新建硫酸生产余热回收利用项目可行性研究报告.docx
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新建硫酸生产余热回收利用项目可行性研究报告
新建硫酸生产余热回收利用项目
可行性研究报告
附表：
1、投资估算表
2、现金流量表
附图：
1、区域位置图
2、平面布置图
1总论
1.1概述
1.1.1项目名称、主办单位及法人
a）项目名称：
硫酸生产余热回收利用项目
b）建设单位：
XX市XX化工有限公司
c）建设单位法人代表：
XX
d）项目性质：
化学工业类新建项目
e）建设地点：
XX省XX市XX县XX镇富兴路
1.1.2企业概况
XX市XX化工有限公司现有一条年产20万吨硫酸生产线（该生产线年产20万吨硫酸项目位于XX县XX镇，处于XX县循环经济化工示范基地内，南距XX市区20公里，离广州市170公里，公司注册资金人民币3000万元。
XX县循环经济化工示范基地年产20万吨硫酸建设项目拟选址位于XX镇兴乐村以西，占地面积40.5余亩，其中建筑面积12000m2（焙烧车间占地面积6500m2，制酸车间占地面积5500m2），绿化率为18％。
年产20万吨硫酸生产线建设总投资约10000万元，其中固定资产投资8000万元，环保投资为800万元，占总投资的8.0%；建成后年产98%硫酸20万吨，硫铁矿烧渣6.8万吨。
现有员工90人，专业技术人员10人，年产优质工业硫酸20万吨。
），该硫酸生产余热回收利用项目为在硫酸生产线上配套30t/h中温中压余热锅炉。
本项目的建设对于带动地方经济发展，增加财政收入，提供就业机会等方面都具有积极意义。
1.1.3项目提出的背景、投资的必要性和经济意义
近年来，我国政府对节能减排工作极为关注。
国家发展和改革委员会指出，随着经济规模的不断扩大，中国对能源的需要在持续较快增长，这已成为制约经济社会发展的瓶颈。
缓解能源瓶颈制约的根本出路是坚持开发与节约并举、节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用率。
国家财政部表示：
要调整完善现有税收政策，择机出台有利于节能的优惠措施。
中央财政将根据节能工作需要，着重从节能产品生产、节能设备应用、节能技术研发推广等方面入手，适时研究制定相应的税收优惠政策。
为深入贯彻科学发展观，落实节约资源基本国策，调动社会各方面力量进一步加强节能工作，加快建设节约型社会，实现“十一五”规划纲要提出的节能目标，促进经济社会发展切实转入全面协调可持续发展的轨道，国务院发文《国务院关于加强节能工作的决定》指出，当前要充分认识加强节能工作的重要性和紧迫性，必须把节能摆在更加突出的战略位置。
要把节能工作作为当前的一项紧迫任务，列入各级政府重要议事日程。
国家发改委和科技部在《中国节能技术政策大纲》中明确指出：
我国钢铁、化工、建材、石化、有色、轻纺、机械等主要耗能行业，目前工业窑炉余热利用率仅在5%左右，到2010年，余热利用率应达到15%左右。
工业窑炉余能余热回收利用原则是“梯级利用，高质高用”。
优先把高品位余能余热用于发电，低温余热用于空调、采暖或生活用热。
近年来随着经济规模的不断扩大，中国对能源的需求在持续较快增加，这已成为制约经济社会发展的瓶颈。
缓解能源瓶颈制约的根本出路是坚持开发与节约并举，节能优先的方针，大力推进节能降耗，提高能源利用效率。
我国是人口大国，人口占世界1/5，但一次能源储量少，其中煤的储量占世界1/10，石油储量占世界1/40，天然气储量占世界1/100。
与美国、俄罗斯两个世界大国相比差距很大，煤和石油储量只有美国和俄罗斯1/2，天然气储量只有美国1/4，俄罗斯的1/20，相比之下，一次能源相当贫乏，人均占有储量相当低，随着我国人口的不断增加和经济的快速发展，资源相对不足的矛盾将日益突出，寻找新的资源或可再生资源，以及合理的综合利用现有的宝贵资源将是我国今后如何确保经济可持续发展的关键所在。
