氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产可行性研究报告1

河南省大通物产有限公司 河南省大通物产有限公司氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产可行性研究报告二00七年七月目录第一章 总论第二章 企业污水现状及报告研究范围第三章 污水治理方案第四章 公用工程及辅助设施第五章 环境保护第六章 消防第七章 劳动安全与卫生第八章 工厂组织及劳动定员第九章 项目实施规划第十章 投资估算和资金筹措第十一章环境、经济及社会效益分析第十二章结论与建议附图1、总平面布置图2、造气脱硫废水处理工艺概略流程图3、DDS脱硫与连续熔硫工艺概略流程图4、尿素深度水解工艺概略流程图5、废油回收工艺概略流程图6、全厂水平衡图（改造后）7、终端废水治理概略流程图第一章总论1、项目名称：河南省大通物产有限公司氮肥生产污水零排放综合治理及清洁生产2、项目建设单位河南省大通物产有限公司地址：河南省修武县云台大道中段电话：03917184099传真：03917879327邮编：4543503、报告编制单位. 公司地址： 电话： 传真： 邮编： 4、编制的依据4.1中华人民共和国环境保护法（1989年）4.2中华人民共和国水污染防治法（1996年）4.3中华人民共和国水污染防治法实施细则（2000年3月）4.4中华人民共和国清洁生产促进法（2002年6月）4.5依据河南省大通物产有限公司委托编制“河南省大通物产有限公司氮肥生产污水综合治理及清洁生产可行性研究报告”委托书。4.6河南省大通物产有限公司委托 编制氮肥生产污水零排放及清洁生产技术方案可行性研究报告的技术服务合同。5、编制指导思想5.1采用高新技术改造传统工业，即采用合成氨工业清洁生产新工艺在老装置基础上进行技术改造，合理利用资源，降低能耗，重点进行污染治理，促进技术进步，实现氮肥工业的可持续发展。5.2执行合成氨工业污染物排放标准（GB134582001）；为使改造后生产装置实现污水零排放，应同时执行中国氮肥工业协会建议的小氮肥骨干企业污水和循环水综合治理工程考核标准。5.3为保护环境，控制和减少污染，贯彻中国氮肥工业协会提出的氮肥企业污水和循环水综合治理指导性技术原则，结合企业现状，选择本行业最佳可行的生产工艺、最佳实用处理技术，既考虑技术先进性和经济合理性，也兼顾本行业企业的可行性，以取得最佳治理效果。5.4提高自控水平，人机互补，管控一体化，使环保的监测和记录更加严密科学，使环保工作管理上水平、上档次。5.5环保项目与生产相配合，尽可能不影响生产，争取更大的环保效益。6、项目建设的目的与意义6.1我国水资源现状及水污染概况本项目的治理重点是化肥生产污水零排放，对废气、废渣的治理也一并考虑。水治理是化工尤其是化肥生产的重要部分，有必要从整个人类所生存的地球环境的高度来认识水治理的重要性和水资源的宝贵价值。长期以来，人们都认为水是取之不尽，用之不竭，所以也就没有价值，不够珍惜。只是近几十年来，人们才开始认识到地球水资源的贫乏已经到了不容忽视的程度。这首先要归功于人们对自然界中水循环的认识。在这个水循环中，海洋起到决定性的作用，海洋受到日照蒸发后形成降雨，成为淡水的主要来源，河流和地表水一部分为人类使用，由森林及植物吸收和渗入地下；另一部分则重新流入海洋。全球地表水和河流的总量为468，000亿立方米，全球每人拥有8500立方米的水资源，仅占地球上总水量的1%以下，只有这部分淡水是人类赖以生存的根本。但由于各地降雨量的差距，又使这部分淡水分布很不均匀，中国长期平均降雨量为267万m3/km2，是世界平均值的81%；中国人均水资源为2632，是世界人均的1/4，且以每年12.7的速度减少。到2030年，我国总人口数将达到16亿顶峰，水资源承载力面临着有史以来的最为严峻的考验，届时，居民用水量将由1995年的310亿吨增加到1340亿吨，工业用水量将由520亿吨增加到6650亿吨。水资源缺口将由现在的400亿立方米扩大到4000亿立方米。水危机将是21世纪影响我国经济可持续增长的第一制约因素，到21世纪中叶，总的用水量从目前的5000多亿立方米增加到8000多亿立方米，占我国可利用水资源的28%，按国际惯例，一个国家用水量达到水资源可利用量的20%即易产生水危机。我国废水总量1997年为416亿吨，其中工业废水为227亿吨，生活废水为189亿吨。工业废水的处理率为78.9%，达标率为54.5%，生活废水的处理率只有20%。全国约有1/3的工业废水的4/5的生活废水未经处理直接排入江、河、湖、海，使水环境遭遇到严重的污染。