硫磺制酸及余热发电项目可行性研究报告
思瀚产业研究院 鲁北化工 奥福    2025-01-15

1、项目概况

项目位于山东省滨州市无棣县埕口镇山东鲁北高新技术开发区。场地内布置 60 万吨/年硫磺装置以及配套的公用工程设施，包含循环水站、空压站、配电室、机柜间等。园区北至大口河堡、南抵孙岔公路、西至漳卫新河、东到马颊河，是重要的工业聚集地和经济增长极，是国家生态工业示范园区、山东省首批循环经济试点园区拟建工厂厂址符合开发区总体规划要求，能够满足生产装置的用地需求，并能按规范设计有一定比例的消防通道、管线走廊、绿化面积和预留用地等。

本工程项目建成投产后，工厂的总运入运出量约为20 万吨/年。大宗物料运输主要集中在硫磺的进厂和成品硫酸的出厂。硫磺通过汽车运输至厂内硫磺堆场和液硫储罐。硫酸成品通过管道输送至下游用户。本工程除购置必要的地磅等称量设施外不再另购运输设备，工厂对外运输均依靠社会运输力量承担。

本项目总投资 32972.54 万元，工程项目报批投资 32798.53 万元，其中建设投资32000万元，建设期利息 723.96 万元。

本项目贷款 23000 万元，贷款有效利率 3.91%，其它企业自筹。本项目营运期需流动资金 248.58 万元，由企业自筹。

本项目建设期 2 年，建设投资在建设期内全部投入，流动资金在生产期内按生产负荷逐年投入。

2、项目提出的背景

山东鲁北化工股份有限公司是山东鲁北企业集团总公司独家发起，采用募集方式于1996 年设立的股份有限公司。经过二十多年的艰苦创业，目前已发展成为年超26万吨钛白粉、45 万吨甲烷氯化物、30 万吨磷铵、10 万吨复合肥、40 万吨硫酸、60 万吨水泥、0.55 万吨溴素、100 万吨原盐生产规模，涉及钛白粉、甲烷氯化物、化肥、水泥、盐业等业务板块的上市公司。

鲁北化工在多年的发展过程中，遵循生态规律，应用循环经济理念和系统工程的思想，通过实施技术集成创新，创建了磷铵副产磷石膏制硫酸联产水泥协同处置含硫废物产业链、钛白粉清洁生产产业链、海水资源深度梯级利用产业链等循环经济产业链，形成了鲁北循环经济生态工业模式。

今后，鲁北化工将以新旧动能转换工程为契机，坚持多元化发展战略，利用公司自身的产业基础、区位、循环经济和资源优势，稳步推进钛产业产能扩张、上下游整合的同时，建设环保、高端、国内有广泛影响力的大型钛产业示范基地；围绕海水资源深度梯级利用，完善延伸海水资源深度梯级利用产业链，打造高效、生态、循环型海洋科技产业基地；依托现有的甲烷氯化物生产装置，并围绕基础化工、循环经济和资源化利用，打造全新的“氟、硫、硅、磷”循环产 业链，力争成为国内领先的氟化工材料产业基地；全力推动废弃物资源化利用技术研发、推广应用工作，打造废弃物循环利用产业中心。力争到“十四五”末，打造形成“3 基地+1 中心”产业架构的精细化、高端化、智能化、现代化化工产业上市公司。

3、投资的必要性及经济意义

硫酸是工农业生产的基本原料，它广泛地应用于磷肥、复肥、石油化工、食品等行业。硫酸受区域影响较大，通常销售半径不超过 200-300 公里，因此硫酸的价格受区域内生产企业及用户开工率影响也较大。目前园区内硫酸缺口较大，部分企业需要从外地采购硫酸，在经济下行的环境下运输成本也是各企业需要考虑的因素，在此背景下，我公司新建60 万吨/年硫磺制酸及余热发电装置，有助于缓解园区内企业的运输成本压力。

