氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产可行性研究报告.docx

1、氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产可行性研究报告氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产可行性研究报告第一章 总论第二章 企业污水现状及报告研究范围第三章 污水治理方案第四章 公用工程及辅助设施第五章 环境保护第六章 消防第七章 劳动安全与卫生第八章 工厂组织及劳动定员第九章 项目实施规划第十章 投资估算和资金筹措第十一章环境、经济及社会效益分析第十二章结论与建议附图1、总平面布置图2、造气脱硫废水处理工艺概略流程图3、DDS脱硫与连续熔硫工艺概略流程图4、尿素深度水解工艺概略流程图5、废油回收工艺概略流程图6、全厂水平衡图（改造后）7、终端废水治理概略流程图第一章总论1、项目名称：氮肥生产污水

2、零排放综合治理及清洁生产2、项目建设单位某物产有限公司地址：某县云台大道中段 3、报告编制单位. 公司地址： 电话： 传真： 邮编： 4、编制的依据4.1中华人民共和国环境保护法（1989年）4.2中华人民共和国水污染防治法（1996年）4.3中华人民共和国水污染防治法实施细则（2000年3月）4.4中华人民共和国清洁生产促进法（2002年6月）4.5依据某物产有限公司委托编制“某物产有限公司氮肥生产污水综合治理及清洁生产可行性研究报告”委托书。4.6某物产有限公司委托 编制氮肥生产污水零排放及清洁生产技术方案可行性研究报告的技术服务合同。5、编制指导思想5.1采用高新技术改造传统工业，即采用

3、合成氨工业清洁生产新工艺在老装置基础上进行技术改造，合理利用资源，降低能耗，重点进行污染治理，促进技术进步，实现氮肥工业的可持续发展。5.2执行合成氨工业污染物排放标准（GB134582001）；为使改造后生产装置实现污水零排放，应同时执行中国氮肥工业协会建议的小氮肥骨干企业污水和循环水综合治理工程考核标准。5.3为保护环境，控制和减少污染，贯彻中国氮肥工业协会提出的氮肥企业污水和循环水综合治理指导性技术原则，结合企业现状，选择本行业最佳可行的生产工艺、最佳实用处理技术，既考虑技术先进性和经济合理性，也兼顾本行业企业的可行性，以取得最佳治理效果。5.4提高自控水平，人机互补，管控一体化，使环保

4、的监测和记录更加严密科学，使环保工作管理上水平、上档次。5.5环保项目与生产相配合，尽可能不影响生产，争取更大的环保效益。6、项目建设的目的与意义6.1我国水资源现状及水污染概况本项目的治理重点是化肥生产污水零排放，对废气、废渣的治理也一并考虑。水治理是化工尤其是化肥生产的重要部分，有必要从整个人类所生存的地球环境的高度来认识水治理的重要性和水资源的宝贵价值。长期以来，人们都认为水是取之不尽，用之不竭，所以也就没有价值，不够珍惜。只是近几十年来，人们才开始认识到地球水资源的贫乏已经到了不容忽视的程度。这首先要归功于人们对自然界中水循环的认识。在这个水循环中，海洋起到决定性的作用，海洋受到日照蒸

5、发后形成降雨，成为淡水的主要来源，河流和地表水一部分为人类使用，由森林及植物吸收和渗入地下；另一部分则重新流入海洋。全球地表水和河流的总量为468，000亿立方米，全球每人拥有8500立方米的水资源，仅占地球上总水量的1%以下，只有这部分淡水是人类赖以生存的根本。但由于各地降雨量的差距，又使这部分淡水分布很不均匀，中国长期平均降雨量为267万m3/km2，是世界平均值的81%；中国人均水资源为2632，是世界人均的1/4，且以每年12.7的速度减少。到2030年，我国总人口数将达到16亿顶峰，水资源承载力面临着有史以来的最为严峻的考验，届时，居民用水量将由1995年的310亿吨增加到1340亿

6、吨，工业用水量将由520亿吨增加到6650亿吨。水资源缺口将由现在的400亿立方米扩大到4000亿立方米。水危机将是21世纪影响我国经济可持续增长的第一制约因素，到21世纪中叶，总的用水量从目前的5000多亿立方米增加到8000多亿立方米，占我国可利用水资源的28%，按国际惯例，一个国家用水量达到水资源可利用量的20%即易产生水危机。我国废水总量1997年为416亿吨，其中工业废水为227亿吨，生活废水为189亿吨。工业废水的处理率为78.9%，达标率为54.5%，生活废水的处理率只有20%。全国约有1/3的工业废水的4/5的生活废水未经处理直接排入江、河、湖、海，使水环境遭遇到严重的污染。据