据环保部门监测，目前，全国城镇每天至少有1亿吨污水未经处理就直接排入水体。全国七大水系及内河的110个重点河段调查表明，符合“环境质量指标”一类和二类的仅占32%，属三类的占29%，四、五类的占39%，全国近1.7亿人的饮水受到不同程度的污染。经过对全国532条河流监测，432条河流受到污染，污染率达到82%。对全国37个主要湖泊监测，每天流入的污水量为6000万立方米，约占全国废水60%。全国1/3的水体不适宜鱼类生存，1/4的水体不适宜灌溉，1/2的城镇水源不符合饮用水标准，79%居民饮用的是受到污染的水。长江流域面积180万km2，年径流量1万亿吨。每年向它排放的污水达130多亿吨，形成了800km的污染带。长江的污染物有酚和氯化物1800万吨，有重金属（砷、汞、铬、铅）1630万吨和石油类近万吨。合成氨工业为重点污染行业之一，是化工行业中主要排污大户，其废水排放量占全国废水排放量的10%左右，是重点治理行业。6.2小氮肥企业废水污染分析6.2.1全国小氮肥厂概况：长期以来由于受重生产、轻环保思想的影响，往往新建项目环保投资和治理技术不落实，资金来源不畅，影响了对污染的治理，以至形成环保设施滞后建设及不配套现象。“八五”以来，在财政部及国家计委的大力支持下，全国氮肥企业的造气污水及全厂循环冷却水进行了治理，简称“两水”改造，使这些企业的污水初步达到了环保排放标准。从我国合成氨工业结构看，根据2000年的统计，大型厂27家，中型厂52家，小型厂616家共695家。其中小型厂生产的合成氨，占氨产量的57.6%以上，生产原料以煤为主，其中煤头（包括无烟煤、焦碳、褐煤等）占69%；气头（包括天然气、油田气、焦炉气、炼厂气）占19.0%；油头（包括重油、渣油和轻油）占12%；近年来由于原油价格上涨，生产严重亏损，使不少油头厂停产。以煤和油为原料制气的合成氨企业，在生产过程中产生大量的造气含酚、氰废水和碳黑废水；不同的净化工艺，产生出含氨、硫化物、油和含酚的废水；以天然气为原、原料制气的合成氨企业由于无大量的造气污水，仅在吸收合成放空气及储罐弛放气中夹带的氨时有稀氨水产生，故其合成氨装置的排污量少得多，氨加工产品的不同又产生不同浓度的含氨废水。6.2.2小氮肥厂污水源：（1）造气污水：主要来自洗涤塔洗涤水，冲渣水。这些水含固量高、温度高、数量大、成份杂。（2）锅炉污水：含尘的污水主要来自冲渣和锅炉排污。（3）脱硫液稀氨水。（4）碳化稀氨水。（5）尿素废液污水。（6）脱盐水反冲水。（7）反渗透浓水。（8）含油污水。（9）甲醇精馏残液（10）排放的冷却水。7.企业概况河南省大通物产有限公司是原修武县东方化工公司的重新恢复启动，于2000年底开车生产，是河南省化工行业的首家民营企业，位于五里源乡东板桥村北，云台大道中段，南至修武县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世界地质公园云台山风景旅游区20km。占地面积244012平方米，公司总资产20780万元，现有员工788人，其中高级职称5人，中级职称30人，生产能力：尿素10万吨/年，合成氨8万吨/年，碳酸氢铵2吨/年，甲醇3吨/年，根据国家关于合成氨工业类别划分标准，河南省大通物产有限公司属中型企业，2006年完成工业总产值19764万元，工业增加值 3083万元，利税278万元。恢复启动初期，公司领导对节能、环保工作即给予高度重视，彻底贯彻基本国策；紧紧围绕节能，环保做文章，使环保理念贯彻到每一位员工的心中，五年多的生产实践表明，围绕环保搞技改，已经给公司带来可观的经济效益、社会效益和环境效益。如今公司绿树成荫、鸟语花香，新落成的二星级宾馆掩映其中，清彻的温泉游泳池，每天都接待众多的游客，灯光球场，健身设施为企业文化的发展注入了新的活力。8、项目建设的条件河南省大通物产有限公司位于修武县城北7公里处，经厂排水渠向南流经东板桥村北与九里山煤矿排水汇合后一起流入大沙河，最终进入卫河，属于海河流域。8.1气象条件：本区属北温带大陆性季风型气候8.1.1气温：绝对最高气温：43.5绝对最低气温：19.9历年平均气温：14.028.1.2降雨量：历年平均降雨量：580.5，最大降雨量：171.6降水量年内分配不均，雨季集中在79月份8.1.3风：全年以东北风和西北风为主导风向历年平均风速：2.9/最大风速：18/s8.1.4气压：历年平均气压：752mmHg8.1.5湿度：历年平均相对湿度：66%8.1.6冰雪：最大积雪量厚度25最大冻土深度198.2地质地貌地震烈度：根据国家地震局1976年9月编制的“中国地震区划图”修武县位于地震烈度为6度的地带，因此在厂内工程中设计时不考虑防震。