硫酸的用途主要用于园区内企业生产肥料及钛白粉，项目建成后配套硫酸输送管网，有助于降低下游产品的生产成本，减少运输硫酸带来的公共危险。同时本项目副产大量蒸汽，可供给园区内氧化铝、钛白粉等生产装置使用，完善鲁北循环经济产业链。

4、技术的可靠性

近年来我国在经过多套年产 30 万吨、年产 40 万吨、年产60 万吨、年产80万吨等规模的大型硫磺制酸装置设计的基础上，通过不断地完善及改进工艺、提高设备生产强度、改进设备结构及材质、采用进口催化剂，使大、中型硫磺制酸装置的技术与装备接近国外水平。对于本项目年产 60 万吨硫磺制酸及低温热回收装置，考虑引进进口催化剂，其余工艺技术完全可以国产化。

我国的硫酸厂众多，总产量也比较大，多年来我国硫酸行业累积了丰富的经验，特别是八十年代以来引进了国外大型硫酸装置比较先进的技术，结合自己的技术，水平不断提高。近几年来，我国在硫磺制酸技术上也有了快速的进步。我国硫磺制酸在实践中不断摸索，技术上已经比较成熟、可靠。规模从小型装置到大型的生产30 万吨、40万吨、60 万吨、80 万吨，从设计到运行均比较成功。技术上基本达到国外同类装置的先进水平。在规模上我国已有多套相当规模的硫磺制酸装置设备设计和运行业绩，在设计高操作强度设备方面也有了成功的经验，这些经验，为 40 万吨/年硫磺制酸装置的设计奠定了可靠的基础。

60 万吨/年硫磺制酸装置，属大中型硫磺制酸装置常见的规模，关键设备如空气鼓风机、精硫泵、酸循环泵及酸冷却器等，国内已有成熟的制造经验，完全可以实现国产化。经过多套中大型硫酸生产装置的操作实践，在生产操作和管理方面，我国也已经相当熟练地掌握了硫磺制酸工艺技术。从管理和操作的角度来看，主要的困难在于其技术的复杂程度和人员对其的熟悉程度，而不在于其装置规模。以上分析表明：在技术的可靠性方面，60 万吨/年硫磺制酸装置规模是可行的。

5、国内外工艺技术概况

目前世界硫酸生产技术基本上都是采用接触法工艺，硫酸工业的技术和装备水平已处在较高水准上。我国自改革开放以来，随着几套大型硫酸装置的技术引进以及“八五”国家重大技术装备的科技攻关，使得我国的硫酸工业技术和装备水平都有了长足的发展，大型硫酸的国产化水平不断提高，与国际先进水平的差距不断宿小。主要表现在以下几个方面：

（1）生产装置向大型化发展

由于单体设备生产效率不断提高，为装置的大型化创造了条件。目前世界硫酸单系列最大生产能力为沙特阿拉伯的 5050 吨/日装置。一般新建规模＞3000 吨/日，由于装置大型化，对节约投产，提高生产率，降低生产成本等方面效果显著。

我国自上世纪八十年代以来，已相继建成南化、铜陵年产 20 万吨硫铁矿制酸装置、云峰年产23万吨硫铁矿制酸装置、大峪口年产 56 万吨（两系列）和黄麦岭年产28 万吨硫铁矿制酸装置、瓮福福年产 80 万吨（两系列）和鹿寨、江铜、云浮硫铁矿年产各40 万吨硫铁矿制酸装置。

国内单系列硫铁矿制酸装置的能力为 40 万吨/年，也是世界上最大的单系列硫铁矿制酸装置。硫磺制酸更利于大型化、国产化，从上世纪八十年代开始，我国建设有几十套30万吨～100 万吨/年的硫磺制酸装置。特别在云南、贵州、湖北多套60 万吨、80万吨大型硫磺制酸装置相继建成投产，使得我国大型化硫磺制酸装置设计水平、装备水平、生产水平日臻成熟，已达到国际先进水平。我国的硫磺制酸大型化、国产化已步入了一个成熟可靠的阶段。