7、环保部门监测，目前，全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理就直接排入水体。全国七大水系及内河的110个重点河段调查表明，符合“环境质量指标”一类和二类的仅占32%，属三类的占29%，四、五类的占39%，全国近1.7亿人的饮水受到不同程度的污染。经过对全国532条河流监测，432条河流受到污染，污染率达到82%。对全国37个主要湖泊监测，每天流入的污水量为6000万立方米，约占全国废水60%。全国1/3的水体不适宜鱼类生存，1/4的水体不适宜灌溉，1/2的城镇水源不符合饮用水标准，79%居民饮用的是受到污染的水。长江流域面积180万km2，年径流量1万亿吨。每年向它排放的污水达130多亿吨，形成了

8、800km的污染带。长江的污染物有酚和氯化物1800万吨，有重金属（砷、汞、铬、铅）1630万吨和石油类近万吨。合成氨工业为重点污染行业之一，是化工行业中主要排污大户，其废水排放量占全国废水排放量的10%左右，是重点治理行业。6.2小氮肥企业废水污染分析6.2.1全国小氮肥厂概况：长期以来由于受重生产、轻环保思想的影响，往往新建项目环保投资和治理技术不落实，资金来源不畅，影响了对污染的治理，以至形成环保设施滞后建设及不配套现象。“八五”以来，在财政部及国家计委的大力支持下，全国氮肥企业的造气污水及全厂循环冷却水进行了治理，简称“两水”改造，使这些企业的污水初步达到了环保排放标准。从我国合成氨工

9、业结构看，根据2000年的统计，大型厂27家，中型厂52家，小型厂616家共695家。其中小型厂生产的合成氨，占氨产量的57.6%以上，生产原料以煤为主，其中煤头（包括无烟煤、焦碳、褐煤等）占69%；气头（包括天然气、油田气、焦炉气、炼厂气）占19.0%；油头（包括重油、渣油和轻油）占12%；近年来由于原油价格上涨，生产严重亏损，使不少油头厂停产。以煤和油为原料制气的合成氨企业，在生产过程中产生大量的造气含酚、氰废水和碳黑废水；不同的净化工艺，产生出含氨、硫化物、油和含酚的废水；以天然气为原、原料制气的合成氨企业由于无大量的造气污水，仅在吸收合成放空气及储罐弛放气中夹带的氨时有稀氨水产生，故其

10、合成氨装置的排污量少得多，氨加工产品的不同又产生不同浓度的含氨废水。6.2.2小氮肥厂污水源：（1）造气污水：主要来自洗涤塔洗涤水，冲渣水。这些水含固量高、温度高、数量大、成份杂。（2）锅炉污水：含尘的污水主要来自冲渣和锅炉排污。（3）脱硫液稀氨水。（4）碳化稀氨水。（5）尿素废液污水。（6）脱盐水反冲水。（7）反渗透浓水。（8）含油污水。（9）甲醇精馏残液（10）排放的冷却水。7.企业概况某物产有限公司是原某县东方化工公司的重新恢复启动，于2000年底开车生产，是河南省化工行业的首家民营企业，位于五里源乡东板桥村北，云台大道中段，南至某县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世

11、界地质公园云台山风景旅游区20km。占地面积244012平方米，公司总资产20780万元，现有员工788人，其中高级职称5人，中级职称30人，生产能力：尿素10万吨/年，合成氨8万吨/年，碳酸氢铵2吨/年，甲醇3吨/年，根据国家关于合成氨工业类别划分标准，某物产有限公司属中型企业，2006年完成工业总产值19764万元，工业增加值 3083万元，利税278万元。恢复启动初期，公司领导对节能、环保工作即给予高度重视，彻底贯彻基本国策；紧紧围绕节能，环保做文章，使环保理念贯彻到每一位员工的心中，五年多的生产实践表明，围绕环保搞技改，已经给公司带来可观的经济效益、社会效益和环境效益。如今公司绿树成荫

12、、鸟语花香，新落成的二星级宾馆掩映其中，清彻的温泉游泳池，每天都接待众多的游客，灯光球场，健身设施为企业文化的发展注入了新的活力。8、项目建设的条件某物产有限公司位于某县城北7公里处，经厂排水渠向南流经东板桥村北与九里山煤矿排水汇合后一起流入大沙河，最终进入卫河，属于海河流域。8.1气象条件：本区属北温带大陆性季风型气候8.1.1气温：绝对最高气温：43.5绝对最低气温：19.9历年平均气温：14.028.1.2降雨量：历年平均降雨量：580.5，最大降雨量：171.6降水量年内分配不均，雨季集中在79月份8.1.3风：全年以东北风和西北风为主导风向历年平均风速：2.9/最大风速：18/s8.

