1、 150kt/a 亚硫酸钠续建项目建议书审 签：审 核： 编 制 人：冯拥军 唐照勇编制单位：金川集团有限公司化工厂编制时间：2008 年 9 月 18 日金川集团有限公司办 公 会 议 材 料1目 录1、前言 .32、项目建设的必要性 .42.1 低浓度二氧化硫烟气综合治理的需要 .42.2 40 万吨离子膜烧碱建成为亚硫酸钠续建项目提供原料保证 .103、亚硫酸钠产品用途及市场情况 .103.1 产品用途 .103.2 国际市场情况 .113.3 国内市场情况 .113.4 公司亚硫酸钠的市场情况 .133.5 亚硫酸钠价格分析 .144、亚硫酸钠扩建的优势比较 .144.1 原料优势 .
2、144.2 技术优势 .154.3 产品优势 .154.4 规模优势 .154.5 成本优势 .155、亚硫酸钠系统建设的现状 .165.1 二氧化硫的净化与吸收 .165.2 中和过滤工序 .175.3 蒸发工序 .175.4 干燥包装工序 .185.5 循环水系统 .195.6 成品库 .196、建设方案 .196.1 产品方案及建设规模 .196.2 产品标准 .206.3 资源情况 .226.4 工艺技术方案 .226.5 主要设备的选择及设备布置 .236.6 主要设备的选择 .266.7 水、电、气等外部配套设施 .276.8 厂址选择及总图运输 .286.9 环境保护、消防 .2
3、96.10 劳动组织及人员 .307、工艺技术的先进性 .318、投资估算及资金筹措 .328.1 投资估算 .328.2 资金筹措 .329、进度计划 .3210、经济效益和社会效果初步分析 .3310.1 成本估算 .3310.2 效益估算 .33210.3 社会效果初步分析 .3411、生产组织与运行方式 .3412、风险分析及防范对策 .3612.1 风险分析 .3612.2 防范对策 .3713、问题及建议 .39附表一：150kt/a 亚硫酸钠续建主要设备明细表附表二：150kt/a 亚硫酸钠续建项目投资估算表附图 1：烟气网络最终形成后烟气分配图附图 2：亚硫酸钠销售网络图附图
4、3：150kt/a 亚硫酸钠工艺流程图附图 4：150kt/a 亚硫酸钠续建项目平面布置图附图 5-1:净化及亚硫酸钠吸收系统平面布置图附图 5-2:净化及亚硫酸钠吸收系统立面配置图附图 6-1:蒸发系统平面布置图附图 6-2:蒸发系统立面配置图附图 7:150kt/a 亚硫酸钠续建项目防腐区域图附图 8：金川集团公司冶炼烟气综合治理示意图附图 9：氯碱平衡图附件 1：冶炼厂关于回转窑烟气并入制酸与电炉熔炼系统大修改造方案意向的意见附件 2：无水亚钠设备考察报告3150kt/a 亚硫酸钠续建项目建议书1、前言亚硫酸钠项目是集团公司冶炼烟气治理的环保项目。2000 年硫酸产量仅有 220kt/a
5、，硫酸外销价格在 200 元 /吨以下，销售一度受阻，根据公司“铜 的文章做大 ”发展战略，需延伸二氧化硫的 产品链，为此，化工厂利用自产烧碱和自有技术，2000 年立项建设了 20kt/a 无水亚硫酸钠项目，烟气设计浓度为 5%5.5%，2002 年 20kt/a 无水亚硫酸钠建成投产， 2004 年立项建设 150kt/a 亚硫酸 钠项目，期间因原料烧碱供应紧张，当年仅建成了 100kt/a 七水亚硫酸 钠，30kt/a 无水亚硫酸钠暂缓建设。 按照公司的安排 40 万吨离子膜烧碱项目一期工程计划于 2009 年 3 月建成投产，将为亚硫酸钠的生产和续建项目提供充足的原料。2008 年 5
