2019年某化工集团年产36万吨离子膜烧碱工程可行研究报告.doc

某化工集团年产 36 万吨离子膜烧碱工程可行性研究报告 1 总 论
1.1 概述 1.1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人 项目名称:******集团公司 36 万吨/年离子膜烧碱工程 主办单位名称:******集团公司 企业性质:有限责任公司 法人代表:** 1.1.2 可行性研究报告编制依据和原则 1.1.2.1 编制依据 (1)中国**化学工程公司与******集团公司签订的******离子膜烧碱工程设计 合同,合同编号为:**。 (2)******集团公司提供的设计基础资料。 (3)中国**化学工程公司与******集团公司双方协商签定的会议纪要。 1.1.2.2 编制原则 (1)本可行性研究报告编制的内容和深度按照[化计发(1997)426 号]文颁布 的《化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定》 。 (2)严格执行国家和各部委颁发的现行标准和规范。 (3)按积极、稳妥、可靠、实事求是的原则,深入调查研究,做多方案的比较 和科学论证,以优化工程技术方案。 (4)充分选用国内先进成熟、可靠适宜的工艺技术和设备。最大限度地降低项 目的目标成本,节约能源,改善生产条件,节省人力,提高企业的技术水平和经济 效益。 (5)密切结合企业的实际情况,按照一体化、露天化、轻型化、社会化、国产 化的原则,在积极采用已消化吸收的国外生产工艺技术、设备制造技术和积极汲取 老企业在多年生产和管理中积累起来的丰富经验的基础上,确定必须引进国外工艺 技术及关键设备的范围。 (6)认真贯彻执行国家及地方的环境保护、 “三废”治理、综合利用、劳动保 护、安全卫生、消防方面的法律、法规及其与主体工程建设实施“三同时”的原则。 趁新项目建设之良机,做到点源治理和集中处理相结合,妥善处理“三废” ,必须达

标排放,使企业在获得经济效益的同时也获得更好的环境效益和社会效益。 1.1.3 项目提出的背景、投资的必要性及项目的发展优势 1.l.3.1 企业概况及项目提出的背景

******(集团)有限责任公司是由**矿务局改制而成的现代特大型企业, 是华东重 要的煤炭基地。****集团所辖 1400 平方公里的煤田区域含有丰富的煤、铁、石膏、 高岭土、铁矾土、焦宝石等矿藏。现有 13 对矿井,年产原煤 1300 多万吨,有煤炭、 电力、建材、化工、机械制造、房地产、农牧养殖等八大产业。年销售收入 70 亿元。 在全国煤炭行业利税十强这一,被国家列入 512 户国有大中型企业。新矿集团坚持 “以煤为本、多种经营、综合开发”的方针,加快煤炭扩大区的开发建设,确保主 体产业不断发展状大;积极调整产业结构,重点发展电力、化工、轻纺、建筑材料、 机械制修等支柱产业。实施大集团、大公司战略,搞好资本运营,实现低成本扩张, 尽快建成跨地区、跨行业、跨所有制经营的大企业集团。 **市**盆地位于**市西南 25Km,分布于**西北一带的岩盐矿藏资源极为丰富, 矿区面积 36.33Km2,已探明储量 75 亿吨,是全国最大的岩盐矿床这一,其中 B 级 储量 1.74 亿吨, C 级储量 15.27 亿吨, D 级储量 58.2 亿吨, 盐矿层埋藏深度 750~1700 米,单层厚度一般 1~15 米之间,该矿床地质结构简单易开采,卤水杂质少,供采卤 水 NaCl 含量高达饱和,含硝低,品位高,氯化钠品位(含量)平均达到 86.7%,生 产的盐可直接食用,是发展盐化工业的良好资源。**市委市政府高度重视并决心招 商引资开发利用这一天然资源,新矿集团正进行企业再造产业调整,向非煤产业多 元化发展,“干事创业,五年百亿”再造一个“矿区”的目标,在这种形势下,**** 集团决定利用这一资源。 随着泰山盐化工一期 10 万 t/a 烧碱、10 万 t/a PVC 项目于 2006 年 10 月和 12 月 顺利投产运行。此工程可充分利用一期的公用设施,以节约投资,此工程是进一步 发挥**丰富的盐矿资源及集团公司煤炭资源优势,将资源优势转化为生产力,促进 矿区经济及地方经济的发展,符合**省委工作会议提出的“干事创业,建设新**” 和新矿集团公司“干事创业,五年百亿”的目标;该项目可以进一步发挥**煤电、 氯碱的综合优势,形成集团公司煤、电、氯碱、建材、造纸、冶金等的产业链。特 别是该项目自备电动力车间的建设,将大降低产品用电成本,使产品在市场上的竞 争优势更加明显,效益更加可观;工程全部竣工后,将成为全国 29 个年产过 10 万 吨的氯碱企业之一,其经济效益将十分可观平;该项目的建设,对促进集团公司产 业调整,实现非煤产业由安置型向效益型的转移具有积极影响,产品具有较好的市

场前景,集团公司及周边的造纸、电厂、电解铝都需要大量的烧碱,集团公司内烧 碱年需要量纸 2.5 万吨,为本公司提供了良好的市场前景。 **地处东部沿海发达地区的中心,距北京 500 公里,距上海 700 公里,地理位 置十分优越,交通四通八达。 铁路有京沪线通过,并西接京九大动脉,还有即将开 工的京沪高速铁路纵贯南北;陆路有京沪、京福高速公路和 104 国道穿境而过,并 在**交汇;空路与济南国际机场有高速公路相联,距离 80 公里;海路与青岛、烟台、 日照等港口有铁路和高速公路网连接,相距 300 公里左右。所以在泰山****石膏工 业园区建设本项目具有十分优越的交通优势和资源优势。 1.1.4 研究范围 本报告是对以卤水为原料生产烧碱的装置,对工艺方按进一步的优化,从而提 出先进合理的工艺技术方案,作出市场预测和投资估算,并对企业的经济效益作出 财务评价。 主要工程范围如下: A、主要生产装置 (1)原卤处理 (2)一次盐水 (3)二次盐水及电解 (4)氯气处理 (5)废氯气处理 (6)氢气处理及盐酸合成 (7)液氯包装及冷冻 (8)蒸发 (9)罐区 (10)空压制氮 (11)冷冻站 (12)气柜 B、配套公用工程及辅助装置 (1)综合楼(含中央化验室、中央控制室、办公会议室利旧) (2)地中衡(利旧) (3)备品备件及维修(利旧) (4)1#变配电所

(5)2#变配电所 (6)变电及开关所 (7)整流所 (8)循环水站 (9)水预处理及消防泵房 (10)污水中和 (11)全厂总图运输 (12)全厂供排水 (13)全厂消防 (14)全厂外管 (15)全厂供电 (16)全厂电信 1.2 研究结论 本工程财务评价的初步技术经济指标 项目总投资 其中:建设投资 建设期利息 铺底流动资金 年均销售收入 年利润总额(税后) 101789.3 万元 94669.11 万元 5258.44 万元 1861.76 万元 81640 万元 8103.90 万元

项目财务内部收益率(税前) 15.67% 项目财务内部收益率(税后) 12.50% 项目财务投资回收期(税前) 7.09 年(含建设期 2 年) 项目财务投资回收期(税后) 7.95 年(含建设期 2 年) 以上主要技术经济指标表明,工程项目建成投产后经济效益较好,企业具有一 定的抗风险能力。 主要技术经济指标对照表 表 1-2-1
序号 一 项 产品方案 目 名 称 单 位 产 数 量 量 商品量 备 注

序号 1 2 3 4 5 二 三 1



目 名 称





数 360000 200000 100000 29595 80000

量 147111 100000 100000 29595 26000





32%(wt)烧碱(折 100%) 50%(wt)烧碱(折 100%) 99%(wt)烧碱(折 100%) 液氯 31wt%高纯盐酸 年操作时间 主要原材料、燃料用量 原盐 卤水 NaCl 300g/l Na2CO3 NaOH≥32%(wt)

吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 小 时

8000

吨/年 吨/年 吨/年 吨/年 吨/年

163080 1247606 5760 2880 5.76 180.00 54000.00

也可以全用卤水

2 3 4 5 6 四 1

纯碱 烧碱 螯合树脂 三氯化铁 高纯盐酸

100%(wt)NaOH

FeCL3 HCL 31%(wt)

吨/年 吨/年

公用动力消耗量 供水(新鲜水) 正常用水量 最大用水量 m3/h m3/h 425 500 含循环水补水 和制纯水用水

2

供电 直流电 动力电(不含直流电) kWh/年 kWh/年 792,000,000.00 46,061,385.16

五 1 2 3 七

运输量 运入量 运出量 工厂总运输量 全厂定员 其中 管理人员 生产人员 人 人 142 344 吨/年 吨/年 吨/年 人 183019 1134188 1317206 486

序号 八 九



目 名 称













厂区占地面积 工程项目总投资 其中外汇

公顷 万元 万美元 万元 万美元 万元 万元 万元 万元 万元 万元 5163.37 1848.46 81640.16 69458.02 11656.47 2914.12 (30%) 92937.24 99949.07

1

建设投资 其中外汇

2 3 十一 十二 十三 十四 十五 1 2

建设期利息 铺底流动资金 年销售收入 年总成本 年销售利润 所得税 财务评价指标 总投资利润率 投资回收期 投资回收期

% 年 年 % % 万元 万元

12.79 6.87 7.71 16.66 13.29 27992.32 10859.52 税前 含建设期 2 年 税后 含建设期 2 年 税前 税后 税前 税后

3

项目财务内部收益率 项目财务内部收益率

4

财务净现值 财务净现值

2 市场预测
2.1 烧碱市场 2.1.1 产品现状及用途 烧碱是重要的基本化工原料,广泛用于化工、轻工、纺织、印染、医药、冶金、 玻璃、搪瓷以及石油等工业,在国民经济中占有重要的地位。烧碱在纺织印染工业 中可用作棉布退浆剂、煮炼剂和丝光剂,在化学工业中可用于生产硼砂、氰化钠、 甲酸、草酸、苯酚等,在石油工业中可用于精炼石油制品,并可用于油田钻井泥浆 中。烧碱还可用于造纸、纤维素浆粕、肥皂、合成洗涤剂、合成脂肪酸的生产以及 动植物油脂的精炼,也可用于生产氧化铝、金属锌和金属铜的表面处理以及农药方 面。食品级烧碱产品在食品工业上用作酸中和剂,可作柑桔、桃子等的去皮剂,以 及脱色剂和脱臭剂。 氯碱工业产品烧碱、氯气、氢气的下游产品多达 900 多种。 工业上生产烧碱的方法有苛化法和电解法两种。苛化法按原料不同分为纯碱苛 化法和天然碱苛化法;电解法可分为隔膜电解法、水银电解法和离子交换膜法。目 前,全世界已投产、在建或已签约的离子膜电解装置己超过烧碱总产量的 50%。 2.1.2 全球烧碱产能分析 世界烧碱产能主要分布在北美、欧洲和亚洲,占总产能的 92%以上,亚洲更是 高达 40% 左右。就发展趋势而言,欧洲的烧碱产能缓慢增长趋势,北美、亚洲的增 长速度较快,高于世界平均增长水平。据不完全统计目前(截止 2005 年底)全球烧碱 的总产能在 6069 万吨,其中北美:1542 万吨,拉丁美洲(包括墨西哥) :210 万吨, 西欧:1152 万吨,东欧:440 万吨,中国:1471 万吨,日本:445 万吨,亚洲其他: 539 万吨,中东和非洲:250 万吨,大洋洲:20 万吨。

