70万吨年氨酸复合肥生产工艺能量系统优化节能技术改造项目可行性研究报告.docx

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70万吨年氨酸复合肥生产工艺能量系统优化节能技术改造项目可行性研究报告

附图：

1、区域位置图

2、厂区总平面布置图

附表：

1、经济技术附表

第一章总论

1.1项目概要

项目名称：

70万吨/年氨酸复合肥生产工艺能量系统优化节能技术改造项目

建设单位：

XXX发展有限公司

企业性质：

有限公司

建设性质：

能量系统优化节能技术改造

法人代表：

建设规模：

70万吨/年氨酸复合肥（生产能力未变）

建设地点：

山东省肥城市高新区创业路

建设内容：

本项目采用氨酸法中和料浆法节能生产工艺对原70万吨/年转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行节能技术改造，生产同等规模的氨酸法复合肥。

建设期限：

2012年12月—2013年12月

投资规模：

项目总投资4274万元。

建设投资4094万元，其中设备投资3609万元（含工艺管道、阀门及设备安装费用），基建投资150万元；预备费335万元。

资金筹措：

企业自筹3274万元，银行贷款1000万元。

节能效益：

本项目与原蒸汽转鼓造粒工艺能耗比较，每吨产品节约标煤34.58公斤，项目实施后年可节标煤24206吨。

1.2编制依据和原则

1.2.1编制依据

（1）《中华人民共和国节约能源法》；

（2）《中华人民共和国可再生能源法》；

（3）《中华人民共和国电力法》；

（4）《中华人民共和国建筑法》；

（5）《中华人民共和国清洁生产促进法》；

（6）《国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定》和《国务院关于加强节能工作的决定》发展和改革委员会会同有关部门制定的《节能减排综合性工作方案》、《“十二五”资源综合利用指导意见》、《节能中长期规划》；

（7）国家《产业结构调整指导目录（2011年本）》；

（8）《“十二五”十大重点节能工程实施意见》；

（9）《国家发展改革委办公厅关于请组织申报2013年中央预算内投资节能备选项目的通知》发改办环资【2012】1335号；

（10）《综合能耗计算细则》（GB2589-2008）；

（11）国家发展和改革委员会发布的《建设项目经济评价方法与参数》（第三版）及现行财税制度；

（12）《化工投资项目可行性研究报告编制办法》，中石化协会（2006）76号文；

（13）山东省经济贸易委员会，《山东省企业技术改造项目节能评估审查暂行办法》；

（14）《用能单位能源计量器具配备和管理通则》（GB17166-2006）；

（15）《山东省节能条例》、《山东省节能奖励办法》；

（16）泰安市“十二五”国民经济和社会发展计划；

（17）当地环保部门对本项目的环保要求；

（18）建设单位提供的有关技术资料；

1.2.2编制原则

⑴本可行性研究报告编制的内容和深度按照中国石油和化学工业协会《化工投资项目可行性研究报告编制办法》（中石化协产发（2006）76号）。

经济评价参照国家发改委、建设部《关于印发建设项目经济评价方法与参数的通知》文件（发改投资[2006]1325号）。

⑵坚持勤俭建厂的方针和实事求是的原则，项目改造所用的技术应成熟、可靠，节约能源，降低原材物料消耗，保证产品质量，增加企业经济效益。

⑶本着“立足实际，优化工艺，留有余地”的原则，在设计中充分考虑利用国产设备，同时结合国内类似项目的实践经验进行设计建设，节省投资。

⑷充分依托现有的公用工程及生活设施，减少储运、机修和车辆等方面的投资。

⑸重视劳动安全卫生和“三废”治理，改造工程与环保、安全和公共卫生设施同时考虑，消除“三废”对环境造成的不利影响。

⑹贯彻“工厂布置一体化，生产装置露天化，建（构）筑物轻型化，公用工程社会化，引进技术国产化”五化的设计原则。

1.3研究范围

本可行性研究工作的范围是对拟改造项目的意义、条件、技术路线、环境影响、实施计划、经济效益等方面是否可行进行论证，并提供准确的资料和数据，对拟改造项目是否改造和如何改造做出论证和评价，为项目决策和项目的下一步运作提供依据。