6、 月 20 日由规划发展部组织对150kt/a 亚硫酸钠续建项目建议书进行专业技术评审，评审组从市场、技术方案、投资、项目建设的必要性等方面进行了论证。6 月 23 日公司经理办公会要求化工厂就亚硫酸钠的国际市场、质量标准、产品方案等内容进行完善，并对亚 硫酸钠和硫酸生产的经济性进行比较。7 月 15 日公司经理专题会、7 月 20 日公司经理办公会及 8 月 23 日公司主要领导现场调研的精神，化工厂从技术方案、质量、成本、各种烟气浓度下生产的运行方式等进行风险分析。进一步完善了150kt/a 亚硫酸钠续建项目建议书。42、项目建设的必要性2.1 低浓度二氧化硫烟气综合治理的需要2.1.1
7、公司冶炼烟气治理的现状随着回转窑烟气并入制酸网络体系及公司新镍系统的建成，届时公司将形成 2000kt/a 硫酸生产能力。公司现 有六大制酸系统，按烟气来源可分为铜冶炼烟气制酸系统和镍冶炼烟气制酸系统。各制酸系统与冶炼各炉窑烟气走向关联图见图 1（图中数值均为设计值）。一 台铜 合成 炉 ，烟 气量60kN m3/h烟 气浓 度18.-2%三 台矿 热电 炉 ，烟 气量 5烟 气浓 度 四 台 镍转 炉 烟气 量186k Nm3/h烟 气 浓度 2.-4%三 台 铜转 炉 烟气 量0烟 气 浓度 7卡 尔多 炉和 自热 炉烟 气量15kN m3/h烟 气浓 度6.0%一 台 贫化 电 炉烟 气
8、 量7.8烟 气 浓度 2二 台 回转 窑 烟气 4 kNm3/h烟 气 浓度 %新 建 镍熔 炼 烟气 量280 ，烟 气 浓度 .5三 台镍 转炉 烟气 量9kNm3/h烟 气浓 度4%一 台 镍闪 速 炉烟 气 量80烟气 浓 度1.45kNm3/h烟 气 总 量 ： 607.8+45kNm3/h亚 钠 系 统 ，平 衡 各 制 酸系 统 的 浓 度 53万 吨 系 统 ，处 理 气 量 18.7万 Nm/h,最 大20k ，烟 气 浓 度 % 30万 吨 系 统 ，处 理 气 量 16万/,最 大kh，烟 气 浓 度 % 一 硫 酸 一 、 二系 统（ 80kt/a） ，处 理 气 量
9、 14 3,烟 气浓 度 6%7万 吨 系 统 ，处 理 气 量 280 Nm3/h,烟气 浓 度 % 三 硫 酸 系 统（ kt/a） ，处 理 气 量 135 h,烟气 浓 度 %烟 气 总 量 ：370k Nm/h铜 冶 炼 制 酸 系 统 （ 0万 吨 ） 镍 冶 炼 制 酸 系 统 （ 10万 吨 ）图 1 各制酸系统与冶炼各炉窑烟气走向关联图5从关联图可以看出：烟气网络体系能将一期贫化电炉、矿热电炉、回转窑等低浓度二氧化硫烟气与其它炉窑产生的高、中浓度的二氧化硫烟气进行平衡调配，送入制酸体系和亚硫酸钠生产系统，形成以双转双吸制酸工艺为主力，单转单吸制酸工艺为补充，以亚硫酸钠系统作为
10、最终保障的烟气治理格局。但从网络系统运行来看，所有冶炼炉窑烟气总量偏大，烟气网络体系中低浓度二氧化硫烟气量偏多，回转窑烟气成分复杂，整个网络体系运行十分被动，主要表现在：（1）烟气总量的平衡问题有待解决从图 1 分析可以看出，随着新镍系统的建成，进入制酸体系中的烟气总量将达到 106 万 Nm3/h，其中，一期冶炼各炉窑烟气总量为60.78 万 Nm3/h, 主要送往一硫酸一二系列、53 万吨、30 万吨等制酸系统。 53 万吨硫酸和 30 万吨硫酸系统烟气处理能力通过挖潜，可超设计能力消化约 5 万 Nm3/h 的烟气，处理气量可分别提高到 20.5 万Nm3/h 和 18 万 Nm3/h，