为此，早在1996年国务院就制定并出台了一系列开展资源综合利用的政策，倡导要坚持资源开发与节约并举，并把节约放在首位，一切生产、建设、流通、消费等各个领域，都必须节约和合理利用现有的各种资源，千方百计减少资源的占用和消耗。
2004年，我国燃煤电厂装机容量已达3.8×108KWh，每年燃用煤炭10.5×108t，粉尘排放达590×104t，SO2排放量达1400×104t，根据国家环保部门计算，我国排放空间有限，每年烧7×108t煤，SO2对大气污染就已到达上限，而2004年我国消耗16×108t煤，大气污染已经到了不可承受的地步，由于SO2的污染，产生酸雨危害了30%的国土面积，仅酸雨一项就使农、林作物损失高达220×108元。
另一方面，我国钢铁、有色、煤炭、建材等行业窑、炉的余热余压以及其他余能没有得到充分利用。
随着窑、炉技术的发展，窑、炉节能技术水平有了长足的进步，高温余热在窑、炉生产过程中已被回收利用，但大量的中、低温原料气余热仍不能被充分利用，由其所造成的能源浪费非常大，同时也污染了环境。
目前该企业以硫铁矿为原料的制酸装置中，硫铁矿在沸腾炉内焙烧生成含SO2的炉气的反应系强放热反应，而硫铁矿制SO2的最佳反应温度为900℃，因此，必须在沸腾炉内设置冷却管组将焙烧过程中释放的部分热量移走，以保证反应在最佳温度下进行。
企业采用的沸腾炉生产过程中回收的热能资源充足。
因此，为充分回收利用余热资源，降低能源损失，建设余热回收装置，副产蒸汽提供给钛白生产厂使用，减少现有锅炉产生的污染和煤炭消耗，余热回收后再回用于生产，项目的建设不仅可以节省能源，改善生态环境，而且符合国家产业政策，因此项目的建设是必要的。
因此，XX市XX化工有限公司决定在XX省XX市XX县XX镇富兴路新建硫酸生产余热回收利用项目，这不仅实现了公司多元化的发展，提高了公司的市场竞争能力和生存能力，而且项目的实施将具有良好的经济效益和社会效益。
1.1.4可行性研究报告编制的依据和原则
1.1.4.1可行性研究报告编制的依据
1）XX市XX化工有限公司与本公司签订的合同
2）XX市XX化工有限公司提供的基础资料
3）依据国家有关法律、法规和相关规范
1.1.4.2可行性研究报告编制的原则
1）本报告严格按照国家现行规范、规定及标准要求进行编制。
2）贯彻执行国家经济建设方针政策，本着“优质、高效、灵活、节省”原则，采用先进、适用、成熟的新技术、新工艺、新设备，充分依托项目建设周围的基础设施和投资环境，在满足国家法规要求的情况下，尽快建设。
3）根据生产工艺流程及物流方向要求，对厂区总平面布置进行合理组织，按功能分区，以节约用地，降低工程造价。
同时充分采取节能措施，提高企业运营效益。
4）严格遵守国家环境保护、职业安全卫生和消防的法规要求，三废治理、安全及消防设施遵循三同时原则。
1.1.5研究范围
a）蒸汽产品的市场预测分析；
b）综合比较生产工艺技术，确定技术先进、安全可靠、经济合理的工艺生产路线；
c）根据国家有关法规，对项目的环境保护、节能、工业安全卫生、消防等内容进行论证；
d）真实作出项目的投资估算和财务评价，提出研究报告结论。
1.2研究结论
1.2.1研究的简要综合结论
该项目是符合国家产业政策的，本项目实施后，可以年副产过热蒸汽（3.82MPa，450℃）244800吨，年共节约标准煤3.37万吨，减少SO2和CO2排放量分别约为340吨/年和9万吨/年，本项目的实施，将大大减少企业能源消耗，提高企业的产品质量，增加企业经济效益，促进企业的健康发展，有助于缓解政府能源供应和建设压力，对减少大气污染保护环境也有巨大的现实意义。