区域地震历史记载中，对厂区构成影响的地震有：1587年4月10日修武6级地震、1973年10月23日修武县2.1级地震、1973年10月24日焦作西北的2.8级地震和1979年3月20日修武3.5级地震。8.3一次水水质分析报告pH: 7.36TDS: 439.2mg/LCOD: 0.4mg/L电导率： 608s/cm胶体si02 0.4mg/Lsi02 23.4mg/L全硬度（以碳酸钙计）6.98mg-N/L暂时硬度（以碳酸钙计）5.24mg-N/L永久硬度（以碳酸钙计）1.77mg-N/L全碱度5.24mg-N/L游离CO225.4 mg/LK+ 3.5 mg/LNa+ 14.3 mg/LCa+ 106.3 mg/LMg+ 20.4 mg/L铁离子（Fe2+ Fe3+）Cl- 31.8 mg/LSO42- 42.2 mg/LNO3- 21.0 mg/LHCO3- 319.7 mg/L第二章 企业污水现状及报告研究范围1.企业现状概述河南省大通物产有限公司是原修武县东方化工公司的重新恢复启动河南省大通物产有限公司是原修武县东方化工公司的重新恢复启动，于2000年底开车生产，是河南省化工行业的首家民营企业，位于五里源乡东板桥村北，云台大道中段，南至修武县城7km；西至焦作市25km，东到新乡40km，北临世界地质公园云台山风景旅游区20km。占地面积244012平方米，公司总资产20780万元，现有员工788人，其中高级职称5人，中级职称30人，年生产能力：尿素10吨/年，合成氨8吨/年，碳酸氢铵2吨/年，甲醇3吨/年，根据国家关于合成氨工业类别划分标准，河南省大通物产有限公司属中型企业，2006年完成工业总产值 19764万元，工业增加值3083万元，利税278万元。恢复启动初期，公司领导对节能、环保工作即给予高度重视，彻底贯彻基本国策；紧紧围绕节能，环保做文章，使环保理念贯彻到每一位员工的心中，五年多的生产实践表明，围绕环保搞技改，已经给公司带来可观的经济效益、社会效益和环境效益。如今公司绿树成荫、鸟语花香，新落成的二星级宾馆掩映其中，清彻的温泉游泳池，每天都接待众多的游客，灯光球场，健身设施为企业文化的发展注入了新的活力。1.11、全厂生产工艺流程图：第 14 页 共 104 页生产工艺流程图冷冻甲醇脱 硫VIV III II I尿素脱碳脱硫二氧化碳净化氨库合成VVIIVIVIVIIIIIIIII氢氮压缩造 气变 换碳 化 气氨用 户变换气 碳铵产品 尿素尾气 蒸高净 汽锅 炉 蒸汽 煤棒 液型 煤 氨气氨精甲醇产品 食品添加剂液体二氧化碳产品 真解气 闪蒸气尿素产品二氧化碳压缩 常解气 二氧化碳压缩 图22 2、工艺流程说明：生产用原料煤经筛分后进入造气炉，与从锅炉来的经过减压、过热的蒸汽在造气炉内反应生成半水煤气，经过降温、除尘后进入5000M3气柜。气柜出来的半水煤气经萝茨鼓风机加压至0.05MP，送入脱硫塔，使气体中的硫化氢降至85/3左右经静电除焦后送入氢氮气压缩机加压，压缩机二段出口压力为0.81.0MP的半水煤气去全低变工序，在全低变工序半水煤气中的一氧化碳与水(汽态)反应生成二氧化碳和氢气，半水煤气变换为变换气。变换气经变脱工序脱除硫化氢至10/3左右后，去氢氮气压缩机三段进口，三段出口压力为1.82.3MP经脱碳工序脱除二氧化碳。常压解吸出来的含98%的二氧化碳气体经二氧化碳压缩机压缩至20.0MP送入尿素合成；脱碳工序真空解吸出来的含99%的二氧化碳气体去101车间生产食品添加剂液体二氧化碳。(注：如果调整产品结构时，部分变换气送碳化车间制碳酸氢铵产品，碳化出口气体经氢氮气压缩机三、四、五段压缩后送粗醇合成)脱碳后的净化气(主要成份为氢气、氮气，二氧化碳含量在1.01.6%之间)，经过氢氮气压缩机四段、五段压缩后压力升至12.5MP送至粗甲醇合成工序；与变换气经碳化后的净化气一齐进入甲醇合成塔；净化气中的一氧化碳、二氧化碳与氢气合成为粗甲醇。粗甲醇送入粗甲醇贮槽，经精醇工序精馏后入精甲醇贮槽出售。精醇工序的精醇残液进入造气工序作为造气炉夹套补充水变为蒸汽后燃烧以消除残液中的COD含量。出粗甲醇合成工序的气体为醇后气，其中COCO2、0.5%(体积比)左右。醇后气进入氢氮气压缩机六段压缩，六段出口气体压力为2831.4MP进入高压深度净化工序。在高压净化塔中，杂质气体CO、CO2与H2反应，生成H2O(水)和CH4（甲烷），水被冷却分离出去，其余的气体则进入氨合成工序。氢气、氮气在合成氨工序经化学反应生成气氨变为合成塔后气，与从冰机来的液氨进行间接换热，塔后气中的气氨成份被冷却分离变成液氨进入氨库贮存起来供尿素使用。