强烈推荐燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程可行性研究报告.docx
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强烈推荐燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程可行性研究报告
中原大化公司
燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程
可行性研究报告
合肥宁垣工程技术有限责任公司
二零零九年八月
第一章总论1
1.1项目名称、主办单位、企业性质及法人代表1
1.2编制依据和原则1
1.2.1编制依据1
1.2.2编制原则1
1.3项目提出的背景2
1.3.1企业的概况2
1.3.2项目建设是河南省发展的需要3
1.3.3项目建设是公司总体发展规划的需要3
1.4项目建设的必要性和意义3
1.4.1项目建设符合我国国情3
1.4.2项目改造可降低污染物排放保护环境4
1.4.3拟建项目的经济效益4
1.4.4拟建项目的社会效益5
1.5可行性研究的研究范围6
1.6主要结论7
第二章市场预测9
2.1硫酸铵化肥市场预测9
2.2硫酸铵化肥价格预测10
第三章产品方案及生产规模13
3.1产品方案的选择和生产规模确定的依据13
3.2产品方案的选择13
3.3生产规模13
3.4产品规格和脱硫设置保证值13
第四章工艺技术方案15
4.1脱硫装置15
4.1.1工艺技术方案的选择15
4.1.2.设计采用的烟气氨法脱硫工艺和消耗定额19
4.2自控技术方案22
4.2.1生产控制分析22
4.2.2自控水平22
4.2.3信号报警及联锁系统23
4.2.4现场仪表和控制设备的选型原则23
4.2.5仪表动力供应24
4.2.6主要安全技术措施24
第五章原料、燃料及动力的供应25
第六章建厂条件和厂址方案26
6.1厂址概述26
6.2厂址方案26
6.2.1概述26
6.2.2厂区总平面布置26
6.2.3厂区竖向设计26
6.2.4厂区道路布置26
6.2.5厂区管线布置27
6.3厂址优点27
第七章公用工程及辅助设施方案28
7.1总图运输28
7.1.1概况28
7.1.2总平面布置原则28
7.1.3工厂运输28
7.1.4绿化概况28
7.2厂区给排水29
7.2.1给排水要求29
7.2.2生活、生产、消防给水29
7.2.3排水29
7.3供电及电信30
7.3.1供电30
7.3.2通信30
7.4工艺外管30
7.5空压站30
7.6采暖通风和空气调节30
7.6.1设计依据31
7.6.2设计方案31
7.7维修31
7.8土建32
7.8.1建筑32
7.8.2结构设计33
第八章节能34
8.1脱硫装置物料消耗34
8.2主要节能措施34
第九章环境保护35
9.1概述35
9.2执行的环境质量标准及污染物排放标准35
9.2.1环境质量标准35
9.2.2污染物排放标准35
9.3生产装置污染源35
9.3.1废气36
9.3.2废水、废渣36
9.3.3噪声36
9.4装置工艺路线的环保优势36
9.5环境保护和综合利用的初步措施及方案37
9.5.1废气治理37
9.5.2生活污水治理37
9.5.3噪声治理37
9.6本项目初步环境影响分析38
第十章劳动保护与安全卫生39
10.1劳动保护和安全卫生39
10.1.1设计采用的主要标准规范39
10.1.2本项目生产过程中主要职业危害因素的分析39
10.1.3劳动保护与职业安全卫生的防范措施40
10.2其他防护措施41
第十一章工厂组织和劳动定员42
11.1工厂组织42
11.2生产班制和定员42