（2）提高总转化率、严格控制尾气中 SO2排放量

为了减轻尾气对环境的污染影响，国内外普遍采用两转两吸制酸工艺。我国国家环保部于 2011 年 3 月 1 日发布 《硫酸工业污染物排放标准》GB26132-2010，新标准规定新建硫酸装置尾气中 SO2最高允许排放浓度为 400mg/m3，特别地区为200mg/m3，硫酸雾最高允许排放浓度 30mg/m3，特别地区为 5mg/m3。国内大多数新建装置采用进口催化剂，总转化率达到 99.9%以上的水平，以确保尾气排放达到新排放规定。

（3）余热利用效率提高

随着能源价格的提高，越来越重视硫酸装置的热能利用率，从而提高装置的经济效益。我国大中型硫铁矿制酸及硫磺制酸装置中硫铁矿焙烧和硫磺焚烧及转化部分的高、中温位余热均已回收利用。近年来，我国吸收酸中的低温位热量的回收利用已经发展成熟，低温位热能用于产生低压蒸汽。我国硫酸装置特别是硫磺制酸90%以上的装置均设低温热回收系统。

（4）技术和装备水平不断提高

硫酸工业作为基础工业，加上它所处理介质的高温、强腐蚀性等特点，被科技界、工业界广泛关注。国际上硫酸工业的技术和装备水平已处在较高水准上，我国近十年来硫酸工业的设计、技术和装备水平均有较大的提高，已达到国际先进水平。

就硫磺制酸来说，年产 80 万吨硫酸火管锅炉、大型不锈钢转化器、高效吸收塔相继投入运行，国产大型浓硫酸泵的性能亦基本达到国际先进水平，高硅不锈钢槽管式分酸器、带阳极保护的浓酸冷却器已在国内广泛使用，自行设计的带旁流盘环板换热器已在多套大中型装置中适用，均已取得了降低系统压降、提高传热系数的满意效果，并使设备布置更为紧凑。催化剂的开发研究也取得长足的进步。

6、主要设备说明

（1）焚硫炉

焚硫炉为供硫磺焚烧生产 SO2气体的设备。由于硫磺燃烧反应迅速，一定量的液体硫磺经喷雾和空气一起送入炉内，便迅速燃烧而产生一定浓度的SO2气体。焚硫炉结构简单、容积强度大，国内外从小容量到大规模装置，一般均采用卧式钢制圆筒内衬保温砖和耐火砖结构。硫磺通过喷枪喷入炉内，进炉空气与雾化后的硫磺充分接触燃烧。

为强化硫磺与空气混合均匀，炉内设置 2 道挡墙。为保证焚硫炉燃烧硫磺的完全和高效，硫磺喷枪是关键部件，不同喷枪的主要区别在于硫磺雾化的方式及喷入炉膛的方式。目前，一般采用机械雾化，硫磺喷枪的要求是：形成易于气化的微粒、喷雾角要大，雾化行程短，且能均匀分散。为防止炉内高温引起的损坏和防止因受热而引起的硫磺粘度上升，喷枪带蒸汽夹套。国外常用的喷枪有数种，如开米柯喷枪、LURO 喷枪等，但均为专利产品，价格十分昂贵。

近年来，我国对硫磺喷枪的开发研制进行了许多工作，并已在年产 30 万吨、40 万吨、60 万吨、80万吨等硫磺制酸装置中投运。从运行情况看，国产喷枪的性能和使用寿命较好，价格低廉。本装置的焚硫炉，须设置 3 支喷枪，每个喷枪的的能力折合硫酸产量约为600 吨/天，如需降低产量，则可抽出一支喷枪，根据操作条件需要进行调节，以保证最佳的喷雾状态。

近年来，我们在为用户提供的硫磺制酸装置中多台焚硫炉的设计、施工和使用中累积了比较丰富的经验，60 万吨/年硫磺制酸装置的焚硫炉从结构设计到材质选择均达到较先进的水平。