旨在减少全球温室气体排放行动的《京都议定书》，其引入的清洁发展机制（CDM），允许发达国家通过向没有温室气体减排义务的发展中国家提供资金和技术，在发展中国家实施具有温室气体减排效果的项目，把项目所产生的温室气体减少的排放量作为发达国家履行《京都议定书》所规定的减排义务的一部分。
本项目完全符合CDM机制的要求，项目业主可关注并引入CDM机制，争取CDM的帮助，增强项目的融资能力和财务生存能力，使项目顺利完建并早日发挥效益。
经过研究分析可以认定，该项目技术先进可靠，原料来源落实，建设条件好，产品流向明确。
因此，该项目在经济和技术上是可行的。
1.2.2存在的主要问题和建议
本项目具有较好经济效益和社会效益，但应看到其产品市场竞争较激烈，技术的提高将成为竞争的关键。
建议：
a）项目业主抓紧项目的各项前期工作，坚持环保、消防、安全三同时原则，落实各项环保、安全、消防措施，争取早开工、早建成、早投产、早见效益。
在今后的试生产和生产中严格执行国家化学危险品的储存、运输和使用规章制度，确保生产安全。
b）企业在建设本项目的同时，注意学习、吸收我国同类型装置的好经验，博采众长为己所用，以确保本项目能安全稳定运行。
该项目将给企业带来经济效益和良好的环保效益、社会效益。
建议上级主管部门对此项目尽早立项，争取早日建成投产，早见效益。
1.2.3主要技术经济指标
主要技术经济指标见下表1-1。
表1-1主要技术经济指标表
序号
指标
名称
单位
数据
备注
1
余热锅炉
t/h
30
2
余热锅炉过热蒸汽运行压力参数
MPa
3.82
3
余热锅炉过热蒸汽运行温度参数
℃
450
3
余热锅炉年运行小时数
h
8160
4
年可以产生蒸汽（3.82MPa，450℃）
吨
244800
7
全站劳动定员
人
30
8
节标煤数
万吨
3.37
II
经济数据
1
总投资
万元
4880
其中：
建设期利息
万元
0
2
资金筹措
万元
其中：
自有资金
万元
4880
银行借款
万元
0
3
经营收入
万元
1542.2
年平均
4
经营成本
万元
856.1
年平均
5
税金及附加
万元
283.2
年平均
6
所得税
万元
32.9
年平均
7
净利润（税后利润）
万元
98.7
年平均
III
财务评价指标
1
内部收益率
%
2.15
所得税后
2
投资回收期
年
14.07
所得税后
3
财务净现值
万元
-1805.0
所得税后
2市场预测
2.1产品市场供需情况
本项目产品为蒸汽。
余热锅炉产生的过热蒸汽（3.82MPa，450℃）经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。
旋风收尘、电除尘的灰斗都采用溢流螺旋排灰，密闭排入埋括板拖入滚筒冷却与增湿，使用胶带运输机送至渣场外销。
从沸腾炉溢流口排出的矿渣经滚筒冷却器冷却、增湿后送入渣场外销。
总之，本项目产品市场需求旺盛，市场发展前景广阔，，XX市XX化工有限公司进行本项目产品生产，符合我国化工市场发展需求，企业将获得较好的经济效益。
2.2产品价格分析
目前国内产品市场价格：
蒸汽为每吨63元左右，本报告以63元/吨作为技术经济评价的依据。
3产品方案及生产规模
3.1产品方案及生产规模确定的原则和理由
1）符合国家产业政策和科学技术发展规划；
2）根据市场调查及预测结果；
3）生产技术含量及产品价格优势；
4）结合公司现有能力及发展规划；
5）结合资金等情况及公司综合效益。
3.2产品方案及生产规模
根据市场预测及经济规模，以及该公司现有经济技术实力和拟建场地的有利条件，拟定本工程的产品方案及生产规模为：
年产244800吨蒸汽。
3.3产品主要质量指标
3.3.1蒸汽产品
（3.82MPa，450℃）中温中压过热蒸汽。
3.3.2产品质量控制指标
（1）蒸汽
二氧化硅≤20μg/kg
钠≤15μg/kg
3.4产品包装
