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可行性报告 第 1 页 共 21 页一、概论硫酸是一种基本无机化工产品,其用途极其广泛,在化肥、农药、化工冶金、炼油、国防、医药、染料、食品等工业中都使用着大量的硫酸,在化工产品中占有着重要的地位。亚硫酸钠属于无机盐工业中较成熟的无机化工产品,在众多的行业中被广泛应用。印染工业作为脱氧剂和漂白剂,感光材料中作为显影剂,有机化工中用作还原剂,水处理中用于处理锅炉用水,制革业用作人造纤维的稳定剂,造纸工业用作木质脱除剂等。另外,在电子行业、电镀行业、染料行业、香料行业中也有应用。硫酸按原料区分,目前主要有硫化物矿和硫磺二种,近几年来,由于硫化物矿价廉易得,加之硫磺法对进口原料的依赖性,硫酸磺进口价格逐年上涨,造成硫酸成本上升,带动了国内硫磺价格的上涨,使硫化物矿(特别是硫铁矿)作原料的硫酸成本优势愈发显现。亚硫酸钠的生产原料主要是有纯碱和 SO2,目前国内SO2 的来源主要为硫磺法生产亚硫酸钠,故受硫磺市场价格的影响,生产成本同样受到了一定的影响。近年来,开始有硫酸厂从生产硫酸的 SO2 原料气中抽出一部分来生产亚硫酸钠,既简化了亚硫酸钠生产工艺,降低了生产成本,有利于硫酸厂的生产平衡,又可以用碱液吸可行性报告 第 2 页 共 21 页收硫酸尾气作为亚硫酸钠的原料,简化了硫酸尾气处理工序,解决了硫酸厂的环保难题,使得硫酸生产工艺得到简化,达到节省投资和降低成本的目的。亚硫酸钠生产的另一种主要原料纯碱,近几年由于受原盐涨价的影响,其价格一直看涨,较大比重的左右着亚硫酸钠的生产成本,若利用副产原料拾水碳酸钠生产亚硫酸钠,则极大的降低了亚硫酸钠钠的生产成本,也节约了化碱用水,同时也解决了附近厂副产品的销路问题,一举三得,十分有利。随着硫磺和纯碱市场价格的一路飚升,用生产硫酸的净化二氧化硫气体生产亚硫酸盐的方法已引起广泛关注,考虑到亚硫酸盐生产工艺及设备的相似性,也可以像精细化工生产那样,同一套装置在不同条件下生产多种产品,如焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、保险粉等亚硫酸盐系列产品,也可以用亚硫酸钠母液生产牛磺酸等,这样,企业就能根据市场状况来调整产品种类,达到适应市场变化快,提高经济效益的目的。二、市场预测2.1 亚硫酸钠美国生产亚硫酸钠的大公司有 7 家,总产能 25.8 万吨/年,该产品除纸厂自产自用外,大部分工业产品来自二氧化硫、碳酸钠(或烧碱)厂。在美国,亚硫酸钠(不含硫代硫酸钠)的需求如下99 年为 11 万吨,2000 年为 11.2可行性报告 第 3 页 共 21 页吨,估计 2004 年为 11.7 吨。亚硫酸钠是成熟行业,平均年增长率为 1.9。在美国,亚硫酸钠的消费构成为纸浆、造纸业占 55、水处理占 20,照相占 10,油回收占 5,其它(织物漂洗、食品保鲜、化学中间体和矿物浮选)占10,另外美国出口也占有较大的市场。亚洲国家主要有日本、韩国、中国等国家生产,除国内消费外,还出口南亚及欧洲等国,近几年来由于受原料及环保等方面的影响,发达国家亚硫酸钠行业发展势头逐步减缓,但市场要求却逐年增长,国外市场潜力较大。在中国,亚硫酸钠的生产厂家约十多家,年生产能力为 6 万吨左右,最大生产厂家为金川公司化工厂,年能力为 25000 吨,其次为榆林化工厂,其年生产能力为10000 吨左右,无水亚硫酸钠主品位在 90左右,其余生产规模均在 20005000 吨/ 年,国内厂家大多采用国标纯碱和进口硫磺为原料生产。只有少数厂家依托硫酸厂或硫化物矿石生产亚硫酸钠,但所用纯碱基本上为国标纯碱。