11.2.1生产班制42
11.2.2生产定员42
11.3人员的来源和培训42
11.3.1工人、技术人员和管理人员的来源42
11.3.2人员培训42
第十二章投资估算及技术经济指标44
12.1投资估算44
12.2效益分析44
12.2.1脱硫装置主要技术参数表44
12.2.2运行费用、效益表46
12.2.3运行费用、效益分析说明47
附表1物料衡算表48
附图1物料横算图
附图2I标段设备布置图
附图3II标段设备布置图
第一章总论
1.1项目名称、主办单位、企业性质及法人代表
项目名称：
中原大化公司燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程
主办单位：
中原大化公司
1.2编制依据和原则
1.2.1编制依据
（1）河南煤化集团有限责任公司中原大化公司（以下简称：
河南煤化中原大化公司）提供的关于此项目的基础资料。
（2）化工部“化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定（修订本）”（1997年8月版）。
（3）《投资项目可行性研究指南》
（7）《中国跨世纪绿色工程规划》
（8）《大气污染重点城市规划方案》
（9）《濮阳市石油化学工业发展规划》（2005）
1.2.2编制原则
（1）根据国内烟道气技术发展状况，选择合理的技术，并在消化吸收国内外先进技术基础上，尽量使本装置达到较高的技术水平。
（2）以节能降耗为中心，通过优化流程和采用先进的节能降耗措施，提高工厂的整体经济效益。
（3）设计中注意防火、防爆，贯彻“安全第一，预防为主”的方针。
（4）贯彻“三同时”，通过提高工艺技术水平，采用无害或少害的工艺，确保本项目“三废”排放符合国家有关标准。
（5）提高自动化水平，优化操作、稳定生产、降低消耗、提高产品产量和质量。
（6）充分利用厂区现有的工艺生产装备、公用工程及生活设施，以挖掘现有设备潜力为主，节约建设投资。
（7）根据工厂现有可供利用的场地，进行合理的总图布置。
贯彻执行工厂布置一体化和生产装置露天化的建设方针，以节约占地面积和建设投资。
（8）尽可能不使用蒸汽，节省能源。
提高工艺设计的合理性，节约水和原材料的使用量。
（9）合理确定改造方案，将新建工程对原生产的影响减少到最低程度。
（10）观察、监视、维护简单，运行人员数量少。
（11）粉尘和SO2按照环保标准达标排放，并有提高技术指标的空间，适应国家对环保治理不断严格的要求和削减量。
（12）采用节能防堵技术，选择高效、低耗的脱硫系统；并结合招标方的具体实际条件，在考虑到技术的可靠性和先进性的基础上，尽可能降低工程的总投资额和实际运行的成本，因地制宜、合理布局。
（13）工程设计考虑防尘、防腐蚀、防噪音、防中毒等措施，满足国家现行标准的要求。
1.3项目提出的背景
1.3.1企业的概况
河南煤化集团全称河南煤化集团有限责任公司，是河南省规模最大、效益最好的工业企业。
是经河南省委、省政府批准，于2008年12月5日，在原永煤集团、鹤煤集团、焦煤集团、中原大化、省煤气集团的基础上重组成立的国有独资公司。
其中永煤集团名列中国企业500强第130位、中国煤炭企业100强第4位、全省工业企业产值利润第一。
鹤煤集团名列中国煤炭企业100强第35位。
焦煤集团名列中国煤炭企业100强第37位。
中原大化是省属国有大型化肥、化工企业。
河南煤化集团是亚洲最大的煤制气企业。
另外原永煤集团下属洛阳LYC轴承是中国轴承行业规模最大的综合性轴承制造企业之一。
开封空分集团是中国自行设计与制造大、中型空气分离设备的重点骨干企业。
河南煤化集团有限责任公司中原大化公司是具有当代世界先进技术水平和生产装置，集工、科、贸于一体的国有大型现代化化工企业。