亚洲其他 8.9%

中东和非洲 4.1%

大洋洲 0.3% 北美 25.4%

中国 24.2% 日本 7.3% 东欧 7.2% 西欧 19.0%

拉丁美洲、墨西哥 3.5%

图2-1-1

世界烧碱产能分布图

2.1.3 中国烧碱2001-2006年市场分析 2.1.3.1 中国烧碱生产状况 随着世界经济以及中国经济不断的发展,烧碱行业尤其是中国的烧碱行业也获 得了飞速发展的机会。随着中国经济进入增长周期上升阶段,在宏观调控和局部降 温形势下,经济发展取得了令人刮目相看的业绩,保持了“快、好、稳”的发展态势, 从 2001 年开始经济增长率(GDP)平均值高于 8%,经济的发展带动烧碱的发展, 特别是最近一两年,产能增加迅速。下面简单列举 2001-2005 年中国烧碱产能、产 量、开工率。 2006 年国内烧碱产能仍然保持大幅增长的趋势,其中**、江苏、河南的烧碱产 能位于全国的前三位,其产能同比增长率分别为 19.8%、12.8%和 6.1%。**、江苏 是传统的烧碱大省,而河南则是今年的后起之秀。河南当地烧碱行业的快速发展, 与当地下游氧化铝需求大幅增长是息息相关的。

1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 产能(万吨) 产量(万吨) 开工率 2001年 845 732 87% 2002年 980 823 84% 产能(万吨) 2003年 1070 939.9 83% 2004年 1190 1060 89% 845 732 84% 83% 87% 1070 939.9 823 89% 1190 1060

1471 1240

90% 89% 88% 87% 86% 85% 85% 84% 83% 82% 81%

980

2005年 1471 1240 85% 开工率

80%

产量(万吨)

图 2-1-2 2001-2005 年中国烧碱产能、产量、开工率比较图 全国烧碱产能一览表(截止到 2006 年 6 月) 表 2-1-1
地区 上海 江苏 浙江 江西 安徽 福建 广东 广西 ** 辽宁 吉林 隔膜 9 100 35.6 29 5 28.2 11.5 17 158.5 15 9 离子膜 68 112 58 14.5 18 4 9.4 12 168 43.75 5 合计 77 212 93.6 43.5 23 32.2 20.9 29 326.5 58.75 14 比例 4.7% 12.8% 5.7% 2.6% 1.4% 1.9% 1.3% 1.8% 19.8% 3.6% 0.8%

地区 黑龙江 北京 河北 内蒙古 山西 天津 河南 湖北 重庆 湖南 四川 云南 贵州 陕西 甘肃 宁夏 青海 新疆 合计

隔膜 12 6 34.5 23.5 25.2 36 49.5 28.5 11.3 20.5 48.4 3.5 6 13 9.5 13.5 1 1.5 761.2

离子膜 5 10 50 21 32.5 36 51.5 19.3 4.5 24.5 30 3 14 14 1 14 1 48 891.95

合计 17 16 84.5 44.5 57.7 72 101 47.8 15.8 45 78.4 6.5 20 27 10.5 27.5 2 49.5 1653.15

比例 1.0% 1.0% 5.1% 2.7% 3.5% 4.4% 6.1% 2.9% 1.0% 2.7% 4.8% 0.4% 1.2% 1.6% 0.6% 1.7% 0.1% 3.0% 100%

重庆 1% 湖北 3% 河南 6%

湖南 3%

四川 5%

新疆 3%

上海 5%

江苏 13%

浙江 6% 江西 3%

天津 4% 山西 3% 内蒙古 3% 河北 5% 山东 20%

辽宁 4%

图 2-1-3

全国烧碱产能分布比例图(截止到 2006 年 6 月)

2006 年上半年国内烧碱产量稳步增长,从 3 月份开始产量的累计增长率就在 20%以上。 与去年同期产量增长率相比基本持平略有升高。 由于今年投产的产能本身 就较多,且去年年底的部分项目推迟到今年上半年投产,所以产能增加直接促使产 量大幅增长。 2006 年上半年全国烧碱产量一览表 表 2-1-2
1月 本月 产 量 累计 比去年 同期增长 本月 累计 108.43 14.4% 14.4% 218.99 19.1% 19.3% 344.67 21.2% 21.3% 465.3 19.8% 20.6% 592.23 16.6% 20.4% 717.83 23.4% 20.0% 108.43 2月 110.56 3月 122.88 4月 120.63 5月 127.24 6月 125.77

130 125 120 115 110 105 100 95 1 2 3 4 108.43 110.56 122.88 120.63

127.24

125.77

5

6

图 2-1-4

2006 年 1-6 月份烧碱产量走势图

我国现有烧碱生产企业 220 余家,2006 年上半年全国烧碱总产量 717.83 万吨, 同比增长 20%,其中离子膜烧碱产量 218.58 万吨(不完全统计) ,同比增长 35%。 固、片碱加工量约 40 万吨。烧碱产量较大的省份是**、江苏、浙江、四川、天津、 河南、河北。 国内各省市烧碱产量增长幅度不均匀,其中同比增长率在前五位的省份是宁夏、 陕西、内蒙古、新疆、河北,而烧碱产量同比减少的省市是吉林、广东、重庆、北 京、上海以及福建。可以看出,西北地区烧碱产量与去年同期相比增幅较大,因为 西北地区新增产能较大且开工率受到的影响较小。而烧碱产量同比减少的省市大多 在东南部沿海经济较发达地区,开工受到诸多因素如电力、环保等限制,加之其产 能本身较少,检修对产量的影响也较为突出。 2006 年 1-6 月各省烧碱产量一览表 表 2-1-3
排名 1 2 3 4 5 地区 ** 江苏 四川 浙江 天津 2006 年上半年 1553849 976949 435694 422226 391695 2005 年上半年 1288496 765103 344542 364430 341340 同比增长率 20.6% 27.7% 26.5% 15.9% 14.8%

排名 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29

地区 河南 河北 辽宁 山西 湖北 湖南 上海 内蒙古 新疆 江西 宁夏 广西 福建 安徽 广东 北京 哈尔滨 陕西 贵州 吉林 甘肃 重庆 云南 青海

2006 年上半年 377273 345727 320339 218146 208290 198307 198086 182433 178919 148292 135788 124183 120890 111426 105778 82915 75339 72511 50412 39797 38233 33637 26350 5111

2005 年上半年 310506 267586 276619 185550 206250 164723 202008 133816 133889 116907 53969 109763 121945 93984 109562 85620 61675 52941 42112 48505 36456 34776 25824 5397

同比增长率 21.5% 29.2% 15.8% 17.6% 1.0% 20.4% -1.9% 36.3% 33.6% 26.8% 151.6% 13.1% -0.9% 18.6% -3.5% -3.2% 22.2% 37.0% 19.7% -18.0% 4.9% -3.3% 2.0% -5.3%

2.1.3.2 中国烧碱市场价格走势 烧碱的价格在2003年以前保持了比较平稳的发展态势,进入2004年以后,由于

行业的全面复苏,烧碱的价格开始上涨,但是同时也面临了成本上涨,整体来看, 发展的势头相对稳定,价格大起大落出现的可能不是很大。进入2005年以后由于产 量过剩,烧碱的价格开始走低,但由于烧碱本身产品价值相对较低,因此价格的波 动基本会以随着成本上下震动的变化为主。 2005年国内烧碱价格一路走高,虽然烧碱产能已经大幅增加,但对市场造成的 影响显然还未表现出来。到2005年下半年,烧碱价格开始从峰顶回落,这种下滑趋 势一直延续到2006年的4月份,经历了烧碱市场的漫长“冬季”。烧碱价格迟迟不见 起色,引起市场的不安定气氛,由于新增产能已经陆续投放到市场,价格竞争在所 难免,低价位货源频频出现,不断冲击着烧碱厂商的心理底线。预计2008年,烧碱 市场将进入盘整回落的通道中。 2001-2006年烧碱价格表(以30%隔膜碱为例) 表2-1-4
1月 2001 2002 2003 2004 2005 2006 382 396 391 419 548 517 2月 385 396 395 423 555 496 3月 382 396 397 436 568 466 4月 392 396 389 443 590 450 5月 391 399 388 449 594 434 6月 392 403 388 461 575 443 7月 393 390 384 462 545 8月 386 393 384 477 545 9月 385 392 379 496 529 10 月 384 385 379 503 527 11 月 389 391 380 537 522 12 月 390 393 380 545 519

650 600 550 500 450 400 350
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6
2001 2002 2003 2004 2005 2006

300

图 2-1-5

2001-2006 年烧碱价格走势图

2006年1-6月,从各企业销售情况看,离子膜碱销售好于隔膜碱,高浓度碱销售 好于低浓度碱。经济发达地区销售好于经济落后地区。
560 540 520 500 480 460 440 420 400
30%隔膜碱 32%离子膜碱 1 517 549 2 496 530 3 466 525
30%隔膜碱

4 450 514

5 434 509

6 443 516

32%离子膜碱

图 2-1-6

2006 年 1-6 月中国烧碱市场价格总体走势对比图

2.1.3.3 中国烧碱行业进出口情况

2001年后国内烧碱企业大力拓宽出口地区和渠道, 改变了过去一直依赖东南亚 和韩国市场的局面。
60 50 40 30 20 10 0 固碱 液碱 2001年 30.42 29.34 29.34 23.66 14.19 2002年 23.66 14.19 30.42 26.5 10.69 2003年 26.5 10.69 固碱 18.2 13.9 2004年 18.2 13.9 液碱 2005年 30.7 54.8

54.8

30.7

图 2-1-7

2001-2005 年中国烧碱出口情况走势图

2006 年1-6月中国烧碱进口总量为573827.2吨,其中固碱219878.5吨,液碱 353948.8吨,与去年同期相比增幅为66.23%。 近年来,由于中国烧碱供大于求的现象愈发明显,中国烧碱出口数量连续几年 保持快速增长的势头,进口数量呈现逐渐减少的趋势。 据海关数据统计,中国2005年进口烧碱的总量为46551.439吨,其中固碱 16172.191吨, 液碱 30279.248吨。 2006 年1-6月中国烧碱进口数量与去年同期相比大 幅锐减,其中固碱进口上半年总量为 9268 吨,液碱进口总量仅为4688吨。 中国已经成为烧碱的净出口国,国内烧碱走向国际市场成为一个必然趋势,近 几年出口的比例将会逐年增加。 2.1.3.4 中国烧碱市场需求构成

烧碱是基本化工原料,在国民经济中得到广泛应用。其传统消费领域主要为轻 工、纺织和化工行业,其次是医药、冶金、稀土金属、石油、电力、水处理及军工 等行业。近些年随着各行业产品结构的调整,轻工行业呈明显的下降趋势,其他行 业基本维持原有水平。随着国民经济的发展,我国烧碱消费量还将持续增长。 2005 年中国烧碱消费构成情况表 表2-1-4

消费领域 比例%

轻工 23.2

化工 33

纺织 19.8

医药 4.5

冶金 6.7

水处理 3.3

石油 3.2

其它 6.3

冶金 6.7% 医药 4.5%

石油 水处理 3.2% 3.3%

其它 6.3%

轻工 23.2%

纺织 19.8%

化工 33.0%



2-1-8

2005 年中国烧碱消费构成情况图

1995 年我国烧碱消费量为 458.44 万吨,到 2000 年已达到 648.23 万吨,1995~ 2000 年烧碱消费量的年均增长率为 5.9%。 2000~2005 年我国烧碱消费量年均增长率 为 5.4%。据中国石油和化学工业协会统计,2005 年我国烧碱主要消费行业产量增长 情况见下表: 表2-1-5
消费领域 氧化铝 胶粘纤维 纸浆 箱板纸 肥(香)皂 合成洗涤剂 合成洗衣粉 农药原药 染料 2004年 698.76 97.28 1560.18 564.41 69.79 433.30 267.12 86.58 99.07 2005年 860.87 118.00 1954.90 675.60 71.60 494.40 294.10 103.90 106.10 同比% 23.2 21.3 25.3 19.7 2.6 14.1 10.1 20.0 7.1

