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万吨硫酸技术文件
徐州钛白化工有限责任公司
30万吨/年硫磺制酸
技
术
协
议
2013年2月20日
30万吨/年硫磺制酸技术协议
甲方:
徐州钛白化工有限责任公司
乙方:
根据甲方8万吨/年钛白粉(硫钛一体化热能利用)项目需要,由乙方总包30万吨/年硫磺制酸工程,经双方认真讨论,友好协商达成如下技术协议。
一、工程内容
1、项目规模
本工程位于江苏徐州工业园区(西区),是年产8万吨钛白粉项目配套工程,采用硫磺制酸工艺,生产能力30万吨/年(按年运行8000小时)。
2、产量要求
产能:
硫酸:
30万t/a(以100%H2SO4)
蒸汽:
45t/h(2.45Mpa、380℃)
产品:
92.5%工业硫酸;副产中压蒸汽(2.45MPa380℃),减温减压为0.782MPa饱和蒸汽。
3、项目工程范围
自原料库固体硫磺开始,至产出硫酸为止,此界区范围内的工艺管道、化工设备、余热回收、电气、仪表自控、给排水、消防和操作平台制作等的全套工程(不包含建筑工程施工、10KV高压配电系统和脱盐水处理)。
3.1硫磺贮运:
固体硫磺从矿库开始到送熔硫系统;
3.2熔硫:
固体硫磺熔融、过滤;
3.3硫磺罐区:
浓硫酸储存、输送(需按日产量设计、配置两台外送浓硫酸泵,并将浓酸工艺配管到界区外1米);
3.4硫磺制酸主生产装置:
包括硫磺熔融和过滤、焚硫、转化、干燥、吸收等系统工艺、设备、电气、仪表;
3.5本装置除氧水系统及锅炉给水、余热回收系统;
3.6配套循环水站;
3.7装置所需的电、蒸汽、水、仪表空气等送入界区外1m,装置向外输送的蒸汽、硫酸等送至界区外1m。
3.8保留低温热回收设计。
二、装置考核主要指标
1、产品质量要求
92.5%硫酸的质量符合中华人民共和国“工业硫酸标准(GB/T534-2002)”标准,其中:
硫酸(H2SO4)含量≥92.5%
焚烧残渣含量≤0.03%
铁(Fe)≤0.01%
砷(As)≤0.005%
汞(Hg)≤0.01%
铅(Pb)≤0.02%
透明度≥50mm
色度≤2.0m
2、副产品:
(1)、次中压蒸汽:
2.45MPa,380℃,流量:
10-15t/h。
(2)、其余低压蒸汽:
0.782MPa饱和蒸汽。
(3)、两种蒸汽产量要可调并可全部调整为0.782MPa饱和蒸汽。
3、主要原材料的消耗指标
名称
单位
消耗定额
(每吨100%硫酸)
消耗量
(每小时)
备注
硫磺
t
0.332
12.45
硫磺≥99.9%
一次水
t
2
75
脱盐水
t
1.5
56.25
循环水
t
70
2625
低压蒸汽
t
0.2
7.5
天然气
kg
开车用,需投标方设计
催化剂
kg
0.08
24t/a
电
kw.h
66
2475
4、工艺指标要求
(1)转化器进口SO2浓度:
10~10.5%
(2)催化剂:
采用进口催化剂(业主自购)
(3)干燥塔出口水分:
<0.1g/Nm3,出口酸雾<0.005g/Nm3
(4)尾气:
SO2<400mg/Nm3,酸雾<30mg/Nm3。
三、主要工艺流程说明
1、熔硫
采用快速动态熔硫,叶片式机械过滤。
2、风机设置
采用塔前布置,选用硫酸专用空气鼓风机。
3、焚硫转化
选用进口钒触媒,渗铝管高效换热器,“3+2”两转两吸流程;电炉循环加热。
4、干吸
干吸酸循环系统采用“塔—槽—泵—器”的循环流程,干吸酸循环系统采用三塔三槽。
5、余热利用
焚硫炉出口高温余热和转化系统中温余热回收,所产蒸汽为2.45MPa和0.782MPa,集中送往钛白装置使用。
四、主要设备及材质要求
(一)主要设备
1、快速熔硫槽、过滤槽、精硫槽及液硫贮槽:
碳钢内衬耐酸瓷砖。
搅拌桨及蒸汽盘管液硫液面的上部500mm高设四氟套管防腐。
液硫贮槽要求有12天左右的容量,并配有磁翻板液位计和雷达液位计。