中原大化每年可生产38万吨合成氨、75万吨尿素、40万吨尿基复合肥、6万吨三聚氰铵、3万吨双氧水、6千吨工业循环水处理剂、2000万条编织袋及塑料制品；投资25.9亿元的煤化工项目（一期）年产50万吨甲醇工程已于2008年5月25日建成投产。
河南煤化集团有限责任公司注册资本金122亿元人民币，在职员工18万人。
2009年煤炭产量将达5000万吨，成为河南省第一个煤炭产量突破5000万吨的煤炭企业，2010年预计煤炭产量将达到7000万吨，2012年计划产量1亿吨，将在河南率先跨入国家亿吨级特大型煤炭企业行列，成为河南省最大、最强、最具活力和成长性的工业企业。
近几年公司经济效益情况见下表1-1。
表1-1公司经济效益表
项目
2006年
2007年
2008年
2009年
（1～6月）
销售收入（亿元）
38067
45505
821
477.21
利税（亿元）
558
632
93
55.06
其中：
利润（亿元）
59
124
56
27.36
1.3.2项目建设是河南省发展的需要
河南省是产煤大省，河南煤化中原大化公司作为河南省重要的煤化工企业，对河南省的化工企业发展将发挥关键的带动作用。
但与此同时，生产过程中产生的锅炉烟气对环境亦造成了一定污染。
在推行实施“可持续发展”战略以来，环保在城市经济发展中起到了越来越大的作用，因此，对锅炉烟道气采取脱硫将成为河南省其他同类企业的模范，是河南省发展的需要。
1.3.3项目建设是公司总体发展规划的需要
国家环保总局对污染物二氧化硫的排放采取了一系列严厉的限制措施，发布了色工程规划》、《大气污染重点城市规划方案》等。
要求新建、扩建锅炉厂的脱硫设施要同时设计、同时施工、同时投入生产和使用。
对老锅炉厂要限期加装脱硫装置，并提高了排污收费的标准。
因此新建锅炉烟道气脱硫装置，既是环保的要求，也是企业未来发展的需求，是企业目前最明智的选择。
此项目利用公司煤燃烧的烟道气中SO2及甲铵液等作为原料，生产硫酸铵和亚硫酸铵，加长了产业链，提高环保要求，提高企业市场竞争力。
1.4项目建设的必要性和意义
1.4.1项目建设符合我国国情
中国是发展中国家，是人口众多的农业大国。
氨的资源丰富，每年氨的产量达3600多万吨，世界第一。
目前国内有400多个生产氨的化肥厂，氨的产地遍及全国各地，河南煤化中原大化公司本身就是化肥厂，其产品就包含有氨，它主要用于农业做肥料用。
中国耕地经调查大面积缺硫（在土壤里硫含量＜6×10-10即为缺硫），联合国粮油组织已确定除了氮（N）、磷（P）、钾（K）外，硫（S）是植物第四营养元素，它能显著使农作物和蔬果增产。
在欧美硫和氮、磷、钾一样卖钱，它的需求量和磷一样多。
我们用氨法进行燃煤烟气脱硫得到副产品硫酸铵和亚硫酸铵肥料，氨是从肥料中来，又回到肥料中去，不影响氨的平衡使用。
中国本身就有广阔的市场，据农业权威部门介绍，中国每年需要硫酸铵化肥约400万吨，目前国内硫酸铵产量每年只有60万吨，需求平衡相差甚远。
所以说，氨法烟气脱硫完全适合中国能源、农业的发展和环境综合治理的国情。
1.4.2项目改造可降低污染物排放保护环境
河南煤化中原大化公司现有生产装置中，SO2排放存在污染问题，未能彻底解决污染问题，环保压力较大。
实施本项目后，由于本项目能有效地减少SO2排放量，达到达标排放，有效地解决了原来河南煤化中原大化公司的环境污染问题，从而将会大大改善濮阳市的大气环境质量和周边水系的水质，这对于提高该地区人民生活质量和社会发展起到积极的推动作用。
本项目实施前后，污染物排放量变化见表1-2。
表1-2污染物排放量
序号
项目
实施前排放量
实施后排放量
I标段
II标段
I标段
II标段
1
SO排放浓度
1000mgNm
1000mgNm
≤50mgNm
≤50mgNm
2
SO年排放量
3840t
5600t