1.4研究的主要过程

项目实施单位对自身的技术改造条件进行了研究后，对目前国内同行业节水技术、设备等情况进行了调查，经向有关领导汇报和请示，按要求决定对本项目开展可行性研究阶段的工作。

项目实施单位委托山东省医药工业设计院进行项目可研工作，并提供了有关的基础资料，对本项目所涉及的相关问题进行了认真的、有重点的调研和分析，对项目建设在经济上的必要性与合理性、技术和设备的先进性、可靠性与适用性、财务上的盈利性与可行性、环境和建设上的可容纳性和可实施性等进行了详细的比较论证，同时对项目的建设、生产和经营进行风险分析、并适当留有余地。

1.5研究结论

本项目在原转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置上进行节能技术改造,在生产过程中采用氨酸中和料浆造粒复合肥工艺技术，利用其中和反应热蒸发造粒物料水分，同时利用反应生成的高温硫酸铵料浆对造粒物料进行粘结成粒，不需再加入水分及粘结剂，大大减少了蒸汽用量，降低了物料中的水分，减轻了烘干负荷，提高了成球率，节能效果显著。

本项目需新增造粒尾气吸收洗涤装置，确保尾气达标排放，其洗涤水返回生产系统，实现资源循环利用的目的。

本项目实施后其产品不仅有原来的复混肥产品提升到复合肥料新产品，而且产品具有浓度高，养分均匀，颗粒光滑圆润，水分低，结块轻，便于作物吸收，便于机械化施肥等特点。

因此，本项目产品在同类复混（合）肥生产工艺中具有明显的竞争优势；同时本项目还能够大幅度降低生产成本，减少农业投入，具有显著的经济效益、社会效益和广泛的应用推广价值。

本项目采用氨酸中和料浆法造粒工艺，充分利用工业硫酸、气氨经管式反应器中和反应产生的热能，达到节能降耗的目的，符合国家发改委《关于组织申报2013年资源节约和环境保护备选项目的通知》节能方面的“能量系统优化工程”的要求，符合《产业结构调整指导目录（2011年本）》鼓励类中“十一、石化化工：

