某公司18萬噸年粉狀磷酸一銨項目可行性研究報告(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 求條件下的成本推動。當然不排除部分企 業乘機“盲目”漲價，促使市價偏高。在 2021 年里，生產磷銨的原料液氨、硫磺、磷礦石價格都在不同程度地上漲。其中液氨價格影響較為突出。我國合成氨生產能力的 70％以上是以無煙煤塊為原料，在 2021年，無煙煤塊上漲幅度較大，從 400 元 /噸上漲到 700 元 /噸。導致合成氨企業和磷銨企業生產成本驟增。硫磺方面，從 2021 年（中國）到岸價在 40― 50 美元 /噸上漲到如今的 90― 93 美元 /噸；再者，磷礦石價格、汽車運價的上漲進一步加劇了磷銨成本的上漲。因此，磷銨價格的上漲就很必然了。就目前情況分析，在今后二、三年內能源價格、 原料價格不可能出現大幅下滑現象，況且在現今形勢下，各國都采取一定措施保護資源和限制資源產品出國。因此， 2021 年磷銨價格大幅下滑的可能性較小。 價格扼制因素 目前在國家政策的干預和市場調節下，磷銨價格上漲壓力較大。①現今原料價格、能源價格上漲幅度較緩；②近來磷銨產量增長明顯、磷銨市場競爭日益加劇。 綜上分析，磷銨需求的不斷拉動和磷銨生產成本的不斷增加是磷銨價格不斷上漲的主導因素。結合 2021 年的市場變化我們可以得出磷銨市場供需平衡已進入一個新的價格區間： MAP 的價格區間為1900― 2200 元 /噸。 所以磷銨較為合理的價格區間應為： MAP 的價格區間是 1900―2100 元 /噸。本可研中磷酸一銨售價為 1760 元 /噸，有很強的市場競爭力。 產品銷售的預測 公司所在地，屬長江中下游地區，是水果、柑橘、茶葉的主要生產基地，也是全國糧棉產地，相鄰的鄂西，川東地區是煙草種植基地，這種多元種植結構，為磷酸一銨產品的銷售創造了得天獨厚的條件。 產品方案及生產規模 產品方案是否符合國家產業政策、行業發展規劃的要求 國家國民經濟和社會發展“九五”計劃和 2021 年遠景目標綱要中，明確提出“加快發展以化肥為 重點的農用工業，積極發展磷復肥和鉀肥。 未來 2021 年至 2021 年間，發展高濃度磷復肥將是我國化肥工業發展的重點。其基本戰略是：主要立足現有的高濃度磷復肥企業，繼續進行產品結構和原料結構的調整，根據區域經濟優化的原則，繼續貫徹“礦肥結合”、“酸肥結合”的發展方針，用高新技術改造傳統產業，加快高濃度磷復肥的發展。 省具有豐富的磷礦資源，在磷礦開采、磷復肥裝置建設、產品品種、生產規模和生產管理等方面居全國先進行列，具有強勁的發展潛力和優勢。 2021 年以來我國 NPK 復合肥需求量增長迅速，導致 MAP 市場需求明 顯拉動， MAP 需求增長空間較大，市場形勢良好。綜上所述，本項目產品方案粉狀磷酸一銨符合國家產業政策和行業發展規劃要求。 生產規模和各裝置的規模確定的原則和理由 1）磷酸裝置 根據復肥裝置需要，為合理配套， 18 萬噸 /年磷酸一銨年需磷酸約 9 萬噸左右，考慮到現有磷酸裝置的生產能力富余，確定磷酸裝置生產規模為 5 萬噸 P2O5/年磷酸，需購進 萬噸 P2O5/年磷酸。