固定床间歇式煤气化装置节能改造可行性分析报告.docx
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固定床间歇式煤气化装置节能改造可行性分析报告
第一章申报单位及项目概况
1.1项目申报单位概况
1.1.1申报单位
绍兴化工有限公司
组织机构代码:
1.1.2法人代表
1.1.3项目申报单位简介
绍兴化工有限公司是一家从事农用化肥(碳酸氢铵)和合成氨等化工产品生产、销售的有限责任公司,成立于2000年11月,法人代表孟炎生,注册资本1200万元。
工商营业执照号码330600000007508经营范围:
碳酸氢铵、液氨、二氧化碳、甲醇、氢气、硫磺(回收)、氨水,销售自产产品,原辅材料调剂销售。
公司位于绍兴市斗门镇临海路1号,占地面积约120292m2,建筑面积43902m2现有职工350人。
绍兴化工有限公司于2007年8月7日取得了浙江省安全生产监督管理局核发的危险化学品生产、储存批准证书,证书编号:
ZJAP-D-000515;于2006年8月29日取得了浙江省安全生产监督管理局核发的安全生产许可证,证书编号:
(ZJ)WH安许证字[2006]-D-1306。
所属行业:
化学原料及化学制品制造业。
1.1.4建设项目概况
1、项目名称
固定床间歇式煤气化装置节能改造项目
2、建设规模和主要内容
本项目投资总额505万元人民币。
本项目在原有厂房土地面积上用地3350平方米,建厂房总建筑面积250平方米,购置、安装“三废混燃余热回收炉”一台套,粉煤成形装置一套。
循环利用能源资源,做到节能减排,预计年可增利税857.51万元。
3、项目编制单位
绍兴市工业科学设计研究院有限公司
资格等级:
乙级
证书编号:
工咨乙11220070020
第二章建设背景及产业政策
2.1项目建设背景
为了贯彻国务院关于印发节能减排综合性工作方案,国家发改委和中国氮肥协会联合颁发“关于安排氮肥行业节能减排项目”的决定。
决定在全国氮肥行业推广八项节能减排技术,第一项就是:
利用生产中产生的废气、废渣及过程中的反应热,集中或分散回收。
国家环保部关于印发《国家先进污染防治技术示范名录》(2008年度)和《国家鼓励发展的环境保护技术目录》(2008年度)的通知中,鼓励各地对名录中的新技术新工艺进行工程示范和推广。
浙江省人民政府办公厅关于进一步推进工业循环经济发展的意见
浙政办发〔2009〕61号文中指出:
为贯彻落实《中华人民共和国循环经济促进法》,经省政府同意,特提出以下意见。
一、进一步推进工业循环经济发展的重要性和紧迫性
“十一五”规划实施以来,我省在加快工业循环经济发展,推动资源节约、综合利用和清洁生产方面取得了积极的成效,万元生产总值能耗逐年降低,资源综合利用效率不断提高,全社会节约资源能源的氛围逐步形成。
但是,由于我省正处于工业化发展的加速期,要素支撑和环境承载能力的约束依然很大,传统的高投入、高消耗、高排放的增长方式尚未根本转变,因此进一步推进工业循环经济的发展任重道远。
我省是资源小省,主要消耗在工业领域。
全省工业用能占全社会用能的78%,原材料消耗的90%、一次性能源消耗的90%、电力消耗的80%、社会主要污染物和废弃物排放的70—80%左右在工业领域。
进一步加快工业循环经济发展,才能从根本上破解要素瓶颈制约和环境承载压力。
建立以低消耗、低排放、高效率为基本特征的工业循环经济发展模式,是落实科学发展观的本质要求,对于提升我省产业整体竞争力,促进工业经济转型升级具有十分重要的意义。
二、发展工业循环经济的指导思想、基本原则和主要目标
(一)指导思想。