随着国内加工业的迅速发展,国内亚硫酸钠的市场需求量逐年增长,增长速度为 3左右,由于国内生产技术的逐渐成熟,产品质量得到了保证,故出口量也在逐步增大,因此,在工艺技术成熟,产品质量稳定,原料优势显著的前提条件下,国内外市场较为可观。2.2 硫酸众所周知,磷肥、氮肥和其它多元复合肥的制造,都需要可行性报告 第 4 页 共 21 页大量的硫酸,此外,在农药、除草剂、杀鼠剂的生产中也需要硫酸,在冶金工业中,如钢材加工及其成品的酸洗,有色冶金工业炼铝、炼铜、炼锌也都需要大量的硫酸。对于基本化学工业来说,硫酸是生产各种酸类和盐类产品的原料;在有机化工方面,它是塑料、人造纤维、有机染料生产中必不可少的原料之一;在石油的炼制过程中,使用大量的硫酸作为洗涤剂,以除去石油产品中的硫化物和不饱和碳氢化合物在国防工业中,浓硫酸和浓硝酸的混合物,用于制取硝化甘油、硝化纤维、三硝基甲苯等炸药;原子能工业及火箭工业中也大量使用硫酸。制革、制药、油漆、染料、食品等工业中都使用着大量的硫酸。但由于硫酸销售受到运距所限,所以其销售市场应以生产厂周边市场为主,以石嘴山为中心,周边乌海、大武口等就有较大的市场,附近烧碱生产能力已超过 20 万吨/年,加上临近地区的精细化工,其市场需求量已超过 5 万吨/年,加上其它用户,将接近 6 万吨/ 年左右,而目前该地区只有 3 万吨/年的生产能力。因此,周边临近市场即可解决销售问题。三、产品方案及规模3.1 产品方案的选择目前,我国硫酸的生产除采用硫磺、有色金属冶炼烟气制酸外,主要是使用硫铁矿和浮选尾砂为制酸原料。根据我国资源状况及目前进口硫磺的价位,可以选择采用价廉易得的国产硫铁矿为制酸原料,该方案技术成熟可靠,可行性报告 第 5 页 共 21 页被许多厂家采用。亚硫酸钠采用制酸 SO2 与临近厂副产品拾水碳酸钠为原料的生产工艺方案,减少了 SO2 生产与净化工序,节省了化碱稀释用水,与硫酸联合配套生产,相互补充,相互调整,使整个生产线得以简化,降低了投资,优化了工艺,提高了综合经济效益。3.2 装置规模硫酸(98) 20000 吨/ 年亚硫酸钠 GB9005-88 5000 吨/年四、工艺技术方案4.1 硫酸工业生产硫酸有四个主要工序①二氧化硫气体制造工序用硫铁矿焙烧制取二氧化硫气体,其反应式为4FeS211O28SO22Fe2O3Q习惯上称这一过程为原料焙烧。②炉气净化工序又称为二氧化硫气的精制,除去炉气中杂质的过程。用硫铁矿为原料制酸,虽出现过各种各样的流程,其区别常常在净化工序。因此,二氧化硫气体净化过程的工艺,便成了制酸工艺流程的重要标志。习惯上也就按净化过程命名制酸流程。本工序采用闭路循环的湿法净化工艺。可行性报告 第 6 页 共 21 页③接触氧化工艺将二氧化硫氧化为三氧化硫,又称二氧化硫的转化,其反应为SO21/2O2SO3Q这个反应在通常情况下很难进行,工业上为了加快反应速度,需在一定的温度下,借助于催化剂来实现,接触法制硫酸的名称即由此而来。④三氧化硫吸收传统的方法是用浓硫酸吸收 SO3,被吸收的 SO3 与吸收酸中的水分子结合为硫酸。其反应为SO3H2OH2SO4Q接触法硫酸生产工艺流程为硫铁矿空气废气 水成品酸4.2 亚硫酸钠无水亚硫酸钠有四个工序① 化碱工序将拾水碳酸钠加热熔化与离心母液配制成一定比重的碱液,用泵打入碱贮槽澄清过滤后,供下道工序使用。② 吸收工序将已澄清过滤的碱液和硫酸装置来的净化的SO2 在吸收塔内经二级吸收反应,进入中和器经中和反应后得到亚硫酸钠溶液,总反应式为 焙烧 净化 转化吸收尾气处理可行性报告 第 7 页 共 21 页N2CO3SO2N2SO3CO2在上述溶液中加入烧碱以增大 PH 值,使铁沉淀。