消费领域 火力发电/亿kWh

2004年 17650.84

2005年 19857.20

同比% 12.5

从上表可看出, 2005 年我国烧碱主要消费行业产量与上年同期比较年均增长 15.6%。虽然我国国内的烧碱产能近几年相对于国内需求来说一直处于过剩状态,但 是随着工业的发展,特别是有色金属工业的快速发展,烧碱的市场需求量也在逐年 增加,其价格呈微升趋势,区域市场特征较为明显。 据有关部门数据显示,中国烧碱的下游消费接下来几年仍将保持稳步增加的趋 势,但是速度和幅度低于烧碱产量的增加速度。烧碱供大于求的现象也不可逆转。 下面为烧碱消费的预测: 2007 年消费量为 1275 万吨,2008 年消费量为 1367 万吨, 2009 年消费量为 1485 万吨,2010 年消费量为 1611 万吨。 2.1.4 中国烧碱市场影响因素分析与总体走势预测 从目前的情况来看, 烧碱行业正处于成长期到成熟期的过渡阶段, 中国的烧碱行业 的发展已经获得了长足的进步, 但是行业的发展并不十分规范, 企业之间的竞争还非 常激烈, 市场还有待进一步的整合。 从1962年到2004年,中国烧碱工业的发展经过了9次波动,平均周期为4.5年,最 长的一次波动周期为9年, 最短为2年; 最近20年, 高峰期分别发生在1984、 1988、 1992、 2000、2004年。烧碱行业的波动基本与国民经济的波动保持同步:当国民经济的增长 率上升时,烧碱行业的增长率也上升;当国民经济的增长率下降时,烧碱行业的增长 率也下降,具有比较好的一致性。 但近年来烧碱行业的波动基本呈收敛趋势, 历次波 动的极差 (波峰与波谷之差)变化趋势是越来越小。2003年以后中国烧碱行业呈现景 气高峰期,利润极高,投资也高,世界的烧碱行业也是这样,2005-2006年世界烧碱 行业的景气高峰结束, 根据近两年的中国烧碱行业投资情况看, 发展趋势也与世界相 同。 2007年,仍是中国烧碱扩产扩能相对比较集中的一年,由此带来的影响仍将导致 烧碱市场的竞争将更加激烈, 利润水平将有所降低, 由于烧碱供大于求的现象已经不可 逆转,更多的企业将会寻求出口外销的渠道来分销过剩的烧碱。 届时华南市场可能会不断有北方货源到达, 市场也会因此波动频繁。 华东地区也 将成为各家企业重点争夺的消费区域, **的 货源仍将大批销往江浙地区。 华北天津的 片碱市场将受到内蒙、 山西等地区货源的影响, 片碱出口货源会进一步增加。 东北、 西 南等地区因为地理位置,市场相对独立,受到外地货源 影响较小。整体来看, 华北以

及**、江苏等地仍是国内烧碱产量相对比较集中的地区,该区域企业的市场价格也将 对明年的市场价格起到一定的风向标的作用; 除此之外, 来自新疆、 内蒙等西部地区的 货源,凭借其成本方面的优势,也将对市场价格形成一定的冲击。 2.1.4.1 中国烧碱市场影响因素分析 下面利用美国哈佛商学院迈克尔· 波特教授的波特五力模型对影响烧碱市场的主 要因素作一下具体的分析: (1)行业生产商之间的竞争 确定烧碱行业现有厂商的竞争程度,其关键是准确判断厂商间的竞争会给盈利 能力带来多大的压力。烧碱竞争厂商的竞争行动往往围绕降低价格而展开,很明显 降低了行业利润水平,所以可以认为烧碱行业的竞争是激烈的。 据中国氯碱网统计,2006年中国新增产能377万吨,产量的急剧增加同需求增长 相对缓慢的矛盾必将使得产量过剩的情况更加明显,烧碱价格走低似乎也不可不免。 由于目前国内大规模提高聚氯乙烯产能, 随之而来的烧碱产能同步剧增, 而国内市场消 化能力有限, 因此导致烧碱行业后期竞争将非常激烈, 市场争夺会异常残酷, 产品价格 比拼也会更加火热。 如此众多的烧碱生产商逐鹿于中国市场,竞争是很激烈的。竞争除了价格上,在 技术、成本、产品品种、原料供应等方面也普遍存在。 (2)潜在竞争者的竞争 中国烧碱行业处于快速成长阶段。 从利润前景来看, 由于以聚氯乙烯为代表的氯 产品利润可观。 聚氯乙烯的行业利润率是要高于平均行业利润率的。 因此为满足对氯的 需求, 作为配套装置的烧碱装置是必不可少的。 所以, 不断增长的中国氯碱市场这块大 蛋糕吸引了大量的资本向行业汇集。 伴随着聚氯乙烯市场的快速增长,在可以预见的 未来, 行业吸引力仍会保持较高的状态,在这种情况下,配套的烧碱潜在的进入者对 烧碱行业来讲也是一种强大的竞争力量。 (3)替代品的威胁 烧碱的主要替代产品—纯碱行业已连续6年保持较好的发展势头。总的来看纯碱 工业产品质量、 品种和技术水平迅速提高。 随着国内纯碱总量的不断增加, 近年来纯碱质 量也有很大提高, 重质纯碱及低盐优质重质纯碱产量逐年扩大。 近几年, 中国纯碱工业 的技术水平、 设备水平有了很大提高, 经过几十年的发展中国纯碱工业已跻身世界前 列。 (4)供应商的权力

原料盐方面, 在没有大的自然灾害出现的情况下, 由于海盐、 井矿盐的大量扩产, 明年原盐的产量应该可以满足烧碱生产的需要, 另外部分企业采取盐碱联产的办法, 因此原盐供应紧张的局面估计不会出现,而原盐的价格也将保持相对合理的价位。 运输方面的影响。 从2005年8月1日起, 国家对购买和和运输危险化学品采取许可 证管理制度, 颁发了 《剧毒化学品购买和公路运输许可证件管理办法》 和 《危险货物运 输管理规定》 。 新规定的实施将使液碱的区域性更加明显, 运输方面也将面临运费上涨 的压力。 电力成本的影响。电在隔膜碱中占成本的81%,在离子膜碱中占62.3%。2004年, 中国有2000万千瓦以上的电力缺口,并且对氯碱企业优惠电价已经基本取消,氯碱行 业用电成本幅涨较大。 (5)购买者的权力 烧碱的购买者数量众多,规模大小也不一致。由于从总体上来看, 购买者的采购 量不是很大, 这样在与烧碱行业的谈判中不存在优势。整体来说, 烧碱购买者对于行业 来讲是一种较小的竞争力量, 但是由于购买者转向竞争品牌或者替代品的成本相对较 低,所以竞争依然存在。 另外国家产业政策方面的影响,在出口退税方面,在中国氯碱工业协会的努力下, 2006年烧碱的出口退税仍将继续保持,这无疑给出口企业带来了利好消息。中国已经成 为烧碱的净出口国,国内烧碱走向国际市场成为一个必然趋势,近几年出口的比例 将会逐年增加。 国内氯仍将产不足需,以聚氯乙烯为代表的耗氯产品对氯形成了强大的需求。 因 此影响国内烧碱市场的主要因素会是PVC的拉动,由于PVC需求增长较快,对氯的需 求将继续加大。 2.1.4.2 中国烧碱市场总体走势预测 由于国际原油价格持续上涨, 造成石化产品供应紧张, 在市场中造成的影响很大, 这已经影响到氯碱工厂开工率。 国内市场原材料价格上涨的推动和下游需求增长等诸 多因素导致国内烧碱市场总体比较平稳,价格保持相对高位。华东、华南地区尤为 明显,形成南高北低的价格分布。 从国内市场分析,国内烧碱供大于求的局面2006年将越发明显。原本烧碱市场就 已经饱和, 但是扩产仍在继续。 2005 年国内烧碱产能增加迅速, 到年底产能已经达到 1471万吨,据中国氯碱网初步统计,2006年全年烧碱的扩产在377万吨左右,到 2006 年底达到1520万吨左右,烧碱扩产带来的负面影响不容忽视。

2006年国内氯仍将产不足需, 以聚氯乙烯为代表的耗氯产品对氯形成了强大的需 求, 氯产品也是氯碱行业的产值支柱产品, 因此成为竞相关注的焦点。因此影响2006 年国内烧碱市场的主要因素会是PVC的拉动,由于PVC需求增长较快,对氯的需求将 继续加大。因大部分PVC的扩产都与烧碱的扩产同步进行,PVC行业的快速发展必将 带动烧碱产量增加。 烧碱的市场压力将进一步加大,烧碱市场竞争将会非常激烈,产 品价格比拼也会如火如荼,价格总体下滑趋势难以逆转。 从2006年氯碱产品的发展趋势来看,氯碱失衡的现象将会越来越严重,氯碱企 业以PVC的利润来弥补烧碱亏损,烧碱市场供大于求的局面难以逆转,价格下滑趋势 不可避免。各烧碱企业要走出低位现状一方面要想办法把多余的烧碱销往国际市场, 通过企业间联合,实现规模出口, 实施远洋战略, 扩大港口规模, 开发欧美市场, 才能 减轻国内市场巨大的压力。 另一方面要加速烧碱下游产品开发, 上下游行业间整合, 扩大企业自用量, 减少市场投放量。 从长远来看,2006年的烧碱市场由于国际化工景气周期高峰年已经过去,增速将 继续回落。 在此大环境的影响下, 下游市场也将受到一定影响, 需求增速将放缓, 市场 形势不容乐观。但氯碱企业也不必盲目悲观,进入2007年以后烧碱的扩产步伐将逐渐 放缓,市场也将逐渐走向理性、健康的发展道路。 总体预计,未来几年中国烧碱市场价格将呈现平稳的走低态势,但出现大幅下跌 的可能性不大。 2.1.5 本项目烧碱市场分析

(1)在行业竞争状况和发展趋势方面: 由于烧碱行业集中度低和产品差异小,因此本行业基本属于完全竞争行业;体 现产业规模优势。 成本、工艺技术和规模是决定烧碱企业竞争能力的主要因素; 目前国内烧碱供需基本平衡,存在产能过剩压力;从发展趋势看,国内烧碱市 场竞争压力将会逐步加大,国际市场将会逐渐成为国内烧碱的重点消费市场; 从成本方面来看,本项目具有原盐和电价较低的企业具有优势,成本低廉;目 前烧碱消费主要集中在华东和华北,从运输方面看,无需长距离运输,可就地消耗 和外售。 (2)目标市场分析 1)**境内 虽然**烧碱产量逐年上升,但由于**境内化工门类齐全,市场需要较大,目前

