某化肥廠合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造可行性研究報(bào)告

*化工 有限公司 合成氨 能 量系統(tǒng)優(yōu)化 改造 可行性研究報(bào)告 工 設(shè) 計(jì) 院 有 限 公 司 工程咨詢(xún)資格證號(hào)：工咨甲 二 九 年 十一 月 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 1 目 錄 1 總 論 . 1 1.1 概述 . 1 1.2 研究結(jié)論 . 10 2 改造規(guī)模及方案 . 12 2.1 改造方案符合國(guó)家政策 . 12 2.2 改造方案 . 13 3 工藝技術(shù)方案 . 15 3.1 合成氨生產(chǎn)工藝概況 . 15 3.2 企業(yè)目前生產(chǎn)概況 . 18 3.3 本項(xiàng)目綜合節(jié)能技術(shù)改造方案 . 23 3.4 裝置改造前后比較 . 36 3.5 自控技術(shù) 方案 . 37 4 原料、輔助材料及動(dòng)力供應(yīng) . 42 5 建廠條件及廠址方案 . 42 5.1 建廠條件 . 42 5.2 廠址方案 . 45 6 總圖運(yùn)輸、儲(chǔ)運(yùn)、土建 . 46 6.1 總圖運(yùn)輸 . 46 6.2 儲(chǔ)運(yùn) . 47 6.3 廠區(qū)外管網(wǎng) . 48 6.4 土建 . 48 7 公用 工程方案和輔助生產(chǎn)設(shè)施 . 49 7.1 給排水 . 49 7.2 供電及電信 . 51 7.3 輔助設(shè)施方案 . 54 8 節(jié)能、節(jié)水 . 55 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 2 8.1 節(jié) 能 . 55 8.2 節(jié) 水 . 58 9 消 防 . 58 9.1 設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 . 58 9.2 設(shè)計(jì)原則 . 58 9.3 消 防措施 . 59 10 環(huán)境保護(hù) . 61 10.1廠址與環(huán)境現(xiàn)狀 . 61 10.2執(zhí)行的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn) . 61 10.3本工程新增主要污染源、污染物及治理措施 . 63 10.4環(huán)境影響分析 . 64 10.6環(huán)保管理與監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu) . 66 11 勞動(dòng)保護(hù)與安全衛(wèi)生 . 66 11.1編制依據(jù) . 66 11.2項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程中職業(yè)危害因素的分析 . 67 11.3職業(yè)安全衛(wèi)生防護(hù)的措施 . 82 12 組織機(jī)構(gòu)與人力資源配置 . 86 12.1工廠體制及組織機(jī)構(gòu)的設(shè)置 . 86 12.2生產(chǎn)班制和定員 . 86 12.3人員的來(lái)源和培訓(xùn) . 86 13 項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃 . 87 13.1建設(shè)周期的規(guī)劃 . 87 13.2實(shí)施進(jìn)度規(guī)劃 . 87 14 投資估算和資金籌措 . 88 14.1投 資 估算 . 88 14.2資 金 籌 措 . 90 15 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià) . 90 15.1財(cái)務(wù)評(píng) 價(jià)基 礎(chǔ)數(shù) 據(jù) 與參數(shù)選 取 . 90 15.2生產(chǎn)成本和費(fèi)用估算 . 91 15.3銷(xiāo)售收入和利潤(rùn)估算 . 91 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 3 15.5不確定性分析 . 93 15.6財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)結(jié)論 . 93 16 結(jié) 論 . 94 16.1結(jié)論 . 94 16.2建議 . 95 17 項(xiàng)目招標(biāo)方案 . 95 17.1概述 . 95 17.2發(fā) 包方式 . 96 17.3招標(biāo)組織形式 . 96 17.4招標(biāo)方式比選 . 97 17.5本項(xiàng)目擬采用的招標(biāo)方式說(shuō)明 . 98 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 1 1 總 論 1.1 概述 1.1.1 項(xiàng)目名稱(chēng)、建設(shè)單位名稱(chēng)、企業(yè)性質(zhì)及法人 項(xiàng)目名稱(chēng)： 合成氨 能量系統(tǒng)優(yōu)化 改造 建設(shè)單位： *化工 有限公司 企業(yè)性質(zhì)： 有限責(zé)任 單位地址： *景縣龍華鎮(zhèn) 法人代表： * 1.1.2 可行性報(bào)告編制的依據(jù)和原則 1.1.2.1 編制依據(jù) (1) 中石化協(xié)產(chǎn)發(fā)（ 2006） 76 號(hào)化工投資項(xiàng)目可行性研究報(bào)告編制辦法、投資項(xiàng)目可行性研究指南、建設(shè)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)方法與參數(shù)（第三版）。 (2) *省石油化工 設(shè)計(jì) 院 有限公司 與 *化工 有限公司 簽訂的 合成氨 能量系統(tǒng)優(yōu)化 改造 可行性研究報(bào)告編制合同書(shū)。 (3) 由 *化工 有限公司 提供的項(xiàng)目有關(guān)基礎(chǔ)資料。 1.1.2.2 編制原則 (1) 項(xiàng)目建設(shè)必須符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展方向。 嚴(yán)格貫徹執(zhí)行國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要和國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)關(guān)于印發(fā) “ 十一五 ” 十大重點(diǎn)節(jié)能工程實(shí)施意見(jiàn)的通知*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 2 精神及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、政策。 (2) 走新型工業(yè)化發(fā)展道路，大力推進(jìn)節(jié)能降耗，以技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，以項(xiàng)目實(shí)施為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn) “ 十一五 ” 期間單位產(chǎn)品綜合能耗大幅下降、廢棄 物減排的目標(biāo)； (3) 考慮 *化工 有限公司 的實(shí)際情況和建設(shè)要求，工藝技術(shù)來(lái)源立足于企業(yè)擁有的穩(wěn)妥可靠的技術(shù)，并采用技術(shù)先進(jìn)可靠、高效節(jié)能的成熟技術(shù)，力求做到節(jié)能技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備配置先進(jìn)可靠、不影響原裝置的穩(wěn)定操作、產(chǎn)品質(zhì)量符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在確保處理效果的前提下，盡量減少占地、降低運(yùn)行費(fèi)用和一次性投資； (4) 項(xiàng)目建設(shè)與生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行，盡量做到不影響正常生產(chǎn)。充分利用現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備、公用工程、輔助工程、生活福利設(shè)施和人員的有利條件，節(jié)約投資，加快建設(shè)進(jìn)度； (5) 嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)、消防、安全工業(yè)衛(wèi) 生法規(guī)，落實(shí) “ 三廢 ” 處理和安全衛(wèi)生措施，使項(xiàng)目實(shí)施后，各項(xiàng)指標(biāo)符合國(guó)家和企業(yè)安全衛(wèi)生要求，企業(yè)在獲得經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，產(chǎn)生良好的社會(huì)效益。注重采取環(huán)境保護(hù)措施，努力避免產(chǎn)生新的污染源。 執(zhí)行化工建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范，注重采取環(huán)境保護(hù)措施， 環(huán)保工程與工藝裝置同步設(shè)計(jì)、同步施工和同步投產(chǎn)； (6) 廠區(qū)總體規(guī)劃布局、車(chē)間的平面布置及生產(chǎn)配套設(shè)施，執(zhí)行危險(xiǎn)化學(xué)品安全管理?xiàng)l例（國(guó)務(wù)院令第 344 號(hào)）、安全生產(chǎn)許可證條例（國(guó)務(wù)院令第 397 號(hào)）的有關(guān)規(guī)定和要求。 (7) 項(xiàng)目建設(shè)必須符合企業(yè)的整體發(fā)展規(guī)劃。充 分利用公司現(xiàn)有生產(chǎn)裝置、公用工程、輔助工程、生活福利設(shè)施和人員的有利條*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 3 件，節(jié)約投資，加快建設(shè)進(jìn)度。在滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求的前提下，嚴(yán)格控制輔助設(shè)施的建設(shè)規(guī)模。 (8) 根據(jù)地方和行業(yè)基價(jià)表，結(jié)合企業(yè)的實(shí)際情況，實(shí)事求是地編制工程投資估算。 1.1.3 項(xiàng)目提出的背景、必要性 1.1.3.1 企業(yè)概況 *化工有限公司 原名為 *景縣化肥廠， 始建于1975 年， 2004 年改制后更名為 *化工有限公司； 座落于景縣龍華鎮(zhèn)，占地 180000m2,其中建筑面積 42000m2?，F(xiàn)有工程技術(shù)人員75 人，擁有資產(chǎn)總值 5.8 億元。