5、优质钾肥及各种专用肥、缓控释肥的生产，氮肥企业节能减排和原料结构调整”的要求。

1.6主要技术经济指标

表1-主要技术经济指标表

序号

项目名称

单位

数量

备注

一

装置规模及产品

1

复合肥

万吨/年

70

未变

二

年操作时间

小时

3000

三

主要原料

1

液氨

万吨/年

2.66

新增原料

2

氯化铵

万吨/年

未变

利用原有

3

磷酸一铵

万吨/年

未变

利用原有

4

氯化钾

万吨/年

未变

利用原有

5

硫酸

万吨/年

4.2

新增原料

6

包装袋

万条/年

未变

利用原有

四

项目年综合节能量

万吨标煤

2.4206

1

　　　节约煤炭

万吨

1.55

2

　　　节约电力

万kWh

875

3

节约蒸汽

万吨

7.84

五

减少污染：

1

　　　年SO2减排量

吨

378.2

六

新增定员

人

20

七

建设期

年

1

八

经济数据

1

项目总投资

万元

4274

2

其中：

规模总投资

万元

4168

3

建设投资

万元

4094

4

建设期利息

万元

29

流动资金

万元

150

5

其中：

铺底流动资金

万元

45

资金筹措

万元

4274

其中：

借款

万元

1000

项目资本金

万元

3274

6

资本金比例

%

78.52%

7

年平均营业收入

万元

7000

8

年平均营业税金及附加

万元

6

9

年平均总成本费用

万元

5554

10

年平均利润总额

万元

1440

11

年平均所得税

万元

360

12

年平均净利润

万元

1080

13

年平均息税前利润

万元

1454

年平均增值税

万元

78

九

财务评价指标

1

总投资收益率

%

34.02%

2

资本金净利润率

%

32.99%

3

项目财务内部收益率（所得税前）

%

40.05%

4

项目财务净现值（所得税前）

万元

7260

8%

5

项目投资回收期

年

3.46

6

项目财务内部收益率（所得税后）

%

30.71%

7

项目财务净现值（所得税后）

万元

4998

8%

8

项目资本金内部收益率

%

33.98%

9

盈亏平衡点（生产能力利用率）

%

37.12%

第二章项目建设背景

2.1项目法人基本情况

bbbbbb发展有限公司是集生产、教学、科研于一体的现代化肥料生产企业，是与山东农业大学紧密合作，组建的一家股份制企业。

公司总部位于山东省泰安市高新区，bbbbbb发展有限公司位于山东省肥城市高新技术产业开发区。

占地100000平方米，建筑面积70000平方米。

现拥有总资产2.69亿元，职工800人，工程技术人员100人。

目前，已形成年产120万吨的复混（合）肥生产规模。

其中，年产10万吨无机膜控释肥生产线一条；年产15万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产线二条，年产20万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产线二条；年产20万吨掺混肥料生产线二条；年产5000吨冲施肥料生产线二条。

公司“农大”商标是中国驰名商标，公司产品系列全，种类多，拥有控释肥、配方复合肥、腐植酸缓释复合肥、复混肥、有机无机复混肥、冲施肥、叶面肥、微量元素肥料等8大系列80多个品种，另外还研制和开发了用于复合肥生产的多种精细化工产品-防结块剂等。

目前公司生产的“农大”牌复混（合）肥产品，畅销全国28个省区600多个县市。

2011年公司实现销售额19066万元，实现利税741万元，上缴税金170万元。

公司以山东农业大学为技术依托，以山东农业大学肥料研究所为技术支持,公司十分重视科技发展，2008年8月份企业设立山东农业大学博士后流动站土壤肥料工作站，2009年6月获得“山东省文明诚信民营企业”。

近几年来，公司在承担了多项国家及省级的科技项目，先后承担了农业部科技跨越计划项目和山东省火炬计划项目，同时控释肥项目获得科技部农业科技成果转化资金资助，2010年6月份，新型环境友好型作物专用控释肥的研究与示范项目，获省财政厅——山东省企业自主创新及技术进步专项引导资金项目资金支持；新型精准化环境友好型控释肥的开发与示范项目，获省科技厅——山东省自主创新成果转化重大专项项目资金支持。

在人才建设方面，公司注重引进高学历人才，目前在后勤人员及营销系统内，MBA、研究生以上学历8人，本科学历45余人，专科学历65人，这些高学历人才在公司的各个岗位上发挥了重要作用。

企业不断加强规范化的质量管理，先后通过“ISO-9001”国际质量管理体系和“14001-环境管理体系”认证；这些体系在公司实际工作中的良好运行也保证了公司产品质量不断升级，员工的工作环境不断改善。

公司重视科研的开发与研究,近年来，科技投入占销售收入平均比例超过3%。

2009年12月，公司“农大”、“农邮”两个品牌复合肥被山东省马铃薯协会授予“马铃薯生产专用肥料推荐产品”。

被“中国化工学会化肥专业委员会”、“中国化工情报信息协会”授予“2009中国化肥企业最具价值品牌100强”称号。

2010年2月份中国石油与化工协会农化服务办公室管理在公司正式挂牌“全国农化服务中心”，公司农化服务再上一个新水平。

2.2项目建设的目的、意义和必要性

随着我国资源节约型、环境友好型企业建设步伐的顺利推进，复混（合）肥产业面临着新的发展趋势，主要体现在整合资源、节能降耗、提高产品科技水平等产业可持续发展的核心领域。

bbbbbb发展有限公司为节约能源，降低生产成本，采用氨酸中和料浆法造粒工艺，对原装置进行节能技术改造，在传统的蒸汽转鼓造粒复混肥生产装置上开发出复合肥新产品。

本项目具有投资省，改造工期短，效果好，节能效果显著，可大大提高该装置的生产能力和产品质量，降低能源消耗，同时“三废”排放污染物经处理后达到国家相关标准要求。

本项目生产的复合肥成本低于同等养分的复混肥或复合肥的生产成本，具有显著的经济、环境和节能效益。

通过本项目的实施，可提高传统的复混肥生产装备的技术水平，促进复混（合）肥行业的科技创新能力的发展。

本项目的实施具有一定的现实意义和较强的示范、推广、应用价值。

在工业生产中，传统的蒸汽造粒复合肥造粒能耗大，污染较重，是节能改造的重点行业，同时也是复混肥生产企业面临的生死存亡的重大问题。

当前，我国复合肥生产企业都在致力创造和谐统一的生产环境，推进化肥工业结构调整和重组，加大节能降耗及环境保护新技术、新装备投入，降低能源销耗，改革生产工艺，促进生产工艺路线多元化，提高资源再生综合利用的水平。

