氮肥污水零排放综合治理清洁项目可行性研究报告.docx
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氮肥污水零排放综合治理清洁项目可行性研究报告
氮肥污水零排放综合治理清洁项目
可行性研究报告
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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：
氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产
2、项目建设单位
xx物产有限公司
地址：
河南省xx县xx大道中段
电话：
3、报告编制单位;
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xx物产有限公司委托xx编制“《xx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。
4.6xx物产有限公司委托xx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（GB13458－2001）；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
xx物产有限公司是原xx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，xx大道中段，南至xx县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世界地质公园xx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，xx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、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
xx物产有限公司位于xx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：
14.02
8.1.2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7－9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：
2.9ｍ/ｓ
最大风速：
18ｍ/s
8.1.4气压：
历年平均气压：
752mmHg
8.1.5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 19㎝
8.2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”xx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xx6级地震、1973年10月23日xx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xx3.5级地震。
8.3一次水水质分析报告
pH:
7.36
TDS:
439.2mg/L
COD:
0.4mg/L
电导率：
608μs/cm
胶体si020.4mg/L
si0223.4mg/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CO2 25.4mg/L
K+3.5mg/L
Na+14.3mg/L
Ca+106.3mg/L
Mg+20.4mg/L
铁离子（Fe2+Fe3+）
Cl-31.8mg/L
SO42-42.2mg/L
NO3-21.0mg/L
HCO3-319.7mg/L
第二章企业污水现状及报告研究范围
1.企业现状概述
xx物产有限公司是原xx县东方化工公司的重新恢复启动xx物产有限公司是原xx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，xx大道中段，南至xx县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世界地质公园xx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，xx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、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
V
IVIIIIII
尿素
脱碳
脱硫
二氧化碳净化
氨库
合成
V
VI
IV
IV
IV
III
III
I
II
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
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2—2
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0.05MPａ，送入脱硫塔，使气体中的硫化氢降至85ｍｇ/ｍ3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0.8－1.0MPａ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10ｍｇ/ｍ3左右后，去氢氮气压缩机三段进口，三段出口压力为1.8－2.3MPａ经脱碳工序脱除二氧化碳。
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20.0MPａ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1.0～1.6%之间），经过氢氮气压缩机四段、五段压缩后压力升至12.5MPａ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CO＋CO2、≤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28－31.4MPａ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1.5MPａ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，经氨泵加压至20MPａ，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0.7～0.8MPａ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，液相中的水分被蒸发进入气相。
液相被浓缩。
含尿素20－30%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2－1。
全厂生产工艺流程见图2－2。
主要反应方程式如下：
造气：
C+O2→CO2+QCO2+C→CO-QC+H2O→CO+H2-Q
变换：
CO+H2O→CO2+H2+Q
甲醇合成：
CO+2H2→CH3OH+QCO2+3H2→CH3OH+H2O+Q
合成氨：
N2+3H2→NH3+Q
尿素合成：
CO2+NH3→CO（NH2）2+H2O+Q
碳铵合成：
CO2+H2O+NH3→NH4HCO3+Q
1.2主要设备
主要设备见表2－1
表2－1 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
Φ2610
11
洗气塔
Ф2800×18000
2
锅炉
吹风气回收炉
SHXT－10－1.25A
1
10吨沸腾炉
SHF10－1.3
3
35吨锅炉
ZG－35/3.82-M
1
脱硫
（半脱、
变脱）
罗茨机出口冷却塔
Φ2800×14480
1
φ2600×23000
2
脱硫后清洗塔
Φ2600×18480
2
半水煤气脱硫塔
Φ5000×38000
1
变换气脱硫塔
Φ3400×21800
1
熔硫釜
600/700-8/10-5760
1
贫液槽
10.1ｍ×511.5ｍ
1
再生泵
TW200-500DB
3
8SH-9A
2
脱硫泵
TW200－500DB
3
10SH-9A
1
变换
低变炉
Φ3200/2800×15208
2
主热交
1400×10000×20
1
饱热塔
2000×26595
2
板式换热器
HBR1.4-520㎡
1
脱碳
脱碳塔
Φ3800×48000
1
再生塔
Φ500/Ф3800×42000
1
压缩
压缩机
4M8（3）-36/320
4
4M20-75/314-ＩV
4
H22V－165/320
2
水冷器
1200×12×4740
12
油气分离器
4M8（3）
500×2870（一段）
4
400×1354（二段）
4
500×1804（三段）
4
350×1330（四段）
4
159×14×1650（五段）
4
127×18×1630（六段）
4
H22V
1484×12×3370一段
2
1280×10×4000二段
2
600×10×1350三段
2
500×14×2488四段
2
301×25五段
2
199×50×2170六段
2
4M820
650×6×1823（一段）
4
400×6×1354（二段
4
500×8×1804（三段）
4
300×16×1052（四段）
4
233×20×1121（五段）
4
201×36×1208（六段）
3
合成
甲醇合成塔
1000×62×16535
2
氨合成塔
1000×114×18235
1
冷交换器
805×90×11133
1
氨分离器
805×98
1
氨冷凝器
1800×16
1
废热锅炉
1200×24×6321
高净反应器
1010×118
1
尿素
尿素合成塔
1400×110×34330
1
一分塔
900×5×8463
1
二分塔
700/600×5/6×3630
1
一段蒸发器
2000×8×2410
1
二段蒸发器
1600×8×9900
1
一吸塔
1000×10
1
氨冷凝器A
1000×12×7374
1
氨冷凝器B
800×8×7239
1
氨冷凝器C
800×8×7239
1
解吸塔
700×5×10665
1
尿素
CO₂压缩机
4M12
3
油气分离器
4M12
700×4×1700一段
3
400×6×1400二段
3
300×6×1450三段
3
179×20×1522四段
3
1.3区域位置及水资源状态
xx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2－2）
1.4.2主要构筑物（详见下表2－2）
表2－2 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-9A
5
凉水泵
10SH－6A
4
热水泵
12SH-13A
5
热水泵
TPOW350－440IC
3
凉水塔
700m3/h
4
凉水塔
2500m3/h
2
凉水塔
700m3/h
3
深井潜水泵
200QJ63－60－5
1
深井潜水泵
200QJ63－50/5
2
深井泵
200JCK80-16×5
1
凉水泵
TPOW300-440IC
3
2.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。
xx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
8
1.2
尿素
万吨/年
16
1.3
甲醇
万吨/年
3
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