該廠現(xiàn)有合成氨裝置生產(chǎn)能力 26萬(wàn)噸 /年，兩套生產(chǎn)能力共計(jì) 35 萬(wàn)噸 /年尿素裝置及其配套的公用工程及輔助工程，企業(yè)產(chǎn)品 “ 素雪 ” 牌尿素被 *省技術(shù)監(jiān)督局認(rèn)定為 “ 質(zhì)量信得過(guò)產(chǎn)品 ” ，暢銷(xiāo) *、 *、安徽、江蘇、河南、四川、內(nèi)蒙、東北三省及京津等十幾個(gè)省區(qū)。 景 化公司作為國(guó)家 “ 千家企業(yè)節(jié)能行動(dòng) ” 的單位成員，全面樹(shù)立和落實(shí)以人為本、全面協(xié)調(diào)可持續(xù)的科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持把節(jié)能降耗放在首位，按照 “ 減量化、再利用、資源化 ” 的原則，從能源的回收再利用著手，提高資源綜合利用水平，大力發(fā)展 循環(huán)經(jīng)濟(jì)，實(shí)現(xiàn) “ 資源消耗低，環(huán)境污染少 ” 的目標(biāo)，以提高資源利用效率為核心，從技術(shù)、管理等方面采取綜合措施，加快推行節(jié)約型企業(yè)建設(shè)，促進(jìn)了企業(yè)的可持續(xù)和諧發(fā)展。 1.1.3.2 項(xiàng)目提出的背景、投資必要性和 意義 1. 項(xiàng)目提出的背景 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 4 (1) 可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求 我國(guó)是一個(gè)人均資源擁有量很少的國(guó)家，能源利用率低的問(wèn)題已嚴(yán)重阻礙了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和企業(yè)效益的提高。資源與環(huán)境問(wèn)題、人口問(wèn)題已被國(guó)際社會(huì)公認(rèn)是影響 21 世紀(jì)可持續(xù)發(fā)展的三大關(guān)鍵問(wèn)題。新中國(guó)成立后特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展取得了舉世矚目的巨大成就，但是，我們?cè)谫Y 源和環(huán)境方面也付出了巨大代價(jià)。經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式粗放，資源消耗高，浪費(fèi)較大，污染嚴(yán)重，能源緊缺與環(huán)境污染已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展及人民生活與健康水平進(jìn)一步提高的重大因素。黨的十六屆五中全會(huì)提出：“ 要加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加大環(huán)境保護(hù)力度，切實(shí)保護(hù)好自然生態(tài)，認(rèn)真解決影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展特別是嚴(yán)重危害人體健康的突出的環(huán)境問(wèn)題，在全社會(huì)形成資源節(jié)約的增長(zhǎng)方式和健康文明的消費(fèi)模式 ” 。因此，企業(yè)必須轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式，大力推行節(jié)能降耗。 我國(guó)歷來(lái)的能源消耗結(jié)構(gòu)中，工業(yè)生產(chǎn)部門(mén)始終是能源 消費(fèi)的大戶(hù)，約占全國(guó)能耗量的 70%左右，而先進(jìn)工業(yè)國(guó)家：美國(guó)只占 27.5%左右；日本 50%左右；德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)都在 35%以下。其原因是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)工藝落后，規(guī)模較小，能源綜合利用差；設(shè)備陳舊，熱效率低；自動(dòng)化水平低；節(jié)能意識(shí)不強(qiáng)，管理工作不完善；技術(shù)改造資金不足的制約等。雖經(jīng)幾個(gè)五年國(guó)民經(jīng)濟(jì)規(guī)劃建設(shè)期的努力，能源利用率從 26%提高到 33%，相對(duì)地說(shuō)，進(jìn)步不少。但同美國(guó) 50%以上、日本 57%以上相比較，我們與他們的差距還很大。根據(jù)有關(guān)單位研究，按單位產(chǎn)品能耗和終端用能設(shè)備能耗與國(guó)際先進(jìn)水平比*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 5 較，目前我國(guó)的節(jié) 能潛力約為 3 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 (2) 行業(yè)發(fā)展的需要 合成氨工業(yè)是一項(xiàng)基礎(chǔ)化學(xué)工業(yè)，在化學(xué)工業(yè)中占有很重要的地位。中國(guó)合成氨生產(chǎn)企業(yè)中小型居多，生產(chǎn)規(guī)模小，能耗與成本高，部分企業(yè)能耗高出世界先進(jìn)水平近一倍。中國(guó)現(xiàn)已是世界上最大的化肥生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)， 2007 年合成氨產(chǎn)量已超過(guò) 5000 萬(wàn)噸。我國(guó)的合成氨工業(yè)能耗高、節(jié)能潛力大，采取有效的技術(shù)措施能夠獲得較好收益。目前平均噸氨能耗在 1700 千克標(biāo)準(zhǔn)煤左右，而世界先進(jìn)水平這一指標(biāo)只有約 1570 千克。 2006 年全國(guó)合成氨節(jié)能改造項(xiàng)目技術(shù)交流會(huì)在北京召開(kāi)，明確了 “ 十一五 ” 期間合成氨節(jié)能工程在降耗、環(huán)保等方面要達(dá)到的具體目標(biāo)。會(huì)議根據(jù) “ 十一五 ” 期間合成氨能量?jī)?yōu)化節(jié)能工程實(shí)施方案規(guī)劃，到 2010 年，合成氨行業(yè)節(jié)能目標(biāo)是：?jiǎn)挝荒芎挠赡壳暗?1700 千克標(biāo)煤 /噸下降到 1570 千克標(biāo)煤 /噸；能源利用效率由目前的 42.0%提高到 45.5%；實(shí)現(xiàn)節(jié)能 570 萬(wàn) 585 萬(wàn)噸標(biāo)煤，減少排放二氧化碳 1377 萬(wàn) 1413 萬(wàn)噸。 (3) 企業(yè)發(fā)展的需要 2008年通過(guò)對(duì)合成氨、尿素生產(chǎn)裝置的工藝過(guò)程分析發(fā)現(xiàn)， 景化公司發(fā)展面臨著一個(gè)極不合理的現(xiàn)象：合成氨生產(chǎn)過(guò)程中一方面在采用燃煤鍋爐向裝置供熱，一方 面在采用大量 冷卻水冷卻物料，將余熱廢熱帶到環(huán)境中，不僅浪費(fèi)了能源，也增加了 公司的生產(chǎn)成本，不利于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)。 (4) 企業(yè)的社會(huì)責(zé)任 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 6 節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境是全社會(huì)的共同責(zé)任，也是企業(yè)生存發(fā)展的需要，更是企業(yè)重要的社會(huì)責(zé)任。作為全國(guó)節(jié)能 “ 千家 ” 重點(diǎn)企業(yè)，為貫徹落實(shí)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十一個(gè)五年規(guī)劃綱要，實(shí)現(xiàn)單位 GDP 能耗降低 20%左右的 約束性目標(biāo)肩負(fù)重要責(zé)任， 景 化公司已與 *省人民政府簽署了 “ 十一五 ” 節(jié)能目標(biāo)。必須大力實(shí)施節(jié)能技術(shù)改造，加大投入，用先進(jìn)適用技術(shù)改造或新建節(jié)能裝置，降 低能源消耗，確保 “ 十一五 ” 期間實(shí)現(xiàn)萬(wàn)元工業(yè)總產(chǎn)值能耗降低 20%的目標(biāo)目前節(jié)能減排是中國(guó)經(jīng)濟(jì)生活中的一個(gè)重點(diǎn)，胡錦濤同志在十七大報(bào)告中提出，要堅(jiān)持節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的基本國(guó)策，建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)。 *化工 有限公司的領(lǐng)導(dǎo)層深深意識(shí)到了節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)和社會(huì)責(zé)任，始終把這項(xiàng)工作作為重點(diǎn)來(lái)抓。公司將通過(guò)加大技術(shù)改造、加強(qiáng)生產(chǎn)管理、加大環(huán)保投入、加強(qiáng)節(jié)能宣傳教育等措施推進(jìn)節(jié)能減排目標(biāo)的落實(shí)，在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的和諧發(fā)展，將公司建設(shè)成安全型、節(jié)約型、環(huán) 保型的綠色化工企業(yè)。 2. 項(xiàng)目投資必要性和意義 *化工 有限公司是生產(chǎn)合成氨、尿素的 企 業(yè)，基礎(chǔ)原料為煤，電力消耗也較高，屬高能耗企業(yè)，因此在節(jié)能減排方面面臨著一定的壓力，但是也存在著較大的節(jié)能潛力和空間。 公司一直對(duì)節(jié)能與環(huán)保工作比較重視，先后投資了 7500 余萬(wàn)元建設(shè)了 1#三氣鍋爐、 全廠放空氣回收；尿素解吸廢液 及甲醇?xì)?液 回收 的綜合利用工程； 水處理系統(tǒng)改造工程，全廠稀氨水、工藝?yán)淠?化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 7 液、排污油水回收改造； 年產(chǎn) 12 萬(wàn)噸氨醇醇烴化替代銅洗精制原料氣工程； 電器節(jié)能綜合改造； 新建每小時(shí) 廢水 80 m3 末端 全廠污水處理站等節(jié)能、環(huán)保系統(tǒng)。為了達(dá)到能源節(jié)約、循環(huán)、綜合利用，本著源頭治理、綜合回收利用，公司決定對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng) 進(jìn)行一系列節(jié)能技術(shù)改造，并采用成熟的高新處理技術(shù)建設(shè)合成氨 節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目，以達(dá)到節(jié)能降耗、減少污染物排放的目的。