（2）干吸塔

干吸塔是指干燥塔和第二吸收塔。本硫磺制酸装置设计的干吸塔的主要结构：塔体为立式圆筒形内衬耐酸砖，塔内填料支承采用球拱。壳侧设有人孔和视镜，以便除雾器的安装、检修和观察。根据工艺技术方案，本装置进炉的空气在干燥塔塔内用98%的硫酸干燥除去空气中水分，并经塔顶除雾器除去夹带的酸雾后，再送入焚硫炉内。

为延长空气鼓风机的寿命，干燥塔采用低压降丝网除雾器。第二吸收塔出于酸温高、雾量大、雾粒细，为保护后面的尾吸工段设备达标排放，采用烛式纤维除雾器。过去，国内干吸塔的酸分布器大部分采用堰槽挂钩的形式，该分酸器出分酸槽和分酸爪组成，因加工制造、安装难以达到设计要求，生产中往往出现分酸不均、酸沫夹带严重等问题。

且单位面积布酸点少、使用寿命短。近几年来，国内投产的大型硫酸装置多采用国产化的铸铁或合金管式酸分布器，它是由一根分酸主管和多根分酸支管组成，酸液出酸泵送入分酸主管，由分酸主管分配至各分酸支管，再由各分酸支管上开设的分酸孔喷淋至填料表面。具有结构简单，重量轻，制造、安装及维修较方便等优点，单位面积分酸点数达 20~27 个/m2。

本项目采用高硅不锈钢槽管式分酸器，槽管式分酸器是结合了槽式、管式分酸器各自的优点而发展起来的一种高效的分酸器，采用溢浪式设计-等流量均匀分酸，分酸均匀，单位面积分酸点数达 40 个/m2，同时可避免管式分酸器易堵塞的缺点。塔底设计分为碟形底和平底两种方案。

蝶形底出酸口在最低部位，生产或停车时可使塔底积酸全部排尽，为防止塔内填料碎片带至循环槽中打坏酸泵叶轮，因此在出酸口设置了特殊结构的防涡流装置。这种碟形底结构不需要大的混凝土平台，设计有若干根支腿将整个塔支撑。平底结构为刚性基础，下设等间距工字钢梁若干，底板加工制作方便，砌筑容易，但需要大的混凝土平台，且塔底如发生漏酸无法处理。本装置拟采用碟形底结构。

（3）转化器

工艺设计要求转化器有较高的转化率和较长的操作周期，这主要取决于催化剂的性能和设备合理的结构设计。国内转化器大部分采用国产催化剂，催化剂用量多，总转化率不高，使用寿命短，很难达到较高的尾气排放标准。

为保证工艺技术方案的实现，本设备中所使用的催化剂采用国外性能较好的催化剂。本装置转化器采用 304 不锈钢材质，为立式圆筒形加外保温结构。由于不锈钢具有较好的耐高温性能，因此与碳钢转化器相比，以转化器为中心的转化工段气体泄漏现象大大地减少，转化工段的环境极大地改善，将转化器的一段布置在设备最下层，既使高温管线缩短，又方便了筛分频率较高的第一段催化剂的筛换。

设备自下而上由若干立柱支承隔板和格栅。隔扳由不锈钢板焊接为整体，保证层间气体不串流，立柱在隔板处设计特殊的连接结构。格栅搁置在立柱凸台上，上铺耐热瓷球和不锈钢丝网，再铺放催化剂。设备底部采用滑动式支腿，保证了设备的径向位移，满足设备在工作状态下的高温膨胀变形要求，也为设备底部实施保温提供了方便。

（4）废热锅炉

废热锅炉采用自然循环火管锅炉，锅炉分上、下锅筒和前后烟箱。上锅筒为汽包，通过上升、下降管与下锅筒连接，上升管同时作为汽包的支座。汽包内设置汽水分离器、两端均有人孔装置。上、下锅筒均用钢板（20G-GB713）卷焊而成。下锅筒内布置蒸发受热面（火管）。管板采用挠性管板，前管板炉气侧用特制的耐热混凝土防护，火管的炉气进口端设置高强度、耐热刚玉套管，从而保证管板承受较小的温差应力。另外，下锅筒设有两个支座，其中炉气进口端为固定支座，另一端为滑动支座。滑动支座底部采用聚四氟乙烯板作支承垫，摩擦系数小，有利于炉体的热膨胀。

