30万吨硫磺制酸装置低温热能回收项目可行性研究报告投资建议书word文档

我院低温热能回收技术是在硫酸装置传统的第吸收塔前串联的台具有段填料层的高温吸收塔，这样整个吸收过程分为高温吸收部分和低温吸收部分。

高温吸收部分是通过大幅度提高吸收循环酸温度，以蒸汽发生器代替酸冷却器产低压蒸汽，并在蒸汽发生器出口增设了浓硫酸混合器锅炉给水加热器脱盐水加热器等，即利用吸收过程反应热来产生低压蒸汽，从而大幅度提高硫酸装置的热能回收率。

低温吸收部分与传统的低温吸收过程相同，经过高温吸收塔吸收后的工艺气体再进入传统的第吸收塔进行进步的吸收，以保证维持较高的吸收率，同时第吸收塔中除去产生的酸雾。

在蒸汽发生器后专门设置了硫酸混合器，以使加入的水与高温浓硫酸充分地混合。

由于水加入浓硫酸的过程非常激烈，并放出大量热量，另外此处因水的加入腐蚀性特别严重，因此混合器的设计和材料的选择要求十分严格，既要保证加入的水能够分散均匀，又要求在高温下有很好的耐腐蚀性能。

蒸汽发生器是本项目的个关键设备，汽水循环系统采用自然循环方式。

要求设备既要有锅炉本身具有的高效率和良好的结构设计，也要求具有极高的耐腐蚀性能，同时设计可靠的安全保护及连锁系统，以确保装置长期可靠稳定地运行。

国内外工艺技术概况硫酸装置低温余热的利用大体来说有三种形式加热其它物料，如预热锅炉给水加热生活用水和工业用水。

还有许多具体应用，例如加热造纸液浓缩硫酸和磷酸用于磷矿的浮选铀矿的浸取铜精炼的电解槽加热锌精炼的溶液预热磷铵生产过程中生产磷酸铵及磷酸二铵前氨与磷酸的加热，也可用于钛白粉生产过程的加热及海水淡化生产等等。

采用高温吸收，生产中低压蒸汽。

以低沸点物料作载体，带动透平发电机组发电。

自从七十年代在工业上推广使用氟塑料冷却器板式换热器和阳极保护管壳式酸冷却器以来，吸收塔循环酸的热量已可用来生产的热水，然而由于热水的温度较低，又只能利用其显热，使这部分热量的利用受到很大限制。

如果利用低温热能生产蒸汽，是理想的解决办法。

利用低温余热产生蒸汽，就必须进步提高循环酸的温度，然而现有的耐浓硫酸腐蚀的不锈钢和合金似乎都不能适应如此高的酸温。

研究人员发现，当硫酸浓度接近时，对不锈钢和合金的腐蚀能力便降低，即使温度升高，腐蚀速率也不定增加。

例如不锈钢，在硫酸浓度为的范围内，温度在时，其年腐蚀率在毫米之间。

有些合金的耐腐蚀性能比不锈钢更好。

因此，只需选择和控制适宜的硫酸浓度，就可以用不锈钢或合金制造设备和管道等，并用于工业生产。

基于上述发现，使得利用低温余热产生蒸汽成为可能。

低温热回收技术在国际上开发应用已有二十年左右，美国孟山都德国鲁奇加拿大凯米迪公司都开发成功该技术。

其原理都是通过提高吸收循环酸温度，用吸收反应热来产生低压蒸汽，而其中只有美国孟莫克公司的技术得到推广应用，目前已有多套装置投产，运行时间最长已有年左右。

近两年国内的大型硫磺制酸装置中已有三套装置引进了美国孟莫克公司的，还有个别装置正在建设中。

中国集团设计院作为中国化工的硫酸磷肥设计技术中心，在硫酸装置设计方面具有丰富的工程经验。

中国集团设计院具有很强的技术开发能力，软硬件装备齐全，有关技术人员已做了相当长时间充分的技术准备。

自年开始我院已经投入了大量的力量对低温位热能回收技术进行了研究开发，集中了我院科研设计人员的力量，形成个具有较强实力的工作组，确定了技术攻关要点，掌握了工艺流程设备和工艺材料。