<192t
<280t
本项目的实施不仅可以提高煤炭利用率，而且也可以减少因为排放过多SO2而产生的的环境污染。
因此说本项目的实施具有巨大的环保效益。
1.4.3拟建项目的经济效益
氨法烟气脱硫是一种综合利用和资源回收的方法。
中国硫资源并不丰富，每年硫就约有1000万吨之多，而中国广大耕地却有30%因缺少硫元素而影响着粮食的增产。
使用氨法烟气脱硫既是综合利用又回收了硫资源，轻松地解决了上述这个矛盾，本项目脱硫后回收的硫酸铵和亚硫酸铵产品直接售出，可为企业带来较好的经济效益。
脱硫装置运行费用及硫酸铵、亚硫酸铵回收统计表见表1-3、1-4：
表1-3I标段脱硫装置运行费用及硫酸铵回收统计表
序号
原材料名称
小时耗量
年耗量
单价
年耗量价值
1
甲铵液
556.6kg
5215.6吨
461.7元吨
240万元
2
装置用工艺水
12t
96000吨
3.5元吨
33.6万元
3
脱硫装置用电
210kW
0.55元度
92.4万元
4
人员费用
8人
3万元年
24万元
5
运行费用共计
228万元年
6
硫酸铵回收
0.68t
5440吨
700元吨
380.8万元年
表1-4II标段脱硫装置运行费用及亚硫酸铵回收统计表
序号
原材料名称
小时耗量
年耗量
单价
年耗量价值
1
甲铵液
1180.6kg
10867吨
461.7元吨
501.6万元
2
装置用工艺水
21t
168000吨
2.5元吨
42万元
3
脱硫装置用电
180kW
0.55元度
79.2万元
4
人员费用
8人
3万元年
24万元
5
运行费用共计
647.8万元年
6
亚硫酸铵回收
1.06t
8480吨
1100元吨
898.8万元年
1.4.4拟建项目的社会效益
（1）有利于改善河南省的大气环境
河南煤化中原大化公司是河南省重点化工企业，在河南省的经济生活中举足轻重。
本项目实施后，河南煤化中原大化公司在烟道气脱硫方面不仅起到了模范带头作用，而且对濮阳市的大气环境乃至整个河南省的环境保护都有重要意义。
（2）有利于稳定河南省的农业生产
粮食生产问题不仅是一个关系到国计民生、国泰民安的头等大事，也将影响到国民经济的发展。
我国是一个有13亿人口的农业大国，预计今后全国人口仍然将会以年均1000万的速度增长，而国内可耕地面积却在不断减少，人多地少的状况将会日趋严峻，解决温饱和发展问题的关键是提高土地的单位产量。
毫无疑问，化肥的生产和供应在解决这一问题上将发挥重要作用。
河南省是我国重要的粮、棉、油和经济农作物产区，每年化肥需求量较大。
本项目的实施，不仅使濮阳市的“三废”污染得到改善，河南煤化中原大化公司的装置得到绿化，并可以实现盈利，变废为宝。
对河南省的化肥工业生产和化肥供应起到一定稳定作用，从而对河南省农业经济的发展起到积极作用。
（3）有利于我国能源结构的调整、化学工业技术水平的提高，从而全面提高企业的市场竞争力
我国资源结构是以煤炭为主，煤炭在我国一次能源消费中占75%左右。
国家石油和化学工业局提出的“十一五”和2015年化肥发展规划的指导思想为：
深化改革，以市场为导向，以经济效益为中心，转变观念，建立建全现代化企业管理制度，依托现有自然资源、人力资源和技术资源，开展以技术进步为重点的技术改造，来增加化肥总量，满足农业发展的需要。
随着市场的开发，煤、电、水、油、气等原材料的涨价，特别是我国加入“WTO”所面临的国际市场低价格化肥的竞争，我国化肥行业又将面临前所未有的困难。
这些困难主要是国内大多数化肥企业，特别是以煤为原料的小型化肥企业，由于生产规模小、生产技术落后、原材料消耗高、污染严重，因此生产成本较高。
其中很多企业已经处于微利或亏损的境地，更无法参与国际市场竞争。
本项目既响应了国际政策，又符合发展的需求。