贯彻落实科学发展观,深入实施“创业富民、创新强省”总战略,坚持走新型工业化道路,以优化资源利用方式和提高资源利用效率为核心,以科技创新和制度创新为动力,以节能减排为重要目标,加快发展工业循环经济,推进工业经济转型升级,促进我省经济社会可持续发展。
在石化、化工等行业,鼓励回收余气、尾气及残液中的化工产品。
提高废渣、废水、废气的综合利用率,尤其是推进粉煤灰等大宗废弃物的综合利用。
推动不同行业通过产业链的延伸与耦合,实现废弃物的循环利用。
浙江省化肥工业协会于2009年3月5日发出浙化肥协氮(2009)2号“关于加快实施节能减排项目通知”文件,要求各氮肥企业尽快落实中国氮肥协会在全国氮肥行业推广的八项节能减排技术。
绍兴化工有限公司是以煤为原料生产农用碳铵为主的合成氨企业,根据绍兴市政府要求,公司于2003年搬迁至绍兴市袍江工业区,对45000t/a合成氨装置易地重建,并于2005年底投产,可实现年销售收入约1.5亿元。
通过挖潜力改造等措施,到2008年,达产7.5万吨,销售收入达到2.2亿元/年。
但公司搬迁后,职工接送交通费、原料煤运输费等开支增大,成本压力加重,确保装置满负荷、长周期运行,提高生产水平,降低消耗和原料成本,增加销售收入,提高劳动生产率是降低成本最重要的途径。
由于公司当初迁建时资金较紧张,故上次投产时尚有部分设备未到位,现有装置的生产能力尚未达到应有水平。
因此利用原有厂房和基础,填平补齐,新增部分设备,以保证装置长周期满负荷生产,充分发挥装置的生产能力,是公司发展当务之急。
公司在当初迁建时虽然按照规范要求进行设计、施工和生产,但仍有一些在当初设计时未考虑的问题需要完善,特别是工业区原定拆迁的周边居民因故未能及时拆迁,公司更需要从源头加强对噪声、废气等进行治理,努力改善环境,做到与居民和谐相处。
根据中国工程咨询协会提供资料数据显示:
我国2000年耗能4亿吨,(标准煤)以后以每年10%的幅度增长。
近5年消费量占前20年的总量。
能耗的增长超过GDP的增长。
煤炭、石油都需要进口,单位产值能耗超过世界平均值的2.4倍,比印度还高。
换句话说,要用超过40%的能源,才能够生产出世界上同一种产品。
世界总能源消耗量表显示,中国占据了绝大部分。
原因有:
1.社会管理水平低2.技术水平低3.管理人员水平低。
能耗高,排污多,其中二氧化碳排放量高,大气混浊,导致天气,气候越来越热。
我国淡水资源三分之二受污染,换句话说百分之七十受污染,长此以往,将会不断削弱我国的战略竞争力。
国务院、省政府的号召,发改委和行业协会的文件既有约束指标,又有鼓励政策,对照项目单位存在的情况,项目单位经过认真研究,决定投资实施固定床间歇式煤气化装置节能改造项目,利用生产中的造气废渣和放空气中的甲烷,回收余热,既解决因供汽不足造成生产不稳的问题,又能够达到节能减排、资源综合利用的要求。
也不失为在当前经济危机冲击下为企业提高经济效益,提高企业竞争力的有效措施。
2.2.项目产业政策
绍兴化工有限公司固定床间歇式煤气化装置节能改造项目,符合国家产业结构调整指导目录(2007年本)鼓励类中的下列条款:
三、煤炭
11.煤炭高效洗选脱硫及污染物综合控制与利用技术开发及应用
九、化工
2.资源节约和环保型氮肥装置建设以及原料本地化、经济化改造
同时符合国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知(摘要)提出的要求:
三、加大投入,全面实施重点工程
(八)加快实施十大重点节能工程。
“十一五”期间形成2.4亿吨标准煤的节能能力。
重点是:
实施钢铁、有色、石油石化、化工、建材等重点耗能行业余热余压利用、节约和替代石油、电机系统节能、能量系统优化及工业锅炉(窑炉)改造项目。
