年产20万吨硫铁矿制硫酸生产线项目建议书.docx

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年产20万吨硫铁矿制硫酸生产线项目建议书

200kt/a硫铁矿制硫酸生产线项目

建议书

河北****有限公司

2015年03月

目录

一、项目概况...................................................3

二、项目承办单位基本情况.......................................3

三、项目提出的背景及建设的意义.................................3

四、项目建设的有利条件.........................................3

五、产品用途和市场分析.........................................3

六、项目的技术方案.............................................4

七、产品成本测算..............................................14

八、项目用地利用指标与投资强度................................15

九、公用工程及辅助设施方案....................................15

十、环境保护、劳动安全与工业卫生及节能........................18

十一、组织机构及劳动定员......................................24

十二、建设实施与工程进度安排..................................25

十三、投资估算及资金筹措......................................26

十四、经济效益................................................28

十五、结论....................................................29

一、项目概况

1.1、项目名称：

200kt/a硫铁矿制硫酸生产线项目

1.2、项目建设地址：

1.3、项目承办单位：

河北****有限公司

1.4、项目负责人：

二、项目承办单位基本情况（略）

3、项目提出的背景及建设的意义（略）

四、项目建设的有利条件（略）

4.1、资源优势

4.2、电力供应优势

4.3、交通运输优势

4.4、人员素质优势

5、产品的用途和市场分析

5.1、产品的用途

硫酸是重要的基础化工原料之一，是化学工业中最重要的产品，主要用于制造无机化学肥料，其次作为基础化工原料用于有色金属的冶炼、石油精炼和石油化工、纺织印染、无机盐工业，某些无机酸和有机酸、橡胶工业、油漆工业以及国防军工、农药医药、制革、炼焦等工业部门，此外还用于钢铁酸洗。

5.2、硫酸的产、需情况

根据中国硫酸工业协会的统计和预计：

2011年，我国硫磺制酸3500万吨，占硫酸总量的47%，硫磺制酸20万吨/年以上装置占80%，最大单系列装置100万吨/年；冶炼烟气制酸2160万吨，占硫酸总量的29%，冶炼烟气制酸20万吨/年以上装置占75%，最大单系列装置90万吨/年；硫铁矿制酸1818万吨，占硫酸总量的24%，硫铁矿制酸20万吨/年以上装置占45%，最大单系列装置40万吨/年。

2015年硫酸消费量预计：

化肥行业约5600万吨；其它行业以年均6-7%的速度增长，2015年预计约3000万吨，总需求约8600万吨。

5.3、产品的市场分析

　　据中研网2014年7月13日讯：

2013年我国硫酸产能突破1亿吨/年，产量达到8077.6万吨，近十年来我国硫酸产量年均增幅达到9.1%，基本与国民经济增幅保持同步。

硫酸生产同时可以副产大量蒸汽和电能，而国内多数化工园区和集中区存在能源（主要是蒸汽）供应不足、供应企业单一及定价略高等问题，因此部分规模较大的企业正加快建设硫酸装置以缓解用气不足等问题。

2013～2015年将成为新建硫酸装置产能释放的高峰时段，冶炼制酸方面正在建设的企业有金川防城、山东东营鲁方、安徽铜陵有色、富春江和鼎铜业等，产能合计超过500万吨/年。

硫黄制酸方面，湖北兴发、湖北新洋丰、贵州路发、贵州瓮福织金、浙江宁波新福等约600万吨/年将装置于2015年前建成。

由于受到矿产资源的限制，硫铁矿制酸未来几年产能增长有限。

　　2013年我国硫酸产需增幅下降，行业结束了自2009年以来的高增长时代，硫酸产量的50%以上为企业自产自用，另45%左右在市场上流通，而市场流通量的80%以上是冶炼烟气制酸。