7、财务分析结论

从项目投资现金流量表分析，本项目税后主要经济指标财务净现值达10259.79万元，财务内部收益率达 18.99%，投资回收期 6.45 年(含建设期),高于基准收益率，综合上述，认为本项目可行。本项目的财务分析根据化工行业平均内部收益率为基准，经过分析该项目的收益率较好。因此从化工行业角度看，本项目盈利水平较高。

8、结论

本报告按照可行性研究报告内容和深度所规定的要求，对山东鲁北化工股份有限公司年产 60 万吨硫磺制酸及余热发电项目、公用工程方案、总图运输方案等进行了研究并进行了财务和经济分析。研究报告结论如下：山东鲁北化工股份有限公司年产 60 万吨硫磺制酸及余热发电项目原料从国外引进，以满足生产需要，其原料来源和质量有保证。

山东鲁北化工股份有限公司年产60万吨硫磺制酸及余热发电项目位于山东鲁北高新技术开发区，园区和本公司内有较完整的公用工程设施和生活服务设施，公司自身具备较强的机电维修能力，对生产操作和管理具有一定的经验。本项目依托公司内部的技术力量和人才优势，再引进主要技术骨干，生产岗位人员通过培训掌握硫酸装置的生产、操作。采用的工艺技术先进、成熟可靠、适用，使各项指标处于国内先进水平。

技术装备立足于国产化。本项目仅考虑引进国外的催化剂。余热回收利用率高达90%以上，设计中除了充分考虑回收焚硫及转化过程的高、中温位热能外。干吸工段的低温位热能都加以利用，回收，用以产生低压蒸汽的新技术。采用“3+1”两转两吸制酸技术，采用进口优质催化剂，使二氧化硫转化率达到99.9%以上，增设了尾吸工段，使放空尾气污染物含量低于国家规定的排放新标准。严格执行国家字环保部 2011 年 3 月，颁布实施的新标准《硫酸工业污染物排放标准》的要求排放尾气，从而大大降低对环境的污染。

硫酸装置回收余热达 6016.365MJ/t 酸，抵偿全部燃料及动力消耗外，仍多出5902.998MJ/t 酸，折标准煤 201.669kg/t 酸，即本装置也不仅生产硫酸产品，而且也相当于为公司每年提供 12.1001 万吨标准煤，达到硫酸装置能耗先进值。本项目估算建设投资 32972.54 万元。

年总成本费用32563.56 万元，年平均利润总额税前为 6378.91 万元，税后为 4784.18 万元，所得税后内部收益率18.99%，投资回收期税前为 5.67 年（含建设期），税后为 6.45 年（含建设期），高于基准收益率综上所述，本项目可行性研究报告认为：山东鲁北化工股份有限公司年产60万吨硫磺制酸及余热发电项目，在技术上是可行的；经济上是合理的，该装置的建成不仅具有良好的经济效益，而且具有广泛的环境和社会效益。

完整版可行性研究报告依据国家部门及地方政府相关法律、法规、标准，本着客观、求实、科学、公正的原则，在现有能够掌握的资料和数据的基础上，主要就项目建设背景、需求分析及必要性、可行性、建设规模及内容、建设条件及方案、项目投资及资金来源、社会效益、经济效益以及项目建设的环境保护等方面逐一进行研究论证，以确定项目经济上的合理性、技术上的可行性，为项目投资主体和主管部门提供决策参考。

此报告为摘录公开部分。定制化编制政府立项审批备案、国资委备案、银行贷款、产业基金融资、内部董事会投资决策等用途可研报告可咨询思瀚产业研究院。