步加热。气体出热中间热交换器后进入转化器4层，进4层温度通过冷中间热交换器周围旁
37、路部分气体来控制。气体离开4层后在过热器4A冷却并加热高压饱和蒸气，最终的冷却在省煤器4C/4A内加热锅炉给水来完成。气体离开省煤器4C/4A进入最终吸收塔后通过烟囱向大气排放；在最终吸收塔内，气体中的三氧化硫和浓度为98%循环酸中的水反应，通过最终吸收塔的循环酸温度由于反应热和气体带入塔内的热量而提高。最终吸收塔底部的循环酸进入共用泵槽中最终吸收塔的区域，部分从干燥塔返回的脱吸了二氧化硫的循环酸和来自最终吸收塔的热循环酸混合用来控制最终吸收塔的循环酸温度，所需的循环酸量被泵回最终吸收塔，这样有助于降低烟囱二氧化硫排放量；余留的循环酸通过共用泵槽分割板的底部进入共用泵槽的主要区域，并和干燥塔的
38、其它部分循环酸一起进入干燥酸冷器，通过干燥酸冷器后，部分98.5%的酸进入产品酸冷器冷却至摄氏40度后送至成品酸储槽。高压过热蒸气送入发电机回收热量后排放压力并入中压蒸气管网。4.1.1.6 原材料及动力消耗定额（以每吨100H2SO4计）序号名称规 格单位消耗定额小时用量备 注1.硫磺S99.5%t0.33233.22.催化剂升0.063.轻柴油kg0.02开车时用4.电kWh8686005.直流水m30.38386.循环水t=10m314.41440装置自供7.仪表空气0.7MPaNm31.4140装置自供8.脱盐水m31.861869低压蒸气0.6MPa(g) 饱和蒸气t0.141410
39、高压过热蒸汽4825.4 MPa gt1.2671.267副产蒸气12中压过热蒸气2500.9 MPa gt0.4560.456副产蒸气4.1.1.7 自控技术方案以集中控制为主，整个生产过程的操作及主要动设备的状态显示、停止操作均可在控制室内完成。采用DCS集散控制系统进行整个装置的监视、控制。生产过程中的主要工艺参数将在CRT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。装置所有需要集中检测的工艺参数的信号从现场通过电缆直接送入控制室。硫酸装置单独设置一个DCS控制室，位于公司的控制大楼内。设计的控制原则是：设计控制以保护
40、工厂人员、设备的安全和保证优化的工艺操作和高质量的产品，主要的控制过程都是自动实现的。 主要仪表选型首要考虑的是防腐蚀问题。材质除有特殊要求外，均使用不锈钢。需要远传的仪表均为电动型。采用420mADC二线制变送器，部分仪表还带有现场指示仪表。DCS集散控制系统将提供对整个工艺过程的有效控制，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，以有效地分散各种意外发生的危险。4.1.1.8主要设备选型(1) 快速熔硫槽：带搅拌器并内设蒸汽加热盘管的快速熔硫槽，采用地下式，可减少散热损失，降低建筑物高度，减少投资。焚硫炉：焚硫炉是硫磺制酸的关键设备，采用机械雾化式炉，外壳为碳钢，内衬耐火
41、砖，并且内设挡墙两道。与空气雾化相比，具有雾化效果好，火焰角度大，动力消耗低，不易堵塞。 (2) 转化器：采用孟山都特有先进结构的转化器，外壳为不锈钢，内设四段催化剂层，其中，前三段供第一次转化，第四段供第二次转化。并且装填孟山都催化剂。(3) 外部换热器：采用管壳式换热器或者孟山都的最新技术板式换热器OCAP。(4) 干燥塔、最终吸收塔：采用孟山都先进的塔结构，填料支撑采用孟山都的专利材料ZECOR格栅，开孔率大于60，内装填阻力小、传质效率高的阶梯环耐酸填料，干燥塔塔顶设置孟山都金属丝网除沫器、吸收塔塔顶设置孟山都纤维除沫器，分酸器均为孟山都的槽管式分酸器。干吸塔均为钢壳内衬耐酸砖结构。(
42、5) 阳极保护管壳式酸冷却器：316L管材及304L外壳，设有阳极保护，使设备在高温下仍具有良好的耐酸性。(6) 空气鼓风机：采用电机驱动的离心鼓风机。(7) HRS设备：包括HRS吸收塔、HRS锅炉、HRS预热器、酸稀释器等，均采用孟山都的专有设备。4.1.1.9拟进口的设备国内硫酸工业技术虽然取得很大进展，但硫磺制酸技术和主要设备由于起步较晚，较国外先进水平仍有差距，主要设备性能尚落后于国外，节能技术、污染控制技术、新材料、新设备的开发及催化剂的性能方面也与国外先进水平有一定的差距。为了保证装置操作的稳定性及控制较低的SO2排放量，提高SO2的转化率及废热回收率，装置需引进与工艺性能保证有
43、关的和与装置的可靠性有关的两类设备和材料。第一类进口设备和材料与工艺性能保证有关以下所列的进口设备与工艺性能保证有关；催化剂浓酸分酸器除雾器磺枪HRS系统浓酸塔填料支撑 1) 催化剂孟山都催化剂的使用可以降低SO2反应生成SO3的反应起燃温度。孟山都XLP-220催化剂是基于五氧化二钒的钾盐促进的催化剂，它的棱型环外表的设计是使催化剂在活性最大时阻力最小，同时XLP-220催化剂也被设计成在筛分时外表保持不变。孟山都XLP-110催化剂也是基于五氧化二钒的钾盐促进的催化剂，同XLP-220一样它的外表也是棱型环。XLP-110是按照转化器2-4层的特殊条件设计的，同时在设计时也考虑到尽可能降低阻力。2) 分酸器孟山都分酸器综合利用了孟山都专利的合金材质（ZeCor）和多年的工艺设计经验，使浓酸吸收塔中的酸分布非常均匀，下酸管的专利设计使整个塔的覆盖非常完整，减少了吸收水份（干燥塔）和三氧化硫（最终吸收塔）所需的填料高度。3) 除雾器孟山都公司提供除雾装置以保护硫酸厂的设备。其节能型（ES）元件由于采用了自动化的制造