硫酸行业的主要消费支撑为磷复肥，2013年磷复肥国内外市场均现低迷，硫酸行业行情疲软，同时，其他耗酸工业需求量增长有限，整个硫酸行业陷入低谷，2013年整年硫酸价格持续下滑，仅矿制酸因依托高含量的铁矿渣盈利而勉强在市场竞争中站稳脚跟，其他硫酸企业出现不同程度的亏损。

　　多年来我国硫酸出口不畅，但是进口数量却基本维持在百万吨级以上水平，进口硫酸主要来源于韩国和日本，2013年进口量中，韩国产品占近80%，其余为日本产品，且基本以进口冶炼酸为主。

因占据成本低、海运便利等有利因素，进口硫酸不断挤压中国企业份额，并在一定程度上冲击中国市场。

我国硫酸每年有一定出口量，出口去向主要是中国台湾、印度及越南等国家和地区。

六、项目的技术方案

6.1、硫酸产品的性质和质量标准

硫酸是三氧化硫（SO3）和水（H2O）的化合物，硫酸的分子式：

H2SO4,

纯硫酸的分子量为98.08，是无色、无臭而透明的油状液体。

6.1工业硫酸的性质如下：

6.1.1硫酸的浓度与比重：

商品硫酸的浓度为≥92.5％，浓度较高的硫酸比重与浓度对照表见下表。

在同一温度下，硫酸水溶液的比重随着它的浓度的增加而增加，当浓度达到97％时比重达到最大值，过此则递减至100％时为止。

同一浓度的硫酸，它的比重随温度的升高而降低。

表6-1-120℃时硫酸的比重与浓度对照表

比重

浓度％

比重

浓度％

1.79

86.3

1.82

91.1

1.795

87.0

1.825

92.2

1.8

87.7

1.83

93.6

1.805

88.4

1.835

95.7

1.81

89.2

1.836

97.0

1.815

90.1

1.84

98.0

6.1.2硫酸的结晶温度：

在浓硫酸（指浓度在90%以上）范围内，98％硫酸结晶温度-0.7℃，93％硫酸结晶温度-27℃。

因此，商品硫酸为93%的硫酸。

6.1.3硫酸的沸点和蒸汽压：

当硫酸浓度在98.3％以下时，它的沸点随浓度的升高而增加，浓度为98.3％的硫酸，沸点最高（336.6℃），以后则开始下降。

100％硫酸的沸点为296.2℃。

硫酸水溶液上面的总蒸汽压，随其浓度的增加而逐渐下降，当浓度增加到98.3％时，蒸汽压降至最小值。

硫酸上面的蒸汽是由H2O、H2SO4和SO3分子的混合物所组成。

在这种情况下，仅98.3％硫酸的蒸汽成分与液体成分相同。

水蒸汽压小是硫酸的重要性质。

温度越低、浓度越高，酸液面上的水蒸气平衡分压越小。

用浓硫酸来干燥气体就是利用了这一性质。

6.1.4硫酸的稀释热：

硫酸能以任何比例与水混合。

硫酸中加入水就有热量放出，用水稀释的浓度越低，放出的热量越多。

如果将硫酸无限稀释下去，直到再加水也不会有热量发生，这样整个过程放出热量的总和称为溶解热或无限稀释热，它等于22000卡/摩尔。

由于浓硫酸的稀释热很大，同时由于酸、水比重上的差异，因此，在实验室中稀释浓硫酸时，不能将水倒入硫酸，必须将硫酸慢慢注入水中，同时不断搅拌，以防反应过剧造成酸沫飞溅伤人。

在生产过程中，需要往浓硫酸中加水时应当用密闭设备，上设足够大的水汽排出口，而且加水不可过猛。

6.1.5浓硫酸的特性：

6.1.5.1吸水性：

浓硫酸具有强烈的吸水性，浓硫酸容易吸收空气中的水而变稀，工业上利用这一性质将其作为空气或气体的干燥剂。

而储存浓硫酸的设备或容器必须密闭，以防吸水。

6.1.5.2脱水性：

浓硫酸具有强烈的脱水性，浓硫酸能按水分子中氢氧原子数的比（2:

1）夺去有机物中（如：

蔗糖、木屑、纸屑、棉花等），而使被脱水的物质碳化而变黑。

如：

C12H22O11=12C+11H2O

6.1.5.3强氧化性：

硫酸是一种化学性质活泼的强酸，除具有强酸的一般共性外，浓硫酸还具有强氧化性。

常温下，浓硫酸与钢铁作用，能在钢铁表面生成一层致密的氧化铁薄膜，它保护内部的钢铁不再受腐蚀。

因此，一般能用钢铁设备储运浓硫酸。

6.1.6.工业硫酸的质量标准：

表6-1-2工业硫酸的质量标准GB/T534----2002

项目

指标

优等品

一等品

合格品

硫酸（H2SO4）的质量分数％≥

92.5或98.0

92.5或98.0

92.5或98.0

灰分的质量分数％≤

0.02

0.03

0.10

铁（Fe）的质量分数％≤

0.005

0.010

------

砷（As）的质量分数％≤

0.0001

0.005

------

汞（Hg）的质量分数％≤

0.001

0.01

------

铅（Pb）的质量分数％≤

0.005

0.02

------

透明度mm≥

80

50

------

色度ml≤

2.0

2.0

-------

表6-1-3铁精矿质量标准

铁精矿类型

磁性矿为主的磁铁矿

赤铁矿为主的赤铁精矿

攀西式钒钛磁铁精矿

包头式多金属铁精矿

品级代号

C67

C65

C63

C60

H65

H62

H59

H55

P51

B57

TFe不小于，%

67

65

63

60

65

62

59

55

51.5

57

TFe允许

被动范围

I类

II类

+1.0~-0.5%

+1.5~1.0%

+1.0~-0.5%

+1.5~1.0%

±0.5%

±1.0%

杂

质

不

大

于，

%

SiO2

I类

II类

3

6

4

8

5

10

7

13

8

10

12

13

12

15

S

I组

II组

0.10~1.19

0.20~0.40

0.10~1.19

0.20~0.40

（<0.6%）

（<0.5%）

P

I级

II级

0.05~0.0.9

0.10~0.30

0.08~0.19

0.20~0.40

（<0.3%）

Cu

Pb

Zn

Sn

As

TiO2

Fe

kO2+Na2O

0.10~0.20

0.10

0.10~0.20

0.08

0.04~0.07

0.25

0.10~0.20

0.10

0.10~0.20

0.08

0.04~0.07

0.25

（<13%）

（<2.5%）0.25

水分不大于，%

I

10

11

10

11

II

12

12

6.2.建设规模与产品方案

6.2.1.建设规模

根据对市场容量，以及国家产业政策、原材料及能源供应、投资规模等条件的综合分析，项目建成后，将形成200kt/a硫酸（以100%H2SO4计）生产能力。

6.2.2.产品方案

表6-2-1工业硫酸产品方案

序号

规格

产量（t/a）

备注

1

93%H2SO4

161290（相当于150kt/a100%H2SO4）