（3.82MPa，450℃）中温中压过热蒸汽经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。
4工艺技术方案
4.1工艺技术方案
4.1.1主要用途
蒸汽在国民生产和生活领域中有着广阔用途，生活中如蒸饭、烹调、消毒等，在生产中如化工加热、洗染、制药、建材生产、食品生产等。
4.1.2工艺技术方案的选择
4.1.2.1硫酸生产线工艺气量
目前该企业是以硫铁矿（硫铁矿含硫量：
47％）为原料经焙烧、气体净化、二氧化硫转化为三氧化硫、稀酸吸收制取浓硫酸的生产企业，年产硫酸20万吨。
4.1.2.2硫酸生产线回收余热分析
以硫酸矿为原料的制酸装置中，硫铁矿在沸腾炉内焙烧生成含SO2的炉气的反应系强放热反应，硫铁矿制SO2的最佳反应温度约为900℃，因此，必须在沸腾炉内设置冷却管组将焙烧过程中释放的部分热量移走，以确保反应在最佳温度下进行。
另外，因硫酸生产需要，炉气温度必须降至350℃，才能满足下一步工序要求，而沸腾炉出口温度约为900℃，必须降温，为余热回收提供了必要条件。
在硫酸的整个生产工艺中，始终是一个放热、降温的过程，所产生的余热对硫酸厂来说，是不需要这部分能量的，常规情况下，都是将产生的余热直接空排。
4.1.2.3余热回收利用工艺选择
本项目严格执行国家产业政策，以“安全可靠、技术先进、不影响生产”为原则，充分回收焙烧炉原料气余热，利用现有场地，采用成熟可靠的技术与国产装备，节约投资，在技术可靠的前提下为企业取得良好的经济效益，贯彻执行国家和地方对环保、劳动、安全、计量、消防等方面的有关规定和标准，做到“三同时”，将本项目建设成节能环保型工程以取得良好的环境效益。
余热回收利用方案：
根据公司现有硫酸生产线布置以及原料气预热条件，结合生产实际、大修周期等综合因素，初步确定建设方案为：
与20万吨/年硫酸生产线配套的1台30t/h余热锅炉、蒸汽输送管道。
4.1.3工艺流程
4.1.3.1工艺流程简述
硫铁矿在沸腾炉焙烧，产生的二氧化硫气体经净化后，进入转化器转化成三氧化硫气体，采用两转两吸工艺制取98％浓硫酸。
焙烧产生的热量进入余热锅炉，产生的中温中压蒸汽经蒸汽输送管送到相邻的钛白粉厂生产使用。
4.1.3.2工艺流程简图
4.1.4主要设备一览表
本项目主要设备一览表4-2如下：
表4-2主要设备一览表
序号
名称
规格及附件
数量
单位
材料
备注
1
30t/h余热锅炉
QCF53/950-30-3.82/450
1
套
锅炉钢、内衬
耐火砖
外购
2
蒸汽输送管道
DN200
锅炉钢
外购
3
电除尘
F=64.8m2
1
台
碳钢
外购
1、QCF53/950-30-3.82/450余热锅炉技术参数
（1）进余热锅炉炉气：
炉气量（干基）：
60000Nm3/h
炉气带水：
145.6kmol/h
炉气含尘：
1320kg/h
炉气温度：
900℃
压力：
-200Pa
（2）出余热锅炉炉气：
炉气量（干基）：
60000Nm3/h
炉气带水：
148.2kmol/h
炉气含尘：
1020kg/h
炉气温度：
350℃
（3）电除尘
电除尘器本体（F=64.8m2）、阴阳极振打机构及电机、减速机、埋刮板机及减速机、电机等。
4.2自控技术方案
4.3.1自动化水平及控制方案
本装置设置了DCS远距离自动控制系统，对制酸装置进行集中监视、控制，沸腾炉焙烧操作室也安装了远程终端设施，与DCS系统互通讯息，对主要参数进行显示、记录、累计、报警。
使生产运行控制在正常范围内。
控制系统结构上应使数据采集功能和控制功能分布在各个不同的模块上，以有效地分散各种由于意外发生而造成对系统的危害。
PID参数应能够自动整定。
整个生产过程的操作及主要动设备的状态显示、停止操作均可在操作站上完成。
生产过程中的主要工艺参数在操作站中进行显示、纪录、报警，并通过控制系统进行调节、联锁、积算。