目前國內磷酸裝置單系列規模為 ～ 12 萬噸 P2O5/年磷酸，因此無論從設計、制造、開車或操作等方面，都有非常成熟的經驗。 2）硫酸裝置 根據磷酸裝 置需要，為合理配套， 5 萬噸 /年磷酸年需 98%硫酸約15 萬噸左右，本項目中除自用外可出售 98%硫酸約 萬噸。目前國內硫磺制酸裝置單系列規模為 4～ 40 萬噸 /年硫酸，因此無論從設計、制造、開車或操作等方面，都有非常成熟的經驗，本硫酸裝置設備選擇單系列。 3）磷銨裝置 本項目確定生產規模為 18 萬噸 /年粉狀磷銨。對工程設計而言，18 萬噸 /年磷銨裝置的料漿濃縮采用單系列技術上并不困難，綜合考慮噴霧干燥塔直徑與土建投資的關系及塔內熱氣體分布，確定噴霧干燥塔選擇單系列，即 18 萬噸粉狀 MAP 一條噴霧生產線，為與噴霧生產線 合理配套，提高裝置之間的操作靈活性，確定料漿中和濃縮也采用單條生產線。 產品質量指標 產品標準：產品符合 ZBG2100990 I 標準（一級品標準） 序號 項目 指標 優質品 一級品 1 有效磷（ P2O5%） ≥ 49 ≥ 47 2 水溶磷（ P2O5%） ≥ 44 ≥ 41 3 總氮（ N%） ≥ 9 ≥ 8 4 水份（ H2O%） ≤ ≤ 中間產品規格 1）磷酸 100%P2O5 計 ： 5 萬噸 /年 根據磷礦的品位，確定磷酸濃度為 18～ 20%P2O5 2）硫酸（濃度 98%）： 15 萬噸 /年 100% H2SO4 計 工藝技術方案 硫磺制酸工藝技術方案 原料路線的確定原則及依據 1 概述 硫酸的生產原料主要有硫磺、硫鐵礦、天然石膏、磷石膏以及含SO2 的冶煉煙氣。對于新建硫酸裝置，必須對原料的來源，技術經濟，環境衛生等因素進行綜合考慮。 從合理利用資源和控制環境污染方面考慮，利用冶煉煙氣來生產硫酸是一條較合理的原料路線，但必須依托于相關的有色冶金工業。 硫磺是生產硫酸的理想原料，國外硫酸工業 80％以上是以硫磺為原料。硫磺制酸具有工藝流程簡單，投資少，熱能利用率高，環境效益好等優點。相同規模的硫磺制 酸裝置，其投資約為硫鐵礦制酸裝置投資的一半。且動力消耗和公用工程費用低，無廢渣、廢水的排放。另外，硫磺制酸建設周期短，操作管理方便。因此，只要硫磺價格合理，供應渠道穩定，其經濟效益是十分顯著的。近幾年來，我國硫磺制酸發展也比較快。 1995 年硫鐵礦制酸所占比例約為 80%， 1998 年硫鐵礦制酸所占比例約為 60%，到 2021 年比例下降到 40%左右。同時，硫磺制酸所占比例由 1995 年的 %左右增加到 2021 年的 30%左右。 2 結論 本項目選用進口硫磺為制酸的原料路線，因為： 對這樣一個硫資源缺乏的省份， 從全國的硫鐵礦的供應、運輸及經濟技術方面來看，本項目不宜選用硫鐵礦為制酸的原料路線，況且投資高，占地面積和公用工程消耗大，企業籌資也較困難。 硫磺是生產硫酸的理想原料，與硫鐵礦制酸比較具有基建投資少，建設工期短，原料運輸量少，使企業增強了對運費漲價的承受能力；并且有工藝流程短、水電消耗低、三廢排放少、操作維護簡單等優點。具有更好的環境效益和社會效益。通過硫磺市場的調查，國際上硫磺資源較為豐富，供應充足，國內硫磺回收潛力也較大。而目前國際上硫磺價格較適中，價格相對平穩，對于本項目而言，是可以接受的。 