該項(xiàng)目的實(shí)施必將產(chǎn)生較好的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益、環(huán)境效益。 此次改造主要通過(guò)下列方式進(jìn)行： 回收造氣 合成工段的 吹風(fēng)氣 、 合成放空提氫尾氣、 氨槽馳放氣，以及造氣爐渣、煤粉、煤泥，通過(guò)“三廢”混燃爐燃燒 來(lái)產(chǎn)蒸汽； 采用 膜提 氫 工程回收合 成放空氣中的氫，降低氨合成壓力，節(jié)約動(dòng)力消耗，增加合成 氨產(chǎn)量 ； 采用無(wú)動(dòng)力氨回收技術(shù)， 將合成氨槽馳放氣中的氨直接回收為99的氣氨，減少了將氨水蒸濃變?yōu)榘钡恼魵庀模?jié)約了蒸氣，節(jié)約了原料煤 。最終達(dá)到合成氨系統(tǒng)不需要外補(bǔ)蒸汽，實(shí)現(xiàn)向尿素、精甲醇外送蒸汽的目的，年節(jié)約標(biāo)煤 34860 噸。 1.1.4 關(guān)鍵技術(shù) （ 1） 擬采用 *正大熱能研究所的專(zhuān)利技術(shù)，合成氨造氣三廢流化混燃爐，簡(jiǎn)稱(chēng)三廢爐 ；專(zhuān)利號(hào)： ZL012158496，回收造氣吹風(fēng)氣，合成放空提氫尾氣及氨槽馳放氣，回收造氣爐渣 、煤粉、煤泥生產(chǎn)蒸氣。 選 用中國(guó)科學(xué)院理化研究所的專(zhuān)利技術(shù)，馳放氣 無(wú)動(dòng)力氨 回收裝置專(zhuān)利號(hào)： ZL200520012139、 4，將氨槽馳放氣中的氨直接回收為 99%的氣氨；傳統(tǒng)的回收工藝是用脫 鹽水吸收變?yōu)榘彼?，然后?化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 8 用蒸氣加熱氨水將其分解解析 為氨，用于生產(chǎn)尿素；即節(jié)約了蒸氣，節(jié)約了能源，還可以減少對(duì)環(huán)境 的污染。 采 用天幫膜技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限公司的合成氨放空氣 中氫回收 技術(shù)，回收合成氨馳放氣中的氫氣，在不增加原料煤消耗的情況下，增加合成氨產(chǎn)量。 1.1.5 經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益 本工程采取的 造氣吹風(fēng) 氣 、 合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣潛熱回收 及造氣爐渣、煤粉、煤泥回收燃燒 改造 ，膜提 氫回收改 造 ，無(wú)動(dòng)力氨回收改造的 合成氨節(jié)能 項(xiàng)目建設(shè)。改造后節(jié)約造氣用原煤7512 噸 /年，新增蒸汽 產(chǎn) 量及節(jié)約蒸汽 235514 噸 /年，節(jié)電 600 萬(wàn)kWh/年，折算節(jié)標(biāo)煤共計(jì) 34860 噸 /年，節(jié)能效益明顯。 本工程采取的 造氣吹風(fēng) 氣、 合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣潛熱回收 及造氣爐渣、煤粉、煤泥回收燃燒 改造 ，膜提 氫回收改造 ，無(wú)動(dòng)力氨回收改造的 合成氨節(jié)能 項(xiàng)目建設(shè)。改造后節(jié)約造氣用原煤7512 噸 /年，新增蒸汽 產(chǎn) 量及節(jié)約蒸汽 235514 噸 /年， 折算節(jié)標(biāo)煤共計(jì) 32760 噸 /年， 相當(dāng)于可減排 CO281900 噸 /年 ,SO2540.54 噸 /年 ,煙塵 314.5 噸 /年。 該項(xiàng)目建成后， 景 化公司合成氨單位綜合能耗將達(dá)到 1605.1 kg標(biāo)準(zhǔn)煤 /噸。達(dá)到氮肥行業(yè)清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)（ HJ/T188-2006）的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)內(nèi)氮肥清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平 1640.5Kg 標(biāo)準(zhǔn)煤 /噸） 。 實(shí)施該項(xiàng)目需投入總資金 3021 萬(wàn)元。該項(xiàng)目建成投產(chǎn)后年均節(jié)約成本 1178 萬(wàn)元，年均上繳國(guó)家增值稅及附加 249 萬(wàn)元，年均新增利潤(rùn)總額 953 萬(wàn)元，年均新增所得稅 238 萬(wàn)元，年均稅后利潤(rùn) 715*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 9 萬(wàn)元， 投產(chǎn)后 4 年內(nèi)可回收全部投資。投資利潤(rùn)率為 30.6%，投資利稅率為 38.6%，投資內(nèi)部收益率稅前為 37.9%，稅后為 29.5%，生產(chǎn)能力利用率為 32.4%。 綜上所述， 景 化公司以技術(shù)創(chuàng)新為動(dòng)力，以項(xiàng)目實(shí)施為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的技術(shù)成果對(duì)合成氨 系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能改造，將為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益，符合公司和社會(huì)的發(fā)展要求，對(duì)增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益有著積極的意義，同時(shí)可從源頭上削減二氧化硫和煙塵的排放，改善周邊環(huán)境，環(huán)保效益明顯，因此項(xiàng)目的實(shí)施是必要的和必需的。 1.1.6 可行性研究報(bào)告研究范圍 (1) 項(xiàng)目建設(shè)的意義和必要性； (2) 改造規(guī)模及方案； (3) 工藝技術(shù)方案和設(shè)備選擇； (4) 原料、輔助材料及動(dòng)力 的供應(yīng)； (5) 建廠條件及廠址方案項(xiàng)目的環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全和衛(wèi)生評(píng)估； (6) 總圖運(yùn)輸、儲(chǔ)運(yùn)、土建； (7) 公用工程方案和輔助生產(chǎn)設(shè)施； (8) 節(jié)能計(jì)算； (9) 消防； (10) 環(huán)境保護(hù)及治理措施； (11) 勞動(dòng)安全和安全衛(wèi)生； (12) 組織機(jī)構(gòu)與人力資源配置； *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 10 (13) 項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃； (14) 投資估算及資金籌措； (15) 財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)； (16) 結(jié)論； (17) 項(xiàng)目招標(biāo)方案。 1.2 研究結(jié)論 通過(guò)各方面分析，本可行性研究報(bào)告認(rèn)為： (1) 本 項(xiàng)目的建設(shè)符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策、節(jié)能政策和國(guó)家“十一五”發(fā)展規(guī)劃。 (2) 項(xiàng)目建設(shè)單位具備良好的基礎(chǔ)條件和外部環(huán)境，本項(xiàng)目可依托公司現(xiàn)有資源，結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀，進(jìn)行節(jié)能改造。 (3) 本項(xiàng)目擬采用的節(jié)能技術(shù)先進(jìn)適用、成熟可靠、經(jīng)濟(jì)合理。 (4) 本工程充分回收利用現(xiàn)有 造氣爐渣 、吹風(fēng)氣及合成馳放氣，利用現(xiàn)有資源，有運(yùn)行成本低的特點(diǎn)，工程實(shí)施后能提高工廠原材料和能量利用率。 (5) 由財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)看出：本項(xiàng)目財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率高于基準(zhǔn)收益率，投資回收期短，有 較 好的盈利能力和較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，符合公司發(fā)展要求，對(duì)增強(qiáng)企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力，提高經(jīng)濟(jì)效益有著積極的意義。 因此，項(xiàng) 目的實(shí)施是必要的和必需的。 附主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表 1-1。 表 1-1 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)表 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 11 序號(hào) 項(xiàng) 目 名 稱(chēng) 單 位 數(shù) 量 備 注 一 生產(chǎn)規(guī)模（節(jié)標(biāo)煤） t/a 34860 二 生產(chǎn)方案 1 節(jié)造氣原料煤 t/a 7512 2 節(jié)電 萬(wàn) kWh/年 600 3 增產(chǎn)蒸汽 t/a 218425 4 減少裝置消耗蒸氣 t/a 17089 三 年操作日 天 350 四 改造后節(jié)約能耗總量 噸標(biāo)煤 /年 34860 五 項(xiàng)目投入總資金 萬(wàn)元 3021 1 項(xiàng)目報(bào)批總投資 萬(wàn)元 3021 2 建設(shè)投資 萬(wàn)元 3021 3 建設(shè)期貸款利息 萬(wàn)元 0 4 流動(dòng)資金 萬(wàn)元 0 六 年均利潤(rùn)總額 萬(wàn)元 七 年均稅金 萬(wàn)元 八 投資利潤(rùn)率 % 九 投資利稅率 % 十 全投資回收期 I(稅前 ) II(稅后 ) 年 年 含建設(shè)期 十 一 全投資內(nèi)部收益率I(稅前 ) (稅后 ) % % 十 二 全投資凈現(xiàn)值 I (稅前 ) II(稅后 ) 萬(wàn)元 萬(wàn)元 Ic%=12% *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 12 十 三 生產(chǎn)能力利用率（ BEP） % 2 改造規(guī)模 及 方案 2.1 改造 方案符合國(guó)家政策 開(kāi)展資源綜合利用，是我國(guó)一項(xiàng)重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，也是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略方針，對(duì)于節(jié)約資源，改善環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化配置和可持續(xù)發(fā)展都具有重要的意義。 