实际生产中，根据季节和市场需求调整产品产量。

2

98%H2SO4

51020（相当于50kt/a100%H2SO4）

6.3、工艺技术与主要设备

6.3.1、工艺技术及其自动化控制

工艺流程主要为：

氧化焙烧、酸洗净化、“3＋2”两次转化、96％酸干燥、98％酸中温两次吸收、废热回收等工艺过程，并采用DCS系统进行自动控制。

主要特点如下：

（1）采用氧化焙烧技术，提高硫的烧出率。

（2）采用酸洗净化，以减少稀酸产出量，并采用先进的稀硫酸净化技术，将净化的稀酸代替一次水加入干吸循环系统，提高硫的回收率。

（3）采用“3＋2”四段转化，使SO2总转化率大于99.7%，保证尾气中的SO2达标排放。

（4）采用96％酸干燥炉气，98％酸吸收SO3。

（5）采用中温吸收，以抑制雾粒的形成并增大雾粒粒径以便除雾。

（6）沸腾炉出口、干吸酸冷器设置废热锅炉，回收废热产中压过热蒸汽用于汽轮机拖动主风机，多余能量用电动机返发电。

6.3.1.1原料配料

硫酸生产的原料主要为本公司生产的硫铁矿和含硫超标的铁精粉进行配料。

达到使入炉矿含硫在26%左右，得到的烧渣满足铁精矿的质量要求。

6.3.1.2焙烧工艺

含硫26%、含水＜8%的经过配料的硫精矿由焙烧炉的加料斗，通过皮带给料机连续均匀地送至沸腾炉，采用氧表控制沸腾炉出口氧含量，根据其氧含量对沸腾炉的加矿量进行调节。

沸腾炉出口炉气SO2浓度~13%，温度约950℃。

该炉气经废热锅炉后，温度降至~340℃，废热锅炉产生的中压过热蒸汽，供凝汽式汽轮机带动主风机。

从废热锅炉出来的炉气进旋风除尘器、电除尘器进一步除尘，出电除尘器的炉气温度~320℃，含尘量<0.2g/Nm3，然后进入净化工段。

6.3.1.3炉气净化工艺

由电除尘器来的炉气，温度约320℃，进入动力波洗涤器，用浓度约15%的稀硫酸降温、除尘，然后进入填料塔，进一步除去矿尘、砷、氟等有害物质。

气体温度降至42℃以下，再经一级、二级电除雾器除去酸雾，出口气体中酸雾含量<0.005g/Nm3。

经净化后的气体进入干吸工段，在干燥塔前设有安全水封。

填料塔为塔、槽一体结构，采用绝热蒸发，循环酸系统设板式换热器，将热量带走。

动力波洗涤器循环液，经稀酸过滤器过滤后，一部分清液进入动力波循环系统循环使用，另一部分清液打入脱气塔，经脱吸后的清液送入干吸工段作为工艺补充水。

稀酸过滤器过滤下来的污泥与焙烧工段的热矿渣混合入副产铁精粉。

在生产中，考虑到因突然停电造成高温炉气影响净化设备，本项目设计中在动力波上方设置高位槽与动力波紧急事故用水阀联锁来保护下游设备和管道。

动力波炉气净化工艺的特点：

（1）采用一级动力波设备可以获得比空塔设备更高的效率，而且投资费用较空塔少。

（2）允许入口炉气尘量高：

由于该洗涤器对粒子的捕集率与粒度的关系曲线较其它洗涤器平坦，因此可有效地进行分级洗涤，故可以较低的能量费用获得较高的效率。

（3）允许气量波动范围大，可在50~100％之间变化，对总的除尘效率不产生影响。

（4）喷咀采用一个大开孔的喷咀将液体喷入气体之中，这样循环液可在较高的含固量下运行，喷咀不会被堵塞，由于循环液可固体含量较高，故液体排放量可相应减少，这样污酸处理装置的负荷可以减轻。