13、1.4气压：历年平均气压：752mmHg8.1.5湿度：历年平均相对湿度：66%8.1.6冰雪：最大积雪量厚度25最大冻土深度198.2地质地貌地震烈度：根据国家地震局1976年9月编制的“中国地震区划图”某县位于地震烈度为6度的地带，因此在厂内工程中设计时不考虑防震。区域地震历史记载中，对厂区构成影响的地震有：1587年4月10日某6级地震、1973年10月23日某县2.1级地震、1973年10月24日焦作西北的2.8级地震和1979年3月20日某3.5级地震。8.3一次水水质分析报告pH: 7.36TDS: 439.2mg/LCOD: 0.4mg/L电导率： 608s/cm胶体si02 0

14、.4mg/Lsi02 23.4mg/L全硬度（以碳酸钙计）6.98mg-N/L暂时硬度（以碳酸钙计）5.24mg-N/L永久硬度（以碳酸钙计）1.77mg-N/L全碱度5.24mg-N/L游离CO225.4 mg/LK+ 3.5 mg/LNa+ 14.3 mg/LCa+ 106.3 mg/LMg+ 20.4 mg/L铁离子（Fe2+ Fe3+）Cl- 31.8 mg/LSO42- 42.2 mg/LNO3- 21.0 mg/LHCO3- 319.7 mg/L第二章 企业污水现状及报告研究范围1.企业现状概述某物产有限公司是原某县东方化工公司的重新恢复启动某物产有限公司是原某县东方化工公司的重新

15、恢复启动，于2000年底开车生产，是河南省化工行业的首家民营企业，位于五里源乡东板桥村北，云台大道中段，南至某县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世界地质公园云台山风景旅游区20km。占地面积244012平方米，公司总资产20780万元，现有员工788人，其中高级职称5人，中级职称30人，年生产能力：尿素10吨/年，合成氨8吨/年，碳酸氢铵2吨/年，甲醇3吨/年，根据国家关于合成氨工业类别划分标准，某物产有限公司属中型企业，2006年完成工业总产值 19764万元，工业增加值3083万元，利税278万元。恢复启动初期，公司领导对节能、环保工作即给予高度重视，彻底贯彻基本国策；

16、紧紧围绕节能，环保做文章，使环保理念贯彻到每一位员工的心中，五年多的生产实践表明，围绕环保搞技改，已经给公司带来可观的经济效益、社会效益和环境效益。如今公司绿树成荫、鸟语花香，新落成的二星级宾馆掩映其中，清彻的温泉游泳池，每天都接待众多的游客，灯光球场，健身设施为企业文化的发展注入了新的活力。1.11、全厂生产工艺流程图：生产工艺流程图冷冻甲醇脱 硫VIV III II I尿素脱碳脱硫二氧化碳净化氨库合成VVIIVIVIVIIIIIIIII氢氮压缩造 气变 换碳 化 气氨用 户 变换气 碳铵产品 尿素尾气 蒸高净 汽锅 炉 蒸汽 煤棒 液型 煤 氨 气氨 精甲醇产品 食品添加剂液体二氧化碳产品

17、 真解气 闪蒸气尿素产品 二氧化碳压缩 常解气 二氧化碳压缩 图22 2、工艺流程说明：生产用原料煤经筛分后进入造气炉，与从锅炉来的经过减压、过热的蒸汽在造气炉内反应生成半水煤气，经过降温、除尘后进入5000M3气柜。气柜出来的半水煤气经萝茨鼓风机加压至0.05MP，送入脱硫塔，使气体中的硫化氢降至85/3左右经静电除焦后送入氢氮气压缩机加压，压缩机二段出口压力为0.81.0MP的半水煤气去全低变工序，在全低变工序半水煤气中的一氧化碳与水(汽态)反应生成二氧化碳和氢气，半水煤气变换为变换气。变换气经变脱工序脱除硫化氢至10/3左右后，去氢氮气压缩机三段进口，三段出口压力为1.82.3MP经脱碳