该项目还完全符合环保部(2008)91号文《国家鼓励发展的环境保护技术目录》中所列氮肥行业的有关目录内容。
第三章项目选址及土地利用
3.1项目选址
绍兴化工有限公司固定床间歇式煤气化装置节能改造项目在原有厂区内实施,不新增建构筑物,只增加部分设备并对原有部分设备进行改造。
绍兴化工有限公司位于绍兴市斗门镇临海路1号,地处袍江工业区马海工业园(精细化工园区)的北端。
公司东侧为工业区主干道临海路,南为农田,西至30m宽的横河,北到近40m宽的农村河道。
袍江工业区是浙江省重点开发区,是绍兴经济发展的重点区域,规划至2020年建成区面积41平方公里,规划控制面积100平方公里,人口17万,是浙江省建设规模最大的开发区。
重点鼓励发展电子信息、机电一体化、新型材料、生物医药及环保等高新技术企业,同时鼓励
高新技术改造升级传统产业项目进区建设。
袍江工业区位于沪杭甬高速公路绍兴入口处,至杭州50公里,至宁波100公里,至上海200公里,距杭州萧山国际机场20公里,离绍兴市区2公里。
区内66公尺宽的绍三公路与329国道纵横交错,南面有104国道、杭甬铁路复线和浙东运河通过,交通便利,区位优势明显。
3.2总平面布置
绍兴化工有限公司总平面布置设计厂区四周设有围墙,在东面、北面各设一个出入口。
公司总平面布置划分为五大功能区:
1)生产中心区:
按照工艺生产流程全厂中心位置集中布置造气、脱硫、变换、碳化、压缩、合成等主要生产车间,联系紧密、管线短捷。
2)原料储存区:
全年10万吨无烟煤是合成氨生产的主要原料,大面积的原料煤库及煤球车间与污水处理装置一并布置于厂区下风侧,造气车间的南端,既方便原料运送又使全厂的卫生环境布局合理。
3)公用辅助设施:
变电所、循环水站等均布置于生产区和生活区的交接部,处于全厂负荷中心。
机电维修厂房位于厂区东南角靠近人流出口,避免对厂区干扰。
4)成品装卸区:
项目建成后每年将有产品需要外运,考虑降低运输成本尽量充分利用水路通道,所以将碳酸氢铵仓库、氢气灌装站、二氧化碳灌装站、液氨灌装站等都并列布置于厂区下风侧、河岸沿线,并且专设销售管理部门和货运出入口。
5)厂前生活管理区:
环境良好的厂区东北部集中布置全厂生产管理中心和生活中心,主要有办公楼、生产管理楼、生活综合楼及值班宿舍,进入主大门入口中心设有大块绿地和景观小品,东侧透空围墙内布置条块结合的乔灌绿篱,职工宿舍旁布置休闲活动场地,使整个工厂体现管理有序、生动向上的现代气息。
本次技改建设固定床间歇式煤气化装置节能改造项目,只是在原有厂区内建造一个锅炉房,购置增加部分设备,并对原有部分相关设备进行改造,公司总平面布置未发生变化。
具体布置详见报告附件:
总平面布置图。
3.3主要建构筑物情况
本次技改项目需要新增锅炉房建筑物,表3-1均为原有建筑。
主要建构筑物一览表(表3-1)
序号
建(构)筑物名称
占地面积m2
建筑面积m2
层数
耐火
等级
建筑结构
1
造气厂房
657.5
1898.7
3
二级
钢筋混凝土框架结构
气柜基础
400
2
脱硫厂房
493.0
870.9
1
二级
钢筋混凝土框架结构
3
碳化变换厂房
965.0
1746.0
1
二级
钢筋混凝土框架结构
碳化框架
140.8
钢筋混凝土框架结构
4
压缩厂房
1307.0
2790.0
2
二级
钢筋混凝土框架结构
冷却器水池
108.0
5
合成厂房
869.0
1095.0
1
二级
钢筋混凝土框架结构
6
吹风气余热回收操作室
26.46
26.46
1
二级
钢筋混凝土结构
7
氨库灌装站
液氨棚
412.16
412.16
1
二级
钢筋混凝土框架结构