从冰机来的液氨经间接换热变成气氨，去冰机工序被冰机压缩、冷却、液化成为液氨循环使用。合成氨工序中的氢气、氮气则经循环机加压重新进入氨合成塔中进行反应，出氨合成塔的气体中含CH4(甲烷)高的塔后气被放空一部分去氢回收，以维持系统中的气体成分(氢氮比)。经过氢回收，放空气中的氢气由50%57%浓缩至88%93%返回到氢氮气压缩机四段进口。甲烷则由20%左右上升至33%左右，被放空到1000M3气柜供燃烧。氨库放空的驰放气，压力被降低至1.5MP左右进入氨回收，与从尿素来的解吸废液在等压氨回收塔中进行传热、传质，气体中的氨含量由45%降至500PPM左右。尾气放空至1000M3气柜供燃烧，解吸废液变为含氨量为17%左右的浓氨水送碳化供碳化使用或外售。 来自氨库的液氨，经氨泵加压至20MP，与来自二氧化碳压缩机的二氧化碳一起进入尿素合成塔，反应生成尿素，CO2转化率在62%左右。出尿素合成塔的气液混合物去一分塔，经一段分解，液相(一分液)去二分塔。经二段分解后的液相(二分液)去闪蒸蒸发器。经闪蒸蒸发，尿素进一步提浓，又经一、二段蒸发器，尿液被送入造粒塔，经喷雾冷却成颗粒产品尿素外售。一段分解气相经一段吸收后转化为一甲液，由一甲泵加压送入尿素合成塔。经二段分解后的气相则进入二段吸收，吸收液为二甲液由二甲泵加压送入一段吸收。二段蒸发冷凝液（简称二表液）经泵加压至0.70.8MP进入一段蒸发气相洗涤器，冷凝液与气相传质传热，气相中的尿素被洗涤进入液相，液相中的水分被蒸发进入气相。液相被浓缩。含尿素2030%的浓缩液，被补入闪蒸蒸发器。闪蒸蒸发气相经闪蒸蒸发冷凝器冷却后变为一表液。一段蒸发气相被洗涤后进入一段蒸发冷凝器，冷却为一表液，两种一表液被贮存在表冷液槽中。一部分一表液被送入二段吸收变为二甲液。一部分一表液被送入尾吸塔吸收氨和二氧化碳，变为碳铵液送入解吸塔。在解吸塔中碳铵液被加热分解，气相进入二段吸收；一部分液相经冷却后去等压氨回收，另一部分液相进入解吸废液缓冲槽，经加压后与精醇残液一起被送入造气回收利用。工艺流程简图见图21。全厂生产工艺流程见图22。主要反应方程式如下：造气：C+O2CO2+Q CO2+CCO-Q C+H2OCO+H2-Q变换：CO+H2OCO2+H2+Q 甲醇合成：CO+2H2CH3OH+Q CO2+3H2CH3OH+H2O+Q合成氨：N2+3H2NH3+Q尿素合成：CO2+NH3CO(NH2)2+H2O+Q碳铵合成：CO2+H2O+NH3NH4HCO3+Q1.2主要设备主要设备见表21表21生产系统主要设备表生产工序设备名称主要设备型号与规格数量（台、套）造气造气炉261011洗气塔2800180002锅炉吹风气回收炉SHXT101.25A110吨沸腾炉SHF101.3335吨锅炉ZG35/3.82-M1脱硫（半脱、变脱）罗茨机出口冷却塔28001448012600230002脱硫后清洗塔2600184802半水煤气脱硫塔5000380001变换气脱硫塔3400218001熔硫釜600/700-8/10-57601贫液槽10.1511.51再生泵TW200-500DB38SH-9A2脱硫泵TW200500DB310SH-9A1变换低变炉3200/2800152082主热交140010000201饱热塔2000265952板式换热器HBR1.4-5201脱碳脱碳塔3800480001再生塔500/3800420001压缩压缩机4M8（3）-36/32044M20-75/314-V4H22V165/3202水冷器120012474012油气分离器4M8（3）5002870（一段）44001354（二段）45001804（三段）43501330（四段）4159141650（五段）4127181630（六段）4H22V1484123370一段21280104000二段2600101350三段2500142488四段230125五段2199502170六段24M82065061823(一段）440061354（二段450081804（三段）4300161052（四段）4233201121（五段）4201361208（六段）3合成甲醇合成塔100062165352氨合成塔1000114182351冷交换器80590111331氨分离器805981氨冷凝器1800161废热锅炉1200246321高净反应器10101181尿素尿素合成塔1400110343301一分塔900584631二分塔700/6005/636301一段蒸发器2000824101二段蒸发器1600899001一吸塔1000101氨冷凝器A10001273741氨冷凝器B800872391氨冷凝器C800872391解吸塔7005106651尿素CO压缩机4M123油气分离器4M1270041700一段340061400二段330061450三段3179201522四段31.3区域位置及水资源状态河南省大通物产有限公司位于河南省西北部，属于海河水系。