中國(guó)是世界上最大的化肥生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，其中合成氨 的生產(chǎn)一直是化工產(chǎn)業(yè)的耗能大戶(hù)，在國(guó)內(nèi)化工行業(yè)的五大高耗能產(chǎn)業(yè)中，合成氨耗能占總量的 40%，單位能耗比國(guó)際先進(jìn)水平高 31.2%，因此，該產(chǎn)業(yè)節(jié)能的潛力非常大。 中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱（ 2005 年修訂本）中提出： 2010 年，全國(guó)噸合成氨能耗由 2000年的 1699kg標(biāo)準(zhǔn)煤降為 1570kg標(biāo)準(zhǔn)煤 ，2020 年降為 1455kg 標(biāo)準(zhǔn)煤。 “ 大綱 ” 還要求推廣新型 J-99、 JR、NC 節(jié)能型氨合成系統(tǒng)及 A301、 ZA-5 低溫低壓氨合成催化劑，提高氨凈值，降低合成氨生產(chǎn)過(guò)程的壓力；推廣全渣循環(huán)流化床鍋爐；推廣合成氨蒸汽自 給和 “ 兩水 ” （冷卻水、污水）閉路循環(huán)技術(shù)。 2005 年，國(guó)家發(fā)改委頒布的國(guó)家節(jié)能中長(zhǎng)期規(guī)劃，已將合成氨列為節(jié)能降耗的重點(diǎn)領(lǐng)域和重點(diǎn)工程。規(guī)劃指出要在重點(diǎn)耗能行業(yè)推行能量系統(tǒng)優(yōu)化，即通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、技術(shù)改造和改善管*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 13 理，實(shí)現(xiàn)能源系統(tǒng)效率達(dá)到同行業(yè)最高或接近世界先進(jìn)水平。根據(jù)規(guī)劃要求，未來(lái) 15 年，國(guó)家一方面將加快推進(jìn)以潔凈煤或天然氣替代石油合成氨的工業(yè)改造，以節(jié)約寶貴的石油資源，另一方面，將大力推動(dòng)節(jié)能降耗技術(shù)的開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用，到 2010 年，合成氨行業(yè)節(jié)能目標(biāo)是：能源利用效率由目前的 42%提高到 45.5%， 實(shí)現(xiàn)節(jié)能570-585 萬(wàn)噸標(biāo)煤，減少排放二氧化碳 1377 萬(wàn)噸 -1413 萬(wàn)噸。因此，進(jìn)一步加快合成氨裝置的節(jié)能改造已成為眾多化肥生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能降耗的必經(jīng)之路。 “ 十一五 ” 期間，國(guó)家重點(diǎn)推出十大節(jié)能工程，其中涉及石油和化工行業(yè)的主要有 “ 余熱余壓利用工程 ” 、 “ 節(jié)約和替代石油工程 ” 、 “ 電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程 ” 和 “ 能量系統(tǒng)優(yōu)化（系統(tǒng)節(jié)能）工程 ”四項(xiàng)。目前，國(guó)家發(fā)展改革委已啟動(dòng)十大重點(diǎn)節(jié)能工程，并對(duì)實(shí)施工作進(jìn)行具體部署。通過(guò)實(shí)施十大重點(diǎn)節(jié)能工程， “ 十一五 ” 期間將實(shí)現(xiàn)節(jié)約 2.4 億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的節(jié)能目標(biāo)。 綜上所述， *化 工 有限公司擬實(shí)施的 “ 合成氨 能量系統(tǒng)優(yōu)化 改造項(xiàng)目 ” 符合國(guó)家節(jié)能政策和節(jié)能規(guī)劃要求。 2.2 改造方案 本項(xiàng)目擬采用的改造方案主要有： (1) 新上一套 “三廢”流化混燃鍋爐 裝置， 回收造氣吹風(fēng)氣、合成放空提氫尾氣、合成氨槽馳放氣，以及造氣爐渣、煤粉、煤泥，年可副產(chǎn) 3.82MPa 450 蒸汽 218425 噸。 (2)新上一套處理氣量為 2100m3 膜提氫裝置，每年可回收8598240 m3氫氣。在不增加原煤消耗的情況下，年可多產(chǎn)合成氨 4350*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 14 噸，年可節(jié)約原料煤 6342 噸；因采膜提氫技術(shù)，氨合成壓力下降2.0 MPa，可使壓 縮機(jī)噸氨醇節(jié)電 50KWh，本項(xiàng)目全年可節(jié)電 600 萬(wàn)KWh。 (3) 新上一套處理氨槽馳放氣量為 2300 m3 的無(wú)動(dòng)力氨回收裝置，每年可多回收合成氨 835 噸，年節(jié) 煤 1170 噸，年可節(jié)省因解吸氨水所消耗 1.0MPa 180 的蒸汽 17089 噸。 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 15 3 工藝技術(shù)方案 3.1 合成氨生產(chǎn) 工藝概況 目前 世界 合成氨產(chǎn)量以中國(guó)、蘇聯(lián)、美國(guó)、印度等國(guó)最高，約占世界總產(chǎn)量的一半以上。合成氨主要原料有天然氣、石腦油、重質(zhì)油和煤等，因以天然氣為原料的合成氨裝置投資低、能耗低、成本低的緣故 ,世界大多數(shù)合成氨裝置是以天然氣為原料，但是自 從石油漲價(jià)后 ， 由煤制氨路線又重新受到重視 ， 而且從世界燃料儲(chǔ)量來(lái)看，煤的儲(chǔ)量約為石油、天然氣總和的 10 倍。 我國(guó)合成氨工業(yè)經(jīng)過(guò) 40 多年的發(fā)展，產(chǎn)量已躍居世界第 1 位，現(xiàn)已掌握了以焦炭、無(wú)煙煤、褐煤、焦?fàn)t氣、天然氣及油田伴生氣和液態(tài)烴等氣固液多種原料生產(chǎn)合成氨的技術(shù)，形成了我國(guó)特有的煤、石油、天然氣原料并存和大、中、小規(guī)模并存的合成氨生產(chǎn)格局 。 3.1.1 裝置現(xiàn)狀 我國(guó)合成氨裝置是大、中、小規(guī)模并存的格局，總生產(chǎn)能力為4260 萬(wàn) t/a。大型合成氨裝置有 30 套，設(shè)計(jì)能力為 900 萬(wàn) t/a，實(shí)際生產(chǎn)能力為 1000 萬(wàn) t/a；中 型合成氨裝置有 55 套，生產(chǎn)能力為460 萬(wàn) t/a；小型合成氨裝置有 700 多套，生產(chǎn)能力為 2800萬(wàn) t/a。 目前我國(guó)已投產(chǎn)的大型合成氨裝置有 30 套，設(shè)計(jì)總能力為900 萬(wàn) t/a，實(shí)際生產(chǎn)能力為 1000 萬(wàn) t/a，約占我國(guó)合成氨總生產(chǎn)能力的 23%。除上海吳涇化工廠為國(guó)產(chǎn)化裝置外，其余均系國(guó)外引*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 16 進(jìn)，薈萃了當(dāng)今世界上主要的合成氨工藝技術(shù)，如 以天然氣和石腦油為原料的凱洛格傳統(tǒng)工藝（ 9 套）、凱洛格 -TEC 工藝（ 2 套）、托普索工藝（ 3 套）、節(jié)能型的 AMV 工藝（ 2套）和布朗工藝（ 4套）；以渣油為原料的德士古渣油氣化 工藝（ 4 套）和謝爾氣化工藝（ 3套）；以煤為原料的魯奇粉煤氣化工工藝（ 1 套）和德士古水煤漿氣化工藝（ 1套）。 我國(guó)大型合成氨裝置所用原料天然氣（油田氣）占 50%，渣油和石腦油占 43%，煤占 7%，其下游產(chǎn)品除 1 套裝置生產(chǎn)硝酸磷肥外，其余均生產(chǎn)聯(lián)堿。 70 年代引進(jìn)的大型合成氨裝置均進(jìn)行了技術(shù)改造，生產(chǎn)能力提高了 15% 22%，合成氨噸綜合能耗由 41.87GJ 降到 33.49GJ，有的以石油為原料的合成氨裝置（如安慶、金陵、廣石化）用煉油廠干氣頂替一部分石腦油（每年大約 5 萬(wàn) t）。 我國(guó)中型合成氨 裝置有 55 套，生產(chǎn)能力為 460 萬(wàn) t/a；約占我國(guó)合成氨總生產(chǎn)能力的 11%，下游產(chǎn)品主要是聯(lián)堿和硝酸銨，其中以煤、焦為原料的裝置有 34 套，占中型合成氨裝置的 62%；以渣油為原料的裝置有 9 套，占中型合成氨裝置的 16%；，以氣為原料的裝置有 12 套，占中型合成氨裝置的 22%；我國(guó)小型合成氨裝置有 700 多套，生產(chǎn)能力為 2800 萬(wàn) t/a，約占我國(guó)合成氨總生產(chǎn)能力的 66%，原設(shè)計(jì)下游產(chǎn)品主要是碳酸氫銨，現(xiàn)有 一百多 套的裝置經(jīng)改造生產(chǎn)聯(lián)堿 、三十多 套的裝置經(jīng)改造生產(chǎn) 聯(lián)醇 。原料以煤、焦為主，其中以煤、焦為原料的占 96%，以氣為原 料的占 4%。 3.1.2 生產(chǎn)技術(shù)水平 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 17 我國(guó)以煤為原料大型合成氨裝置 1 套采用魯奇粉煤氣化工工藝， 1 套采用德士古水煤漿氣化工藝，以煤、焦為原料中小型合成氨裝置大多采用固定床常壓氣化傳統(tǒng)工藝，現(xiàn)平均噸能耗為68.74GJ?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)普遍認(rèn)為：德士古水煤漿氣化技術(shù)成熟，適用煤種較寬，氣化壓力高，能耗低，安全可靠，三廢處理簡(jiǎn)單，投資相對(duì)其它煤工藝節(jié)省。水煤漿加壓氣化的引進(jìn)、消化和改造，解決了用煤造氣的技術(shù)難題，使我國(guó)的煤制氨技術(shù)提高到國(guó)際先進(jìn)水平。雖然德士古水煤漿氣化理論上適合于很寬范圍的煤種，但國(guó)內(nèi)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)是原料煤要滿(mǎn)足熱 值高（大于 20.9kJ/g）、灰熔點(diǎn)低（ T3 小于1350 ）、灰分少等要求。 我國(guó)以渣油為原料的合成氨合成工藝很不平衡，以渣油為原料的大型合成氨裝置中， 4套采用德士古渣油氣化工藝， 3 套采用謝爾氣化工藝，平均噸能耗為 45.66GJ，最低為 40.82GJ。大多數(shù)以渣油為原料的中型合成氨裝置采用 60 年代比較流行的通用設(shè)計(jì)工藝，采用3.0MPa 部分氧化法加壓氣化、無(wú)毒脫碳、 ADA 脫硫、 3.2MPa 3 套管合成技術(shù)，噸能耗在 65GJ 左右，進(jìn)行改造的裝置的噸能耗在 56GJ左右。 