灌装台及操作室
151.63
151.63
1
二级
砖混结构
8
氢气灌装站
336.0
336.0
1
二级
钢筋混凝土框架结构
9
碳铵成品库
1549.67
1549.67
1
三级
钢结构
10
原料煤棚一
2824.07
2824.07
1
三级
钢结构
原料煤棚二
5350
5350
1
三级
钢结构
原料煤棚三
3419
3419
1
三级
钢结构
11
煤球厂房
2495.9
2803.9
1
二级
钢筋混凝土框架结构
12
车间备件库
296.70
296.70
1
二级
砖混结构
13
冷热水泵房
107.0
107.0
1
二级
砖混结构
平流沉淀池
285.5
生化冷却塔池
72.0
污泥池
88.0
14
循环水池及泵房
1152.0
144.0
1
二级
砖混结构
15
锅炉房及软水处理站
555.56
555.56
1
二级
钢筋混凝土框架结构
中和池
63.2
清水池
63.2
16
1号变电所
二级
砖混结构
序号
建(构)筑物名称
占地面积m2
建筑面积m2
层数
耐火
等级
建筑结构
17
2号变电所
140.8
140.8
1
二级
砖混结构
18
3号变电所
150
150
1
二级
砖混结构
19
机修厂房
3307.17
4951.10
1
二级
砖混结构
20
钢材料棚
595.30
595.30
1
三级
钢结构
21
公司办公楼
444.01
1332.03
3
二级
砖混结构
22
生产管理楼
419.10
838.20
2
二级
砖混结构
23
销售办公楼
232.94
476.94
2
二级
砖混结构
24
生活综合楼
800.12
1367.00
2
二级
砖混结构
25
人流入口门卫
16.10
16.10
1
二级
砖混结构
26
地磅房
105.00
9.00
1
二级
砖混结构
27
职工宿舍楼
422.84
2676
6
二级
砖混结构
28
硫磺仓库
100
100
1
二级
砖混结构
29
甲醇精馏厂房
90
156
2
二级
钢筋混凝土框架结构
本固定床间歇式煤气化装置节能改造项目,地址在原来厂内的东南侧,东为工业区主干道临海路,南为农田,离邻近厂家有60米距离。
项目西北部是本项目公司内部的软水工序,北面是造汽工段。
锅炉房设计按照国家安全规范执行。
3.4固定床间歇式煤气化装置节能改造项目的土建、电气、采暖通风与给排水
3.4.1土建
按现行《建筑设计防火规范》的要求,锅炉间属于丁类生产厂房。
锅炉房的额定蒸发量大于4吨/小时时,锅炉间建筑不低于二级耐火等级。
油箱间、油泵间和油加热器间均用于丙类生产厂房,其建筑不低于二级耐火等级。
锅炉房应预留通过设备最大搬运件的安装孔洞,安装孔洞可与门窗结合考虑。
当钢筒烟囱表面设计计算温度高于100℃的部位,设隔热层,以防可燃物堆放引起燃烧。
锅炉间操作层楼地面的荷载,、根据安装、生产及检修的具体条件综合考虑确定。
3.4.2电气
按现行《工业与民用供电系统设计规范》的有关规定确定。
锅炉房的配电方式,采用放射式为主的方式。
锅炉房各房间的爆炸危险性等级按现行的《爆炸和火灾危险场所电力装置设计规范》的规定。
电力线路宜采用金属管或电缆布线,并不宜沿锅炉、烟道、热水箱和其它载热体表面敷设。
电缆不得在煤场下通过。
锅炉水位表、锅炉压力表、仪表屏和其它照度要求较高的部位,均设置局部照明。
设置砖砌和钢筋混凝土烟囱的避雷针或避雷带时,可利用铁爬梯作为引下线,有可靠的连接。
设置在天然气放散管管顶或其附近的避雷针,其针尖高出管顶不小于3米,保护范围高出管顶不小于1米。
3.4.3采暖通风
采暖通风设计,按现行《工业企业设计卫生标准》的规定执行。