对不重要的或不需要经常监视的工艺参数采用就地仪表指示。
（1）DCS内部的通讯系统应是充分冗余的，设置不间断电源（UPS）为DCS系统供电。
蓄电池容量按30分钟的用电量配置。
（2）所有仪表检测变送线路应进行屏蔽，以防感应电干扰。
（3）所有仪表设施应当效验合格后投入使用，并建立仪表档案，及时记录。
对压力、温度自动监测调控，设置超限时自动报警，严格控制运行参数。
（4）烟尘系统应设立连锁装置，当引风机因故停车时，焙烧炉的加料、风机也紧急停车。
引风机应设置备用机，当其中一台因故障停车时，立即开启另一台，防止烟尘系统正压外喷。
（5）各生产装置采用控制室进行DCS集中控制及就地控制方式，在综合楼内设置中心控制室,选用DCS控制系统对主要工艺参数进行检测，报警、记录、调节。
（6）DCS控制系统断电的安全控制措施
DCS控制系统通常采用UPS电源，以保证在供电电源断电后，仍能在规定时间内将系统关闭在安全状态，这就要定期检查UPS电源的工作状态和容量，对于冗余电源，应分别切换、确认系统运行正常。
（7）控制站失灵的安全控制措施——进行控制站冗余安全试验
①在操作站上调出系统状态显示画面，确认控制站OK，在另一操作台上调入该近控制站内的某一信号，送4-20mA信号于该位号，记录测量值（PV）、给定值（SP）和输现值（OP）；
②控制站电源开关置于“OFF”状态，确认冗余的控制站自动投入控制运行，PV、SP和OP值不变；
③主控制站电源开关恢复“ON”状态，再确认PV、SP和OP值不变；
④重复以上步骤检测冗余控制站；
（8）仪表损坏的安全控制措施
①把好仪表入口关，“三证”齐全方可使用。
“三证”包括生产许可证、出厂合格证及化验单、试验报告等。
②定期检查、校验强制性检测的仪表运行状况，以避免仪表失灵。
③对于重要联锁保护系统开关量仪表的整定，及重要调节回路的仪表单体调试，其整定调试完毕到仪表投用之间的存放时间不宜超过2个月。
④仪表应备有足够的备品、备件。
⑤仪表应具备如下的技术资料：
仪表卡片、仪表说明书，检修校验记录、流量计算数据、仪表控制流程图和重要的接线图，以及仪表的设计（包括孔板和调节阀的计算）、安装和检修资料。
⑥当在线仪表发生损坏时，DCS控制系统应能及时的显示、报警，必要时可启动联锁保护系统按规定要求动作，以确保工艺装置的安全生产或停机。
（9）电气联锁失效的安全控制措施——进行联锁保护系统安全试验
联锁保护系统逻辑设计原则必须满足工艺装置的安全运行，在发生异常情况时作用，使联锁保护系统近按规定要求动作，以确保工艺装置的生产安全，避免重大人身伤害及重大设备损坏事故。
按照用途，电气安全联锁装置可分为防止触电事故的联锁装置、排除电路故障的联锁装置、执行安全程序的联锁装置和防止非电事故的联锁装置。
按照试验程序，电气安全联锁装置可用手动联锁试验、自动联锁试验、机组联锁试验来进行。
①手动联锁试验
对整个逻辑回路所包含的现场输入点，采用模拟现场条件的办法，每次只选择一个能直接影响控制输出接点状态的输入点进行测试，而短接或断开回路中其它相关现场输入接点。
分别使测试点短接或断开，来检验输出接点的动作是否满足设计的联锁功能，然后对能影响这一输出接点状态的所有输入点逐一进行检查，以检验整个逻辑回路要求的机械设备和阀门开停（启闭）动作信号、声光信号、动作时间等是否符合设计要求，试验完毕恢复接线。
②自动联锁试验
由工艺操作人员现场配合，制造模拟生产现场，待仪表各回路投入正常运行后，按照逻辑图在现场逐项进行故障模拟，检查现场机械设备和阀门开停（启闭）动作、动作时间、控制室内显示的状态和声光信号等是否满足工艺要求；机泵的自动开停、阀门的自动启闭等联锁系统均应在手动试验合格后进行自动联锁试验。
③机组联锁试验
机组联锁保护系统应在润滑油、密封油系统正常运行的情况下进行试验。