年月，我院在中化学工业有限公司硫酸车间，依托现有的硫酸装置，建成了套低温位热能回收试验装置，目前运行状况良好。

我院借助于在硫酸工程设计方面的丰富经验，对低温热能回收技术的研究已经取得了较大成果并且取得了国家专利局授权的硫酸蒸汽发生器的专利专利证书号。

我院无论在工艺参数的选取还是在工艺设备方面如高温吸收塔蒸汽发生器混合器高温浓硫酸泵的结构设计方面都有其自身的特点。

工艺流程和消耗定额工艺设计特点我院自主研发的低温热能回收技术，立足于我院五十年来在硫酸设计领域形成的雄厚的技术实力和丰富的工程经验，将理论探索技术研发和工程实践紧密结合，努力实现材料和设备的全部国产化。

我院自主研发的低温热能回收技术具有以下特点立足我院自身技术优势，选用运行可靠的低温热能回收工艺技术，确保系统安全可靠稳定长周期运行。

遵循可持续发展的战略观念，严格执行环境保护法规安全和工业卫生法规，建设清洁生产装置。

完全利用国产新型材料和技术手段，所有设备材料实现国产化，投资省，适于国内硫酸装置的新建或改造。

采用两塔吸收，高低温吸收分开，可根据生产厂的实际情况灵活操作，同时有利于保证吸收效率和和控制酸雾指标，确保整套硫酸装置的安全运行。

对于老厂改造，可只建高温吸收塔系统，原吸塔循环系统可用作低温吸收塔系统。

高温吸收塔系统采用高温吸收工艺，将系统的酸浓控制在，进高温吸收塔的循环酸温提高到以上，并在系统中以蒸汽发生器代替传统的酸冷却器产生低压蒸汽。

本技术特别适用于老厂技术改造，做到尽量使布置紧凑，并适应现有场地条件。

可充分利用硫酸装置已有的公用设施辅助设施，节约工程投资，降低运行费用。

充分考虑热能回收系统施工时，不影响其他装置运行热能回收系统启停时，也不影响主装置的正常运行。

采用先进的检测控制技术，装置正常运行时操作全部自动化，不仅有利于装置的操作管理，更有利于装置的安全稳定。

对于老厂改造，可充分利用硫酸装置的集散控制系统进行扩能，对生产过程进行监视和控制，方便生产管理和设备维护。

工艺流程叙述低温热能回收装置的硫酸系统工艺流程图详见经原有万吨年硫磺制酸装置次转化的气体进入高温吸收塔底部，与塔上部喷淋的浓硫酸逆流接触，吸收了的硫酸浓度为，温度为。

吸收后的硫酸自塔底流入高温循环泵槽，槽内设有高温循环酸泵，由高温循环酸泵将高温浓硫酸送入蒸汽发生器换热，产低压蒸汽，同时酸温降低到后再经混合器稀释到的浓度后进入高温吸收塔上部喷淋。

高温吸收部分多余的硫酸从蒸汽发生器出口先后经锅炉给水加热器和脱盐水预热器冷却后串入硫酸系统的第吸收塔循环槽。

经过高温吸收塔被吸收后的气体进入硫酸装置的第吸收塔底部进行进步吸收，该塔内用低温浓硫酸吸收，以确保较高的吸收率，吸收了的气体经过塔顶的纤维除雾器除去硫酸雾后再进入转化工段进行第二次转化。

由于高温吸收产生的酸雾量较大，需要将第吸收塔顶的除雾器进行改造。

装置停车或检修时，利用排酸泵将系统剩余的硫酸排出。

我院开发的低温热回收技术特别适用于对老厂的改造，只要在原硫酸装置第吸收塔系统附近再串联台具有段填料层的高温吸收塔，采用高温浓硫酸吸收。

原硫酸系统的第吸收塔仍用左右的低温浓硫酸喷淋，以确保较高的吸收率。

当不需要产低压时，可以很方便地关闭热回收系统，而不会影响硫酸装置的正常运行。

热力系统利用高温循环硫酸的热量产生左右的低压蒸汽约。

利用高温吸收循环系统外送硫酸加热脱盐水和锅炉给水。

低温热能回收装置的汽水系统工艺流程图详见为保证系统安全稳定运行，设计中考虑了锅炉汽包液位自动调整装置给水流量蒸汽流量及汽包液位三冲量调节。

除氧给水系统来自原硫酸装置脱盐水站的脱盐水首先送至本低温热能回收装置的脱盐水预热器内进行预热，预热后的脱盐水进入本装置的除氧器用低压蒸汽除氧。

经除氧器除氧后的锅炉给水，由低压锅炉给水泵送至低温热能回收系统的锅炉给水加热器加热，即用外送至硫磺制酸系统的硫酸加热到约后送入蒸汽发生器，同时外送的硫酸自蒸汽发生器后被冷却到约。

