股份有限公司合成氨富氧制气节能技术改造项目投资立项报告可研报告

项目提出的背景及建设的意义我国是个人均资源拥有量很少的国家，能源利用率低的问题已严重阻碍了我国经济的发展和企业效益的提高。

资源与环境问题人口问题已被国际社会公认是影响世纪可持续发展的三大关键问题。

新中国成立后特别是改革开放以来，我国经济社会发展取得了举世瞩目的巨大成就，但是，我们在资源和环境方面也付出了巨大代价。

经济增长方式粗放，资源消耗高，浪费较大，污染严重，能源紧缺与环境污染已成为制约我国经济与社会进步发展及人民生活与健康水平进步提高的重大因素。

十五以来，国家更加重视节能降耗，要求在保持经济持续增长的条件下逐年降低单位的能耗指标，已在指导思想上把多年来贯彻的又快又好改变为又好又快，这就意味着环境保护优于经济发展，环保放在第位，经济发展放在第二位。

在节能降耗的基础上又增加了减排的要求。

到年，我国节能降耗减排的任务及指标要求是百万国内生产总值即能耗由年的吨标准煤下降到吨标准煤以下，降低左右十五期间，主要污染物排放总量减少二氧化硫排放量由年的万吨减少到万吨④化学需氧量由万吨减少到万吨全国城市污水处理率不低于工业废弃物综合利用率达到以上。

因此，企业必须转变经济增长方式，大力推行节能降耗。

双环科技股份有限公司主营两碱产品的生产和销售，其中纯碱氯化铵产量均达到万吨年，工业盐产量达万吨年，与联碱配套的合成氨能力为万吨年。

双环科技股份有限公司作为大中型化工企业，十五期间节能量为万吨标煤，企业面临很大的节能压力。

双环科技股份有限公司年万元产值综合能耗为，能源消耗量较高，能源利用率低。

双环科技股份有限公司的能耗大户主要是合成氨，其中尤以年产万吨合成氨的Ⅱ系统造气工段为甚。

由于受到当时建设条件及资金的限制，Ⅱ系统造气工段的台造气炉采用的生产工艺为型煤间歇制气，以空气和蒸汽为气化剂，与炉内灼热的炭进行不完全燃烧，其碳转化率较低，装臵有效气成分较低，废渣含碳量较高，能源没有得到充分利用同时吹风阶段每年产生的造气吹风气含硫排放量为万多吨年，给当地群众的生产生活带来了影响。

节能减排带来的压力不仅影响了企业的经济利益还严重制约了企业的可持续发展。

为了综合有效利用能源，提高能源利用率，减少排放量，减小企业节能减排压力，同时为了改变双环公司生产系统对原料煤的需求，拓宽原料地来源渠道，达到加快企业发展步伐，增强企业整体抗风险能力，提高企业经济效益，实现循环经济的目的，经考察论证，拟将年产万吨合成氨的Ⅱ系统造气工段型煤间歇制气改造为富氧连续气化。

研究结论通过市场分析技术方案论证，厂址及技术经济分析，初步结论如下对现有造气炉进行改造改进炉篦加高水夹套增加套供氧系统改造炉底密封系统。

增加套空分装臵，采用富氧连续气化，可提高有效气成分，有效降低合成氨的综合能耗，减少现造气吹风气对环境的污染，实现节能减排。

工程改造后，三废主要是废气，设计中采取了完善的处理措施，因此工程投产后对于区域环境不会造成影响。

投资及效益工程投资项目总投资为万元，其中建设投资万元，流动资金万元。

效益分析本项目建成后，财务内部收益率为税后，财务净现值为万元税后，总投资收益率为，投资回收期为年税后，从财务评价来看，该项目的投资回收期较短，各项技术经济指标均达到国家规定的基准指标，因而具有较强的获利能力和较强的抗风险能力。

通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合国家产业政策，工艺装备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备建厂条件，并且项目建成后将具有较好的经济效益，良好的社会效益和环境效益，因此，项目是可行的。