11、一硫酸一二系列制酸系统处理气量为 14 万Nm3/h，亚硫酸 钠系统处理烟气量为 3 万 Nm3/h。一硫酸各制酸系统和亚硫酸钠系统总处理气量为 55.5 万 Nm3/h，剩余 5.28 万 Nm3/h 进入网络体系；二期冶炼各炉窑烟气总量为 17 万 Nm3/h, 主要供三硫酸制酸系统，其 处理气量为 13.5 万 Nm3/h，剩余 3.5 万 Nm3/h 的烟气需进入网络体系；新镍系统烟气总量 28 万 Nm3/h，主要供 70 万吨硫酸系统；氯浸渣项目产生二氧化硫烟气约为 1 万 Nm3/h。从以上分析可以看出，整个网络体系中将有约 10 万 Nm3/h 烟气需做开路处理。（2）烟气浓度
12、仍然无法保障62005 年以来，公司共投入 1.8 亿元从源头上做好烟气的除尘和稳定二氧化硫的浓度，采用冶炼烟气除尘新技术、新工艺、新设备对原有除尘系统进行了彻底的技术改造，使所有的冶炼炉窑均配套安装了高效电除尘设施，电收尘出口烟气含尘监测值除铜合成炉烟气在0.50.8g/Nm 3 外，其它炉窑烟气含尘均在 0.5 g/Nm3 以内，不仅降低了硫酸系统净化费用，在提高镍、铜等有价金属回收率、治理污染的同时， 稳定各炉窑中二氧化硫的浓度，为公司长期外排的一期电炉及回转窑烟气的回收治理创造了条件（冶炼各炉窑的烟气状况见表一）。表一：各冶金炉窑烟气条件汇总表（设计值）单台烟气量 烟气总量 温度 SO
13、2 含尘炉窑名称 数量Nm3/h Nm3/h （%） g/Nm3备注回转窑 2 37000 74000 110180 2.5 0.2矿热电炉 3 45000 135000 250 0.91.5 0.2 进 53 万吨、30万吨系统86 吨镍转炉 3+1 62000 186000 250320 4.2 0.35 进一硫酸一、二 系统铜合成炉 1 60000 60000 270320 1823 0.4 进 53 万吨、30万吨系统110 吨铜转炉 2+1 65000 130000 200300 4.76.0 0.3 进 53 万吨、30万吨系统铜贫化电炉 1 7800 7800 250300 0.
14、57 0.3 同上自热炉、卡尔多炉 2 15000 30000 6 进 30 万吨系统镍闪速炉 1 80000 80000 14.4 0.4 进三硫酸系统二期转炉 2+1 45000 90000 4.2 0.3 进三硫、53 万吨富氧顶吹炉 1 151569 151569 280 12.07 0.5 进 70 万吨系统富氧顶吹转炉 2+1 54286 108572 280 6.21 0.4 进 70 万吨系统富氧顶吹贫化炉 1 21200 21200 280 0.61 0.3 进 70 万吨系统2006 年公司利用铜合成炉产生的高浓度二氧化硫烟气将冶炼炉窑产生的高中低三种不同浓度的二氧化硫烟气
15、引入制酸体系，形成了7烟气网络体系。2006 年、2007 年分别将矿热电炉及回转窑烟气并网，烟气网络体系中增加了 21 万 Nm3/h，SO2浓度在 2%左右不宜制酸的低浓度烟气。从公司冶炼系统的生产格局来看，随着富氧顶吹熔炼的建成投产，一期电炉及回转窑系统将转产炼铜，二氧化硫浓度有所提高，但条件变化不大（根据冶炼厂关于回转窑烟气并入制酸与电炉熔炼系统大修改造方案意向的意见，回转窑炼镍时烟气中二氧化硫浓度为 1.83.2%,回转窑炼铜时烟气中二氧化硫浓度为 2.13.1%, 冶炼炉窑的烟气状况与设计值相比不会有明显的改变）。53 万吨硫酸、30 万吨硫酸，适合于治理高浓度二氧化硫（68% ）