的硫酸再用脱盐水进步冷却到左右送到原来的干吸塔酸循环槽，同时可将常温脱盐水加热到约后送入除氧器。

汽水系统蒸发器内高温循环浓硫酸的通过换热管束加热锅炉水并使其气化，硫酸被冷却到左右，产生的低压饱和蒸汽流量约，其中约用于除氧，外供，外供的蒸汽送入硫酸车间低压蒸汽管网。

送入蒸汽发生器的给水量经过给水调节阀通过汽包液位来调节，以保持汽包液位的稳定。

冷却水系统取样冷却器用冷却水为直流水。

排污疏水系统低压锅炉定期排污连续排污及紧急放水汇集至排污总管后进入定期排污膨胀器，闪蒸后蒸汽放空，污水排入排污井。

加药系统磷酸三钠溶液由组合式加药装置经管道送入低压锅炉汽包。

给水控制指标序号指标名称单位控制范围给水硬度给水含氧量给水值炉水磷酸根炉水值炉水总碱度饱和蒸汽含量原材料和燃料动力消耗定额原材料本项目是利用山东复合肥有限公司万吨年硫磺制酸装置干燥和吸收工段的低温废热产生低压蒸汽的项目，其原料即硫酸装置硫酸生产过程中的工艺气体，即含约三氧化硫的次转化气体，无需外加原材料。

装置产生万吨年的低压蒸汽，需要业主提供约万吨年的合格的脱盐水。

装置的生产能力和操作制度装置的生产能力年产蒸汽万吨低压饱和蒸汽操作制度四班三运转，每班工作小时，年运行时间小时天。

原材料及动力消耗定额原材料及动力消耗定额以每吨低压饱和蒸汽计序号名称规格单位消耗小时年耗量备注定额耗量电脱盐水低压蒸汽除氧用汽自控技术方案设计范围本设计为硫酸装置的低温热能回收系统的自控设计。

设计标准过程检测和控制系统用文字代号和图形符号石油化工自动化仪表选型设计规范石油化工自动控制设计手册石油化工仪表安装设计规范自动化水平本设计依据山东复合肥有限公司提供的工程设计条件和相关资料，根据工厂的实际情况，本着实用，稳妥，可靠的原则，确定该项目设计的自动化设计要求。

低温热回收系统依托业主已有的硫酸控制室，包括操作控制室机柜室等，利用原有分散控制系统，增加部分卡件，对低温热回收系统的主要参数温度，压力，流量，物位，成份等分别进行显示，记录，累计，报警和联锁，并通过键盘或鼠标对低温热回收系统进行操作和控制。

有关的电气参数电流，运行状态，故障状态等都可在中显示，并在中实现主要电机的停机。

仪表选型考虑到硫酸装置低温热能回收生产的特点，以及安全生产的要求，所有仪表选型力求做到好用实用够用。

涉及到高温浓硫酸等特殊工况，或要求较高的场合，选用部分进口仪表。

根据装置的环境特征和物料特性，现场仪表考虑具有防腐功能。

温度仪表温度集中显示的次测温元件为热电阻，就地显示采用双金属温度计。

压力仪表就地压力表般为弹簧管压力表，用于压力集中显示的次仪表采用电容式压力或差压变送器，输出信号为带就地液晶显示表头。

液位仪表液位测量，蒸发器等液位采用差压变送器，其他介质的液位选用雷达液位计。

流量仪表蒸汽的流量测量采用体化德尔塔巴流量计，硫酸介质流量选用电磁流量计。

分析仪表本设计的在线分析仪表为进口仪表，为硫酸分析仪。

调节阀所有调节阀选用电动调节阀，般流量小口径小的管道采用单座调节阀。

主要设备的选择概述低温热能回收装置非标设备的设计立足于国产化，根据国内的制造能力和标准，进步完善各项技术的论证，在稳妥可靠的前提下进行改进和提高，优化设备设计。

标准和规范本工程非标设备设计应遵循以下的标准规范国家质量技术监督局压力容器安全技术监察规程钢制压力容器管壳式换热器钢制焊接常压容器钢制塔式容器石油化工立式圆筒形钢制焊接贮罐设计规范钢制化工容器设计基础规定钢制化工容器材料