整体价格方面呈现平稳趋势,30%隔膜碱的主流价格在 480-500 元/吨,32%离子膜 碱的主流价格在 500-530 元/吨。 2)广东、福建和浙江烧碱市场情况分析 广东、福建和浙江三省共有烧碱企业 20 余家,2004 年三省合计总产量约 114 万 吨,占全国总产量的 10.8%。这三个省份的烧碱需求各有其特点。浙江的主要消费 行业为精细化工、农药、印染;福建主要消费行业是化工、漂染和造纸;广东的烧 碱消费行业主要是化工漂染和冶金。三省的用碱企业都是本省主要经济增长点。从 近几年看,此三省的烧碱需求将以 10%的速度增长,预计到 2010 年,此三省的烧碱 需求总量将达到 249 万吨。因此,这三个省份可以作为本项目的目标市场之一。 3)国外烧碱市场情况 东欧、中东、南亚由于经济总量的增加,烧碱市场缺口很大,主要依靠进口。 根据今后国际市场上烧碱产业的发展趋势,依靠海港优势,预计东欧、中东、南亚 可作为本项目产品的目标市场之一。 (3)产品价格分析 烧碱价格主要取决于生产成本,而生产成本又主要取决于能源价格。同时,随 着供求关系的变化以及地区的差异,烧碱产品价格波动也很大,但总体来看,这两 年烧碱(折 100%)的价格基本在 1550~2500 元/吨波动。 2007 年,对于国内烧碱企业而言,仍将是扩产扩能相对比较集中的一年,由此 带来的影响仍将导致烧碱市场的竞争将更加激烈,利润水平将有所降低。由于烧碱 供大于求的现象已经不可逆转,更多的企业将会寻求出口外销的渠道来分销过剩的 烧碱。届时华南市场可能会不断有北方货源到达,市场也会因此波动频繁。华东地 区也将成为各家企业重点争夺的消费区域,**的货源仍将大批销往江浙地区。华北 天津的片碱市场将受到内蒙、山西等地区货源的影响,片碱出口货源会进一步增加。 东北、西南等地区因为地理位置,市场相对独立,受到外地货源影响较小。整体来 看,华北以及**、江、苏等地仍是国内烧碱产量相对比较集中的地区,该区域企业 的市场价格也将对明年的市场价格起到一定的风向标的作用;除此之外,来自新疆、 内蒙等西部地区的货源,凭借其成本方面的优势,也将对市场价格形成一定的冲击。 影响价格走势的主要因素有: 据中国氯碱网统计,2007 年我国新增产能 377 万吨,产量的急剧增加同需求增 长相对缓慢的矛盾必将使得产量过剩的情况更加明显,烧碱价格走低似乎不可不免。 国家产业政策方面的影响,国家对氯碱高耗能行业的支持政策越来越少,在国

家提倡清洁生产、循环经济、节约社会的大政策下,氯碱企业的用电优惠将会打一 定的折扣,但是用电紧张的情况会得到缓解。在出口退税方面,在中国氯碱工业协 会的努力下,2007 年烧碱的出口退税仍将继续保持这无疑给出口企业带来了利好消 息。 原料盐方面,在没有大的自然灾害出现的情况下,由于海盐、井矿盐的大量扩 产,明年原盐的产量应该可以满足烧碱生产的需要,另外部分企业采取盐碱联产的 办法,因此原盐供应紧张的局面估计不会出现,而原盐的价格也将保持相对合理的 价位。 运输方面的影响。从 2005 年 8 月 1 日起。国家对购买和和运输危险化学品采取 许可证管理制度,颁发了《剧毒化学品购买和公路运输许可证件管理办法》和《危 险货物运输管理规定》 。新规定的实施将使液碱的区域性更加明显,运输方面也将面 临运费上涨的压力。 从国内市场供需状况分析,预测 2007 年烧碱市场将延续销量增加,区域市场特 征明显的趋势。

3 产品方案和生产规模
3.1 生产方案 3.1.1 烧碱 离子膜电解生产的 32%烧碱,一部分直接供应就近市场需求和内部生产使用; 另一部分浓缩生产成 50%液碱及固碱,向国外市场销售。 3.1.2 液氯及高纯盐酸 离子膜电解生产的氯气、氢气,大部分氯气供下游装置生产。为平衡剩余氯气 量和处理事故氯气量,并保证企业装置系统有足够的氯平衡系数,配备适量规模的 盐酸。 3.2 产品品种、规模及商品量 本项目公称能力 36 万吨/年烧碱。 产品品种、规模及商品量及氯平衡详见表 3-2-1、表 3-2-2。 产品品种、规模及商品量表 单位: 吨/年
序 号 1 2 3 4 5 产品名称 32wt%离子膜法烧碱 50wt%离子膜法烧碱 99wt%离子膜法烧碱 液氯 31wt%高纯盐酸 生产量 360000 200000 100000 60000 80000 自用量 12889 0 0 0 54000 商品量 147111 100000 100000 29595 26000 备

表 3-2-1


折 100wt%NaOH 折 100wt%NaOH 折 100wt%NaOH

氯 单位: 吨/年
产品名称 离子膜烧碱 聚氯乙烯 高纯盐酸 液氯 次氯酸钠 生产能力 360000 400000 80000 60000 10000





表 表 3-2-2

单耗(产)量 t/t 0.91 0.70 0.302 1.005 0.15

产氯能力 327600

耗氯能力

280000 24168 60300 1507

产品名称 合 计

生产能力

单耗(产)量 t/t

产氯能力 327600

耗氯能力 365976

36 万吨氯碱工程建成后,该公司氯加工能力大于产氯量: (365976-327600)÷327600=11.71% 足以保证氯碱生产系统安全运行。 3.3 产品规格、质量标准 3.3.1 32%液碱 执行国家标准 GB/T11199-1989,见表 3-3-1。 32%液碱质量标准 表 3-3-1
指 指 标 名 称 优等品 氢氧化钠(NaOH) ,% 氯化钠(NaCl) ,% 三氧化二铁(Fe2O3) ,% 氯酸钠(NaClO3) ,% ≥ ≤ ≤ 32.0 0.004 0.0003 0.001 一等品 32.0 0.007 0.0005 0.002 合格品 标

3.3.2 50%液碱 采用 GB/T11212-89 优级品,见表 3-3-2。 50%液碱质量标准 表 3-3-2
指 标 名 称 氢氧化钠(NaOH) ,% 氯化钠(NaCl) ,% 三氧化二铁(Fe2O3) ,% 碳酸钠(Na2CO3) ,% ≥ ≤ ≤ 指 50 % (wt) 80 ppm 0.0012% (wt) 800 ppm 标

3.3.3 99%固碱质量标准 表3-3-3
指标名称 指 标

优级品 氢氧化钠(NaOH) ,% 氯化钠(NaCl) ,% 碳酸钠(Na2CO3) ,% 三氧化二铁(Fe2O3) ,% 镍 % 片碱规格 粒碱规格 ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ 99.5 0.02 0.45 0.0040 0.0005 厚度:0.8~1.2mm 粒径:0.7~2.0mm

一级品 99.0 0.04 0.5 0.0050 0.0005

3.3.4 高纯盐酸 执行原化工部标准 HG/T2778-1996,见表 3-3-4。 高纯盐酸质量标准 表 3-3-4
指 指 标 名 称 优级品 总酸度(以 HCl 计)% 钙(以 Ca+计) ,mg/l 镁(以 Mg+计) ,mg/l 铁(以 Fe+计) ,mg/l 蒸发残渣,mg/l 游离氯,mg/l ≥ ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 31.0 0.30 0.07 0.30 25.0 20.0 合格品 31.0 0.50 0.20 3.0 20.0 60.0 标

3.3.5 液氯 执行国家标准 GB/T5138-1996,见表 3-3-5。

液氯质量标准 表 3-3-5
指 指 标 名 称 优等品 氯含量%(V/V) 水分含量%(m/m) ≥ ≤ 99.8 0.015 一等品 99.6 0.030 合格品 99.6 0.040 标

3.3.6 氢气 离子交换膜法电解联产湿氢气参照执行引进合同质量标准,见表 3-3-6。 湿氢气质量标准 表 3-3-6
指 H2 标 名 称 ≥ 主 要 指 标 99.9

4 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择 4.1.1 生产工艺技术方案的选择 4.1.1.1 电解工艺 以食盐为原料经电解饱和盐水制烧碱的方法有:水银法、隔膜法和离子膜法。 水银法电解,其产品质量好,但能耗高,对环境污染严重,此工艺已被淘汰。隔膜 法电解,出电解槽碱液浓度低,含有大量氯化钠,不能直接做产品使用,尚需经过 蒸发、浓缩、除盐后方能作产品销售,且只能用于一般的纺织、造纸等工业,而不 能用于人造纤维等需高纯烧碱的工业,其能耗在三种方法中最高,此法中的石墨阳 极工艺已被淘汰。离子膜法烧碱是当今世界最新制碱技术。此法碱液浓度高、含盐 量低、质量好、能耗低、无汞害,无石棉绒污染、投资省,代表着氯碱工业的发展 方向。 目前世界各地区离子膜法烧碱总能力已达 6000 万吨/年,我国自 1986 年首套引 进日本旭化成公司 1 万吨/年离子膜电解生产烧碱技术装置在盐锅峡化工厂投入运转 以来,又相继引进了日本旭硝子、旭化成、德山曹达及氯工程;意大利迪诺拉,英 国 ICI,美国 ELTECH Systems,伍德迪诺拉,德国伍德等公司数十套离子膜烧碱装 置, 连同国产化的技术装置, 目前国内离子膜法烧碱装置总生产能力达 280 万吨/年, 已占氯碱总能力的 27%以上。 电解槽槽型的选择方案,离子膜法制烧碱的电解槽分为单极式和复极式,各有 其特点,两种电槽的工艺技术均已成熟,各项技术经济指标相当。 单、复极电槽特点见表 4-1-1。通过对单极式、复极式电槽在技术、经济等方面 综合指标的对比,本项目拟选用复极式自然循环离子膜电解槽。

单极槽、复极槽特点对照表 表 4-1-1
序 项 目 号 1 2 安装 供电 联接点多、安装较复杂 低电压、高电流 电流是径向输入、 电流分布不十分 均匀(小面积电极尚好些) 、但电 极内部设置金属导电体可使电流 分布均匀 少 大(30~50mV) 多 阳极拆下后可重涂 一般为自然循环、 极个别为强制循 环 较低、只有 72~77% 电解槽数量多、维修量大、费用高 大 低 低 配件少、安装简单 高电压、低电流 电流是轴向输入,电流分布均匀 单极槽 复极槽

3

电流分布

4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

停车频繁程度 槽间电压降 母排铜耗量 阳极更换 循环方式 膜利用率 维修管理 占地面积 变流效率 电压效率

多 小(3mV) 少 除个别阳极拆下后可重涂外, 一般 阳极一次性报废 强制循环和自然循环均有 较高,可达 92% 电解槽数量少、泄漏点少、维修管 理简单方便、费用低 小 高 高

14

适用范围

可根据不同需要、 自由选择电解槽 一般适用于大规模生产、 单台生产 的数量,一般适用于小规模生产、 能力大、但规模小者也有采用的、 单台生产能力小、 但规模大也有采 视具体情况而定 用者、应因地制宜 多 单槽故障对系统影响小、 开工率高 膜损坏及单槽出事故不易检查 少 单槽出事故对系统影响大 膜破漏易检查和检修、 有自动保护 装置

