三废利用节能技术改造项目可行性计划书 - 图文(3)

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表1-1 经济评价指标表

序号 项 目 名 称 一 二 1 2 三 四 五 1 2 3 4 六 七 八 九 十 生产规模（节标煤） 生产方案 节电 增产蒸汽 年操作日 改造后节约能耗总量 项目投入总资金 项目报批总投资 建设投资 建设期贷款利息 流动资金 年均利润总额 年均税金 投资利润率 投资利税率 单 位 万t/a 万kWh/年 t/a 天 吨标煤/年 万元 万元 万元 万元 万元 万元 万元 % % 年 年 % % 万元 万元 % 数 量 4.38 180 361200 350 4.38万 2830 2830 2830 0 0 1885.29 38.18 66.62 67.97 2.37 2.76 72.99 56.83 9068.07 6485.84 17.56 备 注 不含建设期 Ic%=13% 全投资回收期 I(税前) II(税后) 全投资内部收益率I(税前) 十一 Ⅱ(税后) 全投资净现值 I (税前) 十二 II(税后) 十三 盈亏平衡点（BEP） ******有限公司 8

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2 改造规模及方案

2.1 改造规模

本项目为能量优化、资源综合利用技改工程，项目实施前后产品方案及规模不变，即合成氨15万吨的生产能力。

2.2 产品质量指标 （1）中间产品合成氨

符合GB536－88一等品要求，质量指标如下：

农业用指标 指标名称 优等品 氨含量，% ≥ 残留物含量，% ≤ 水分含量，% ≤ 油含量，mg/kg ≤ 铁含量，mg/kg ≤ 99.9 0.1 0.1 5（重量法） 2（红外光谱法） 1 一等品 99.8 0.2 ----- ----- ----- 合格品 99.5 0.4 ----- ----- ----- 2.3 改造方案

本项目拟采用的改造方案主要有：

(1) 新建1台60t/h“三废”混燃炉，同时淘汰原有小型吹风气回收装置，集中回收造气吹风气、合成工段的合成放空提氢尾气、氨槽驰放气，以及造气炉渣、煤粉、煤泥等来产蒸汽，供一台3MW抽背式汽机，蒸汽经背压式汽轮机发电后供生产工艺装置使用，实现余热余压综合利用；

(2)将冰机列管式卧式水冷器改为高效蒸发式冷却器，提高冷却效果，同时减少循环水用量，降低冰机电耗和公用工程电耗。

项目实施后，最终达到合成氨系统不需要外补蒸汽，实现向磷复肥外送蒸汽的目的。

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3 工艺技术方案

3.1 企业现状

大江公司具备年产15万吨合成氨、15万吨磷酸一铵、40万吨NPK复合肥、35万吨硫酸、1万千瓦/小时发电的主导产品生产能力。本次改造主要涉及合成氨生产装置的节能改造，优化工艺过程余热余压回收，实现节能降耗。

3.1.1 工艺流程简述

现有合成氨装置以粉煤成型的煤棒为原料，采用固定层间歇式气化技术生产半水煤气，氨水脱硫，0.8MPa中低低温变换， 1.8MPa碳丙脱碳、13MPa醋酸铜氨液洗涤净化、31.4MPa氨合成。

采用粉煤成型的煤棒为原料，以空气和水蒸汽为气化剂，在高温条件下，通过固定床层间歇式气化法生产出半水煤气,经罗茨风机加压后送入脱硫系统，通过氨水脱除H2S，脱除H2S后的气体送入压缩机一段，经压缩至0.8MPa后送到变换工序。在催化剂和水蒸汽作用下，CO变换为H2和CO2。变换后的气体经压缩至2.7MPa后送到脱碳工序脱除CO2，脱除CO2后的净化气经压缩至13.0MPa后送到精炼工序，在醋酸铜氨液的洗涤吸收多余的杂质后，纯净的H2、N2经压缩至31.4MPa后送到合成工序，在催化剂的作用下，H2、N2合成为NH3，经冷却分离后的液氨送到液氨贮槽贮存。

3.1.2 目前存在的主要问题

(1) 该公司未对造气工段的造气炉渣采用有效利用的回收装置，造成能耗高，而且环境污染较严重。目前造气炉渣、造气吹风气、合成放空气及弛放气成为该公司最主要的污染源，是当前环境的重点和难点。同时，也是节能技改最需要实施的项目之一；公司造气工段每日生产半水煤气需消耗原料――煤棒1230吨，日产生造气炉渣370多吨（含楚星公司），产生的废渣含残碳量为20%，炉渣低位发热值约8360 KJ/kg(即2000kca/kg),每年产生造气炉渣近12.95万吨，未充分利用，一方面需要占用大量的堆放场地，既污染了环境，又需要付出昂贵的处理费用，另一方面是公司的发电和蒸汽平衡受硫酸余热锅炉制约问题。此外，目前的外购电量逐年增加，增加了社会电网的供电压力。