锅炉间、凝结水箱间、水泵间和油泵间等房间,应有良好的自然通风。
炉前操作区等经常有人操作的地点,在热辐射强度大于1卡/平方厘米·分的地点,采用局部送风降温。
运煤系统的转运处、破碎筛选处和干式机械出渣处等产生灰尘严重的地点,有密封措施或设置局部排风和布袋除尘装置。
锅炉间设置天窗。
3.4.4给排水
锅炉房的给水采用二根进水管。
以防中断给水造成停炉而引起生产上的重大损失。
锅炉房建筑为二级耐火等级时,不设室内消防给水。
整个项目地点,仍然在原来消防供水范围之内。
锅炉房和煤场附近有洒水和煤堆自燃时熄火用的给水点。
锅炉房的高温排水,应将水温降至40℃以下,方可排入室外排水管道。
锅炉房产生的废水,经过原来是设备和有效的措施进行处理,使其符合现行《工业“三废”排放试行标准》的要求后,方可排入室外排水管道。
煤场和灰渣场应根据场地条件采取防止积水的措施。
第四章资源开发及综合利用
4.1碳酸氢铵生产流程图
造气
脱硫
碳化
合成
检验
包装
4.2固定床间歇式煤气化装置节能改造项目
4.2.1技改项目基本情况
项目技改单位利用企业现有场地,投资505万元,安装“三废混燃余热回收炉”利用煤气化的残炭和甲烷放空气及甲醇尾气在“三废混燃余热回收炉”内燃烧经余热锅炉副产蒸汽,全部返回生产系统。
锅炉烟道气经过布袋除尘器后,供煤球烘干,回收烟气余热,提高粉煤利用率。
生产的煤球替代块煤供制造煤气用。
达到节约标煤,减少废渣、废气排放、节约成本,增加效益的目标。
4.2.2采用技术
为了把氮肥生产企业建成资源节约、环境友好、结构优化型企业,本项目采用了国家发改委和中国氮肥协会决定在全国氮肥行业推广八项节能减排技术第一项:
利用生产中产生的废气、废渣及过程中的反应热,集中或分散回收。
其中之一为采用大型吹风气余热回收技术、三废硫化混燃技术、全燃渣循环流化床锅炉等回收造气吹风气、合成放空气、弛放气、造气炉渣、煤灰、无烟煤末、煤矸石等的余热,副产蒸汽。
蒸汽发电后供应生产使用,实现能量的梯级利用。
每生产1吨合成氨可以副产3.82MPa、350℃蒸汽1980kg,发电220kw.h.减少造气炉渣排放量210kg,减少吹风气中co排放量约150m3.锅炉炉渣用于生产水泥等建筑材料。
4.2.3投资构成
建设投资估算表
表4-1单位:
万元
序
号
工程或费用名称
估算价值
占总值%
建筑工程
设备费
安装工程
其他
总值
第一部分工程费用
110
330
25
465
92.1
1
土建工程
110
2
设备购置
330
3
安装工程
25
第二部分工程其它费用
30
5.9
1
建设管理费用
20
2
前期咨询费用
15
第三部分预备费用
10
2
1
基本预备费
6
2
涨价预备费
4
建设投资合计
505
100%
4.2.4使用技术
经过到浙江省化肥协会推荐的开化县海宁市等考察,他们使用的均为郑州锅炉股份有限公司的产品。
郑州锅炉股份有限公司是国家大型企业,中西部地区最大的锅炉生产厂家,世界银行GEF项目环保高效节能锅炉生产基地,具有A级锅炉制造许可证和A级压力容器设计、制造许可证。
产品有 HF型6-220t/h循环流化床锅炉等系列。
产品的生产、采购、安装都符合国家安全规程。
“三废混燃余热回收炉”结构简单介绍
“三废混燃余热回收炉”一般由燃烧室、分离器、飞灰循环系统、过热器、对流管束、省煤器、空气预热器组成。
“三废混燃余热回收炉”具有低温强化燃烧特性,其未燃尽碳粒随着高温烟气(850℃—950℃)由燃烧室上部进入分离器,从分离器分离出来的飞灰返回燃烧室循环燃烧。
由于废气的助燃,极大地提高飞灰燃尽程度。
“三废混燃余热回收炉”的特点