15 16 17

整流投资 停车对生产的 影响 膜漏检查

由于单极槽和复极槽各有所长,同时又各自存在缺点,所以仍然都在发展中并 不断改进, 扬长避短。 目前世界上两种槽型已建成 20 万吨/年规模的烧碱装置均已实

现了长期安全正常运行。因此,在槽型选择上应该因地制宜,考虑企业现状及费用 诸方面的因素。 经过比较,在可行性研究阶段拟选择复极槽离子膜电解工艺技术方案,其理由 如下: (1)工艺技术和装置均属国际先进水平。 (2)选用复极槽,单台槽能力大,台数少,便于管理。就本工程生产规模而言, 停一台检修对全厂氯碱平衡影响不大。 (3)氯气纯度较高,含氧量低,适合后续氯深加工产品的生产。 (4) 复极槽升降电流灵活、 方便, 可根据氯产品的需要和供电情况调整其产量。 (5)通过电解槽型式对电流分布影响方面分析、比较的结果是,从总体上讲复 极式电解槽电流分布比单极槽均匀。因为复极槽的电流是轴向输入的,通过电流分 布筋板可以均布在整个电极表面。单极槽的电流是从侧面径向输入的,电流分布均 匀性比复极槽要差,小面积电极尚好些,大面积电极的电流分布均匀性就稍差些。 为了解决这一问题,需要采取的具体措施是在电极内部设置能够防腐蚀的金属导电 体,电流经过金属电导体均匀分布到电极。 4.1.1.2 电解液自然循环与强制循环工艺技术方案的比较和选择 离子膜电解槽电解液循环分自然循环和强制循环两种,各有优缺点。目前自然 循环占多数, 强制循环占少数。 除美国 ELTECH Systems 公司 MGC 单极槽 (阴极液) 、 日本旭化成复极槽及德山曹达复极槽曾是采用强制循环外,其余无论是单极槽,还 是复极槽皆采用自然循环。从使电解液浓度均匀,提高 I/c 比值(I 为平均电流密度 mA/cm2,c 为电解槽流出阳极液浓度 mmol/cm3) ,防止极化和避免膜出现干区角度 考虑,采用强制循环好。但强制循环不仅多消耗动力,而且由于电解槽(旭化成强 制循环复极电解槽)操作压力高,电解液循环量大,压差大并不十分稳定,停车联 锁点多等原因,使膜的寿命缩短。如美国杜邦膜用在自然循环槽上,最长寿命 8 年 以上,而用在旭化成强制循环槽上,寿命也只有 3~6 年。从降低电解槽操作压力, 降低和稳定电解槽压差,延长膜寿命考虑,采用自然循环好。但一般自然循环,物 料循环慢,电解液浓度在短时间内难以十分均匀。近年来自然循环电解槽采取一些 措施,特别是自然循环复极电解槽,其循环速度几乎与强制循环一样,也可以使电 解液浓度均匀。 (1)自然循环方式较强制循环省电、延长离子膜使用寿命 电解槽电极的长宽比只要合适,电解时产生的氯气和氢气气泡就能迅速上升,

使电解液自然循环而达到加入的盐水或循环碱液(含加入的纯水)同电解液混合较 为均匀的目的。为了使较为均匀的电解液能够均匀分配到各个电解室中,可以在电 解室的进口和出口处设置有效配件,使得各个电解室的入口和出口处的电解液中的 氯化钠浓度或氢氧化钠浓度相差较小。既然自然循环能使电解液浓度较为均匀,在 无特殊的情况下,就不需要泵来强制循环,从而可节约电力。 1)旭化成自然循环是直接向阳极室提供饱和盐水,无外部循环,从单元槽直接 排出淡盐水。为防止加酸对钛管的腐蚀,使相当于二次盐水 15%的淡盐水进行循环。 为控制电解液的温度,阴极液要进行少量强制循环。 旭化成自然循环复极电解槽,由于在阳极室内部增设导流管,虽是自然循环, 也能使单元槽阳极室内部循环量达到 0.6m3/h,入槽盐水量为 0.14m3/h,几乎与强制 循环相同,因此不存在入槽盐水流量减小而影响阳极液氯化钠浓度分布均匀,降低 I/c 比值及极化问题。 2)日本氯工程公司大单极自然循环离子膜电解槽(CME) ,电流导电箱除使电 流分布均匀外,还起到引导作用,它有助于电解液在电解槽内循环。这种循环效应 可以免除外部强制循环,降低了能量的消耗。 3)由日本氯工程公司和东曹公司联合研制开发的一种新型复极式离子膜电解槽 BiTACTM, 其复极单元是凸起和凹陷部分呈波纹状交替组成的。 将通常电解槽的分隔 板和导电筋板结合于一体。电解液在由下至上的流动过程中充分混合而使其浓度也 保持均一的分布,如此可达到延长离子膜使用寿命的目的。 BiTACTM 开发了自然循环系统,在复极单元阳极的钛板和阳极网之间使用了导 流板,其内外因重力不同所产生的驱动力致使电解液进行自然循环。因此,气体极 易从电极上释放出来,电解液分配得以均匀,从而使离子膜两侧的压力差、溶液流 量、电流分布稳定。采用自然循环系统免除了外部强制性循环装置,更为显著的是 避免了因电解液供应不足或离子膜与阳极之间的电解液分布不均,造成离子膜表面 盐水浓度不适,膜内水含量下降而产生气泡。自然循环系统所形成均匀的电解液浓 度对稳定离子膜性能和延长其使用寿命是必不可少的。 4) 意大利迪诺拉公司和德国伍德公司复极槽采用的也是自然循环, 虽是自然循 环,但循环量并不少。如意大利迪诺拉公司复极槽阳极液自然循环量是进槽盐水量 的 10~15 倍,阴极液自然循环量是进槽纯水量的 100~200 倍,同样可使电解液浓度 分布均匀,加之电解槽操作压力低,压差小,又采用溢流方式,因此可以大大延长 离子膜的寿命。如德国伍德公司复极式离子膜电解槽膜寿命最高有 8 年以上的记录。

(2)自然循环方式同样可以避免气体层腐蚀离子膜 离子膜电解槽阳极室上部通电部分气泡率往往高达 90%以上,这种气泡若不能 及时引出,则在该处形成滞留气层。在阳极室的上部如果形成了氯气的滞留层,氯 气就会向膜内扩散,与阴极室反渗过来的氢氧化钠反应生成氯化钠结晶,造成膜的 恶化。如果这种现象持续下去就会使膜形成针孔及裂缝。为了确保电解槽长期稳定 地运行,电解槽产生的氯气应随时导出槽外,以设法避免膜的上部出现干区。 1) 旭化成强制循环复极电解槽采用大流量强制循环, 除了保证阳极液氯化钠浓 度分布均匀,提高 I/c 比值,避免极化外,还能使阳极产生的氯气及时导出槽外,加 之在阳极上部设置溢流堰(阴极亦如此) ,可使液体湿润离子膜,防止干区出现。但 强制循环复极电解槽出口软管向上与总管相连,电解槽出口电解液是向上流入总管, 阻力降大。 2)旭化成自然循环复极电解槽采用在单元槽上部非通电部位设置气液分离室, 在几乎没有压力损失的情况下,从通电部位的上部把气泡和电解液引入其内,能及 时将氯气引出槽外,避免离子膜出现干区(因为分离器在电解室上面并与之连成一 体,相当于将电解室液面提高,将膜全部浸没在液体中) ,又不因气体的流动使分离 器液面发生波动,引起振动。 3)意大利迪诺拉公司自然循环复极电解槽出口增设一个单独的大容量脱气装 置,即使有泡沫存在也能进行有效气液分离。发生电源故障时,即使在夹带的气体 组分被完全分离情况下也有足够的液体覆盖离子膜。在流量异常低的情况下也有足 够的时间排除故障而不需停车。纯水单独加到各电解槽而不需要来自贮槽的强制循 环,因此活性阴极上不存在因有泵而被铁类杂质污染的危险。 4) 德国伍德公司复极式自然循环电解槽阴极液、 阳极液的进出口均在单元槽的 下部, 出口管内有一根插入单元槽上部的 PTFE 管将气液导出, 并在电解室上部设有 挡板使电解液维持较高液位,使膜通电部分尽量浸在液体中,阴、阳极室最上部分 虽有少许膜未浸在液体中,但阴、阳极室中间紧贴膜(阳极侧)有 PTFE 隔层,不仅 氢气不会进入氯气中(膜发生针孔或破裂时) ,而且氯气也不会与氢氧化钠反应生成 氯化钠结晶,损坏离子膜。 5)氯工程公司大单极电解槽(CME)气体和液体是以层状的溢流方式排出电 解槽,这种溢流方式由于液面维持在上部槽框,所以离子膜总是能浸在电解质溶液 中,这一设计特点也有助于提高离子膜的使用寿命。 6)氯工程公司和东曹公司联合开发的复极式自然循环电解槽(BiTAC)采用溢

流方式,单元槽内的液体和气体呈混合状上升,在槽顶部的槽框空间自然分离,然 后气体和液体呈分离开的状态由出口处自然溢流出来。这种溢流方式几乎是在无压 力变动的条件下取出气液体,而且阳极液和阴极液的液位能保持在较高的位置,因 而使膜无振动,同时避免了离子膜的通电部位裸露在气体层的问题,延长了膜的使 用寿命。 (3)自然循环方式利于避免离子膜振动 膜长期振动及大幅度左右摇摆,不仅影响膜的强度,而且因膜与电极的反复摩 擦,使膜受到损伤。因此在设计电槽时,要想方设法减小膜的振动。 1)设计离子膜电解槽尽量采用自然循环。因为自然循环,无论是单极槽,还是 复极槽,电槽压力和压差一般都很小,可以减小膜的振动,延长膜的使用寿命,如 旭化成自然循环复极电解槽,因电槽压力和压差小,电解液流量和电流变化对压差 影响很小,压差很稳定。德国伍德公司和意大利迪诺拉公司复极槽,因采用的是自 然循环,电槽压力和压差小,压差很稳定。单极式离子膜电解槽采用自然循环更是 如此。 2) 单极和复极式自然循环电解槽出口放置气液分离器和采取溢流方式, 这样设 计可以稳定电槽出口压力,减小膜的振动。如氯工程公司大单极 CME 电解槽采取溢 流方式,气体和液体以层状的溢流方式排出电解槽,这种溢流方式结合导电箱中自 然循环效应,能将单元槽中的压力波动减到最小,因而可以使离子膜达到较长的寿 命。又如旭化成复极式自然循环电解槽,采用在单元槽上部非通电部位放置气液分 离器并溢流,几乎无阻力降,不会因气体的流动而使液面发生波动,引起振动。再 如意大利迪诺拉复极式自然循环电解槽,在其出口增设一个单独的大容量脱气装置, 气、液单独排放,保证了最小的压力波动,压力波动降低到仅为 196~392Pa。还有 日本氯工程公司和东曹公司联合开发的 BiTACMT 复极式自然循环电解槽采用溢流方 式,使膜无振动。 3)自然循环离子膜电解槽,因进槽电解液流量和压力都很低,电解液浓度在槽 内分配均匀是靠槽内气升效应或有特殊装置使其自然循环,加之电解槽出口一般皆 设有气液分离器并采用溢流方式,因此电槽压力和压差控制皆低,且稳定,故膜振 动小。 4)强制循环离子膜电解槽,一般压力下能减少离子膜的摆动,这样既能减少离 子膜的摩擦损失,又能减少和避免因膜振动而出现的阳极液极化现象,从而延长膜 和电极的寿命。但强制循环离子膜电解槽,因进出槽电解液流量和压力大,电解槽