我國(guó)以天然氣、輕油為原料的合成氨裝置 主要是大型合成氨裝置，目前已建成的大型合成氨裝置中，以天然氣為原料的有 14 套，以石腦油為原料的有 6 套，采用了凱洛格傳統(tǒng)工藝、凱洛格 -TEC 工藝、丹麥托普索工藝、節(jié)能型的 AMV 工藝和美國(guó)布朗工藝。以天然氣為原料（傳統(tǒng)工藝）的平均噸能耗為 36.66GJ，最低為 32.84GJ；以天然氣為原料（節(jié)能型工藝）的平均噸能耗為 34.12GJ，最低為*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 18 31.05GJ；以石腦油為原料的平均噸能耗為 38.68GJ，最低為37.01GJ。 合成氨成本中能源費(fèi)用占較大比重 (約占 65%)，合成氨生產(chǎn) 裝置 的 技術(shù)改造 重點(diǎn)放在采用低能耗工藝 、充分回收及合理利用能量 ，節(jié)能和降耗。主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開(kāi)發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等 ,與其 它 產(chǎn)品聯(lián)合生產(chǎn)。 3.2 企業(yè)目前生產(chǎn)概況 *化工 有限公司 生產(chǎn) 裝置總能力為 20 萬(wàn)噸合成氨 /年、6 萬(wàn)噸甲醇 /年、 35 萬(wàn)噸尿素 /年，本次改造主要涉及合成氨 生產(chǎn)裝置的節(jié)能改造。 3.2.1 工藝流程簡(jiǎn)述 現(xiàn)有合成氨裝置以無(wú)煙 塊 煤為原料，采用固定層間歇式氣化技術(shù)生產(chǎn)半水煤氣，堿液脫硫， 0.8MPa 中 低 低溫變換， 1.7MPa 碳丙脫碳 及 1.7MPa 變壓吸附脫碳 ， 13MPa 聯(lián)醇， 13MPa 醋酸銅氨液洗滌凈化 及 13MPa 醇烴化原料氣精制原料氣 ， 31.4MPa 氨合成，水溶液全循環(huán)法生產(chǎn)尿素。 采用固體 塊 煤 為原料，以空氣和水蒸汽為氣化劑，在高溫條件下，通過(guò)固定床層間歇式氣化法生產(chǎn)出半水煤氣（半水煤氣的主要成分詳見(jiàn)表 3-1）。經(jīng)羅茨風(fēng)機(jī)加壓后送入脫硫系統(tǒng)，通過(guò)堿液脫除 H2S，脫除 H2S 后的氣體送入壓縮機(jī)一段，經(jīng)壓縮至 0.8MPa 后送到變換工序。在催化劑和水蒸汽作用下， CO 變換為 H2和 CO2。變換后的氣體經(jīng)壓縮至 1.7MPa 后送到脫碳工序 脫除 CO2，脫除 CO2后的*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 19 凈化氣經(jīng)壓縮至 13.0MPa 后送到 聯(lián) 醇工序。在催化劑的作用下，未完全脫除的 CO 和 CO2與 H2反應(yīng)生成甲醇，未反應(yīng)的氣體送到精煉 或醇烴化 工序，在醋酸銅氨液的洗滌吸收多余的雜質(zhì) 或經(jīng)催化劑反應(yīng)后，純凈的 H2、 N2經(jīng)壓縮至 31.4MPa 后送到合成工序，在催化劑的作用下， H2、 N2合成為 NH3，經(jīng)冷卻分離后的液氨送到液氨貯槽貯存。 液氨貯槽貯存的液氨送到尿素工序，與脫碳解析出的 CO2 氣分別經(jīng)壓縮到 22.0MPa 后送到尿素合成塔進(jìn)行反應(yīng)生成尿素。 表 3-1 半水煤氣成分 % 名稱(chēng) CO CO2 H2 N2 CH4 O2 H2S g/m3 吹風(fēng)氣 6.0 14 4.5 71 3.2 4.5 1.0 半水煤氣 28.7 9.0 40.2 19.2 2.5 0.3 1.5 3.2.2 現(xiàn)有主要設(shè)備 3.2.2.1 現(xiàn)有合成氨裝置主要設(shè)備 現(xiàn)有合成氨裝置主要設(shè)備 詳見(jiàn)表 3-2。 表 3-2 現(xiàn)有合成氨裝置主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 煤氣發(fā)生爐 2610 臺(tái) 22 2 半水煤氣脫硫塔 5000 27800 臺(tái) 2 3 氫氮壓縮機(jī) 6M25-185/314D 臺(tái) 3 4M16-73/314B 臺(tái) 6 6M50-305/314C 臺(tái) 3 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 20 4 中變爐 3400 、 3800 、 4200 臺(tái) 各 1 共 3臺(tái) 5 低變爐 3400 、 3800 、 4200 臺(tái) 各 1 共 3臺(tái) 6 脫碳塔 3000、 3800 臺(tái) 各 1 共 2臺(tái) 7 變壓吸附 塔 2400 臺(tái) 36 8 銅洗塔 800、 1000 臺(tái) 各 1 共 2臺(tái) 9 氨合成塔 1000 、 1200 、 1400 臺(tái) 各 1 共 3臺(tái) 10 烴化塔 1000 臺(tái) 1 3.2.2.2 現(xiàn)有甲醇裝置主要設(shè)備 現(xiàn)有甲醇裝置主要設(shè)備詳見(jiàn)表 3-3。 表 3-3 現(xiàn)有甲醇裝置主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 甲醇合成塔 1200 H 18470 臺(tái) .1 2 甲醇合成塔 1200 H 19700 臺(tái) 2 3 醇分 1000 8675 臺(tái) 1 4 醇分 1000 8360 臺(tái) 2 5 循環(huán)機(jī) DZW3.8-4/285-315 臺(tái) 4 6 油分 1000 8360 臺(tái) 1 7 油分 1000 8130 臺(tái) 臺(tái) 1000 8360 1 8 油分 805 6025 臺(tái) 2 9 循環(huán)機(jī) DZ-6/134-149 Q=1.3m3/min 臺(tái) 6 10 循環(huán)機(jī) JBD16-6/280-314 Q=3.3m3/min 臺(tái) 3 11 洗醇塔 1000 9918 臺(tái) 1 12 醇化水冷器 1200 7210 臺(tái) 3 3.2.2.3 現(xiàn)有尿素裝置主要設(shè)備 現(xiàn)有尿素裝置主要設(shè)備詳見(jiàn)表 3-4。 表 3-4 現(xiàn)有尿素裝置主要設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 尿素合成塔 1200 臺(tái) 2 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 21 H=22654V=24m3 1400 H=29532 V=44m3 臺(tái) 1 2 預(yù)精餾塔 1400 H=29532 臺(tái) 2 3 一吸塔 1200 / 1600 H=11045 臺(tái) 2 4 二分塔 1200 H=99552 臺(tái) 2 5 一分加熱器 F=550m2 臺(tái) 2 6 氨預(yù)熱器 F=34m2 臺(tái) 2 7 二循一冷凝器 1100 H=8975 F=350m2 臺(tái) 2 8 二循二冷凝器 800 H=8475 F=125m2 臺(tái) 2 9 氨冷凝器 ACD 800 L=7226 F=220m2 臺(tái) 2 10 氨冷凝器 B 1300 L=7876 F=580m2 臺(tái) 2 11 惰洗器 800/ 110 H=7894 F=69m2 臺(tái) 2 12 一吸冷卻器 AB 800 H=7050 F=156m2 臺(tái) 2 13 一段蒸發(fā)器 2000/ 700 F 上部=33m2 F 下部 =130m2 臺(tái) 1 14 二段蒸發(fā)器 1600/ 400 H=5930 F=12m2 臺(tái) 1 15 解吸塔 800 H=10225 臺(tái) 2 16 CO2壓縮機(jī) 4M20-90/210B 臺(tái) 2 4M16-66/220 臺(tái) 3 17 一段蒸發(fā)器 2000/ 700 H=9900 F 上 =33m2 F 下=130m2 臺(tái) 1 18 二段蒸發(fā)器 1600/ 400 H=5930 臺(tái) 1 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 22 F=12m2 19 一段蒸發(fā)冷凝器 800 H=5940 F=216m2 臺(tái) 2 20 液氨泵 3YA8-20/22 臺(tái) 6 21 一甲泵 3J1A4-12/22 臺(tái) 6 22 二甲泵 3J2A1.84-5.5/2.5 臺(tái) 6 23 熔融泵 RB65-40-250 臺(tái) 4 3.2.3 已有的節(jié)能設(shè)施 (1) 造氣系統(tǒng)：建有熱管式廢熱鍋爐 6 臺(tái)， 50t/h 三氣鍋爐 1臺(tái) （回收造氣吹風(fēng)氣、氨槽弛放氣等） ；造氣爐 夾套 自產(chǎn) 的 蒸汽20t/h 左右。 (2) 變換系統(tǒng)：建有熱水網(wǎng)絡(luò)回收系統(tǒng)一套，利用變換系統(tǒng)的反應(yīng)熱加熱脫鹽水，將水溫提高到 80 送入蒸汽鍋爐，節(jié)約了煙煤消耗。 (3) 精煉系統(tǒng)：利用 尿素一吸冷卻器 熱水加熱銅液，節(jié)約蒸汽3t/h。 (4) 氨合成系統(tǒng)：建有 三 臺(tái)廢熱鍋爐，回收氨合成的反應(yīng)熱產(chǎn)蒸汽 19t/h； (5) 尿素系統(tǒng)：綜合利用高 低壓膨脹蒸汽。高壓膨脹蒸汽送尿素解吸系統(tǒng)，低壓膨脹蒸汽作為系統(tǒng)管道的保溫蒸汽，節(jié)約蒸汽4.5t/h。尿素系統(tǒng)的冷凝水（ 95 100 ）全部回收到鍋爐供水，節(jié)約了煙煤消耗。 3.2.4 現(xiàn)有生產(chǎn)裝置在節(jié)能方面存在的主要問(wèn)題 (1) 公司現(xiàn)有 部分造氣吹風(fēng) 氣 、合成放空提氫尾氣及氨槽馳放氣 的 潛 熱沒(méi)有回收，造成 能源浪費(fèi)。 (2) 現(xiàn) 有的一臺(tái)“ 三 廢”流化混燃 鍋爐 只能吃掉 50%的爐渣、*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 23 煤粉、煤泥， 使該部分能源沒(méi)有得到充 分利用，造成能源浪費(fèi)。 (3) 現(xiàn)有一套膜提氫裝置，因該裝置建設(shè)較早、能力偏小， 已不適應(yīng)現(xiàn)有生產(chǎn)能力，造成部分合成放 空氣 中的氫 不能回收利用。 (4) 合成弛放氣有效成份高， 氨回收工藝落后，回收不徹底，回收的氨水需經(jīng)蒸汽加熱分解解析后才能用于尿素生產(chǎn)。浪費(fèi)蒸氣、浪費(fèi)能源。 隨著國(guó)家對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，提高資源的循環(huán)利用率關(guān)系到企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，公司原有合成氨裝置及尿素裝置已經(jīng)不能滿(mǎn)足新形式下節(jié)能減排的要求。