1、锅炉热效率较高,可以达到85%以上,燃烧效率一般在95%以上,节能效果显著。
2、有害气体排放少。
在流化床中加入石灰石脱硫,SO2排放可以控制在环保标准范围内(900㎎/NM3)NOX的排放在不采取任何脱硝设备情况下,便可满足环保要求。
3、煤种适应性广。
4、炉渣可以综合利用,炉渣含碳量一般在2%以下,可以用做水
泥熟料,每吨炉渣可售30元。
4.2.5固定床间歇式煤气化装置节能改造项目工艺流程
固定床间歇式煤气化装置节能改造项目工艺,上接原厂的造气工段。
4-2工艺流程图
合成放空气
甲醇
尾气
煤气炉
产生蒸汽
废渣
破碎机
“三废混燃余热回收炉”
烟囱
布袋除尘器
废渣水泥料
烘干窑
成品型煤
煤球球棒
粉煤
破碎
搅拌、粘结
成型
4.2.6节能减排
4.2.6.1节能降耗情况
按照本项目的实际生产能力,安装一台套10t/h废渣废气混燃型锅炉,每天可以消化在生产过程中所产生的约50吨废渣,每小时回收800立方米左右的放空气(有余热),废渣在甲烷助燃中经过流化床二次利用,使废渣中25%左右的残炭降至2%以下,即相当于每天回收利用含固定碳84%的标准煤11.83吨。
以全年生产日330天计,则年节约标准煤3903.9吨以上,折原煤和煤价计算,节约价值约601.2万元。
4.2.6.2烟气排放情况
由于废渣废气混燃型锅炉,所采用的原料来自造气废渣,在废渣中添入少许石灰石进行二次脱硫,SO2的排放符合环保要求。
废渣废气混燃型锅炉,采用低温燃烧工艺,炉膛温度在850-900℃,有害气体NOx生成量大幅度减少,以利于生态环境保护。
对烟气中所含尘粒的处理,设计安装布袋除尘机,并及时清除吸附、积存灰尘,性能稳定,使用寿命长。
使烟气排放完全达到环境保护标准要求。
4.2.6.3灰渣利用情况
废渣废气混燃型锅炉,采用低温燃烧工艺,其灰渣不会熔化或粘结,具有较高的活性,是理想的硅酸盐水泥的熟料或其他建筑材料的掺合料,开发废物再生循环利用,市场前景广阔。
第五章环境和生态影响分析
5.1项目公用工程对环境的影响
本项目属于技术改造项目。
1地块在原来厂区内东南侧,不用新增土地,符合国家节约用地原则;2.所需要的配套公用工程,都由原厂提供。
原厂项目经过国家规定的环境评价和安全评价等,并经过政府部门批准许可。
没有新增加对环境的不利影响。
5.2本项目需要新增动力
表5-1本项目锅炉的动力消耗如下:
项目
功率
鼓风机
60kw
引风机
60kw
给水泵
2×30=60kw
给料机
0.5kw
合计
180.5kw
以年生产日330天计算,估算全年用电量为150万度。
原厂有35kVA变电所,电容量能够解决。
本项目不属于年耗电250万度以上项目。
电力属于清洁能源,工业区内有良好的电力设施,完全有足够的电力供应,不会对社会电力供应造成影响。
5.3本技改项目对环境的影响
新型环保锅炉产生的噪音低于环保标准,又离对面的工厂围墙有60米的距离,不会产生噪音污染影响。
该项目锅炉的煤种适应性广,可以燃用劣质煤的矸石、炉渣等,使废物再次作为能源使用。
在煤气化过程中,把块煤用掉后,有15%-20%粉煤留下,以本项目为例,年耗用10万吨煤炭中就有近1.5万吨的粉煤产生,一遇到有干燥大风,刮得满天煤尘,污染环境。
处理粉煤也会增加环境压力,运输粉煤还要增加燃油消耗排放,增加运输成本。
通过本项目,把粉煤粘结成为煤棒,每年可以节约1.5万吨原料煤。
5.4节能
5.4.1本项目消化废渣,回收放空气,可以节约能源
废渣余热利用,可以节约价值约601.2万元。
废渣、余热回收利用节能分析
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