1.4供排水现状公司现有6眼深井，总供水能力为360吨/时，合成、尿素有循环水能力9800吨/时；锅炉、造气现有循环水能力为1000吨/时。废水排放量为20吨/时，废水经终端治理后经厂排水渠向南流经东板桥村北与九里山矿排水汇合后一起流入大沙河，最终进入卫河，废水出厂前经在线氨氮检测分析仪分析。1.4.1主要设备（详见下表22）1.4.2主要构筑物（详见下表22）表22全厂供排水（含循环水）主要设备与构筑物循环水名称主要设备名称设备型号与规格数量凉水泵10SH-9A5凉水泵10SH6A4热水泵12SH-13A5热水泵TPOW350440IC3凉水塔700m3/h4凉水塔2500m3/h2凉水塔700m3/h3深井潜水泵200QJ636051深井潜水泵200QJ6350/52深井泵200JCK80-1651凉水泵TPOW300-440IC32.研究范围从保护环境（海河流域）出发，采用先进工艺设备，科学的治理生产污水，减少对海河的排放量，杜绝排污，使生产污水全部纳入循环系统，搞好清洁文明生产，基本实现生产污水零排放。3.研究结果3.1本项目为清洁生产环保综合治理工程。河南省大通物产有限公司采用如下治理方案实现生产污水零排放：（1）造气、脱硫废水处理；（2）DDS脱硫与连续熔硫；（3）废氨水提浓；（4）尿素冷凝液深度水解；（5）甲醇精馏残液处理；（6）废油回收；（7）废水清浊分流、分级使用；（9）终端处理；（10）在线监测系统。3.2本项目总投资1319.96万元，其中固定资产投资1298.15万元，项目满负荷时流动资金21.81万元。申请中央环保专项资金527.98万元，单位自筹资金791.98万元。3.3本工程项目建成后，减少废水排放量60.73万m3/a，是利国利民，造福子孙后代的工程，有显著的环境效益和良好的社会效益。3.4主要技术经济指标见附表：附表：项目综合技术经济指标一览表序号指标名称单位数量备注1生产规模1.1合成氨万吨/年81.2尿素万吨/年161.3甲醇万吨/年31.4食品级二氧化碳万吨/年4.52年操作日天3303废水排放量m3/h13.324吨氨废水排放量m3/tNH31.055减少废水排放量万m3/年60.736吨氨一次水量m3/tNH314.327工程项目总投资万元1319.967.1固定资产投资万元1298.157.2流动资金万元21.818资金筹措万元1319.968.1中央环保专项资金万元527.988.2企业自筹万元791.989年均经济收入万元正常年10成本与费用10.1年均总成本费用万元293.3310.2年均经营成本万元204.5811年均利润总额万元108.5212财务评价指标12.1投资利润率%8.212.2投资利税率%8.212.3全部资金内部收益率%11.312.4全部投资财务净现值（6%）万元483.0912.5全部投资回收期年8.1第三章 污水治理方案1.造气、锅炉废水处理1.1废水处理规模1.1.1概况该厂采用本地无烟煤为原料。配有吹风气余热回收和冷却水循环装置。锅炉有12t/h沸腾炉3台、15t/h燃气炉1台、35t/h沸腾炉1台，正常生产开1台35t/h沸腾炉及1台10吨燃气炉，35t/h沸腾炉锅炉采用静电除尘器，3台10t/h沸腾炉采用麻石水膜除尘器，除尘器排水量为50m3/h，除尘器排水引入造气循环水系统一循环使用。目前，造气循环水主要污染物成份为COD:500mg/L,SS:130mg/L, NHN650 mg/L，排水量13.32 m3/h，造气、锅炉系统外排水中的污染物含量都较高，排入公司现有废水处理装置，导致废水处理装置负荷较重。1.1.2治理规模本方案按总合成氨生产能力年产10万吨设计，利用已有的废水处理装置，将造气、锅炉系统冷却洗涤水合并处理与使用，结合污水零排放治理项目进行调整改造，废水处理循环量为1000 m3/h，实现含固、含氰废水零排放。1.1.3治理目标（1）废水治理回用根据厂方提供的造气循环水水质现状与零排放改造目标治理回用，确定治理方案。（2）废渣回收利用原料煤消耗按1280kg/tNH3计。炉渣量：2.403t/h,含碳量14.8%,作沸腾炉掺烧料。细灰量：0.646t/h,含碳量78-82%,作燃料。煤泥量：0.215t/h,含碳量18-25%,作燃料掺烧料。1.2循环水量的平衡与分配设计条件：洗气塔煤气进口温度140，煤气出口温度35，循环水温差15，蒸汽分解率44%。