主要技术经济指标主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注生产规模节原煤万氧气二节约能耗节标煤万已减去新增电耗三年操作时间小时连续操作四主要原材料用量原煤万五公用动力消耗量电万公司总网蒸汽万系统自产蒸汽六三废排放量废水序号项目名称单位数量备注废气废渣万七项目综合能耗八运输量万运入量万运出量万九项目定员人生产工人人管理技术人员人十项目占地面积十总资金万元建设投资万元建设期利息万元流动资金万元十二气空分装臵套，供造气用氧同时装臵副产氮气可用于补充型煤间歇制气改富氧连续气化进炉前气体由空气改为富氧后引起的氮气减少量，满足合成氨生产需求。

技术方案的选择富氧连续气化富氧连续气化是近年来对现有间歇式造气炉改造的新技术。

相比型煤间歇制气，采用富氧连续气化技术有以下优点煤种和粒度适应性广，发气量大，煤耗低，蒸汽消耗低，有效气成分高，可降低吨氨成本单炉生产能力可提高倍以上，系统阻力下降降低能耗原型煤间歇制气吨氨耗标煤高达，改造为富氧连续气化后，吨氨可节约标煤，三气锅炉副产蒸汽可节约。

降低运行成本，造气炉约可降低运行费用。

富氧制气清洁环保节能，更适合国家的能源政策。

空分本装臵利用低温精馏原理，总体设计使用当今国际上最先进的设计软件，使本装臵得以与世界上最先进的空分公司在设计水平上保持致。

采用以下技术方案预冷系统采用散堆填料塔，传质传热效率高阻力小可靠性高。

选用进口冷水机组，连续运转周期长。

采用分子筛预净化工艺，切换过程完全自动控制，流程简单启动操作方便切换损失小工况稳定安全可靠。

采用高效增压透平膨胀机，引进美国北方工业公司透平机械设计制造软件系统以及美国波士顿数控公司五轴连动数控铣床和进口数控车床，联合设计加工三元流动叶轮，保证了新型透平膨胀机单位制冷量大，从而减少膨胀空气量，改善精馏工况，提高提取率。

精馏塔采用规整填料塔，在国内率先应用规整填料上塔技术获得成功，大大降低了空压机排压，从而降低了单位制氧电耗。

先进的计算机辅助设计手段和单体设备制造技术。

使产品纯度及提取率水平处于国内领先地位。

系列特殊工艺手段组成的安全防护系统，保证了空分设备在最近十年中未发生起爆炸微爆事故工艺流程富氧制气工艺流程改造前型煤间歇制气工艺流程原料腐殖酸煤棒由皮带运输机送到造气炉顶部料仓，由加焦机定时连续加入造气炉。

然后向造气炉内交替通入空气和蒸汽，以空气和蒸汽为气化剂，与炉内灼热的炭进行不完全燃烧，主要反应如下吹风阶段生成的吹风气直接由烟囱放空，并根据需要回收小部分进入气柜，用以调节循环氢。

从造气炉出来的合成氨原料气经显热回收洗气塔冷却和除尘后，在气柜中混合，然后经静电除尘去压缩工段。

上述制气过程在微机集成油压系统控制下，往复循环进行，每个循环般分六个阶段，其流程如下吹风阶段空气由鼓风机来吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器三气阀或烟道阀三气岗位或烟囱放空回收阶段空气由鼓风机来吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电除焦压缩上吹加氮制气阶段蒸汽加氮空气由蒸汽总管来上吹蒸汽阀自炉底入造气炉旋风除尘器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电除焦压缩下吹制气阶段蒸汽由蒸汽总管来下吹蒸汽阀自炉顶入造气炉下行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电除焦压缩二次上吹制气阶段蒸汽由蒸汽总管来上吹蒸汽阀自炉底入造气炉旋风除尘器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电除焦压缩空气吹净阶段空气由鼓风机来吹风阀自炉底鼓风箱入炉旋风除尘器上行原料气阀原料气总阀入原料气总管显热回收洗气塔气柜静电除焦压缩工艺路线简图改造后富氧连续气化工艺流程原料腐殖酸煤棒由皮带运输机送到造气炉顶部料仓，由加焦机定时连续加入造气炉。