因此本項(xiàng)目擬對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進(jìn)行綜合節(jié)能改造，降低裝置能耗，使裝置充分發(fā)揮生產(chǎn)能力。 3.3 本項(xiàng)目綜合節(jié)能技術(shù)改造方案 *化工有限公司擬采用 “三廢”流化混燃鍋爐 回收 造氣吹風(fēng)氣 、 合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣及造氣爐 渣、煤粉、煤泥；采用膜提氫技術(shù) 回收 合成放空氣中的氫氣；采用無(wú)動(dòng)力氨回收技術(shù)將氨槽馳放氣中的氨以氣氨形式 回收用于尿素生產(chǎn) 等改造措施進(jìn)行合成氨 節(jié)能改造的項(xiàng)目建設(shè)。 3.3.1 三廢流化混燃 鍋爐 新建一套 8500 三廢流化混燃爐，并配備一套余熱鍋爐裝置，回收造氣吹風(fēng)氣、 馳放氣 及造氣爐渣、煤粉、煤泥 作燃料，充分回收熱能。 造氣吹風(fēng)氣產(chǎn)生量為 48450 Nm3/h，主要成份包括： CO2 14%，O2 4.5%， CO 6.0%， H2 4.5%， CH4 3.2%， N2 71%。 合成馳放氣產(chǎn)生量為 2000 Nm3/h（含 提氫尾氣 ），主要成份包*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 24 括： H2 42%， CH4 28%， N2 30%。 1.回收造氣吹風(fēng)氣、合成馳放氣 燃燒 產(chǎn)生的蒸汽量計(jì)算如下： 原料來(lái)源： A、造氣吹風(fēng)氣： 48450 Nm3/h B、合成馳放氣： 2000 m3/h 鍋爐進(jìn)軟水溫度 90，產(chǎn)生 3.82MPa、 450蒸汽，鍋爐效率70%。 2.燃燒造氣吹風(fēng)氣、馳放氣產(chǎn)蒸汽量計(jì)算： 已知條件： （ 1）吹風(fēng)氣成份： H2： 4.5%， CO： 6.0%， CO2： 14%， O2： 4.5%，N2+Ar： 71%。 （ 2）馳放氣成份： H2： 42%， CH4： 28%， CO： 0%， CO2： 0%， O2： 0%， N2+Ar： 30%。 （ 3） 造氣吹風(fēng)氣： 48450 Nm3/h， 合成馳放氣： 2000 m3/h （ 4）鍋爐進(jìn)軟水溫度 90，產(chǎn)生 3.82MPa、 450蒸汽，鍋爐效率 70%。 （ 5）設(shè)計(jì)煙氣排放溫度 1400C。 （ 6）入爐預(yù)熱空氣溫度 2000C。 （ 7）入系統(tǒng)軟水溫度 600C。 （ 8）空氣過(guò)剩系數(shù) 1.35，窖爐系數(shù) 0.92。 （ 9）產(chǎn)汽壓力 3.82Mpa，蒸汽溫度 4500C。 計(jì)算： （ 1）求煙氣量、計(jì)算每 1Nm3吹風(fēng)氣耗用理論空氣量，用公式*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 25 （ 7 2 1）合成 氨工藝設(shè)計(jì)手冊(cè) VK0=1（ 0.5CO%+0.5H2% O2%） /21% =1（ 0.5 6.0+0.5 4.5 4.5） /21 =0.035714Nm3/Nm3 （ 2）吹風(fēng)氣耗實(shí)際空氣量 VS= VK0=1.35 0.035714=0.048214Nm3/Nm3 式中 1.35 為空氣過(guò)剩系數(shù)。 實(shí)際空氣量為： 48450 0.048214=2336Nm3/h （ 3）吹風(fēng)氣燃燒產(chǎn)物 VCO2=0.01（ CO2+CO） =0.01（ 14+4.5） =0.185Nm3/Nm3 VH2O=0.01（ H2+2CH4） =0.01（ 4.5+2 0） =0.045Nm3/Nm3 VO2=0.21（ -1） VK0=0.21（ 1.35-1）0.035714=0.002625Nm3/Nm3 VN2=0.79 VK0+0.01N2=0.79 1.35 0.035714+0.01 71 0.748089Nm3/Nm3 VY=VCO2+VH2O+VO2+VN2=0.185+0.045+0.002625+0.748089 =0.980714Nm3/Nm3 吹風(fēng)氣燃燒產(chǎn)生的煙氣量為： 0.980714 48450=47515.59Nm3/h （ 4）馳放氣燃燒耗空氣量 VK0=（ 0.5H2+2CH4 0.5CO O2） /21 = (0.5 42+2 28 0.5 0 0) /21 =3.67Nm3/Nm3 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 26 計(jì)算實(shí)際空氣量： VS= VK0=1.35 3.67=4.95Nm3/Nm3 式中 1.35 為空氣過(guò)剩系數(shù)。 需空氣量為 2000 4.95=9909Nm3/h 總需空氣量 2336+9909=12245Nm3/h （ 5）計(jì)算馳放氣燃燒產(chǎn)物 VH2O=0.01（ H2+2CH4） =0.01（ 42+2 28） =0.98Nm3/Nm3 VN2=0.79 VK0+0.01N2=0.79 1.35 3.67+0.01 30 =4.21Nm3/Nm3 VCO2=0.01（ CH4） =0.01 28=0.28Nm3/Nm3 VO2=0.21（ 1） VK0=0.21（ 1.35 1） 3.67 =0.26974Nm3/Nm3 VY=VCO2+VH2O+VN2+VO2=0.98+4.21+0.28+0.26974 =5.73974Nm3/Nm3 每小時(shí)馳放氣燃燒產(chǎn)生煙氣量為： 20005.73974=11479.49Nm3/h 燃燒爐出口煙氣總量為： 47515.59+11479.49=58995.08Nm3/h （ 6）吹風(fēng)氣加馳放氣綜合計(jì)算 馳放氣中 H2=2000 42%=840Nm3/h CH4=2000 28%=560Nm3/h N2=2000 30%=600Nm3/h 吹風(fēng)氣中 H2=48450 4.5%=21801Nm3/h CH4=48450 0%=0Nm3/h *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 27 N2=48450 71%=34400Nm3/h CO=48450 6.0%=2907Nm3/h CO2=48450 14%=6783Nm3/h O2=48450 4.5%=2180Nm3/h 馳放氣吹風(fēng)氣量為： 48450+2000=50450Nm3/h 馳放氣吹風(fēng)氣各組分含量為： H2=3020Nm3/h CH4=560Nm3/h N2=35000Nm3/h CO=2907Nm3/h CO2=6783Nm3/h O2=2180Nm3/h 氣體平均成分： H2=5.764% CH4=0.943% N2=69.618% CO=5.797% CO2=13.529% O2=4.348% （ 7）綜合耗空氣量 VK0=1/21（ 0.5CO+0.5H2+2CH4-O2） =1/21（ 0.5 5.797+0.5 5.764+2 0.943-4.348） =0.158Nm3/Nm3 VS= VK0=1.35 0.158=0.213Nm3/Nm3 式中 1.35 為空氣過(guò)剩系數(shù)。 （ 8）綜合燃燒產(chǎn)物 按公式（ 7 2 6）至（ 7 2 11）計(jì)算燃燒產(chǎn)物： VCO2=0.01（ CO2+CO+CH4） =0.01（ 13.529+5.797+0.943） =0.203Nm3/Nm3 VH2O=0.01（ H2+2CH4） =0.01（ 5.764+2 0.943） =0.0765Nm3/Nm3 VO2=0.21（ -1） VK0=0.21（ 1.35-1） 0.158=0.0116Nm3/Nm3 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 28 VN2=0.79 VK0+0.01N2=0.79 1.35 0.158+0.01 69.618 =0.865Nm3/Nm3 VY=0.203+0.0765+0.0116+0.865=1.1561Nm3/Nm3 YCO2=0.203 1.1561=17.559% YH2O=0.0765 1.1561=6.617% YO2=0.0116 1.1561= 1.003% YN2=0.865 1.1561=74.820% （ 9）燃燒溫度 按式（ 7 2 14）計(jì)算最高燃燒溫度： IY=YYQ0a+IR+IK qF 已知燃?xì)庵?H2=5.764% CH4=0.943% CO=5.797% 燃燒熱 Q0a=（ YH2QH2+YCH4QCH4+YCOQCO） =（ 5.764% 10760+0.943% 35847+5.797% 12703） =1694.636KJ/Nm3 入燃燒爐燃料 tI=2800C時(shí)，直接查表計(jì)算： CO=368.57KJ/Nm3 CO2=523.32KJ/Nm3 O2=376.78KJ/Nm3 H2=364.36KJ/Nm3 CH4=515.35KJ/Nm3 N2=362.27KJ/Nm3 IR=368.57 5.797%+523.32 13.529%+376.784.438%+364.36 5.764%+515.35 0.943%+ 362.27 69.618% =386.525KJ/Nm3 入爐空氣 tK=2000C 時(shí)， In=89.43KJ/Nm3 Y2取 0.92 則 I=（ 1166.834 0.92+387.341+89.43） /1.1561=1760.2KJ/Nm3 假設(shè)燃燒爐最高燃燒溫度為 8500C *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 29 CO2=1857.9KJ/Nm3 H2O=1441.4KJ/Nm3 O2=1248.75KJ/Nm3 N2=1179KJ/Nm3 IY=1857.9 17.559%+1441.4 6.617%+1179 74.820% +1248.75 1.003%=1303.734KJ/Nm3 假設(shè)燃燒爐最高燃燒溫度為 9000C CO2=1983.7KJ/Nm3 H2O=1529.44KJ/Nm3 O2=1321.77KJ/Nm3 N2=1248KJ/Nm3 IY=1983.7 17.559%+1529.44 6.617%+1248 74.820% +1321.77 1.003%=1396.532KJ/Nm3 最高燃 燒溫度 tR=850+（ 1760.2-1303.734）（ 900-850） /（ 1396.532-1303.734） 1096 高溫余熱系數(shù)取 0.92 燃燒爐出口溫度 ts 1096 0.92 1008.3 （ 10）蒸汽產(chǎn)量計(jì)算 燃燒爐帶出熱量 1008.3時(shí)，查表計(jì)算 CO2=2219KJ/Nm3 H2O=1712KJ/Nm3 O2=1465KJ/Nm3 N2=1394/Nm3 IY=2219 17.559%+1712 6.617%+1394 74.820% +1465 1.003%=1560.602KJ/Nm3 Q 1560.602 58995.08 92067839.8 KJ/h 140煙氣帶出的熱量 140時(shí)，查表計(jì)算 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 30 CO2=239.5KJ/Nm3 H2O=211.16KJ/Nm3 O2=185.34KJ/Nm3 N2=182.28/Nm3 IC =239.5 17.559%+211.16 6.617%+182.28 