1.2.1造气、锅炉系统循环水用量洗气塔上水量：824 t/h气柜水槽上水量：22 t/h锅炉除尘上水量：90 t/h富裕量：64 t/h合计：1000 t/h1.2.2造气系统新增水量夹套与余热锅炉排污水：0.33 t/h过热蒸汽冷凝产生水：13.33 t/h合计：13.66 t/h1.2.3造气系统循环损失水量炉内排渣带走水：0.96 t/h细灰带走水：0.19 t/h凉水塔蒸发水：18.48 t/h凉水塔风吹损失水：1.1 t/h合计：20.73 t/h1.2.4锅炉系统洗涤损失水量高温烟气带走水：6.50 t/h飞灰带走水：1.34 t/h红灰渣冷却带走水1.32 t/h合计：9.16 t/h1.2.5造气、锅炉系统循环总损耗水量9.1620.73-13.6616.23 t/h1.3现状分析1.3.1目前该厂造气、锅炉水处理系统未完全实现闭路循环，外排废水中污染物含量很高，排放的废水经公司现有的废水处理装置后，经大沙河流入卫河汇入海河流域。1.3.2系统有絮凝、净化、澄清（煤泥、水）等分离装置，但效果不佳，使得悬浮物含量长期在较高浓度下运行，循环水中的胶体与悬浮物结合变稠，影响循环使用。1.3.3废水量大、沉淀空间小，停留时间短，沉淀效果差，清洁方式为人工出渣，出渣不及时，清浊难分。1.3.4系统装置上还缺乏部分从质到量的处理监测分析能力和措施。1.3.5但该厂有分系统独立循环冷却水系统的基础条件，生产规模大，管理水平高，通过本方案改造后可以实现零排放。1.4治理方案的选择要实现造气、锅炉废水零排放必须采取五项技术措施：即稳定造气工艺、深度净化水质、强化水质冷却、完善水质调整、控制水量平衡。1.4.1稳定造气工艺把好入炉原料关，优化造气工艺条件，提高蒸汽分解率，造气废水综合治理，首先要做到白烟、白渣排放，白水循环。从源头上解决废气、废渣、废水的处理。1.4.2改造粗、细渣沉淀池，使废水的沉淀、停留、时间达到2.53.0小时以上；新增行车式抓斗，将粗、细渣及时捞出，增加灰渣过滤池使渣水过滤分离；新增塔板澄清器，建造煤泥浓缩池，将澄清器排放的煤泥废水增浓；增加压滤机使带水煤泥分离，而不形成二次处理与二次污染；确保废水在处理中的沉淀空间、停留时间和分离效果。1.4.3完善水质调整（1）COD含量的高低，对半水煤气的洗涤、冷却和水系统的内循环不形成直接影响。（2）氰化物在冷却塔曝气时的释放浓度，在酸性条件下高，在碱性条件下相对低，因此循环水应保持在弱碱性条件下运行。（3）PH值高低决定着设备管道的腐蚀与结垢程度，同时影响着氰化物的释放浓度，因此应根据循环水系统的实际情况，补充适量废氨水或缓蚀、阻垢剂等。使PH值保持稳定在微碱性状态下7.58.5之间。（4）采用微涡流塔板澄清技术，添加絮凝剂，采用渣层隔离过滤技术使悬浮物浓度达到50mg/L以下。做到清浊分离，达到深度净化的目的。1.4.4强化水质冷却将造气冷却水、锅炉除尘水混合处理与使用，定期清洗凉水塔喷头确保其运行效果；使循环水温差达到15以上，凉水塔出口水温度能有效地控制在32以下。1.4.5控制水量平衡根据系统各用水点洗涤冷却水的流量要求及各水池液位高度，合理补加水量：加强循环水量；加强循环水量的监控与水质调整管理，实现水质、水量的有效平衡。1.5 造气废水处理新增主要设备简介及其原理1.5.1微涡流塔板澄清器该设备是一种集混合、絮凝、分离于一体的新型高速澄清器，基本过程是：经初级沉淀后的造气废水与絮凝剂，在热水泵出管道内强烈混合，进入第一、第二反应室，因室内置有多层反应塔板，将废水中的悬浮物产生微小絮体。这些小絮体具有极强的吸附能力，在借助塔板产生的“微涡流”动力下与药剂在多层板组成的反应室内逐步长大成大絮体，并将无数小颗粒杂质吸附成大颗粒杂质。室内还置有固液高速斜管分离装置，利用斜管隔离作用，人为地缩短杂质的沉淀距离和时间，达到固液分离、净化水质、除去杂质的目的。设备还采用沉淀活性泥重复利用技术，既能有效吸附，又能除杂，还能使药剂费用下降30%以上。1.6 造气、锅炉废水处理工艺1.6.1流程简述（1）由造气、锅炉工段来的废水，首先进入粗细渣沉淀池，使大部分煤渣与细灰在此沉淀、分离，然后进入热水池；废水由热水泵抽出与计量泵送来的絮凝剂进入出口反应管内充分混合后，再进入微涡流塔板澄清器，将废水中悬浮物的粒子絮凝长大、澄清、分离，使水得到高度的净化。净化后的水进入凉水塔的填料上，经引风机引风冷却，水自上而下流入清水池，由清水泵送回造气、锅炉除尘工段循环使用。（2）粗细渣沉淀池内的灰渣由行车抓斗捞至渣水分离池；澄清器排放的煤泥排放至浓缩池缩水，煤泥由泥浆泵送至压滤机压滤；煤渣和煤泥外运作燃料。