國內外 工藝技術概況 目前世界硫酸生產技術基本上都是采用接觸法工藝，硫酸工業的技術和裝備水平已處在較高水準上。我國自改革開放以來，隨著幾套大型硫酸裝置的技術引進以及“八五”國家重大技術裝備的科技攻關，使得我國的硫酸工業技術和裝備水平都有了長足的發展，大型硫酸的國產化水平不斷提高，與國際先進水平的差距不斷縮小。主要表現在以下幾個方面： 1）生產裝置向大型化發展 2）提高總轉化率、嚴格控制尾氣中 SO2 排放量 為了減輕尾氣對環境污染的影響，國內外普遍采用的兩轉兩吸制酸工藝，已將二氧化硫的轉化率提高到 %以上，放空尾 氣中 SO2含量降低到 300ppm 以下，采用含銫催化劑甚至還可以使二氧化硫的轉化率提高到 %、放空尾氣中的二氧化硫降低到 100ppm 以下。國內已有多套硫磺制酸裝置的總轉化率達到 %以上的水平，像蘇州精細化工集團公司的 30 萬噸 /年硫磺制酸裝置則達到了 %以上。 3）余熱利用效率提高 4）技術和裝備水平不斷提高 工藝技術方案的比較及選擇 選擇的工藝方案理由如下： （ 1）熔硫與精硫工藝 采用帶攪拌器的快速熔硫工藝，與常規熔硫池工藝相比，具有效率高，設備體積小。粗硫過濾采用加壓過濾，與自然沉降過濾 相比，過濾效率高，過濾速度快、強度高，占地少，排渣操作方便。 （ 2）液硫霧化采用機械霧化工藝 與空氣霧化工藝相比，具有結構簡單，噴嘴加工容易，不易堵塞，操作方便，不需設二次加壓風機，工藝配管簡單，動力消耗低。 （ 3）采用“ 3+1”兩轉兩吸轉化吸收工藝 與一轉一吸相比，不僅提高了硫的利用率，還降低了 SO2 的排放濃度，減少了環境污染。 （ 4）采用中高溫吸收工藝 與常規吸收工藝相比，能有效防止酸霧的形成，減少尾氣中酸霧的危害，同時可以減少換熱面積。采用陽極保護酸冷卻器，與傳統的冷卻排管相比傳熱效率大為提高，占地 面積也可大大減少。 （ 5）余熱回收工藝 在焚硫爐出口設火管鍋爐，轉化器一段出口設一蒸汽高溫過熱器，三段出口冷熱換熱器后設一中溫省煤器，四段出口設低溫過熱器和高低溫省煤器。回收這些液硫燃燒熱及 SO2 生成 SO3 的反應熱，產生 ， 450℃的中壓過熱蒸汽，供汽輪發電機組發電，供熔硫、液硫保溫低壓蒸汽來自老廠低壓蒸汽管網。 硫酸工藝特點 本裝置生產流程的特點具體體現在以下幾方面： 1 快速熔硫與液硫凈化 采用帶攪拌器和蒸汽盤管加熱的快速熔硫槽，熔硫迅速，清理方便，粗硫凈化采用葉式過濾器機械過濾。 2 機械霧化焚硫 焚硫爐是硫磺制酸的關鍵設備，本設計的焚硫爐設有兩個機械霧化噴嘴，焚硫爐為臥式結構。 為確保硫蒸汽和空氣在焚硫爐中充分混合、燃燒，在爐體內設置多道折流擋墻。為避免因燃燒不完全而在爐氣中殘存硫蒸汽，在焚硫爐設置了二次空氣的進口。 機械霧化噴嘴特點是霧化噴嘴中液硫壓力大，不易堵塞，不需探針裝置，較之低壓噴嘴采用空氣霧化的方法結構簡單，加工制造容易，操作方便，且機械霧化不需霧化風機，節省了動力消耗，簡化了流程。 3 充分利用液硫燃燒熱和轉化部分的反應熱 在焚硫爐出口設置廢熱鍋爐，在轉化器第一段出 口設置高溫過熱器，三段出口冷熱換熱器后（第一次吸收塔前）設一中溫省煤器，四段出口設低溫過熱器和高低溫省煤器，回收這些廢熱均用于產、 450℃的中壓過熱蒸汽并用于發電。 