18、工序脱除二氧化碳。常压解吸出来的含98%的二氧化碳气体经二氧化碳压缩机压缩至20.0MP送入尿素合成；脱碳工序真空解吸出来的含99%的二氧化碳气体去101车间生产食品添加剂液体二氧化碳。(注：如果调整产品结构时，部分变换气送碳化车间制碳酸氢铵产品，碳化出口气体经氢氮气压缩机三、四、五段压缩后送粗醇合成)脱碳后的净化气(主要成份为氢气、氮气，二氧化碳含量在1.01.6%之间)，经过氢氮气压缩机四段、五段压缩后压力升至12.5MP送至粗甲醇合成工序；与变换气经碳化后的净化气一齐进入甲醇合成塔；净化气中的一氧化碳、二氧化碳与氢气合成为粗甲醇。粗甲醇送入粗甲醇贮槽，经精醇工序精馏后入精甲醇贮槽出售。精

19、醇工序的精醇残液进入造气工序作为造气炉夹套补充水变为蒸汽后燃烧以消除残液中的COD含量。出粗甲醇合成工序的气体为醇后气，其中COCO2、0.5%(体积比)左右。醇后气进入氢氮气压缩机六段压缩，六段出口气体压力为2831.4MP进入高压深度净化工序。在高压净化塔中，杂质气体CO、CO2与H2反应，生成H2O(水)和CH4（甲烷），水被冷却分离出去，其余的气体则进入氨合成工序。氢气、氮气在合成氨工序经化学反应生成气氨变为合成塔后气，与从冰机来的液氨进行间接换热，塔后气中的气氨成份被冷却分离变成液氨进入氨库贮存起来供尿素使用。从冰机来的液氨经间接换热变成气氨，去冰机工序被冰机压缩、冷却、液化成为液氨

20、循环使用。合成氨工序中的氢气、氮气则经循环机加压重新进入氨合成塔中进行反应，出氨合成塔的气体中含CH4(甲烷)高的塔后气被放空一部分去氢回收，以维持系统中的气体成分(氢氮比)。经过氢回收，放空气中的氢气由50%57%浓缩至88%93%返回到氢氮气压缩机四段进口。甲烷则由20%左右上升至33%左右，被放空到1000M3气柜供燃烧。氨库放空的驰放气，压力被降低至1.5MP左右进入氨回收，与从尿素来的解吸废液在等压氨回收塔中进行传热、传质，气体中的氨含量由45%降至500PPM左右。尾气放空至1000M3气柜供燃烧，解吸废液变为含氨量为17%左右的浓氨水送碳化供碳化使用或外售。 来自氨库的液氨，经氨

21、泵加压至20MP，与来自二氧化碳压缩机的二氧化碳一起进入尿素合成塔，反应生成尿素，CO2转化率在62%左右。出尿素合成塔的气液混合物去一分塔，经一段分解，液相(一分液)去二分塔。经二段分解后的液相(二分液)去闪蒸蒸发器。经闪蒸蒸发，尿素进一步提浓，又经一、二段蒸发器，尿液被送入造粒塔，经喷雾冷却成颗粒产品尿素外售。一段分解气相经一段吸收后转化为一甲液，由一甲泵加压送入尿素合成塔。经二段分解后的气相则进入二段吸收，吸收液为二甲液由二甲泵加压送入一段吸收。二段蒸发冷凝液（简称二表液）经泵加压至0.70.8MP进入一段蒸发气相洗涤器，冷凝液与气相传质传热，气相中的尿素被洗涤进入液相，液相中的水分被蒸

22、发进入气相。液相被浓缩。含尿素2030%的浓缩液，被补入闪蒸蒸发器。闪蒸蒸发气相经闪蒸蒸发冷凝器冷却后变为一表液。一段蒸发气相被洗涤后进入一段蒸发冷凝器，冷却为一表液，两种一表液被贮存在表冷液槽中。一部分一表液被送入二段吸收变为二甲液。一部分一表液被送入尾吸塔吸收氨和二氧化碳，变为碳铵液送入解吸塔。在解吸塔中碳铵液被加热分解，气相进入二段吸收；一部分液相经冷却后去等压氨回收，另一部分液相进入解吸废液缓冲槽，经加压后与精醇残液一起被送入造气回收利用。工艺流程简图见图21。全厂生产工艺流程见图22。主要反应方程式如下：造气：C+O2CO2+Q CO2+CCO-Q C+H2OCO+H2-Q变换：CO