蒸汽和混合好的富氧空气由炉底连续进入炉中，原料煤棒和富氧空气进行完全燃烧产生大量的热量，温度升高，供蒸汽在炙热的碳中分解，制取合成氨原料气。

从造气炉出来的合成氨原料气经显热回收洗气塔冷却和除尘后，在气柜中混合，然后经静电除尘去压缩工段。

主要化学反应工艺路线简图空分工艺流程原料空气在空气吸入过滤器中去除了灰尘和机械杂质后，进入空气透平压缩机中，借助中间冷却器进行中间冷却，将空气压缩至约，然后进入空气冷却塔中冷却。

空气在直接接触式空气冷却塔中与水进行热质交换，然后进入交替使用的分子筛吸附器。

用于冷却空气的水有两部分部分为循环水，由泵加压后进入空冷塔中部另部分称为冷冻水的则是来自循环水网，先进入水冷却塔中，利用分馏塔来的废气包括污氮和富余氮气的含水不饱和性降低水温，而后经过水泵加压进入空冷塔的顶部。

出空冷塔空气进入分子筛吸附器，分子筛吸附器为卧式双床层，用来清除空气中的水份二氧化碳和些碳氢化合物，从而获得干净而又干燥的空气。

两台吸附器交替使用，即台吸附器吸附杂质，另台吸附器则由污氮气进行再生。

空气经净化后，进入分馏塔系统。

进入分馏塔系统的空气又分为两路路空气直接进入主换热器，在主换热器中与返流气体氧气氮气污氮气换热达到空气液化温度约。

该部分空气又分为两部分，部分进入下塔底部。

另部分进入液氧蒸发器被液氧冷凝为液态液空，送入下塔中部。

而另路去增压透平膨胀机增压后进入主换热器，在主换热器内被返流气体冷却抽出进入膨胀机膨胀，产生装臵所需的大部分冷量，膨胀后的气体全部送入上塔。

在下塔中，空气被初步分离成氮和富氧液空，顶部氮气在冷凝蒸发器中被冷凝为液体，同时主冷的低压侧液氧被汽化。

部分液氮作为下塔回流液，另部分液氮从下塔顶部引出，经过冷器被氮气和污氮气过冷后节流送入上塔顶部参加精馏，下塔底部的液空出下塔，在过冷器中过冷。

过冷后的液空部分经节流进入粗氩塔顶的冷凝器作为粗氩塔冷凝器的冷源，汽化后回上塔参加精馏，同时从底部引出部分液体回上塔，以调节冷凝器的温度及防止碳氢化合物的浓缩。

另部分直接经节流进入上塔参加精馏，从下塔下部抽出贫液空经过冷节流，送入上塔参加精馏。

液氧从主冷底部引出送入液氧蒸发器中，被空气加热汽化后进入主换热器，复热后出冷箱送往用户。

污氮气从上塔上部引出，并在过冷器及主换热器中复热后送出分馏塔外，作为分子筛吸附器的再生气体。

氮气从上塔顶部引出，在过冷器及主换热器中复热后出冷箱，部分作为产品氮气送出，其余氮气进入水冷却塔中作为冷源冷却循环水。

粗氩气从粗氩塔顶部抽出，送入污氮总管。

工艺路线简图主要设备选型空分空气过滤器台设备规格自洁式空气过滤器用途空压机入口空气过滤额定风量空气压缩机组套排气量吸排气压力吸排气温度轴功率电机功率空气预冷系统处理气量工作压力空气进塔温度型空分设备序号名称规格型号数量备注空气过滤器额定风