因此本项目的改造符合我国节约资源，环境保护基本国策的需要。

我国是一个化肥生产和消费大国，随着我国经济的快速增长和社会发展，党和国家对“三农”问题更加重视，化肥的需求量持续增加，复合肥产业已成为支撑我国农业发展的重要条件。

因此国家制定出台了一系列相关政策，把化肥列为优先发展主题。

但是进入二十一世纪，国际能源趋于紧张，石油价格一路飙升，生物能源应运而生，大量粮食被加工成燃料乙醇，造成了世界粮食紧张，导致化肥使用量猛增，价格上涨。

另外，我国虽然高度重视“三农”问题，粮食储备足，价格稳定，但受国际基础化肥原料价格影响，化肥生产成本居高不下，市场销售价格迅速增长，增加了农业生产成本，一定程度上挫伤了农民种粮积极性。

因此，国内化肥生产企业适应市场环境，满足市场需求，降低化肥生产成本势在必行。

2.3国内复合肥生产现状

目前国内外复合肥的生产方法主要有：

料浆法、团粒法、挤压法、掺混法和熔体法等，且以上几种方法都比较成熟，均建有不同规模的生产装置。

bbbbbb发展有限公司采用氨酸中和料浆法造粒复合肥节能技术改造项目，是充分利用工业硫酸和氨经管式反应器中和反应所产生的热能，对原转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行节能技术改造，使其节约能源消耗，提高产品的质量和技术含量，能够使企业实现高效、节能，生产成本低，产生质量好，经济、社会效益显著的目的。

本项目改造后，能够节省大量煤炭资源，实现清洁生产工艺，“三废”排放达到国家相关标准要求。

综上所述，本项目的改造具有良好的经济、社会和环境效益，具有很强节能效果。

第三章项目改造内容及及前期工作情况

3.1项目装置改造前情况

项目实施前原工艺采用转鼓蒸汽造粒生产工艺技术，其工艺流程为：

尿素、氯化铵、磷酸一铵、氯化钾、中微肥及填充料等原料经计量后混合与系统返料一起进入造粒机内，物料在造粒机中通过蒸汽加热并增湿、滚动团聚成粒，造粒后的颗粒物料输送到一级烘干机中进行烘干，然后再进入一级冷却机进行冷却；冷却后的物料通过筛分机进行筛分，筛分后的颗粒物料再进入二级冷却机进行冷却，再次进行筛分，将筛分后的成品进入包膜机包膜进行防结块包膜处理，最后去包装工序采用台秤计量，手提式缝包机进行包装。

而筛分下的大颗粒物料经粉碎后与细筛筛下的小颗粒物料又返回造粒机进行造粒。

其工艺流程见图1

图1项目实施前年产70万吨转鼓蒸汽造粒复混肥生产工艺流程

3.1.2项目改造前原工艺需要解决的问题

原工艺的返料比为1.8～2.2：

1，造粒机出口水分10%，需增加黏性添加剂造粒，其造粒物料的水分一部分经热风炉预热空气进行烘干，另一部分水分由氨酸中和反应热闪蒸，从而降低能源消耗。

黏性添加剂的加入只是增加造粒过程的黏性，提高成品率，对肥效无帮助，增加了肥料成本。

返料比的降低，可减少吨成品需要烘干的物料总量，相应增大产量，降低消耗。

造粒机出口水分的降低，可减少吨成品烘干需要的燃煤量。

在同一配比情况下，造粒机出口水分的降低，靠造粒温度的升高来实现。

在同一造粒温度情况下，造粒机出口水分的降低，靠合理配比来实现。

工艺上的节能，靠降低返料比，降低造粒机出口水分，不用或少用添加剂来实现。

调整锅炉及热风炉燃烧状况，使一次燃烧室及二次燃烧室燃烧充分，采用炉渣分拣混烧，合理控制原煤颗粒度，煤层厚度，合理控制原煤的低位发热值，实行掺烧工艺等节能措施来节煤。