（5）开孔喷咀的另一优点是喷出的液体不发生雾化而是产生泡沫区，因此排气中就不含细小的液体。

因为这种细小的液滴使得气一液难以分离，故杂质可随炉气排出。

相应利用开孔喷咀喷液洗涤炉气的过程酸雾的生成量较常规炉气净化流程少，这对电除雾器的负荷也可减少。

由上可知这种洗涤原理的独特之处在于不但充分有效地利用了气相能量，而且有效地利用了液相能量来形成接触界面，从而达到高效捕集细粒，同时达到传热传质的目的。

离开填料气塔的气体依次通过第Ⅰ级和第Ⅱ级管式电除雾器。

以除去气体中的酸雾、尘、砷等杂质。

每一台电除雾器基本上由带气体进、出连接管的壳体，带支承的放电系统和收集管组成。

放电系统借助于绝缘子在壳体的上部支承，绝缘子用热空气吹扫并放置在除雾器壳内以防止意外和偶然的接触。

放电极悬挂于框架的上部，借助底框架分隔，底框架由侧向紧固的绝缘子固定。

在必要时清洗，所需的清洗液由一次水进行清洗。

6.3.1.4干吸工艺

自净化工段来的含SO2炉气，补充一定量空气，控制SO2浓度为8.5%左右进入干燥塔。

气体经干燥后含水份0.1g/Nm3以下，进入二氧化硫鼓风机。

干吸塔均为填料塔，采用新型的塔槽一体设备。

干燥塔塔顶装有金属丝网除沫器。

塔内用96%硫酸淋洒，吸水稀释后循环使用，塔内配入由吸收塔酸冷却器出口串来的98%硫酸，以维持循环酸的浓度。

经一次转化后的气体，温度大约为180℃，进入一吸塔，吸收其中的SO3，经塔顶的纤维除雾器除雾后，返回转化系统进行二次转化。

经二次转化的转化气体，温度大约为156℃，进入二吸塔，吸收其中的SO3，经塔顶的纤维除雾器除雾后，通过烟囱达标排放。

循环酸的冷却采用316L不锈钢管壳式阳极保护冷却器，干燥循环酸冷却和一吸收、二吸收循环酸冷却各设置—台。

6.3.1.5转化工序

经干燥塔金属丝网除沫器除沫后，SO2浓度为~8.5%的炉气进入二氧化硫鼓风化分别经一、二、三段催化剂层反应和I、II、III换热器换热，转化率达到95.5%，反应换热后的炉气经省煤器降温至180℃，进入第一吸收塔吸收SO3后，再分别经过第V、第IV和第II换热器换热后，进入转化器四、五段催化剂层进行第二次转化，总转化率达到99.75%以上，二次转化气经第IV第V换热器换热后，温度降至156℃进入第二吸收塔吸收SO3。