（3）渣水分离池、浓缩池、压滤机分离出来的废水返回沉淀池进入沟，循环处理。1.6.2工艺流程示意图方块流程见图31、设备管道流程见附图（A61LP02）。煤渣冷却水送造气、锅炉来自造气、锅炉的废水渣水分离池污泥浓缩抓斗粗细渣沉淀池热水池凉水泵凉水池凉水塔压滤机澄清器热水泵计量泵加药池水、蒸汽、絮凝剂煤渣图31造气、锅炉废水处理方块流程示意图1.6.3主要建构筑物及设备见表311.6.3主要建构筑物及设备见表31表31主要建构筑物及设备名称规格或型号数量结构投资项目污水凉水泵10SH9A2污水热水泵10SH9A2污水备用泵10SH9A1凉水塔700M/h11.7 环境与经济效益通过本方案的改造，造气、锅炉系统冷却、除尘水实现完全闭路循环和含氰、含尘废水的零排放；可减少污水排放量59.4万吨/年、COD的排放340.56吨/年、SS85.932吨/年、氨氮371.844吨/年。实现废渣二次利用，可回收造气炉渣1.903万吨/年，作锅炉燃料；细灰0.51万吨/年。作建材生产或生活燃料。从而实现造气、锅炉废水、废渣的综合治理。2.脱硫与连续熔硫2.1熔硫方法的确定：2.1.1概况该厂现有半水煤气、变换气脱硫装置采用DDS湿法脱硫，硫磺回收采用间歇式熔硫。间歇式熔硫具有脱硫液损耗多，操作及管理工作量大等弱点。2.1.2 治理方案（1）规范现有的工艺流程和设备设施，将半水煤气与变换气脱硫装置内的泡沫集中回收，统筹处理。（2）淘汰现有的间歇式熔硫方式，采用连续熔硫的专利技术。（3）考虑到半水煤气和变换气清洁程度不同，为了避免脱硫液混杂，半水煤气脱硫和变换气脱硫产生的硫泡沫采用分开回收的设计。2.1.3治理目标将硫泡沫连续熔硫精制，生产99.5%的一级工业硫磺。2.2连续熔硫技术的原理硫泡沫进釜的过程。是个不断被加热的过程。受热的气泡破裂，粘于膜上的细小颗粒聚集变大向下沉降，进到釜底高温区熔融，连续地排出釜外，成型出产品。与硫分离的清液上浮，从釜顶上排出回到脱硫系统，达到悬浮硫含量5ppm，工作液循环使用。2.3工艺流程简述2.3.1来自半水煤气脱硫系统的含硫脱硫溶液，经富液槽由再生泵打进喷射再生槽。自吸空气再生后，分离了硫泡沫的脱硫溶液进入贫液槽。经脱硫泵加压返回脱硫系统循环使用。2.3.2来自变换气脱硫塔的含硫脱硫溶液，带压进入变换脱硫液再生槽，自吸空气再生后，分离了硫泡沫的脱硫溶液，进入变脱贫液槽，经多级泵加压，返回变脱塔循环使用。变换气经变脱塔脱硫后，进入气液清洗塔，净化降温后经压缩进入脱碳工段。2.3.3半水煤气和变换气脱硫再生槽中形成的硫泡沫，由各自的塔顶溢流至硫泡沫槽，经初级分离，液体返至富液槽，硫泡沫由泵送至熔硫釜，逐步加热提温，硫化物聚集变大下沉，进到釜底高温区熔融，连续排出釜外，冷却成型得到硫磺产品。相反清液上浮，从釜上部排出，返回贫液槽进入系统。2.3.4工艺流程图工艺流程图见附图A61LP03。2.4主要设备选型表32半水煤气主要设备表设备名称规格或型号数量备注再生槽800860054001贫液槽300056001富液槽DN50006000121硫泡沫槽DN300045001脱硫泵新TPW200500（）B6再生泵8SH131硫泡沫泵50ZWL20403熔硫釜90059351表33变换气脱硫主要设备表设备名称规格或型号数量备注再生槽500067001贫液槽150065001富液槽300032001硫泡沫槽脱硫泵再生泵D2804333硫泡沫泵50ZWL2040熔硫釜2.5经济效益分析（1）用连续熔硫技术，硫磺回收率高达99.5%。按年产合成氨10万吨（含3万吨甲醇）计，每年可以回收硫磺267吨。每吨售价400元，每年收入10.7万元。（2）用连续熔硫技术，降低了劳动强度和管理难度，有利于生产的长周期运行。2.6可能存在的问题若原料气脱尘不好，硫磺质量就很难得到优良的品质，严重时还会堵塞釜内通道。因此，工厂应搞好除尘、除焦，并在釜下加蒸汽处定期吹扫，保证连续熔硫的正常运行。3.含氨废水提浓回用3.1概述以生产尿素、甲醇为产品的合成氨生产中，合成弛放气、放空气中都含有一定量的氨必须回收，工厂一般采用水吸收，这就存在着生产系统中水平衡与氨回收的效果问题。若加入水量过多，氨水浓度低，循环利用率更低，必然有大量的含氨废水排放，既影响经济效益又污染环境不，要做到水来衡、氨回收、气利用，使环境、经济效益同步，实现含氨废水零排放。采用本方案能得到有效的保障。根据尿素生产的工艺过程与反应原理，每生产一吨尿素约产生300400公斤水（含NH3;CO2由后续处理），本方案利用尿素表冷液深度水解后的工艺软水，回收合成弛放气、放空所气中的氨。采用先吸收、后蒸氨的回收新工艺，实现含氨废水零排放。