3.1.3项目实施前设备节能需要完善的问题

项目实施前风机选用4-72型普通风机，风机效率只有60-70%，如何提高风机效率作为风机节能的重点。

主要耗电设备改用变频调速器或选用节能电机；要求超过37KW的电机实行降压启动成为节电的重点。

3.1.4项目实施前公用工程概况

（1）给排水

该公司目前用水主要为生产和生活用水，生产用水为蒸汽冷却水。

生活用水由市政自来水单路供水系统接入，生产用水企业自备地下水井供应，或根据生产工艺要求进行相应的处理。

直接冷却水和间接冷却水系统设有循环水池，通过水泵房供给各车间使用。

厂区给水为生产、生活与消防合用一套给水管网。

厂区排水采用雨污分流系统。

所排生活用水经过化粪池进行初级预处理后，通过厂内污水管道与车间所排生产废水一道排入自建污水处理厂进行处理，然后达标排放。

（2）供电

负荷等级：

本项目生产设备用电负荷按三级；办公、生活用电均属三级负荷；消防用电负荷属二级负荷，采用充放电式电源箱作为备用电源。

电压等级选择:

外部供电电压为10千伏，车间用电负荷为380/220电压的设备，配电室降压后用380/220伏三相四线系统向生产车间供电。

车间配电系统：

变压器的低压侧耳母线分段运行并设有联络开关，保安电源接于低压母线，其开关与正常供电的变压器低压侧总开关设有联锁，生产车间动力照明各用一线，配电室设置单独照明配电盘供生活用电。

动力及照明：

电气车间和公用设施配电、动力、照明共用一个电源，三相四线制，动力干线380伏，三相三线制供电，采用铜芯全塑电缆穿管暗敷，支线用电缆或绝缘导线穿管暗敷，局部地方选用电缆桥架敷设。