机组启动、停车试验时，应切断电动机的供电线路，采用接触器的吸合与释放模拟机组的启动、运行停车并应满足以下要求：
所有启动条件均满足时，机器方可启动；
任一条件不满足时，机组均不启动；
在运行中，某一条件超越停车设定值，应立即停车；
启动、运行、停车时的声响、灯光应符合设计要求；
综合上述，DCS控制系统的主要危险因素是控制系统本身产生的不安全因素，只有通过对DCS控制系统全面的安全检查、安全试验来解决。
4.3.2仪表选型
本设计根据各生产装置的重要性、复杂性的不同，分别选用不同档次的仪表。
硫酸厂环境腐蚀较为严重，故仪表选型首要考虑的是防腐蚀问题。
材质应注意其特殊要求。
1）温度仪表：
根据工艺要求的不同，需要集中检测的工艺参数的温度传感器主要使用RTD．Ptl00热电阻和K分度号的热电偶以及少量的铂铑10-铂热电偶。
2）压力仪表：
对腐蚀性介质的压力测量，就地指示采用隔膜压力表，集中指示采用隔膜式压力变送器。
一般介质采用不锈钢压力表或普通压力变送器进行测量。
3）物位仪表：
应根据介质性质、使用要求选定。
4）分析仪表：
分析仪表的选择应根据测定介质、方法、准确度要求决定。
气相在线分析仪表为引进产品，供应商提供全套的采样和预处理装置。
5）调节阀：
中、小口径以单座阀或调节型球阀为主，大口径选用蝶阀，高温高压介质采用套筒阀。
根据工艺介质的不同状态，使用不同的密封填料。
阀体的材质一般为不锈钢。
用于腐蚀性介质的调节阀的材质选用特殊合金。
本装置检测元件、传感器、变送单元、执行机构等仪表器件均采用国内先进仪表厂家产品，既可保证控制质量，又可节省资金，并且能满足工艺控制和安全连锁的要求。
5原料、辅助材料及动力的供应
5.1主要原、辅材料及动力消耗量
年产244800吨蒸汽生产主要原材料及公用动力消耗表见表5-1。
表5-1原辅材料及公用工程消耗
序号
物料名称
单位
单耗
年用量
来源
1
水
万吨
1.39t/t
34
市政管网
2
脱盐水
万吨
1.08t/t
26.4
外购
3
用电
MWh
6.68KWh/t
1636
外购
4
Na3PO4·12H2O（98%）
吨
0.026Kg/t
6.5
外购
5
循环水用药
吨
0.033Kg/t
8
外购
5.2原辅料供应
在上表所列的原料中，脱盐水、Na3PO4·12H2O（98%）、循环水用药为外购。
该项目所使用的为普通原材料，XX市XX化工有限公司可以保证本项目的原料供应。
5.3公用工程
本项目拟建于XX县循环经济化工示范基地内，因此水、电等可直接通过基地内管网供给。
6建厂条件和厂址方案
6.1建厂条件
6.1.1厂址地理位置
该项目位于XX省XX化工有限公司生产区内，不需要另行征地。
XX市XX化工有限公司现有一条年产20万吨硫酸生产线，该余热回收利用项目为在硫酸生产线上配套30t/h中温中压余热锅炉。
该项目位于XX县XX镇，处于XX县循环经济化工示范基地内，南距XX市区20公里，离广州市170公里。
6.1.2当地气象条件
项目所在区域位于亚热带季风气候，气候温和，四季分明，雨量充沛。
年平均气温为21.5℃，最高达36℃，最低6℃。
年均降雨量1610毫米。
各主要气候数据如下：
年平均气温21.5℃
极端最高气温38.9℃
极端最低气温-1.4℃
年均降水量1615.3mm
主导风向东北风
平均风速1.3m/s
最大风速17.3m/s
年平均相对湿度80%
年最大相对湿度83%
年平均蒸发量1549.4mm
年最大蒸发量1741.0mm
6.1.3工程地质、地震烈度、水文地质概况和有关江河水文资料
a）地质、地貌
XX市地域地质上处于云开隆起带之中部，构造复杂，褶皱和断裂发育，区内成矿地质条件好，是中国重要的多金属矿化集
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