压力控制若太高,不仅对电解槽密封要求更严格,而且对电解槽操作也要进一步强 化,不然将使膜受到损伤。为了使膜紧贴在阳极上不发生振动,又要不使膜、电极 和垫片受到损害,不仅要控制电解槽适当的压力,而且要使阴极室的压力大于阳极 室的压力,即保持一定的正压差。若正压差过小,不仅易使槽电压上升,而且使压 差波动,膜因振动而使之受到反复摩擦而损伤。欲使电解槽压差稳定,旭化成复极 式强制循环电解槽主要控制电解槽出口氯气、氢气压力,而使氯气、氢气压力稳定, 工业生产中采取自动串级调节,在氯、氢气压力稳定的情况下,压差的稳定主要取 决于电解液流量的稳定。 另外,旭化成复极式强制循环电解槽,在阴极液侧电解槽出口联接口焊上不锈 钢(或镍)插入管以稳定阴极室的压力。在阳极液侧电解槽出口联接口焊上电解插 入管以稳定阳极室的压力。在运转中曾发现阴极出口插入管开焊松动,造成碱液湍 流使膜因振动而损伤,后将阴极室出口插入管与槽出口连接口由点焊改成螺扣连接, 这样就可以避免因短节开焊或漏液时(阴极出口插入管由不锈钢改镍,发现漏液及 时更换)出现碱液湍流而造成膜的损伤。 通过以上论述、比较的结果表明,电解液自然循环方式在节约电力、保持离子 膜性能并延长其使用寿命、降低电槽压力和压差、易于操作和控制方面较强制循环 方式显出优势。因此拟定选择高电密自然循环复极式电解槽工艺技术方案。 根据目前设计规模,考虑生产稳定安全性,电解工艺拟设计二条线,单条线满 足 20 万吨/年烧碱的生产能力。 4.1.1.3 卤水处理及一次盐水 (1)卤水处理 卤水来自采卤厂,通过卤水管送到一卤水池,在此加入氯水或尾氯气进行脱氨 后,再加一定量的试剂后脱除碘,进入一吸附床,将碘除去。同时也设原盐堆场, 也考虑化盐的方式操作。 (2)一次盐水 一次澄清盐水的制备是氯碱生产工艺至关重要的工段,精制效果的好坏直接影 响产品的质量和产量。传统性的一次盐水精制工艺是采用配水、化盐,加精制剂反 应、澄清、砂滤,然后再经α -纤维素预涂敷的炭素烧结管过滤器。即先将含精制反 应产生的 CaCO3、Mg(OH)2、BaSO4 等沉淀物的粗盐水经过澄清桶沉降,再经虹吸式 砂滤器、α -纤维素预涂敷的炭素烧结管过滤器,除去固体悬浮物,最后才能进入二 次盐水精制的离子交换螯合树脂塔。该工艺流程成熟,生产运行稳定,大多数氯碱

企业一直采用该技术路线。近几年有些氯碱厂在一次盐水精制工艺中尝识了预处理 技术和膜过滤器分离技术。膜过滤器,过滤精度高,可以保证一次滤过盐水的质量, 有效地降低盐水中固体悬浮物含量≤1wtppm,甚至可低至≤0.5wtppm,保证合格的 一次精盐水进入螯合树脂塔进行二次精制。 在饱和粗盐水中先投加入 NaOH、 NaClO、 FeCl3,其主要作用是消除高镁、高天然有机物及水不溶物,将盐水通过预处理器用 浮上法除去有机物,部分氢氧化镁等杂质,然后再加入 Na2CO3 产生 CaCO3,用泵送 入膜过滤器,经该过滤器可以一次性得到满足离子交换螯合树脂塔进液指标的一次 精盐水。其工艺路线省去了砂滤器、α -纤维素预涂敷的炭素烧结管过滤器,以 FeCl3 取代了助沉剂聚丙烯酸钠。膜过滤工艺:自动化运行,操作平稳、盐水质量好,取 消了预涂α -纤维素工艺,降低生产成本。经分析比较,一次盐水精制拟选择膜过滤 工艺技术方案。 拟采用 4 套预处理器,单套处理能力 18 万吨/年烧碱匹配的盐水处理 能力,膜过滤采用两条线,单条线 18 万吨/年烧碱匹配的盐水处理能力。 除硫酸根目前由 BaCL2 澄清桶工艺和膜过滤工艺两种工艺。传统的 BaCL2 澄清 桶除硫酸根工艺,由工艺成熟、投资省,故大多数化工厂均采用此法;但由于此工 艺耗精制剂 BaCL2,运行成本增加,由于 BaCL2 的毒性,保存很不方便。近些年, 膜工艺虽然由于其运行成本低,还能生产芒硝,虽然其一次性投资较大,但已被大 多数新建氯碱厂接受并应用。本项目建议采用膜除硝工艺,并生产芒硝产品。 4.1.1.4 二次盐水精制及淡盐水脱氯

(1)二次盐水精制 离子膜法电解槽使用的高度选择性离子交换膜要求入槽盐水的 Ca2+、Mg2+含量 低于 20wtppb,普通的化学精制法只能使盐水中 Ca2+、Mg2+含量降到 10wtppm 左右。 若使 Ca2+、Mg2+含量降到 20wtppb 的水平,必须先把盐水中的固体悬浮物(SS)降 到 1wtppm 以下,然后用螯合树脂处理。 盐水二次精制工艺包括:螯合树脂处理 Ca2+、Mg2+等多价阳离子的二次盐水精 制工序。 二次盐水精制的主要工艺设备是螯合树脂塔,分二塔式和三塔式流程。塔的运 行与再生处理及其周期性切换程序控制,可由程序控制器 PLC 实现。PLC 与集散控 制系统 DCS 可以实现数据通讯;也可以直接由 DCS 实现控制。本工序拟选择三塔 式流程,直接由 DCS 实现控制。 二次盐水精制拟采用 2 条线螯合树脂塔工艺,单条线盐水处理能力 18 万吨/年。 (2)淡盐水脱氯

淡盐水脱氯有两种工艺路线:一种采用空气吹除法,该法脱氯效果欠佳,从淡 盐水分离出来的废氯气纯度低,无法汇入湿氯气总管送氯气处理工序,只能由烧碱 液循环吸收,制成次氯酸钠溶液。另一种采用真空脱氯法,该法脱氯效果较好,通 过蒸汽喷射器或真空泵提供的真空系统将含氯淡盐水中的游离氯抽出分离后进入湿 氯气总管。本工序拟选择真空法淡盐水脱氯工艺技术。 淡盐水脱氯拟设计一条线,单条线满足 36 万吨/年烧碱配套的淡盐水脱氯能力。 4.1.1.5 氯氢处理(含废氯处理)

(1)氯气处理 由电解槽出来的湿氯气,温度高并伴有大量的水蒸汽和杂质,具有较强的腐蚀 性,必须经过冷却、干燥和净化处理。 氯气处理系统分为冷却、干燥、输送三部分。在隔膜法制碱工艺中,多采用两 段钛管冷却器进行氯气冷却,其中产生的冷凝液很难处理,曾试用过的一些方法其 效果都不理想。由于湿氯气夹带盐雾等杂质,对后续设备的操作和寿命均有影响。 近年来离子膜法制碱工艺的应用越来越多,一段钛冷被填料塔洗涤代替,较好地除 去了湿氯气带出的盐雾,填料采用 CPVC 花环,比以前的陶瓷填料性能优越,更促 进了填料塔的广泛使用。氯气冷凝下来的氯水回收送卤水池脱氨。 对于干燥部分,在实际应用中已采用过多种干燥塔型和不同的组合方式,比较 典型的有: 1)一段泡沫塔、二段泡沫塔; 2)一段填料塔、二段泡沫塔; 3)一段填料塔、二段泡罩塔。 一般采用两段干燥;也有采用三段填料塔或四段填料塔干燥,虽然投资大、维 修工作量也大,但是干燥效果较好、操作也相对方便;还有采用一段五层泡沫塔的, 但由于制造及安装要求高,重复性很差,不宜推广。 国内应用最多的是填料塔和泡沫塔组合,这是两种典型的塔,泡沫塔的特点是 结构简单、造价低、塔板数多;缺点是操作弹性小、不便于增加硫酸循环量,操作 弹性仅为 15%,塔板阻力降大,一般为 100~120mmH2O,而且开孔的加工精度、酸 泥沉积等因素易影响其操作稳定性。 填料塔操作弹性大,易操作,压降小,但投资大,有效塔板数少。 泡罩塔的特点介于泡沫塔与填料塔之间,塔板数多,压降与泡沫塔相当,操作 弹性比较大。

经过对以往经验的总结、比较,拟选择三段干燥:前二段为填料干燥塔,最后 采用泡罩干燥塔。 氯气依次进入一级,二级填料干燥塔用硫酸从塔顶喷淋进行干燥,严格控制各 级喷淋硫酸浓度,一段为 75%以上,二级为 92%以上,使干燥后的出塔氯气含水量 小于 100wtppm。从计算及分析来看,前两段填料塔的操作是否稳定是影响干燥质量 的关键因素,特别是出塔氯气温度。如 20℃与 30℃时在 75wt%H2SO4 表面的水蒸汽 分压相差一倍,这充分说明一段干燥塔为什么选用填料塔而不用板式塔。因为大量 的循环酸容易控制温度,在前二段干燥塔中热效应并不十分大,约为二段钛管冷却 器的 1/10。 最末段干燥选用泡罩塔,其理由一是末段干燥塔要有足够的塔板数保证干燥质 量,二是泡罩塔有较好的操作弹性。离子膜法制碱的一大优势就是能根据需要调节 生产规模,因此要求氯气处理工序具有较大的操作弹性,如选用泡沫塔,在低负荷 生产时必须有足够的干氯气回流以维持塔的操作稳定,从而增加了硫酸消耗和动力 消耗。 另外,如都选用板式塔,除了出一段干燥塔的氯气温度不易控制外,还有一个 缺点就是干燥系统的阻力降过大,难以满足压缩机对进口氯气压力的要求,而且正 常操作过程中硫酸的酸泥也会增加塔板的阻力。 目前氯气输送设备有两种形式,一种是液环泵,另一种是离心式压缩机。液环 泵对氯气中含水量要求不苛刻,但动力消耗大,输送量小,出口氯气压力低,适于 生产规模在 5 万吨/年烧碱能力以下的氯气输送。透平式压缩机具有输送量大、排气 压力较高、运转平稳、得以改善工作环境等优点。该设备能量消耗与同气量液环泵 相比节电 50%,但要求氯气中含水量<50wtppm,适于 10 万吨/年烧碱规模以上的装 置输送氯气。 根据同类工程氯气处理系统的运行情况和综合分析比较的结果,拟定氯气处理 工艺方案:湿氯气经氯水洗涤、如果需要先用风机提压后,再间接的钛管换热器冷 却; 氯气除盐、 降温后先后经二段填料塔、 末段泡罩塔干燥, 使氯气含水量≤50wtppm; 氯气输送选用国外引进大型离心式氯气压缩机。 氯气处理及压缩工艺拟设计二条线, 单条线满足 18 万吨/年离子膜烧碱匹配的氯 气处理能力。 (2)氢气处理 由电解槽出来的氢气温度高、含水量大、且含碱雾,故必须进行冷却。冷却分

直接冷却和间接冷却两种,本工序拟选择氢气洗涤塔直接洗涤降温、列管换热器间 接冷却后经水环式压缩机提压至氯化氢合成及盐酸。可以保证氢气压力生产的稳定 性,拟设计二条线,单线满足 18 万吨/年离子膜烧碱匹配的氢气处理能力。 (3)废氯气处理 废氯气处理接纳开、停车时的低浓度氯气和事故状态下氯气系统的泄压氯气, 可采用烧碱液吸收或石灰乳吸收,石灰乳吸收效果差,设备庞大,需连续搅拌,动 力消耗高,操作环境差。本工序选择烧碱液循环、冷却、吸收废氯气,制成次氯酸 钠。 由于本项目电解工艺、氯气处理工艺采用二条线工艺,本工序拟设计一条线, 满足 36 万吨/年离子膜烧碱废氯处理能力。 4.1.1.6 氯气液化

通常根据氯气压缩机压力的不同,将氯气液化方式分为高压法、中压法和低压 法三种。高压法消耗冷冻量少,不需用制冷机,能耗低。但对氯气处理工艺、氯气 输送设备的要求较高,增加投资费用。因此国内一般采用中、低压液化方法生产液 氯,本工程拟选用中压液化方法生产液氯。 中压法一般用氨或氟里昂制冷。氨制冷是国内老企业传统性的工艺技术,其设 备多,占地面积大,工艺流程长。氟里昂制冷是国内近十几年来多采用的技术,在 设备数量、占地面积、能耗方面均优于氨制冷。 本工段拟选择 R22 制冷工作介质,螺杆式压缩机组制冷,氯气经列管式换热器 被 R22 间接冷凝液化的工艺流程。螺杆式压缩机是一种高速回转容积式压缩机,通 过工作容积缩小使气体压缩,除两个高速回转的螺杆转子外,无其它运动部件,兼 有回转式压缩机和往复式压缩机各自的优点,如体积 小、重量轻、运转平稳、易损 件少、效率高,单级压缩比大,能量无级调节等优点。选用带经济器补偿的成套机 组,经济器为液体过冷器,因此带经济器螺杆压缩机的运行效果相当于双级压缩制 冷循环,而与双级压缩制冷循环比,其制冷系统大大简化。 4.1.1.7 氯化氢合成及高纯盐酸