4 提高轉化率，消除尾氣污染 本設計采用兩次轉化、兩次吸收工藝，“ 3＋ 1”四段轉化流程，總轉化率達到 %以上，使放空尾氣中 SO2 含量在 300ppm 以下，以降低對環境的污染。在催化劑選用上，國內催化劑在活性、強度、起燃溫度和使用壽命上均較國外催化劑性能差，為保證總轉化率，減少對環境的污染，需引進催化劑。 5 采用新型高效設備， 節省投資 （ 1）干燥塔、吸收塔采用碟形底，這樣可以取消常規的混凝土平臺，采用柱式支撐，大大節省了土建費用。 （ 2）干吸塔的填料支撐采用球拱，其平均開孔率大于 50％，填料采用具有較大比表面積和空隙率的瓷質耐酸 3〃階梯環，以提高吸收效率和操作彈性。干燥塔頂部裝設抽屜式絲網除霧器，吸收塔頂部裝設孟山都高效 ES 型和 CSⅡ型除霧器以除去酸霧，減少酸霧的排放量，保護環境。 （ 3）采用結構先進、氣體分布均勻的轉化器，為轉化率達到 %以上提供了可靠的條件。 （ 4）熱熱交換器和冷熱交換器，采用結構先進的高效管殼式換熱器 ，特點是低壓降、高傳熱系數。 （ 5）酸冷卻器采用技術先進可靠的帶陽極保護管殼式換熱器，該設備傳熱效率高，使用壽命長，檢修方便，占地面積小。 6） 工藝過程控制自動化程度高 本裝置采用先進的 PLC 集散控制系統。對整個流程的工藝參數進行監控，設有流程圖動態畫面顯示、參數顯示畫面、調節顯示畫面、報警畫面、趨勢記錄顯示、自動打印報表等功能，整個生產過程監控基本可以在主控室內完成 磷酸工段工藝技術方案 原料生產中磨礦工藝的確定 磷酸生產中磨礦工藝通常有干磨與濕磨兩種工藝，開路和閉路二種流程。 干磨工藝是將磷礦在風 掃磨內磨成 90%通過 100 目的礦粉，水分含量在 1%以下，進磨機的磷礦塊度控制在 25mm 以下，水分控制在 8%以下。磨機尾氣處理采用干法除塵。 濕磨工藝是將磷礦與水一起研磨成含水約 30～ 38%的礦漿，一般采用球磨或棒磨。 原料磨礦工藝選擇濕磨，與干法相比，它具有流程簡單，設備少，廠房體量小，占地少，投資低；濕磨的功率消耗比干磨低，且原料不需干燥，節省了燃料，從而降低生產成本；操作環境好，噪聲低，并消除了粉塵污染；簡化礦粉加料系統，工人勞動強度低等優點。 濕磨工藝的缺點：礦漿的含水帶入反應系統，與干磨流程相比，石 膏過濾時，洗滌水量需相應減少。 表 41 磷礦組成一覽表 成份 P2O5 CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO F 組成 % 開路與閉路工藝流程優缺點比較如下表 42 表 42 開路與閉路工藝比較 比較指標 流 程 閉路流程 開路流程 流程 流程長、復雜 流程短、簡單 對礦的適應性 對原料礦一致性要求較高，并且要求原礦的含泥量低，一般要求采用擦洗精礦 對各種礦均能適應 可靠性 對分級和濃縮設備的可靠性要求高 可靠性 好 裝機容量 稍低于開路 稍高于閉路 每噸礦的耗電量 稍低于開路 稍高于閉路 占地面積 大，一般為開路流程二倍以上 小 產品粒度 易于控制、粒度均勻性較好 粒度均勻性一般 可以看出，閉路工藝流程是通過粒度分級設備，對磨過的礦漿進行分級，主要分級方法有：使用螺旋分級機分級、水力旋流器分級以