为了调节各段催化剂层的进口温度，设置了必要的副线和阀门。

为了系统的升温预热方便，在转化器一段和四段进口设置了两台电炉。

转化工序的主要特点：

（1）为了提高总转化率，减少尾气排放的S02量，提高炉气中的硫利用率，应用3+2式两次转化，转化炉气换热流程采用III、I—V、IV、II流程。

（2）换热器采用空心环管壳式换热器，这比传统的单圆缺型折流板式换热器具有更高的传热系数和更低的阻力降。

（3）转化工段配管设计，根据不同的情况，不同的部位设置伸缩节，支架、不同的管托和拉杆结构，使设备管道布置紧凑，管道系统弹性较好，不因热胀冷缩拉裂而漏气。

（5）转化器内充填触媒，为确保S02的环保排放指标，二氧化硫转化率要控制在99.8%以上，可考虑从国外引进低温钒催化剂。

废热锅炉的汽包。

另一路给水供给高温过热器两级之间的喷水减温器。

6.3.1.6脱盐水装置

脱盐水装置采用一级除盐系统。

脱盐水出力为25t/h。

脱盐水流程为：

原水→原水箱→原水泵→机械过滤器→逆流再生阳离子交换器→除二氧化碳器→中间水箱→中间水泵→逆流再生阴离子交换器→脱盐水箱→脱盐水泵→除氧器

再生剂采用盐酸及氢氧化钠溶液，酸碱废水排至硫酸装置外污水处理站。

脱盐水送至锅炉给水除氧器用低压蒸汽进一步加热到105℃进行除氧，由锅炉给水泵加压，一路经过省煤器后，给水温度升高到150℃左右，然后分别送至

废热锅炉

由锅炉产生的3.82MPa450℃中压蒸汽25t/h经过主蒸汽管道送至凝汽式汽轮机带动主风机。

为了保护炉水和蒸汽的品质，本工段配备一套炉水加药装置以控制水质。

6.3.2、过程的自动化控制系统

整个硫酸厂主要采用集散控制系统（DCS）来实现集中管理，分散控制。

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整个系统的危害。

PID参数应能够自动整定。

该系统具有丰富的运算控制功能，逻辑运算功能，极高的控制品质，便于集中监视和操作，监视直观清晰，系统扩散性好，易于改善控制方案，具有诊断和相应的保护功能，控制站的硬件冗余，总体不小于1:

10，重要控制回路应为1:

1，与操作站的通讯冗余为1:

1。

通讯速率不低于1Mbps。

动态元素更新时间≤1秒。

DCS内部的通讯系统是充分冗余的。

6.4、工艺流程方块图

硫精矿硫超标铁精粉

原料配料

炉前鼓风机

沸腾焙烧炉

空气原水

软水系统

废热锅炉

排渣系统

副产

蒸汽

电除尘

铁精粉

尘泥

稀酸过滤器

动力波洗涤器

清液冷却水

板式换热器

填料塔

一二级电除雾

酸冷器

干燥塔

循环酸泵

汽轮机

SO2鼓风机

换热器

换热器

转化器

第一二吸收塔

酸冷器

尾洗塔

循环酸泵

烟囱排放成品硫酸

6.5、主要设备

表6-5-1主要设备一览表

序号

设备名称

规格型号

单位

数量

备注

1

炉前风机

Q=1000m3/h

台

2

一开一备

2

沸腾炉

Φ沸腾层8000

台

1

3

废热锅炉

FR30-3.9-450

台

1

4

电除尘器

三电场

台

1

5

动力波洗涤器

φ喉2000H=8000

台

1

6

填料塔

Φ5600×18000

台

1

7

电除雾器

330管

台

4

8

干吸塔

Φ5400×22000

台

3

9

SO2主风机

1600m3/minH=39kPa

台

1

10

转化器

Φ9200×24000

台

1

触媒120t

11

换热器

F总=9480m2

台

7

12

汽轮机

台

1

七、产品成本测算

产品成本费用包括原材料费用、加工制造费用、工资及其它费用等。

测算如下：

表7-1

序号

名称

单价

（元/t）

单耗（t/t）

计入成本（元）

备注

1

硫精砂（含硫＞35%以上）

280

1.0

280

根据具体情况进行配矿，使烧渣满足铁精粉质量要求。

2

含硫铁精粉（含铁＞60%以上）

500

0.4

200

3

电

0.73元/kwh

80kwh/t

58.4

4

触媒耗

0.12L

10元/L

1.2

5

工资及附加

3.6万元/人.年

9

按50人

6

折旧

50

按10年

7

财务费用

20

8

安全专项

3

9

管理费用

3

10

销售费用

5

11

其他

20

大修预提、日常维修费、场地租用费等

12

烧渣（副产铁精粉冲减成本）铁含量＞55%

300

1.0

-300

1t硫精砂产0.75t烧渣；0.4t铁精粉产0.3-0.35t烧渣。

成本合计

349.6

8、项目用地利用指标与投资强度（略）

九、公用工程及辅助设施方案

9.1总平面布置及运输

9.1.1总平面布置原则

1）、严格执行国家现行的环境保护、劳动保护法规和现行防水、抗震规范。

本着方便生产、节约用地、降低造价的原则，根据生产工艺流程特点及地区条件，合理布置厂区建筑物、构筑物、道路及动力设施。

2）、在满足工艺流程、环保、安全设计规范要求的前提下，总平面布置力求紧凑、合理、整齐、美观，减少占地面积。

9.1.2总平面布置方案

本项目选址在*****。

厂区占地面积为150亩。

本项目为新建项目，生产设施及其他辅助