23、+H2OCO2+H2+Q 甲醇合成：CO+2H2CH3OH+Q CO2+3H2CH3OH+H2O+Q合成氨：N2+3H2NH3+Q尿素合成：CO2+NH3CO(NH2)2+H2O+Q碳铵合成：CO2+H2O+NH3NH4HCO3+Q1.2主要设备主要设备见表21表21生产系统主要设备表生产工序设备名称主要设备型号与规格数量（台、套）造气造气炉261011洗气塔2800180002锅炉吹风气回收炉SHXT101.25A110吨沸腾炉SHF101.3335吨锅炉ZG35/3.82-M1脱硫（半脱、变脱）罗茨机出口冷却塔 2800144801 2600230002脱硫后清洗塔 2600184802半

24、水煤气脱硫塔 5000380001变换气脱硫塔 3400218001熔硫釜 600/700-8/10-57601贫液槽 10.1511.51再生泵TW200-500DB3 8SH-9A2脱硫泵 TW200500DB3 10SH-9A1变换低变炉 3200/2800152082主热交 140010000201饱热塔 2000265952板式换热器HBR1.4-5201脱碳脱碳塔 3800480001再生塔 500/3800420001压缩压缩机 4M8（3）-36/3204 4M20-75/314-V4 H22V165/3202水冷器 120012474012油气分离器4M8（3）5002870

25、（一段）44001354（二段）45001804（三段）43501330（四段）4159141650（五段）4127181630（六段）4H22V1484123370一段21280104000二段2600101350三段2500142488四段230125五段2199502170六段24M82065061823(一段）4 40061354（二段4 50081804（三段）4 300161052（四段）4 233201121（五段）4201361208（六段）3合成甲醇合成塔100062165352氨合成塔1000114182351冷交换器80590111331氨分离器805981氨冷凝器180

26、0161废热锅炉1200246321高净反应器10101181尿素尿素合成塔1400110343301一分塔900584631二分塔700/6005/636301一段蒸发器2000824101二段蒸发器1600899001一吸塔1000101氨冷凝器A10001273741氨冷凝器B800872391氨冷凝器C800872391解吸塔7005106651尿素CO压缩机4M123油气分离器4M1270041700一段340061400二段330061450三段3179201522四段31.3区域位置及水资源状态某物产有限公司位于河南省西北部，属于海河水系。1.4供排水现状公司现有6眼深井，总供水

27、能力为360吨/时，合成、尿素有循环水能力9800吨/时；锅炉、造气现有循环水能力为1000吨/时。废水排放量为20吨/时，废水经终端治理后经厂排水渠向南流经东板桥村北与九里山矿排水汇合后一起流入大沙河，最终进入卫河，废水出厂前经在线氨氮检测分析仪分析。1.4.1主要设备（详见下表22）1.4.2主要构筑物（详见下表22）表22全厂供排水（含循环水）主要设备与构筑物循环水名称主要设备名称设备型号与规格数量凉水泵10SH-9A5凉水泵10SH6A4热水泵12SH-13A5热水泵TPOW350440IC3凉水塔700m3/h4凉水塔2500m3/h2凉水塔700m3/h3深井潜水泵200QJ636

28、051深井潜水泵200QJ6350/52深井泵200JCK80-1651凉水泵TPOW300-440IC32.研究范围从保护环境（海河流域）出发，采用先进工艺设备，科学的治理生产污水，减少对海河的排放量，杜绝排污，使生产污水全部纳入循环系统，搞好清洁文明生产，基本实现生产污水零排放。3.研究结果3.1本项目为清洁生产环保综合治理工程。某物产有限公司采用如下治理方案实现生产污水零排放：（1）造气、脱硫废水处理；（2）DDS脱硫与连续熔硫；（3）废氨水提浓；（4）尿素冷凝液深度水解；（5）甲醇精馏残液处理；（6）废油回收；（7）废水清浊分流、分级使用；（9）终端处理；（10）在线监测系统。3.2本项目总投资1319.96万元，其中固定资产投资1298.15万元，项目满负荷时流动资金21.81万元。申请中央环保专项资金527.98万元，单位自筹资金791.98万元。3.3本工程项目建成后，减少废水排放量60.73万m3/a，是利国利民，造福子孙后代的工程，有显著的环境效益和良好的社会效益。3.4主要技术经济指标见附表：附表：项目综合技术经济指标一览表序号指标名称单位数量备注1生产规模1.1合成氨万吨/年81.2尿素万吨/年161.3甲醇万吨/年31.4食品级