建成后可利用燃烧后烟气中的SO2，得到硫酸铵和亚硫酸铵，提高了煤炭的二次利用率。
另外，还可以改善企业的环境状况，减少SO2的排放量的同时降低生产成本。
对于化肥企业可以降低原料成本，减少运输时间等，从而提高市场竞争力；对与SO2排污企业，在响应了国家的环境保护政策、降低SO2排放量的同时实现更多盈利。
所以说，此项目能够促进我们化工技术水品的提高，提高企业的市场竞争力。
（4）有利于我国经济可持续发展
此脱硫项目是国家环境保护的必然结果，符合国家总体发展战略，实现资源的多次利用和能源的循环使用，响应了国家“可持续发展”的总体战略，在推动此行业的升级换代的同时，也促进了我国经济的发展。
综上所述，本项目不仅具有良好的环境效益、经济效益，而且具有很大的社会效益。
1.5可行性研究的研究范围
本项目是河南煤化中原大化公司I标段和II标段燃煤锅炉燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程，本可行性研究的范围包括：
产品的国内外市场分析及价格预测，生产装置的初步分析和研究，投资估算和财务分析等。
通过对河南煤化中原大化公司I标段、II标段燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程的生产方案、产品需求预测、投资估算及综合经济效益等方面的研究，为该项目的决策提供依据。
本工程为环保新建项目，该工程包括从除尘器出口到烟囱入口范围内的所有改造及新增设备、脱硫装置、及其配套设施中所有设备、起吊装置、钢构架、控制室和配电室、管道、电气、热控、保温、防腐、防护、消防、土建、采暖通风等工艺系统。
（1）工艺装置
a．烟气系统
包括：
烟道、挡板、烟道膨胀节及相关的附属设备。
b．脱硫系统
完整的脱硫装置：
包括脱硫塔、硫酸铵浓缩塔、预脱硫段、亚硫酸铵循环泵及附属设备等。
c．硫铵回收系统
完整的硫铵回收装置：
包括硫铵浓缩塔稠厚器、离心机、氧化喷射槽及附属泵和其它设备等。
d.储、配、供氨系统
一套完整的储、供氨系统：
氨水储罐、工艺水储罐及附属泵和其它设备等。
e．回收装置
事故槽、回收槽（地下）、亚硫酸铵溶液过滤及附属泵和其它设备等。
（2）公用工程
a．利用现有装置的公用工程系统，将脱硫装置所需的氨水、工艺水、仪表风等引到脱硫装置内。
b．利用现有供电系统将总电源送入脱硫装置配套的开关柜，装置内部动力、照明自成系统。
1.6主要结论
此项目符合国家产业政策，符合河南省的发展规划，符合濮阳市的发展需求，符合公司的发展要求。
针对我国的环境状况，《国民经济和社会发展第十一个五年计划纲要》要求到2010年,全国SO2排放量在2005年基础上削减10%,“两控区”削减20%。
国务院批复的《国家环境保护“十一五”计划》中明确要求到2010年,全国SO2排放量将控制在106×95t,其中工业排放的SO2控制在1030×95t。
国家环保总局对污染物二氧化硫的排放采取了一系列更加严厉的限制措施，发布了新的《火电厂大气时投入生产和使用。
对老锅炉厂要限期加装脱硫装置，并提高了排污收费的标准。
中原大化位于河南省濮阳市，公司内化肥厂内有自备电站，电站安装3台（2×75t。
（2）．仪表用电源
本设计装置DCS及安全联锁有关的仪表设备均采用不间断电源（UPS）供电。
UPS电源取自原厂锅炉控制室内UPS。
4.2.6主要安全技术措施
为确保所设控制系统能安全可靠地运行，特设置以下安全措施：
1、考虑到装置为露天布置，现场仪表的防护等级一般不低于IP65。
2、对易冻介质的测量管线采取伴热、保温措施。
3、分析仪表的预处理系统应随分析仪表成套供货，现场设置分析小屋，以确保分析仪系统正常运行。
第五章原料、燃料及动力的供应
本设计的脱硫工艺具有前瞻性，可以满足未来10～15年日趋严格的排放标准，本脱硫工程的脱硫剂是发标方尿素生产过程中产生的含氨量为15%的甲铵液。