由氯气处理工序来的氯气和从氢气处理来的氢气分别进入氯气缓冲罐和氢气缓 冲罐,缓冲后的氢气经管道阻火器和氯气分别进入二合一石墨合成炉,在炉内进行 燃烧,生成氯化氢气体。氯气和氢气的合成反应式如下: Cl2+H2 2HCl+22.063 kcal/mol 二合一炉生产的氯化氢气体经氯化氢冷却水槽和氯化氢冷却器冷却后通过氯化

氢分配台送 PVC 装置。二合一炉刚开车时不合格的氯化氢或 PVC 出现事故时,氯 化氢合成炉停炉时产生的氯化氢送降膜吸收器和尾气吸收塔来生产工业盐酸。尾气 吸收塔采用循环液吸收来自降膜吸收器的贫气,尾气塔内未被吸收的尾气,被水力 喷射泵抽出,微量氯化氢被水吸收,不凝气体排空。喷射器下水集中到循环水槽, 然后用泵加压,供水力喷射泵循环使用,并供尾气塔吸收尾气用,从而使酸性水形 成循环。同时此部分水用加压泵打到尾气塔中形成吸收酸,再加部分水来补充。 从氯化氢分配台抽一小股氯化氢来生产高纯盐酸,以满足烧碱厂内自用盐酸量。 其工艺路线可采用二合一石墨合成炉流程。二合一石墨合成炉的工艺流程较长,设 备台位多,但易操作,运行稳定性高。为便于管理,本工程选择二合一石墨合成炉 生产 31wt%高纯盐酸。 4.1.1.8 蒸发对于离子膜法液碱蒸发流程的选择大体上可以分为以下几个方面:

· 效数的选择; · 蒸发器形式的选择; · 顺、逆流工艺流程的选择; · 循环方式的选择。 (1)效数的选择 从理论上讲,蒸发器的效数愈多,蒸汽被利用的次数也就愈多,汽耗也就愈低, 从而使生产运转费降低,产品成本下降。但反过来,效数愈多,蒸发器的增加,使 一次投资相应增加,提高了折旧及产品成本。目前国内大部分企业都采用双效或三 效流程。 (2)蒸发器的选择 蒸发器根据循环方式的不同可区分如下: 自然循环式蒸发器由于其传热系数较低,温差小,国内已经很少使用。 强制循环蒸发器的传热系数高,蒸发能力大,但金属用量较大,增加了循环系 统,也增加了设备的泄漏维修点。
内热式 自然循环 循环 强制循环 蒸发器 不循环 升膜式 降膜式 旋转刮板式 外热式 内循环式 外循环式 直流式

不循环蒸发器由于其传热系数高,流程简单,设备少,投资省,容易操作控制 等特点,近年来越来越受到关注,并得到了广泛的应用,其中升膜蒸发器具有传热 系数高,结构紧凑等特点,在国内得到了更广泛的应用。降膜蒸发器具有传热系数 高、蒸发强度大、设备紧凑、容易操作控制等特点,在国外离子膜碱液蒸发中运用 相当普遍,国内只有引进装置使用。主要原因是丝网捕集器不能满足要求以及降膜 管的壁厚较厚不能适合高效传热的需要。旋转薄膜蒸发器是国内近年开发的一种高 效蒸发装置,与常规蒸发器相比,具有以下特点: 1)传热系数大,蒸发强度高; 2)物料在蒸发器内停留时间短,不结焦,无污垢; 3)适用粘度范围广; 4)可进行连续生产,操作弹性大,浓度调节范围广,并且无须洗罐; 5)可在较低温度条件下蒸发,解决或减缓了浓碱对设备的腐蚀问题,可选用普 通的奥氏体不锈钢制作,降低了设备的投资费用; 6) 可使用二次蒸汽或余热, 从而降低了能耗, 该型式蒸发器国内已有系列产品, 并有可能成为蒸发设备新的替代产品。 (3)顺、逆流工艺流程的选择 采用逆流蒸发较顺流蒸发可以更充分地利用加热蒸汽的热量,同时碱液与蒸汽 逆流,可以使低粘度的碱液在低温下沸腾,高浓度、高粘度的碱液在高温下沸腾, 从而提高了传热系数,减少了设备的加热面积,减少了投资。 但是在顺、逆流的选择时还要受到材质的制约,因为对于逆流工艺流程,浓效 蒸发器处于高温、高浓度碱的恶劣条件下,蒸发器的材质就必须选用优质金属材料, 如镍材或优质低碳不锈钢,相应提高了设备的投资。 因此从理论上讲,逆流工艺优于顺流工艺,但在实际生产中,在投资较少时仍 可采用顺流工艺,其传质系数不足的缺点,常用强制循环来弥补。 (4)循环方式的选择 为了得以较高的传热系数,在自然循环与强制循环的选择上,推荐采用强制循 环蒸发器,而近年来出现的不循环蒸发器,即升膜、降膜或旋转薄膜蒸发器,因其 具有优良的工艺操作性能,越来越广泛采用。

综上所述,蒸发工艺推荐采用的流程和设备如表所示。

表 4-1-2
序号 流程: 1 项目名称 效数 循环方式 顺、逆流方式 2 3 4 蒸发器 真空设备 换热器 三效 不循环的膜式蒸发 逆流 降膜蒸发器 水环真空泵 板式换热器 内 容

由上表结论为拟选择三效逆流降膜蒸发工艺,生产运行工况良好,产品质量稳 定,能耗低。目前一期工程已引进一套瑞士 Bertrams 公司三效逆流蒸发技术,本工 程仍考虑采用引进该技术。 4.1.2 引进技术和进口设备的范围、内容及理由 我国已引进了多套离子膜烧碱生产装置,在实践中积累了先进的操作、维护和 运行经验,因此,只考虑引进目前国内制造或材料尚有困难的关键设备、管道、阀 门、仪器、仪表、离子膜等,其余全部由国内配套供货。 引进的主要设备、材料表 表 4-1-3
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 离子膜电解槽 二次盐水及电解界区关键仪器、仪表 二次盐水及电解界区特殊阀门、材料、备品备件 离子膜 螯合树脂塔及配套的阀门、管线 氯气压缩机(出口压力 0.3MPaA) 一效降膜蒸发器 二效降膜蒸发器 三效降膜蒸发器 烧碱液镍泵 设备名称 单位 套 批 批 m2 套 套 套 套 套 台 数量 20 1 1 7600 2 2 2 2 2 12 组合件 组合件 Ni/SS Ni/SS Ni/SS Ni/SS 材 质 备 注

Ti/Ni

序 号 11 12 13

设备名称 界区内的套管换热气 蒸发界区关键仪器、仪表 蒸发界区特殊阀门、材料、备品备件

单位 台 批 批

数量 2 1 1









Ni/SS Ni/SS Ni/SS

采用进口设备的理由主要是目前国产化的复极式自然循环离子膜法电解槽尚缺 乏成熟的试车、投产、运行、操作与维护、检修的实际经验;设备主体的加工制造 工艺与密封材料,设备结构、性能、使用寿命等方面较进口设备尚有一定缺欠与差 距。引进这部分的工艺技术并进口主要设备就可以有效地避免工程投资风险,缩短 建设周期,降低造价,提高竞争能力,确保装置一次试车成功和长期生产运行稳定。 4.2 工艺流程和消耗定额 4.2.1 工艺流程简述 4.2.1.1 一次盐水 从采卤车间来的饱和卤水(305g/l)先进一缓冲池,在此池内加入一定量的氯气处 理来的氯水或次氯酸钠,以脱除卤水中的氨,卤水进一吹除塔中用空气将氨吹除, 脱氨后的卤水再加入化学试剂除碘,生产的碘再经一树脂床吸附除去碘,此卤水浓 度约为 300g/l 可直接去一次盐水精制单元,也可以去地下化盐池,将盐水浓度提高 到 310g/l 左右,原盐由铲车送入化盐池。脱氯工序来的部分淡盐水进入除硝系统, 除去系统中过量的 SO42-。澄清后的淡盐水与其余部分淡盐水以及回收滤液、补充水 进入化盐水储槽,由化盐水泵送入化盐池底部,沿化盐池逆流而上,在化盐池上部 出口得到 NaCl 浓度为 310~315g/l 的饱和粗盐水,自流入缓冲罐。 从缓冲罐出来的粗盐水用泵送入粗盐水槽,按工艺要求向盐水分别加入精制剂 NaOH 溶液和 NaClO 溶液。粗盐水中的 Mg2+与 OH-反应生成 Mg(OH)2,菌藻类、腐 殖酸等有机物则被 NaClO 氧化分解成为小分子有机物。反应后的盐水由加压泵送至 气水混合器,与压缩空气混合后进入加压融气罐。饱含空气的盐水经减压在文丘里 混合器中与絮凝剂 FeCl3 溶液混合,然后进入预处理器。由于减压作用,气泡大量释 放出来,附着在杂质颗粒上并向上浮起,浮泥在预处理器上部自动排出。澄清盐水 从预处理器上部溢流进折流槽,再加入精制剂 Na2CO3 溶液后进入反应槽。反应后的 盐水自流入中间槽,经过滤器进液泵加压后送入凯膜过滤器,将固体悬浮物降至 1wtppm 以下流入一次盐水储槽,经一次盐水泵送往二次盐水精制及电解工段。盐耗

指标为 1.5t/t100wt%NaOH。 预处理器及凯膜过滤器底部的泥浆排入泥浆池,用泥浆泵打入板框压滤机,压 滤后的滤液回收去化盐,滤饼作为废渣送出界区外运,供综合利用。 4.2.1.2 二次盐水精制及电解 (1)二次盐水及电解工段 本工段包括:二次盐水精制、离子膜电解及淡盐水脱氯三个工序。 1)二次盐水精制工序 过滤之后的盐水进入过滤盐水储槽,用过滤盐水泵经盐水加热器送至离子交换 树脂塔。单套设有 3 台离子交换树脂塔,塔内装有螯合树脂,正常时 2 台串联运行, 1 台再生, 运行中的 2 台离子交换树脂塔中的第 1 台负荷操作除去盐水中所含微量多 价阳离子,第 2 台仅起保护作用,通过离子交换,使盐水中含有的微量 Ca2+、Mg2+ 等多价阳离子含量达到规定值≤20wtppb。由离子交换树脂塔出来的二次精制盐水再 经盐水加热器送入电解工序。离子交换树脂塔每 24 小时进行一次运转和再生过程的 自动切换操作。 工段外送来的 31%(wt)高纯盐酸和纯水进入各自储槽。31%(wt)的高纯盐酸、由 电解工序送来的 32%(wt)烧碱经过流量测量系统分别和纯水相混合配制成所需浓度 之后,经程序控制阀进入离子交换树脂塔内。再生过程中所排出的酸性以及碱性废 液排至再生废液池,用泵将一部分废液送回一次盐水工段,另一部分送到工程界区 内新设的中和沉淀池,处理后排出界区。 2)电解工序 本工序单条线拟由 10(共设计 2 条线 20 台)台复极式自然循环电解槽及电解系 统附属设备:淡盐水受槽、淡盐水泵、阴极液受槽、烧碱液循环泵、阴极液冷却器 等所组成。 每台电解槽由数个单元槽、离子交换膜以及附件组成。单元槽由金属阳极、活 性阴极、阳极室、阴极室所组成。附件由阴极液和阳极液进料总管及软管、阴极液 和阳极液排出总管及软管、电解槽两端与固定导电铜排连接用的绕性电缆、防止电 气腐蚀保护装置等所组成。 由盐水二次精制工序来的二次精制盐水添加部分淡盐水经过阳极液进料总管以 及软管送入电解槽各单元槽的阳极室中。为了降低氯气中的含氧量,可采取盐酸添 加系统向阳极液中加入适量盐酸。阳极液电解后产生淡盐水和氯气,经过各单元槽 的阳极液出口软管以及阳极液排出管之后进入阳极液分离器。在阳极液分离器内氯