车间使用双管防爆日光灯，厂区及生活等其它照明为白炽灯。

（3）供汽

生产用蒸汽用热电厂蒸汽，能够满足生产需要。

3.1.5项目改造前主要能耗设备

序号

工序名称

设备名称

设备规格

数量

（台）

设备功率（KW）

一

配料、造粒、烘干冷却、筛分、工序

造粒机

ZL2280

4

55×4

一级烘干机

GZ2832

4

110×4

一级冷却机

YLQ2628

4

85×4

二级干燥机

EGZ2426

4

75×4

二级冷却机

ELQ2280

4

55×4

包膜机

BM1810

4

22×4

滚筒筛

GT2400×7000

8

30×8

振动筛

ZDS1800×4500

4

15×4

卧式破碎机

WP800

4

44×4

立式破碎机

XLP-1000

8

45×8

输送带

B1000

32

5.5×32

包装机

DCS50/B2

4

2.2×4

空压机

0.7-7

4

15×4

包膜泵

JLB600

4

2.2×4

包膜槽

∮1000×1000

4

螺旋喂料机

∮133×3000

4

1.5×4

搅拌机

∮3200×800

8

15×8

一烘热风炉

560万大卡/小时

4

5.5×4

二烘热风炉

320万大卡/小时

4

4.0×4

斗提机

TH650

8

11×8

一烘风机

4-72NO16C

4

90×4

一冷风机

4-72NO14C

4

55×4

二烘二冷风机

4-72NO14C

4

75×4

二

电器系统

变压器

总1000

1

控制柜3台

总计

4189.6

3.1.6项目改造前设备主要耗能分析

从主要耗能设备表可以看出，耗电的主能耗设备为烘干机、冷却机、风机、粉碎机；耗煤的主能耗设备为一烘热风炉、二烘热风炉；耗蒸汽的主能耗设备为造粒机。

本公司原工艺采用蒸汽转鼓物理团粒法造粒工艺，根据生产运行日报表统计：

生产产品平均吨耗电38.5度，平均吨耗煤52.4公斤，平均吨耗蒸汽142公斤。

本公司原工艺生产产品吨消耗与国内同行业吨消耗相比居于中游，国内同行业平均吨耗电31-56度，平均吨耗煤43-96公斤，平均吨耗蒸汽100-160公斤。

3.2项目改造内容

本项目采用氨酸中和料浆法造粒工艺对原转鼓蒸汽造粒复混肥生产装置进行节能技术改造，生产规模不变。

主要改造内容如下：

（1）采用“氨酸中和料浆法造粒复合肥工艺”对装置主要生产工序进行改造，需要新增管式反应器、造粒尾气吸收系统、DCS控制系统和氨站、硫酸储罐区、仪表控制系统、配电节能系统，同时改造一些辅助生产设施。

该项目实施节能工艺改造后，原生产装置的双烘双冷系统变为单烘双冷生产系统，进一步减少了煤、电消耗。

（2）采用变频调速器节能电机，对超过37KW的电机实行降压启动。

（3）对热风炉一次燃烧室及二次燃烧室进行改造，实行掺烧工艺，采用炉渣分拣混烧，控制原煤颗粒度，能够提高煤炭燃烧率也减少煤耗。

3.3前期工作准备

对原装置通过直接节能措施进行改造，能量消耗降低幅度不太大，只降低了5%左右。

要想获得大的节能空间，只有通过工艺的改进，为此公司成立了科技攻关组，以通过余热利用、降低返料比，提高产出率，降低电耗，降低蒸汽消耗，减少原料中填充料的使用为研究课题。

“氨酸中和料浆法造粒复合肥新工艺”的研制成功可利用液氨与硫酸的反应热一方面对造粒物料水分进行闪蒸，一方面提高物料的温度，不用蒸汽或少用蒸汽造粒，节约蒸汽，减少煤耗；可减少了造粒机出口水分，降低烘干能耗；可利用液态硫酸铵的黏性来提高成球率，省去原工艺中的黏性添加剂，省去加工黏性添加剂所需耗电；并提高造粒成球率，降低烘干负荷，降低电耗，煤耗。

通过对这一节能工艺的效果分析，本项目可行，因此bbbbbb发展有限公司决定实施本工艺对原装置进行节能技术改造。

第四章工艺技术方案

4.1节能改造工艺技术原理、设备及工艺数据分析和研究

4.1.1氨酸转鼓造粒复合肥生产原理分析和研究

（1）液氨与硫酸中和反应原理：

浓硫酸与定量的液氨在管式反应器中进行中和反应，生成硫酸铵料浆并放出热量，其化学反应式如下：

H2SO4（稀）+2NH3=（NH4）2SO4+Q

（2）氯化钾、磷酸一铵、硫酸氨间的复分解反应及复盐生成。

从配料岗位输送到造粒机内的氯化钾和磷酸一铵在低温下可进行复分解反应生成磷酸二氢钾和氯化铵，但该反应在温度低时反应缓慢生成的磷酸二氢钾量相对较低，当硫酸与液氨进行中和反应放出大量的热量时，物料温度升高加速了其反应速度，同时液氨与硫酸进行中和反应生成的硫酸铵又与物料中的氯化钾发生复分解反应生成硫酸钾和氯化铵。

其化学反应式如下：

KCl+NH4H2PO4=KH2PO4+NH4Cl

（NH4）2SO4+2KCl=K2SO4+2NH4Cl

（3）复盐固溶体的形成。

该物料中氯化钾和磷酸一铵发生复分解反应生成的氯化氨与原料中的氯化钾将形成氯化铵钾复盐固溶体[（NH4，K）Cl]。

硫酸与液氨进行中和反应生成的硫酸铵又与氯化钾复分解反应所产生的硫酸钾形成硫酸铵钾固溶体[（NH4，K）2SO4]。

氯化钾和磷酸一铵反应生成的磷酸二氢钾与原料中的磷酸一铵又形成磷酸铵钾固溶体[（NH4，K）H2PO4]。

这些固溶体将是该肥料的主要成分，并在造粒过程中起到成球作用。

其化学反应式如下：

（1~p）NH4Cl+pKCl=（NH4，K）Cl