2、所有的液硫泵:
不锈钢保温泵。
3、液硫过滤机:
内胆材质用不锈钢,面积约90m2。
4、焚硫炉:
碳钢内衬保温砖和耐火砖,从外到内第一层采用GG-0.7硅藻土质保温砖,厚度230mm、第二层采用NG-0.8粘土质保温砖,厚度114mm,第三层采用LZ-55高铝耐火砖,厚度230mm,确保外壁温度低于65℃。
5、磺枪:
带蒸汽夹套的机械雾化磺枪,材质为耐高温耐磨合金。
6、转化器:
采用积木式结构,外壳、支柱、隔板和蓖子板均采用304H不锈钢,催化剂段内衬50mm耐火隔热材料,确保壳体外保温保护板表面温度低于55℃。
触媒网垫采用耐热不锈钢网,催化剂上下铺Φ50高铝耐热瓷球。
7、换热器:
壳体用碳钢,换热管采用20#渗铝缩放管。
8、干吸塔:
外壳用碳钢,内衬耐酸瓷砖。
采用大开孔率全瓷球拱,填料采用瓷阶梯环。
其中干燥塔采用316L材质的抽屉式丝网除雾器,一吸、二吸塔采用合资或进口高效纤维除雾器。
9、分酸器:
采用316L+阳极保护槽管式分酸器。
10、酸冷器:
采用专业厂家生产的管壳式阳极保护酸冷器和配套附件,壳体采用304不锈钢,管材用316L材质。
11、废热锅炉:
提供采用生产2.45MPa中压过热蒸汽及通过减温减压方式生产0.782MPa低压饱和蒸汽;锅炉采用火管式锅炉(选用上海海陆昆仑高科技工程有限公司或不低于该公司同类产品质量水平的厂家)。
12、高温过热器:
换热管采用321(1Cr18Ni9Ti),外壳与螺旋片采用304。
13、中、低温过热器:
蛇形管基管和出口联箱用20G钢,外壳采用Q235—A。
14、省煤器:
采用水平夹套式热管省煤器,热管基管及进出口集箱采用20G/GB5310,外壳采用16MnR。
15、主风机:
选用水平进出S型离心式鼓风机(电机驱动),采用液力耦合器启动。
(选用湖北双剑鼓风机制造有限公司或不低于该公司同类产品质量水平的厂家)
16、酸贮槽:
2个3000立方(全容积)的贮槽,材质用碳钢。
(二)主要管道附件及材质要求:
(材料的厚度按国家标准规范)
1、液体硫磺管道采用20#无缝钢管,分段增加夹套蒸汽拌管,阀门用带保温的不锈钢阀门。
2、熔硫蒸汽管道采用20#无缝钢管,阀门采用不锈钢。
3、干吸工序浓酸工艺管道采用316L材质并带阳极保护装置,口径≤350mm必须用不锈钢无缝钢管,并符合GB/T14976-2002《流体输送用不锈钢无缝钢管》标准。
阀门采用内衬四氟的不锈钢阀门。
4、转化工段烟气管道采用Q235-B,其中一、二段出口管线采用304不锈钢。
转化工序中的其他工艺管道须设304不锈钢波纹膨胀节。
5、次中压过热蒸汽(380℃,2.45MPa)管道用12Cr1MoV。
6、低压蒸汽管道用20#钢。
7、润滑油、天然气管道用20#钢。
8、水管道口径≤300mm,必须用无缝钢管,并不低于GB/T8163-99《流体输送用无缝钢管》标准。
DN≤300mm弯头,必须采用无缝冲压弯头,采用标准为GB/T12459-90,GB/T13401-92。
9、管件、法兰材料选择与管子相同的材料。
10、垫片:
高温高压管道选用耐高压石棉橡胶板,超过500℃的烟气管道用金属垫片。
11、螺栓、螺母:
高温高压蒸汽管道采用铬钼钢双头螺栓。
低压蒸汽管道采用普通8.8级螺栓。
压力≤0.6MPA的其他管道选用4.6级螺栓。
以上所有法兰连接件均须选用商品紧固件,并标注相应的标准号和强度级别。
(三)仪表要求:
一、总则:
1、投标方提供的文件,其中包括设备数据表、投标书及设计图纸和文件采用的计量单位为中华人民共和国法定计量单位,采用的文字为中文。
2、未经生产考核及鉴定的新技术不能在产品设计中采用,只有经过实际生产验证或技术性能有确切保证的设备方能被接受。
3、投标方提供的技术文件中应有的I/O清单包括:
序号(仪表位号)、类型、名称、量程、单位、控制方式、是否冗余等;仪表设备清单包括:
序号(仪表位号)、型号、名称、用途、工艺介质、量程、精度、单位、生产厂家、材质、防爆等级、防护等级、本体材质、结构形式、数量。
4、所有仪表提供金属质地铭牌、标牌内容包括仪表名称、设备型号、量程,带独立的不锈钢位号挂牌等;
5、装置作为一个单元应有水、电、天燃气、蒸汽各参数的计量仪表及RS485通讯接口。
二、技术规格
1、温度仪表:
一次元件采用Pt100热电阻和K(S)分度号的热电偶,精度不低于0.5%FS;重要温度允许误差<3度时应增加温度变送器;焚硫炉等温度较高的点选用适合的基体元素高温合金钢保护管,酸介质根据工况温度、浓度采用适合的(316L、HC、衬氟、刚玉)保护管。
2、压力变送器、差压变送器、温度变送器(选用霍尼韦尔或同类技术性能以上厂家的产品):
LCD液晶数字显示表头,表头带操作按钮,自诊断功能,具备HART、BRAIN、DE等通讯协议之一,测量部为膜盒结构型,非直接安装型。
所有的压力变送器采用传统侧装式腰型法兰1/2″NPT(F)-φ14,差压变送器要求耐静压为30MPa,过程接口1/2″NPT(F)-φ14。
普通变送器精度不低于±0.065%;远传隔膜法兰变送器精度不低于±0.2%;单法兰直接安装液位变送器精度不低于±0.075%;变送器外壳采用耐用金属制成。
防护等级为IP66/IP67。
带1/2″NPT(F)电气接头及密封塞;泄放阀:
316;过程接头:
1/2-14NPT焊管接头,材质:
1Cr18Ni9Ti;灌充液体:
硅油,变送器安装形式为管装,带管装附件,提供完整齐全的安装附件(垂直不锈钢安装支架、1/2-14NPT取压管不锈钢接头)。
法兰变送器必须带配对法兰、垫片、紧固件。
温度变送器要求智能型分度号和量程均可调,需现场观察及操作的参数应配一体或分体数显表头(显示单位、量程和工况匹配),安装方式、接口条件、隔离膜片及相关接液件等根据工况确定。
3、流量仪表:
(选用重庆川仪流量仪表公司或同类技术性能以上厂家的产品);孔板流量计的量程比≤4(气体流量测量的温度、压力补偿功能),涡街流量计精度不低于1%FS,电磁流量计精度不低于0.5%FS。
应有标准通讯接口(485);
4、SO2分析、酸浓分析仪表:
可参考南化集团研究院仪表自动化研究所(或同类技术性能以上厂家的产品)新型且有一定应用业绩的产品。
5、物位仪表:
根据工况选择雷达液位计或超声波液位计(可参考北京古大、捷尔或同类技术性能以上厂家的产品)。
6、气动调节阀(选用川仪十一厂或同类技术性能以上厂家的产品);定位器(可选用山武智能阀门定位器AVP102-H)、气缸及电磁阀等附件采用进口或合资市场主流产品,阀位干接点进DCS。
7、集中显示仪表、热电阻(偶)、电缆、桥架等:
智能显示仪、无纸记录仪,应有标准通讯接口(485),气体流量测量的温度、压力补偿功能。
热电阻、热电偶(注明套管材质、壁厚、精度、响应时间等)、电缆、桥架(注明材质、防腐层厚度)、安装材料选型要注意防腐、阻燃、防干扰等(选用安徽徽宁电器仪表集团有限公司或同类技术性能以上厂家的产品)。
8、现场应根据国家相关规程标准及生产工艺现场情况设计、安装可燃性、有毒、有害气体检测系统及现场呼叫系统、火灾报警系统。
9、自控设备(包括PLC、DCS、温度、压力、流量、物位、分析仪表及执行机构等)根据工况满足防爆等级、外壳防护等级(IP67)及仪表材质防腐要求,提供设备详细中文说明书;详细的性能参数和技术规格;设备检验和考核验收标准;提交压力、温度、流量校验仪或专用的校验仪器;所供产品出厂检验合格证(每台一份);提供随机正版组态软件、HART调试软件及接口硬件等。
10、自控仪表设计、选型应考虑用户当地气候,注意防冻(-20℃
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