Fe33OH-3 Fe(OH) 3③ 结晶蒸发工序将中和澄清后的亚硫酸钠溶液用泵打入结晶蒸发器蒸发浓缩,使其结晶。根据结晶器液位,补充亚硫酸钠溶液。④ 离心干燥工序将结晶物料加入离心机进行离心脱水,甩干物料经过气流干燥后作为成品包装。离心母液用于化碱配制或打入结晶蒸发器结晶。无水亚硫酸钠生产工艺流程为水 SO2 SO2 尾气吸收塔 烧碱母液4.3 消耗定额⑤ 硫酸消耗定额;按 98工业硫酸计算。序号 名称 规格 单位 消耗定额1 硫铁矿 含硫量≥ 33 吨 1.02 动力电 380v KW/h 2143 水 一次水 吨 16溶碱 吸收(1)吸收(2)中和器(2)过滤器(2)结晶蒸发器离心机 气流干燥 成品包装(2)可行性报告 第 8 页 共 21 页4 催化剂 S102 Kg⑥ 亚硫酸钠消耗定额序号 名称 规格 单位 消耗定额1 拾水碳酸钠 含量≥33 吨 3.52 SO2 含量≥10 吨0.56(折硫铁矿 0.84 吨)3 烧碱 30 Kg 304 蒸汽 ≥0.4MPa 吨 4.55 动力电 380v KW.h 1006 包装 25Kg 只 40五、 原料燃动力供应5.1 原料供应① 原料品种及规格原料名称 规格 单位 数量拾水碳酸钠 含量≥33 吨 17500硫铁矿石 含硫量≥32 吨 24200②拾水碳酸钠供应本项目一期年消耗拾水碳钠 17500 吨,由临近精细化工厂副产品提供。⑦ 硫铁矿石供应可行性报告 第 9 页 共 21 页本项目一期年消耗矿石 24200 吨,由附近内蒙地区或甘肃白银地区供应,运距较近。5.2 燃料供应本项目所需蒸汽由硫酸装置余热利用的废热炉提供,基本可以满足亚硫酸钠的生产用汽。5.3 电力供应因本项目装置负荷较小,就近 10KV 电网即可满足动力用电。六、 建厂条件及厂址6.1 建厂条件石嘴山河滨工业园区位于宁夏回族自治区北端,煤炭资源十分丰富,并与煤炭和其它矿产资源丰富的内蒙乌海相邻,这里资源环境良好,市政设施齐全,公路、铁路交通十分便利,各项优惠政策对投资者极具有吸引力。由于园区内有完善的配套服务设施,如供电、供水、通讯、消防设施等。该项目拟建在园区内,原料供应及产品销售市场运输半径较小,降低了运输成本,使该项目的经济优势愈发显著,并对今后的进一步发展奠定了基础。6.2 厂址选择根据工业园区的规划和原料供应就近的原则,本项目厂址选择在河滨工业园区内。七、 三废治理及环境保护7.1 废气可行性报告 第 10 页 共 21 页本项目废气主要有二部分组成硫酸吸收尾气和亚硫酸钠反应吸收尾气,该项目拟将二部分尾气合并后引入吸收塔,用拾水碳酸钠溶液吸收后达标排放。吸收液又用于亚硫酸钠的生产,实现清洁生产。7.2 废水本装置拟采用国内较为成熟的闭路循环硫酸生产工艺,亚硫酸钠母液用于化碱配碱,循环使用,故无工业废水产生。7.3 废渣每生产一吨硫酸,约需排出 700 公斤的烧渣,全年烧渣约1.7 万吨,烧渣的主要成份是铁的氧化物,同时含有一定量的有色金属,本项目的烧渣前期由水泥厂收购作水泥配料,长期考虑将废渣综合利用,可用于炼铁、制氧化铁红、三氯化铁、硫酸铁及颜料和涂料等。亚硫酸钠的生产过程无废渣产生。八、 消防及安全本项目生产过程中无易燃易爆、有毒有害物品产生,按火灾危险类别戊类设置消防设施。 硫酸为无色透明的油状液体,能与水以任何比例混合放出大量的热,腐蚀性极强,其酸雾能刺激和烧灼上呼吸道粘膜,损害肺脏,溅到皮肤或眼内可引起严重灼伤。与硫酸有关的岗位操作工,配备防酸工作服、护目眼睛、防酸手套等,岗位就近设置洗眼器等。
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