3.2设计参数3.2.1设计规模按目前合成氨生产能力11万吨/年，其中：合成氨8万吨/年，甲醇3万吨/年，尿素13万吨/年进行设计。3.2.2 回收物主要物性（1）弛放气组成弛放气组成见表3434弛放气组成气体组成H2CH4ArN2NH3合计Nm3/tNH320.73815.6491.6535.71664.565108.321%19.14514.4471.5265.27759.605100 （2）合成放空气组成合成放空气组成见表35：35合成放空气组成气体组成H2CH4ArN2NH3合计Nm3/tNH373.37019.1605.79324.4738.470131.266%55.914.6004.4118.6406.450100 3.3工艺用水量的确定弛放气、放空气回收氨量：8万吨合成氨工段小时氨产量10.1 t/h、进入蒸氨系统蒸氨的氨量：（64.565+8.470）1799%/22.454.87 Kg/tNH3、蒸氨系统的氨水量（200 tt）：取氨水浓度17%，需要的水量为X，则10.154.87/（10.154.87+X）17%X2705.74 Kg/h、氨水的量为10.154.87+2705.743259.93 Kg/h，取氨水密度为0.926103 Kg/m3，送入蒸氨系统的浓氨水量为3.52 m3/h。3.4工艺条件与指标的选择3.4.1氨水浓度（1）工艺软水0 tt（2）第二等压回收塔3040tt（3）第一等压氨回收塔出口200210tt（弛放气）（4）高压净氨塔出口200tt（放空气）弛放气、放空气回收200tt的浓氨水去蒸氨系统。3.4.2各系统压力A、回收系统压力1、放空气回收系统（带膜分离氢回收装置）（1）高压净氨塔12.013.0mpa（2）清洗塔10.012.0mpa2、弛放气回收系统压力等压回收塔压力1.82.0mpaB、蒸氨系统（1）进料加热器、蒸氨器、再沸器1.61.8mpa（2）冷凝器、回流槽1.451.6mpa3.4.3回收系统温度A、回收系统1、放空气回收系统稀氨水温度352、弛放气回收系统氨水温度（1）第一等压回收塔3560（2）第二等压回收塔35B、蒸氨系统（1）再沸器出口温度200220（2）冷凝器液氨出口温度35（3）蒸氨塔气氨出口温度1203.5工艺流程1、放空气回收氨水流程(1)膜分离提氢合成来放空气经两级高压净氨（压力12.014.0mpa）减压、除沫至10.0mpa进入膜分离提氢。（2）来自尿素深度水解后的工艺软水与蒸氨后的冷凝液进入回收水罐，经加液泵加至第二级清洗塔净化吸收氨后，再由往复泵加至第一高压净氨塔吸氨，当氨水浓度达到17%（200 tt）时送至氨系统蒸氨。2、弛放气回收氨水处理流程（1）合成来弛放气经第一、第二等压回收塔压力1.82.0mpa除氨后，减压送燃料气气柜，再送至锅炉燃烧，副产蒸汽。（2）来自尿素冷凝液深度水解后的工艺软水（少量补充）与蒸氨后的冷凝液进入回收水罐经加液泵加至第二、第一等压回收塔吸收氨，当第一等压回收塔氨水浓度达到17%（200 tt）时，送至分离器。3、蒸氨系统流程（1）从分离器抽17%的浓氨水由增压泵送至进料加热器，与蒸氨塔出来的清液换热，氨水进入蒸氨塔与再沸器来的蒸汽直接接触，氨水中的氨蒸发与水汽混合进入气相，气氨和水汽与回流槽来的液氨接触水汽与氨凝结成氨水往下进入循环，气氨进入冷凝器冷却成为液氨进入回流槽。（2）蒸氨塔分离下来的热水（含氨较低）分两路，一路进入再沸器与外供蒸汽换热汽化，产生蒸汽进入蒸氨塔循环蒸氨、凝结。另一路经减压进入进料加热器，预热由增压泵送来的浓氨水，再进入水冷器，冷却后的回收水返回到回收罐循环使用。合成两气与氨回收见通用设计图（A042G03、A042G04）。3.6 蒸氨系统设备性能参数见表36：表36蒸氨系统设备性能参数表序号设备名称规格型号数量（台）性能参数1等压回收塔DN1200190001设计压力：2.695Mpa；设计温度：802氨精馏塔DN800240001设计压力：1.80Mpa；最高工作压力：1.70mpa；设计温度：2033再沸器DN8001设计压力：壳程2.75Mpa；管程1.90mpa；设计温度：壳程230；管程210；换热面积：100 m24进料加热器DN3501设计压力：壳程1.80Mpa；管程1.90mpa；设计温度：壳程203；管程160；换热面积：60 m25水冷器DN3501设计压力：壳程0.5Mpa；管程2.25mpa；设计温度：壳程40；管程80；换热面积：30 m26冷凝器DN800F100m21设计压力：壳程0.5Mpa；管程2.6mpa；设计温度：壳程50；管程100；换热面积