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（2）由于该公司造气吹风气采用间歇式固定床气化工艺,造气工段现有ф2610/ф2800造气炉6台,ф2800造气炉4台,造气炉吹风时要求在尽可能短的时间内,使炉内气层温度提高,蓄存大量的热量,供制气用,风机必须选用高风速、高风压、大风量，在每台造气炉150秒的制气循环过程中，吹风时间为30秒，吹风气经简单除尘后就直接放空，其中含有大量煤粉尘及CO、H2S、CH4等有害气体，经测算，每台造气炉每小时吹风气量为6000Nm3，则9台造气炉每小时排放54000Nm3,年排放45360万Nm3废气.每台造气炉每小时吹风气带出飞灰量为50kg,发热值24547KJ/kg(5863Kcal/kg),则9台造气炉每小时排放450Kg，年排放3780吨飞灰到周围环境。每当吹风量灰尘飞扬，给环境造成极大的污染，损害职工的身体健康，是目前我公司环保治理的一个老大难问题。公司目前配套的吹风气回收装置，分别产1.3MPa蒸汽12.5t/h 0.6MPa蒸汽4.5t/h，设计回收6台造气炉的吹风气。燃烧炉采用格子砖形式，易堵塞，造成系统阻力大，产汽量低，且运行周期短，换热效果差，排烟温度高，正压运行，污染严重，同时余热回收率低、需补加煤气来维持炉温。同时有部分造气吹风气、合成放空提氢尾气及氨槽驰放气的潜热没有回收，造成能源浪费。

(3)公司造气工序现有煤气炉25台（含楚星公司），以粉煤成型的煤棒制气，近年来随着煤碳资源机械化开采，无烟块煤出现供不应求，并且大量的焦炭供应给钢铁厂或出口创汇，价格不断上扬、造气产品价格倒挂；煤气炉炉顶耐火层为“穹顶”结构，上气道从炉侧面引出，气体在炉顶停留时间短、流速加快，带出物偏高，不利于优化吹风和制气，造成煤耗高；煤气炉高径比不合理，高径比为1.7～1.9，在原料在气化过程，造成床层温度偏低，蓄热量少，必须靠提高气化层厚度来保证气化所需热量，造成吹风气带出热量多、煤耗高；一次风在中心管没有经过充分扩容减速，也没有形成扇面分布状态，对煤气炉的吹风造成不利影响，炉箅配置不合理，造成灰渣含碳量高；煤气炉夹套高度不够，负荷提不起。

（4）公司冰机系统有6台冰机，装机能力500万kcal，基本以满足生产的需要，但夏季无备机。现有卧式冷凝器四台，换热面积共2400m2。冰机全部使用循环水，经常性因管道泄露等问题对循环水进行大量置换，造成外排水水质严重超标。冰机系统气氨的冷却冷凝是采用卧式水冷，存在的问题是效率较低，20－30℃用水量大（2000m3/h），尤其是夏季气温高，冷却水温度高。气氨的冷凝温度达40℃以上，促使冰机出口压力高达1.7MPa，常采用放空降压，但每次放出的

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气体并不全是不凝性气体，其中含有大量的氨气，不但造成氨的损失，更重要的是造成环境的污染。

随着国家对环保的要求越来越高，提高资源的循环利用率关系到企业的可持续发展，公司原有合成氨装置已经不能满足新形式下节能减排的要求。因此本项目拟对现有生产装置进行综合节能改造，降低装置能耗，使装置充分发挥生产能力。

3.2 改造方案 3.2.1 新建60t/h三废混燃炉 （1）工艺技术方案

造气三废流化混燃炉，是将造气生产过程中产生的吹风气、造气炉渣、除尘器细灰，掺入部分粉煤和煤矸石在三废流化混燃炉内燃烧，抽取高位热能蒸汽。产出的中温中压蒸汽经抽背式蒸汽汽轮机配套发电机组，抽出1.27MPa供磷复肥使用，背压后的低压蒸汽供造气，达到一炉多用，一炉多能，实现合成氨尿素企业“两煤变一煤”和“两炉变一炉”的目标，同时将用于造气的原料吃干榨尽。

三废流化混燃炉（也称第三代造气吹风气余热锅炉），其优越性远大于第二代吹风气余热锅炉。如安全性，克服了第二代造气吹风气燃烧炉开车点火时送合成气的爆炸条件，避免了吹风气回收过程中的爆炸因素，使造气吹风气回收过程安全。三废流化混燃炉是以造气炉渣或粉煤为点火源，燃烧造气吹风气，可少用或不用合成点火气，节约氢气或水煤气。合成氨三废流化混燃炉和第二代造气吹风气余热锅炉相比有如下特点：

? 安全性：克服了第二代造气吹风气燃烧炉点火开车时送合成气的爆炸条件，避免了吹风气回收过程中的爆炸因素，使造气吹风气回收过程达到安全化； ? 节约有效气体：三废流化混燃炉回收造气吹风气过程中，是以煤为点火源，燃煤稳定的情况下，对于吹风气来讲是一个恒定的热源，无须考虑合成放空气量的多少影响炉温，避免了因合成放空气量不稳定而导致吹风气运行不正常的现象，即造气吹风气回收不受合成放空气因素的影响，可配烧低热值的气体，可少用或不用合成点火气，即造气吹风气回收不受合成因素的影响，节约氢气和半水煤气，可使合成氨产量提高3-5%；

? 两煤变一煤：三混炉将吹风气锅炉和沸腾炉合二为一，一炉多用、一炉多能，停掉能耗高的锅炉，提高效率，同时可减掉部分操作人员。燃料不足部分可以添

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