74.820% +185.34 1.003%=194.267KJ/Nm3 Q 194.267 58995.08 11460997.21 KJ/h 預(yù)熱入燃燒爐空氣帶出的熱量（熱效率按 70%） ： 200空氣帶出的熱量 Q=89.43 12245/70%=1564386.2 kJ/h 3.82MPa、 450過(guò)熱蒸汽焓 i=3333.66KJ/kg 60系統(tǒng)進(jìn)水焓 i=250.867KJ/kg 鍋爐熱效率取 70% 鍋爐蒸發(fā)量 Q=(92067839.8-11460997.21-1564386.2) 70% /(3333.66-250.86) =17948 /h 鍋爐蒸發(fā)量取 17.9t/h 則 回收 廢氣鍋爐年副產(chǎn)蒸汽量： 17.9 24 350 150360 噸 /年 3 造氣爐渣、煤粉、煤泥燃燒產(chǎn)生的蒸汽量 造氣爐排放的爐渣及造氣除塵器產(chǎn)生的煤粉、造氣沉淀池產(chǎn)生的煤泥的量占造氣入爐煤的 18.86%,其低 位 發(fā)熱量約為 9462 KJ/kg,造氣入爐煤耗按 1.4 噸 /噸氨醇計(jì) ,年產(chǎn) 12 萬(wàn)噸氨醇產(chǎn)生的爐渣、煤粉、煤泥的量為 : 12 104 1.4 18.86%=31684噸 /年 全部燃燒產(chǎn)生的熱量為 31684 9462 103=29979.4 107 KJ *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 31 3.82MPa、 450過(guò)熱蒸汽焓 i=3333.66KJ/kg 60系統(tǒng)進(jìn)水焓 i=250.867KJ/kg 鍋爐熱效率取 70% 則全年產(chǎn)生的蒸汽量為 29979.4 107 70% (3333.66-250.867)=68065 噸 . 4 三 廢混燃鍋爐回收造氣吹風(fēng)氣、合成放空提氫尾氣、氨槽馳放氣以及造氣爐渣、煤粉、煤泥燃燒放出 的 熱量， 每小時(shí)產(chǎn)生3.82MPa.450的蒸汽 17.9 噸，每年 產(chǎn)生 3.82MPa.450的蒸汽共計(jì) 218425 噸 。三廢混燃鍋爐設(shè)計(jì)產(chǎn)汽量為每小時(shí)產(chǎn)生3.82MPa.450的蒸汽 50 噸，產(chǎn)汽量不足部分摻燒白煤末和煤矸石補(bǔ)充 。 5 三廢混燃爐主要 新增 設(shè)備 詳見(jiàn) 表 3-5 表 3-5 三廢混燃爐主要新增設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 三廢流化混燃爐 8528 15320 臺(tái) .1 2 組合式除塵器 6520 16800 臺(tái) 1 3 余熱鍋爐 Q170/1000-50-3.82/450 臺(tái) 1 4 一次鼓風(fēng)機(jī) 9-19 NO16D 臺(tái) 1 5 二次鼓風(fēng)機(jī) 9-26NO11.2D 臺(tái) 1 6 引風(fēng)機(jī) Y4-73 NO22D 臺(tái) 1 7 鍋爐給水泵 DG85-67 8 臺(tái)臺(tái) 1000 8360 2 8 多管除塵器 臺(tái) 1 9 水膜除塵器 套 1 10 脫硫塔 3000 11000 臺(tái) 1 10 在線監(jiān)測(cè) 套 1 3.3.2 氫回收改造 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 32 氨合成過(guò)程中產(chǎn)生的 放空 氣約 2100m3/h，主要成分為： H2 48%，CH4 23.00%， NH3 2.00%， N2 27.00%，其中含有大量的有效氣體 -氫，這部分氣體過(guò)去 未能 全部 回收 ,而直接送去燃燒 ,浪費(fèi)了大量能源，該氣體 的 回收 利用對(duì)提高經(jīng)濟(jì)效益具有很大的潛力 。 本項(xiàng)目擬上膜提氫回收裝置， 采用膜技術(shù)裝置回收氣體中的氫送壓縮系統(tǒng)，回收氫后的尾氣再送至廢氣燃燒鍋爐作為燃燒爐的 燃料，回收其熱能。 氫回收工藝流程為：自合成系統(tǒng)來(lái)的 放空 氣 (壓力 30MPa)經(jīng)管道過(guò)濾器過(guò)濾后再經(jīng)薄膜調(diào)節(jié)閥減壓至 12.6 MPa 左右，然后進(jìn)入氨吸收塔，氣體與循環(huán)氨水泵打進(jìn)的稀氨水在填料層中逆流接觸，進(jìn)行預(yù)洗，稀氨水吸收氣體中的 NH3，經(jīng)氨吸收塔水洗后的氣體中的NH3 含量低于 200ppm，由塔頂部排出進(jìn)入氣液分離器，分離出的氣體在套管加熱器中被加熱至 50左右，經(jīng)管道過(guò)濾器過(guò)濾后進(jìn)入膜分離器，氫氣經(jīng)滲透匯集后從膜分離器下口排出，未滲透的尾氣從膜分離器上口排出，滲透氣減壓至 1.7MPa，與 壓縮三入 新鮮氣匯合后進(jìn)壓縮機(jī) 四 、五、六 段加壓后進(jìn)入合成系統(tǒng)，未滲透的氣體減壓至 0.05MPa 后送至廢氣燃燒鍋爐作為燃燒爐的燃料，回收其熱能。 氣液分離器 加 熱 器膜分離器尾氣去廢氣燃燒鍋爐滲透氣去壓縮氨吸收塔氨水槽循環(huán)氨水泵氨水去球罐合成吹除氣稀氨水 圖 3-1 氫回收工藝流程圖 本項(xiàng)目進(jìn) 膜提氫回收裝置的 合成系統(tǒng) 放空 氣 為 2100m3/h，經(jīng)提氫后的滲透氣為 1200m3/h， 送壓縮系統(tǒng)， 主要成分為 H2 85.30%， CH4 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 33 9.30%， NH3 0%， N2 5.40%；經(jīng)提氫后的尾氣為 900m3/h， 送廢氣鍋爐作燃料副產(chǎn)蒸汽， 主要成分為 H210%， CH4 42%， NH3 0.05%， N2 47.95%。 氫回收裝置回收氫： 1200 m3/h 85.30% 24 350 8598240m3 按每生產(chǎn)一噸合成氨需要 1976.47 m3氫氣， 采用膜技術(shù)裝置回收氫在不增加原煤的情況下， 年可多產(chǎn)合成氨 8598240 1976.47 4350 噸 按生產(chǎn)一噸合成氨按消耗原煤 1.40 計(jì)算，年可節(jié)約原煤 4530 1.40 6342 噸。 因采用膜提氫技術(shù)，氨合成壓力下降 2 MPa 左右，壓縮機(jī)耗電下降 50 KWh/噸氨醇 ，年產(chǎn) 12 萬(wàn)氨醇則全年可節(jié)約電量： 12 104 50=600 萬(wàn) KWh 膜提氫主要設(shè)備 詳見(jiàn) 表 3-6 表 3-6提氫主要新增設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 膜分離器 127 13664 臺(tái) .5 2 洗氨塔 325 5721 臺(tái) 1 3 氣液分離器 245 2500 臺(tái) 1 4 高壓水泵 3DP60-2/16 臺(tái) 2 3.3.3 氨槽馳放氣中的氨回收改造 （ 1） *化工有限工公司現(xiàn)有氨 槽馳放氣量為 2300m3/h，馳放氣成分（ v%） NH340% N220% CH413% H224% Ar3%。氨回收工*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 34 藝為：用脫鹽水在吸收塔內(nèi)吸收馳放氣中的氨，洗氨后含氨約 7%的馳放氣去吹風(fēng)氣回收燃燒爐內(nèi)燃燒，氨水濃度循環(huán)至 10%左右送尿素主廠房碳銨液槽，再與尿素主廠房產(chǎn)生的碳銨液、氨水一同送解吸塔 解析。 該工藝存在以下 問(wèn)題： 馳放氣中的氨回收不徹底，洗氨后的馳放氣中仍含氨高達(dá) 7%； 回收的氨水需用 高壓蒸汽加熱將氨蒸出后在用于尿素生產(chǎn)，浪費(fèi)蒸汽，浪費(fèi)能源。氨水的跑冒滴漏及無(wú)組織排放造成對(duì)環(huán)境的污染。 （ 2） 無(wú)動(dòng)力氨回收工作原理簡(jiǎn)介：無(wú)動(dòng)力氨回收設(shè)計(jì)原理是基于液氨儲(chǔ)槽蒸汽各組分沸點(diǎn)不同， 隨 溫度下降，高沸點(diǎn)的組分先液化。該設(shè)計(jì)是利用膜提氫裝置的尾氣壓力膨脹制冷，使系統(tǒng)溫度降低，從而使氨槽馳放氣中沸點(diǎn)高的氨冷凝液化分離出來(lái)，達(dá)到回收的目的。 回收的氨純度大于 99%，減壓后返流并在系統(tǒng)換熱器中蒸發(fā)提供冷量，最后以氣氨形式出系統(tǒng)。分氨后的馳放氣尾氣氨含量小于 1%，去吹風(fēng)氣燃燒 爐 燃燒。本設(shè)計(jì)的顯著特點(diǎn)是不需任 何外加動(dòng)力，達(dá)到氣氨分離的目的。 工藝流程簡(jiǎn)介：來(lái)自氨槽的馳放氣經(jīng)超濾過(guò)濾出其中的大液滴、 油污后，壓力在 2.0MPa 溫度 5-20進(jìn)入無(wú)動(dòng)力氨回收系統(tǒng)。經(jīng)第一、第二級(jí)多通道換熱器與出無(wú)動(dòng)力氨回收系統(tǒng)的尾氣及氨換熱，溫度降至 -30 -40進(jìn)入一級(jí)分離器分離液氨，余氣進(jìn)入第三級(jí)換熱器換熱，溫度降至 -60 -70后進(jìn)入高效分離器進(jìn)行徹底分離液氨。分氨后的尾氣依次經(jīng)第三、第二、第一級(jí)多通道換熱器回收冷量后，進(jìn)入膨脹機(jī)組膨脹制冷。 自膜提氫崗位來(lái)的提氫尾氣首先經(jīng)干燥器將其所含水分去除，*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 35 然后進(jìn)入三級(jí)多通道換熱 器回收冷量后與分氨后的馳放氣一同進(jìn)入膨脹機(jī)組膨脹制冷， 膨脹后的低溫氣體再進(jìn)入三級(jí)多通道換熱器換熱，為系統(tǒng)提供冷量，出換熱器后送往“三廢”流化混燃爐燃燒。 分離器分離出的液氨經(jīng)調(diào)節(jié)閥減壓后，依次經(jīng)三級(jí)多通道換熱器為系統(tǒng)提供冷量， 去合成氨系統(tǒng)氣氨總管。 無(wú)動(dòng)力氨回收 主要 新增 設(shè)備 表 3-7 表 3-7無(wú)動(dòng)力氨回收主要新增設(shè)備 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 規(guī)格型號(hào) 單位 數(shù)量 備注 1 干燥器 500 臺(tái) .2 2 加熱器 F=10m2 臺(tái) 1 3 除油過(guò)濾器 300 臺(tái) 2 4 氣液分離器 300 臺(tái) 2 5 高效氣液分離器 300 臺(tái) 1 6 透平膨脹機(jī) OLK-1000 臺(tái) 2 7 透平膨脹機(jī) OLK-1300 臺(tái)臺(tái) 1000 8360 2 8 精過(guò)濾器 臺(tái) 2 無(wú)動(dòng) 力 氨回收有關(guān)計(jì)算： 已知條件： 氨槽馳放氣量 2300m3/h，馳放氣成分（ v%） NH340% N220% CH413% H224% Ar3%。出 無(wú)動(dòng)力氨回收 系統(tǒng)馳放氣氨含量為1%，出氨吸收塔的馳放氣氨含量為 7%，年生產(chǎn)天數(shù)按 350 天計(jì)。 （ A） 無(wú)動(dòng)力氨回收每年回收氨的數(shù)量 2300（ 40%-1%） 17 22.4 24 350=5718.37 噸 （ B）現(xiàn)氨回收工藝每年回收氨的數(shù)量 2300（ 40%-7%） 17 22.4 24 350=5425.12 噸 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 36 氨水解吸回收氨的回收率按 90%計(jì)，則實(shí)際年回收氨的數(shù)量 5425.12 90%=4882.6 噸 （ C）現(xiàn)氨回收工藝每年回收氨水的數(shù)量 （ 5425.12-5425.12 10%） 10%=48826 噸 （ D）解吸 1噸氨水需要 1.0MPa 450的 蒸汽約 350 kg，則每年消耗蒸汽 48826 350 1000=17089 噸 （ E）無(wú)動(dòng)力氨回收技術(shù)較現(xiàn)氨回收工藝每年多回收的氨為 5718.37-4882.6=835.77 噸 （ F） 每噸氨耗原料煤 按 1.40 噸 計(jì)，則年節(jié)源料煤 835.77 1.40=1170 噸 （ G） 年節(jié)約脫鹽水 48826-5425=43401 噸 3.4 裝置改造前后比較 改造后合成氨、尿素裝置改造前后原料及動(dòng)力消耗情況見(jiàn)表3-17。 表 3-17 節(jié)能改造前后比較表 項(xiàng)目 合成氨（醇） 尿素 備注 改造前 原煤消耗（噸/噸） 1.414 1.05 電耗（ kWh/噸） 1516 1126.2 水耗（噸 /噸） 16.16 12.00 蒸汽消耗（噸/噸） 0.309 1.37 除自產(chǎn)蒸汽外所需外部蒸汽量 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 37 改造后 原煤消耗（噸/噸） 1.385 1.029 電耗（ kWh/噸） 1493 1109.1 水耗（噸 /噸） 16.16 4.76 蒸汽消耗（噸 /噸） -0.531 1.3212 除自產(chǎn)蒸汽外所需外部蒸汽量 新增量 原煤消耗（噸/噸） -0.029 -0.021 電耗（ kWh/噸） -23 -17.1 水耗（噸 /噸） 0 0 蒸汽消耗（噸 /噸） -0.84 -0.0488 3.5 自控技術(shù)方案 3.5.1 自控設(shè)計(jì)范圍 本設(shè)計(jì)范圍包括 *工工業(yè)有限公司合成氨節(jié)能改造項(xiàng)目裝置技術(shù)改造的 DCS 及其相關(guān)儀表改造的自控設(shè)計(jì)。 3.5.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定 本設(shè)計(jì)按國(guó)家和原化工部頒發(fā)的有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用的主要標(biāo)準(zhǔn)有： 過(guò)程檢測(cè)和控制系統(tǒng)用文字代號(hào)和圖形符號(hào) HG/T20505 2000 分散型控制系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T20573 2000 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50058 92 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 38 自動(dòng)化儀表選型規(guī)定 HG/T20507 2000 控制室設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T20508 2000 儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T20509 2000 儀表供氣設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T20510 2000 信號(hào)報(bào)警連鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定 HG/T20511 2000 可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警使用規(guī)范 SY65032000 3.5.3 設(shè)計(jì)原則 根據(jù)生產(chǎn)特點(diǎn)、工藝、機(jī)械化運(yùn)輸及公用工程對(duì)自動(dòng)控制的要求，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)行業(yè)控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，從可靠性、實(shí)用性及先進(jìn)性為原則，確定自控技術(shù)方案和儀表設(shè)備選型。本工程的自控設(shè)計(jì)遵循技術(shù)先進(jìn)、投資合理、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)管理集中的原則。 3.5.4 控制方案 根據(jù)工藝裝置的規(guī)模、工藝流程的特點(diǎn)及操作上的要求，由于該項(xiàng)目為節(jié)能改造項(xiàng)目，為了更好達(dá)到節(jié)能效果，更好地提高能源利用率，本設(shè)計(jì)采用 DCS 集散控制系 統(tǒng)改造后的工藝參數(shù)將在 CRT上進(jìn)行顯示、記錄、控制和報(bào)警，將自動(dòng)完成工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，從*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 39 生產(chǎn)裝置的實(shí)際情況考慮，調(diào)節(jié)回路均采用可靠適用的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程的越限變量，設(shè)置聲光信號(hào)報(bào)警。 危險(xiǎn)場(chǎng)所依照電氣專(zhuān)業(yè)的劃分，本設(shè)計(jì)在危險(xiǎn)場(chǎng)所的儀表，滿(mǎn)足電氣專(zhuān)業(yè)爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB5005892 的要求。 對(duì)具有強(qiáng)腐蝕和高粘稠性的工藝介質(zhì)，本設(shè)計(jì)在接觸介質(zhì)的檢測(cè)元件和調(diào)節(jié)閥的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)方面以及儀表安裝都作了相應(yīng)的考慮。 本裝置中還存在可燃性氣體，所以還需按照要求，在可燃?xì)怏w存在的區(qū)域設(shè)立可燃?xì)?體探測(cè)器，現(xiàn)場(chǎng)的一次儀表還必須是隔爆或本安型儀表。 3.5.5 儀表選型 考慮到合成氨、尿素生產(chǎn)的特殊性及生產(chǎn)環(huán)境，現(xiàn)場(chǎng)一次儀表以電動(dòng)型隔爆儀表為主，輔之以其他相應(yīng)的儀表，有腐蝕性介質(zhì)的地方還必須選取用防腐蝕材料。 1 溫度測(cè)量 集中測(cè)量時(shí)，高溫選用隔爆型熱電偶，分度號(hào)為 K，低溫選用隔爆型熱電阻，分度號(hào)為 Pt100。就地測(cè)量時(shí)，選用雙金屬溫度計(jì)。檢測(cè)元件配有與其工藝管道的材質(zhì)相應(yīng)的保護(hù)套管。 2 壓力測(cè)量 集中測(cè)量時(shí)，采用本安型壓力變送器。 就地測(cè)量時(shí)，根據(jù)不同的工藝介質(zhì)，分別選用不銹鋼壓力表、氨用壓力表及隔膜式壓力 表。與介質(zhì)接觸部分材質(zhì)和工藝管道的材*化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 40 質(zhì)一致。 3 流量測(cè)量 根據(jù)工藝操作的不同要求，在無(wú)震動(dòng)的地方選用旋渦流量計(jì)，有震動(dòng)的地方采用角取標(biāo)準(zhǔn)孔板或高壓孔板及金屬浮子流量計(jì)等流量?jī)x表。 4 液位測(cè)量 對(duì)易結(jié)晶、強(qiáng)腐蝕性的工藝介質(zhì)，選用本安型法蘭式差壓變送器，一般工藝介質(zhì)選用差壓變送器，現(xiàn)場(chǎng)液位選用磁翻柱液位計(jì)。 5 自動(dòng)分析儀表 設(shè)計(jì)采用紅外線氣體分析儀、磁氧氣體分析儀和電導(dǎo)儀等自動(dòng)分析儀表。 6 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)全部采用氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與其相配的有單座、套筒、蝶閥等調(diào)節(jié)閥，對(duì)于一般介質(zhì)，閥體材料采用鑄鋼，閥芯材料 為1Cr18Ni9Ti；對(duì)腐蝕性介質(zhì)，閥芯為襯四氟，高壓選用高壓角型氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥。 7可燃?xì)怏w探測(cè)器 可燃?xì)怏w探測(cè)選用總線制在線式全天候氣體探測(cè)器。 8集散控制系統(tǒng) 選用技術(shù)力量雄厚、具有現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)并有良好售后服務(wù)的國(guó)內(nèi)外廠商。 3.5.6 動(dòng)力供應(yīng) 儀表電源：來(lái)自電氣專(zhuān)業(yè)，通過(guò)不間斷電源供給各類(lèi)儀表使用 。 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 41 交流輸入： 220VAC 10%；頻率： 50Hz 5% 交流輸出： 220VAC 2%；頻率： 50Hz 0.2Hz 直流輸出： 24V 1% 用電量： 10KVA。 儀表空氣為無(wú)水無(wú)塵無(wú)油的凈化壓縮空氣 *化工有限公司 合成氨能量系統(tǒng)優(yōu)化改造 可行性研究報(bào)告 *化工設(shè)計(jì)院有限公司 42 4 原料、輔助材料及動(dòng) 力供應(yīng) 節(jié)能改造工程主要原輔料及動(dòng)力消耗見(jiàn)表 4-1 表 4-1改造前后原材料及動(dòng)力年耗量 序號(hào) 原料名稱(chēng) 單位 技改前數(shù)量 技改后數(shù)量 技改新增量 備注 1 造氣用原煤 萬(wàn)噸 /年 36.764 36.0128 -0.7512 2 電 萬(wàn) kWh/年 39416 38816 -600 3 水 萬(wàn)噸 /年 420.16 415.82 -4.34 新鮮水 4 蒸汽 萬(wàn)噸 /年 55.984 32.4326 -23. 5514 除自產(chǎn)蒸汽外所需外部蒸汽量 5 建廠條件及廠址方案 5.1 建廠條件 5.1.1 廠址的地理位置 景縣位于衡水市東部，距衡水市區(qū)約 30公里，東臨吳橋縣，南與故城縣接壤，西連武邑縣、棗強(qiáng)縣，北與阜城縣毗鄰。 技改項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于龍華鎮(zhèn)道北工業(yè)區(qū) 景化公司 廠