16、烟气；一硫酸一二系列为单转单吸制酸工艺，适合于治理较低浓度二氧化硫（36% ）烟气。冶炼炉窑产生的高、中、低不同 浓度的烟气配气后送入各制酸系统。即将投产的富氧顶吹熔炼炉系统，熔炼炉、转炉、贫化电炉混合烟气的浓度为 8.5%,与 70 万吨制酸系统相配套，不能接受网 络体系中低浓度二氧化硫烟气。综上分析可以看出：为了达到制酸体系中最基本的 SO2浓度，必须从网络体系中至少分离出 10 万 Nm3/h，SO2浓度为 2%左右的烟气。烟气网络体系最终形成后烟气分配详见附图 1。(3)回 转窑烟气成分复杂，影响硫酸产品质量 回转窑烟气不仅二氧化硫浓度低，而且烟气中含有大量的烃类气体，这些有机物在制酸
17、过程中被浓硫酸碳化，使硫酸呈黑色，影响成品酸质量，因此必须将回转窑烟气从网络体系中分离出来。综上所述，为了使冶炼与化工在较为轻松的环境下运行，需要从8体系中分离出 10 万 Nm3/h 低浓度烟气。2.1.2 国内低浓度冶炼烟气制酸的现状国内低浓度烟气治理主要有制酸法、吸收解析法和亚硫酸钠三种工艺。制酸工 艺有 WAS 湿法催化制酸和非 稳态法制酸。WAS 湿法催化制酸工艺虽具有转化率较高（98%），不产 生废水、废渣等优点，但WAS 工艺装置投资昂贵，操作要求相对较苛刻（要求烟气中含 尘不超过 1mg/m3，净化收率在 99%以上），操作弹 性小。我国株冶于 2003 年首次引进该技术，运行
18、效果并不理想，主要表现为系统设备腐蚀泄露严重、系统热 量极度不稳定、尾气二氧化硫和酸雾含量高等，系统故障率高，不能正常运行。目前国内对低浓度烟气治理普遍采用非稳态法制酸工艺， 现已有 9 套装置投入运行（沈阳冶炼厂、安阳豫北金属冶炼厂、焦作 东方金铝有限公司等），最大处理气量为 5 万 Nm3/h。非稳态法制酸虽对负荷波动的适应性强，但该工艺存在转化率低（一般在 82%左右），尾气难达标，需另建尾气吸收系 统，运行成本高（触媒用量是常规制酸工艺的 2 倍，触媒粉化严重，使用寿命不到 1 年，且需进口触媒）， 设备腐蚀严重，产品质量差，成品酸只能用于生产磷肥。吸收解析法主要有柠檬酸钠法和活性焦法
19、，这两种工艺投资较高，运行成本高(超 过 1000 元/吨 SO2)，一般适用于更低 浓度二氧化硫（低于 1%）烟气的治理。2.1.3 二氧化硫烟气治理方案的确定从上述分析可以看出，为确保网络体系正常运行，需从体系中分离出约10万Nm 3/h，二氧化硫浓度为1.52%的低浓度烟气，不宜采用9吸收解析工艺，我们对非稳态法制酸工艺与亚硫酸钠生产工艺进行比较。非稳态法制酸工艺投资大约为1.8亿，其硫酸产量不到50kt/a，运行成本为600元/吨硫酸（目前我厂制酸成本在135元/ 吨硫酸），且技术需要引进，需昂贵的技术引进费用，显然是不经济的。我公司有技术成熟的亚硫酸钠生产线，拥有多年亚硫酸钠生产控制
20、经验，而 亚硫酸钠生产工艺恰能处理这部分低浓度二氧化硫烟气，从而提高制酸系统中的烟气浓度。现就亚硫酸钠法与非稳态制酸工艺的经济性进行比较（见表 1）。表 1 经济效益比较项目 亚硫酸钠法 非稳态制酸法 备注产量 150kt/a 50kt/a 亚硫酸钠产量为：无水亚硫酸钠100kt/a、七水 亚钠 50kt/a投资（万元） 12772 18000成本（元/吨） 1637.5/500 600 无水亚钠成本 1637.5 元/吨；七水亚钠成本 500 元/吨销售价（元/吨） 2600/600 8502600 元/吨为无水亚钠市场最低价；600 元/吨为目前我公司七水亚钠销售价；因硫酸质量差，价格为 850 元/吨销售收入（万元） 29000 4250年净利润（万元） 5911 632通过对低浓度烟气治理的两种工艺经济性比较，我们选择亚硫酸钠生产工艺。在去年回转窑烟气引入制酸体系时，已提出将亚硫酸钠系统同步建成，但由于当时烧碱供应紧张，亚硫酸钠暂缓建设，当时这种抉择无疑是正确的，避免了项目投资的闲置，也为时隔一年后市场、烟气条件、技术工 艺水平提升、 调整项目建 设思路留下空间。