（1）甲铵液组成
表5-1甲铵液组成
组成
氨
二氧化碳
水
含量
12%
38.82%
49.18%
（2）烟道气组成
表5-2烟道气组成
组成
CO2
N2
O2
SO2
H2O
含量
10.40%
77.08%
10.50%
0.0567%
3.00%
本厂烟道气可直接用管道连接原有厂房，直接输送。
无需车辆运输。
所需脱硫剂考虑可直接用管道连接原有厂房或用车辆运输。
硫酸铵和亚硫酸铵收益可大大抵偿脱硫运行成本并略有盈余。
（3）水、电、汽和其它动力需求量及供应方式
表5-3水、电、汽和其它动力需求量及供应方式
名称
小时用量
年需用量
来源
供应
方式
I标段
II标段
I标段
II标段
装置工艺水
12t
21t
96000吨
168000吨
净水厂
管道
甲铵液
566.6kg
5215.6kg
1986.6吨
10867吨
尿素生产过程
管道或槽车
电
210kW
180kW
变电站
电缆
第六章建厂条件和厂址方案
6.1厂址概述
河南煤化中原大化公司，位于河南省濮阳市。
全厂地势平坦。
本燃煤锅炉烟气氨法脱硫工程项目，在工厂现有固定空地上布置。
地震基本烈度：
7级
6.2厂址方案
6.2.1概述
总平面布置严格按照河南煤化中原大化公司提供的现场条件布置。
6.2.2厂区总平面布置
总平面布置必须满足的标准：
《工业企业设计卫生标准》GBZ.1-2002
建（构）筑物的平面和空间组合，应做到分区明确，合理紧凑，生产方便，造型协调，整体性好，并应与现场现有建筑群体相协调。
本脱硫配套工程所有的建（构）筑物均严格按照招标书提供场地布置，在该区域内布置有硫铵厂房、脱硫塔、烟道及支架、泵区、氨水罐等设备，并合理利用厂区原有的规划道路来满足运输。
并且各建构物在给定的用地范围内布置，满足各种防护距离要求。
设备布置图见附图2、附图3。
6.2.3厂区竖向设计
本工程在原厂指定范围内建设，原有地形地貌经过前期工程的平整，厂区竖向布置格局已经确定，本期建筑物室内零米高度同主厂烟囱零米高度一致。
6.2.4厂区道路布置
河南煤化中原大化公司厂内原有道路根据生产、生活及消防的需要已设置完成，本次脱硫配套工程建筑物可利用厂内道路系统，不再新增道路。
6.2.5厂区管线布置
按照原老厂区各类工艺管线的统筹安排及敷设方式和路径，在确保安全生产的前提下压缩管线间距，减少管线走廊宽度，以节约用地。
雨水管道排入厂内原有雨水管网。
6.3厂址优点
（1）厂址周围铁路、公路发达，交通便利，厂址的外部运输条件好；
（2）厂址处地势平坦，可以节省场地平整费用；
（3）厂址处供电、供水、防洪及排涝条件好；
（4）原、辅材料及成品的装卸可利用原有设施。
第七章公用工程及辅助设施方案
7.1总图运输
7.1.1概况
拟建装置位于河南省濮阳市。
濮阳市位于河南省东北部黄河中下游平原，北与河北省邯郸地区交界，东隔黄河与山东省菏泽市相望，西临安阳市，南接新乡市中部，位于冀、鲁、豫三省交界处，地理位置十分优越。
西临京广，东傍京九，106国道横穿而过，交通运输十分发达。
本工程在原厂指定范围内建设，原有地形地貌经过前期工程的平整，厂区竖向布置格局已经确定，本期建筑物室内零米高度同主厂房一致。
年主导风向及频率南风14.2%，年次主导风向及频率北风12.6%，静风频率22.6%。
7.1.2总平面布置原则
总平面布置原则如下：
在满足工艺生产、环保、安全卫生及消防的前提下，尽量布置紧凑合理，少占土地；尽可能使厂区功能分区明确，工艺流程顺畅，运输便捷。
并充分考虑企业发展预留用地。
7.1.3工厂运输
本工程建成后，全年物料运输量变
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