气从淡盐水中被分离后送氯气处理工序。其纯度可达 98.5~99.0vol%(干基) 。淡盐 水从阳极液分离器流到淡盐水受槽之后由淡盐水泵送到脱氯塔。电解过程中食盐分 解率为 50%。 阴极液用烧碱液循环泵在各单元槽的阴极室以及阴极液槽之间少量循环。为保 持电解液温度在 85~90℃,部分阴极液送入阴极液冷却器中,用冷却水进行冷却。浓 度 32wt%的成品碱经过液面调节阀以及流量累积仪从阴极液槽中用成品碱泵抽出, 经冷却降温后送到液碱储槽。 为保持碱液浓度,在阴极液入口配管中添加纯水。纯水添加量由纯水流量仪进 行调节。电解所产生的氢气在阴极液分离器中分离之后送氢气处理工序。 氢气的压力由安装在氢气主管线上的压力计进行控制,为了使氢气和氯气之间 保持一定的压差,由氯气压力控制计进行串级式控制。氢气的纯度为 99.9vol%(干 基) 。 3)淡盐水脱氯工序 淡盐水从脱氯塔上部加入,由脱氯真空泵将淡盐水中的游离氯抽出。氯气经冷 却、分离后,回收至湿氯气总管。脱氯淡盐水由脱氯淡盐水泵送往一次盐水工段再 饱和。 4.2.1.3 氯氢处理 (1)氯气处理工序 从电解工序来的约 85℃湿氯气经氯气洗涤塔用氯水洗涤冷却到约 45℃,出口经 钛风机提压到约 20KPa,然后进入钛管冷却器,用 5~7℃冷冻水将其冷却到 15℃。 然后氯气经水雾捕集器捕集下氯气中的冷凝水滴后,依次进入一级,二级干燥塔用 硫酸从塔顶喷淋进行干燥,严格控制各级喷淋硫酸浓度,一段为 75%以上,二级为 92%以上,干燥后的氯气再经泡罩塔用 98wt%浓硫酸进一步干燥,使干燥后的出塔 氯气含水量小于 30wtppm。干燥后氯气经酸雾捕集器除去酸雾滴后,进入氯气压缩 机,压缩后的氯气压力为 0.3MPa(A),进入氯气分配台以管道送往各单元用氯装置。 硫酸系统为 98wt%硫酸由槽车就地卸车送入浓硫酸储槽,经浓硫酸泵送入浓硫 酸高位槽,用冷冻水冷却后进入泡罩干燥塔,出口酸浓度为 95wt%。一部分循环使 用,另一部分溢流进入填料干燥塔硫酸循环系统,当酸浓度降到 75wt%时,经稀硫 酸循环泵送往废硫酸罐区。 (2)氢气处理工序 自电解工序来的约 80℃湿氢气,经氢气洗涤塔用洗涤水直接喷淋洗涤冷却至

40℃左右。由氢气压缩机压缩后进氢气冷却器用 5℃水冷却后,再经水雾捕集器、氢 气分配台去氯化氢合成工段。 (3)废氯气处理工序 由电解工序、氯气处理工序、液氯及高纯盐酸等处来的事故泄压氯气和电解开 停车产生的低浓度氯气进入废氯气吸收塔,塔顶尾气由引风机抽出排放。进塔碱液 由碱液高位槽,根据塔内循环碱液的 PH 分析和 ORP 分析结果加入。塔底吸收碱液 由碱液循环泵送回吸收塔循环吸收氯气,当 NaClO 的有效氯含量达到 10wt%,由液 位调节系统控制经次氯酸钠泵送原料及成品罐区。 4.2.1.4 氯化氢合成及高纯盐酸 经干燥处理后的氯气和液化尾气、氢气分别进入氯气缓冲罐、氢气缓冲罐,缓 冲后的氢气经管道阻火器和氯气分别进入二合一石墨合成炉,在炉内进行燃烧,生 成氯化氢气体。氯气和氢气的合成反应式如下: Cl2+H2 2HCl+22.063 kcal/mol 二合一炉生产的氯化氢气体经氯化氢冷却水槽和氯化氢冷却器冷却后通过氯化 氢分配台送 PVC 装置。二合一炉刚开车时不合格的氯化氢或 PVC 出现事故时,氯 化氢合成炉停炉时产生的氯化氢送降膜吸收器和尾气吸收塔来生产工业盐酸。尾气 吸收塔采用循环液吸收来自降膜吸收器的贫气,尾气塔内未被吸收的尾气,被水力 喷射泵抽出,微量氯化氢被水吸收,不凝气体排空。喷射器下水集中到循环水槽, 然后用泵加压,供水力喷射泵循环使用,并供尾气塔吸收尾气用,从而使酸性水形 成循环。同时此部分水用加压泵打到尾气塔中形成吸收酸,再加部分水来补充。 从氯化氢分配台抽一小股氯化氢来生产高纯盐酸,以满足烧碱厂内部的用酸量。 二合一石墨合成炉的工艺流程较长,设备台位多,但易操作,运行稳定性高。本工 程选择二合一石墨合成炉生产 31wt%高纯盐酸。 4.2.1.5 液氯及包装 拟选用氟里昂 22 制冷、中压法制液氯,液下泵包装流程。由氯气处理工序来的 干氯气,经氯气缓冲罐进入氯气液化器,出来的气液混合物经液氯气液分离器分离。 尾气含氯量>86vol%,去高纯盐酸工序。液氯进液氯贮罐,用泵装槽车或灌瓶。 4.2.1.6 蒸发 (1)蒸发工序 由电解工序送来的 32%碱液(约 85℃,36m3/h)首先进入烧碱液中间贮槽:碱 液由泵从顶部进入三效降膜换热器,浓缩为约 35%NaOH 溶液。泵将浓缩后的碱液

送到预热器中,在此分别利用回收浓碱液和蒸汽冷凝水的热量加热后送入二效换热 器的上部。在二效蒸发器中碱液被进一步浓缩至约 41%,然后由泵送到预热器中, 以回收利用浓碱液和蒸汽冷凝水中的热量。然后送入一效换热器的上部.用生蒸汽加 热使过量的水蒸发,蒸汽从Ⅰ效蒸发器中排出,碱液则达到要求的 50%(w/w) 。热 的浓缩碱液由泵输送,通过预热器将其热量传给稀碱液,然后通过最后的冷却后达 到期望的产品排放温度 45-50℃,浓缩碱液自换热器通过管道送入成品储槽。 4.2.2 主要产品的消耗定额 4.2.2.1 32wt%烧碱(含一次盐水、二次盐水精制及电解、氯氢处理)消耗定额 32wt%烧碱(含一次盐水、二次盐水精制及电解、氯氢处理) 消耗定额(以每吨100wt%NaOH计) 表4-2-1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 名称及规格 原盐(NaCl≥92wt%) 卤水 305 g/L 纯碱(Na2CO3≥98wt%) 31wt%高纯盐酸 纯水 亚硫酸钠(Na2SO3≥95wt%) 32wt%离子膜烧碱(折 100wt%NaOH) 氯化钡(BaCl2≥98wt%) 离子交换膜 螯合树脂 三氯化铁 硫酸(H2SO4≥98wt%) 直流电(450V 11kA) 动力电(380V/220V) 直流水(≤25℃) 循环水 (△t=8℃) 仪表空气( 0.7MPa) 工艺空气(0.4MPa) 单位 t t kg kg t kg kg kg m2 kg kg kg kWh kWh t t Nm3 Nm3 吨耗 0.45 1.06 16.00 150.00 2.00 0.87 8.00 16.00 0.0075 0.016 0.50 22.00 2200.00 120.00 1.50 140.00 20.00 12.00 时耗 20.39 47.57 720.00 6750.00 90.00 39.15 360.00 720.00 0.34 0.72 22.50 990.00 99000.00 5400.00 67.50 6300.00 900.00 540.00 年耗 163080.00 380520.00 5760000.00 54000000.00 720000.00 313200.00 2880000.00 5760000.00 2700.00 5760.00 180000.00 7920000.00 792000000.00 43200000.00 540000.00 50400000.00 7200000.00 4320000.00 备注

序号 19 20 21

名称及规格 氮气( 0.6MPa) 冷冻量(+5℃水) 蒸汽(0.4MPa)

单位 Nm3 KJ t

吨耗 0.40

时耗 18.00

年耗 144000.00

备注

125400.00 5643000.00 45144000000 0.30 13.50 108000.00

中间产品、副产品 22 23 24 氯气 (折 100wt%Cl2) 氢气 (折 100wt%H2) 稀硫酸 (H2SO475wt%) t kg kg 0.9100 25.00 27.64 40.95 1125.00 1243.85 327600.00 9000000.00 9950769.23

4.2.2.2 高纯盐酸消耗定额 高纯盐酸消耗定额(以每吨 31%盐酸计) 表 4-2-2
序号 1 2 3 4 5 6 名称及规格 100%干氯气 100%干氢气 电 仪表空气 循环水 纯水 单位 公斤 公斤 度 标准立方米 吨 吨 吨耗 302.11 9.98 4.50 10.00 42.00 0.69 时耗 3021.10 99.80 45.00 100.00 420.00 6.90 年耗 24168800.00 798400.00 360000.00 800000.00 3360000.00 55200.00 备注

4.2.2.3 液氯消耗定额 液氯消耗定额(以每吨 100wt%Cl2 计) 表 4-2-3
序号 1 2 3 4 5 6 名称及规格 干氯气 98%硫酸 新鲜水 电 蒸汽 工艺空气 单位 吨 公斤 吨 度 t 标准立方米 吨耗 1.005 2 1.33 83 0.0576 0.5 时耗 3.72 7.40 4.92 307.05 0.21 1.85 年耗 29742.98 59190.00 39361.35 2456385.16 1704.67 14797.50 备 注

仪表空气 循环水

标准立方米 吨

3 52

11.10 192.37

88785.01 1538940.10

4.2.2.4 50wt%烧碱消耗定额 50wt%烧碱消耗定额(以每吨 100wt%NaOH 计) 表 4-2-4
序号 1 2 3 4 5 6 名称及规格 32wt%液碱 折 100wt%NaOH 循环水 动力电 蒸汽 0.8MPaG 单位 kg t kWh t Nm3 Nm3 吨耗 1 70 3 0.6 2 0.2 时耗 25 1750 75 15 50 5 年耗 200000 14000000 600000 120000 400000 40000 备 注

折 100wt%NaOH

仪表空气 0.6MPaG 氮 气 0.6MPaG

4.2.2.5 99wt%烧碱消耗定额

99wt%烧碱消耗定额(以每吨 100wt%NaOH 计) 表 4-2-4
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称及规格 50% NaOH 折 100wt%NaOH 天燃气 副产氢气 熔盐(一次填充) 蒸汽 0.9MPaG 循环水 动力电 食糖 纯水(密封用) 仪表空气 0.6MPaG 氮气 0.6MPaG 单位 t Nm3 Nm3 Kg t m3 kWh Kg m3/h Nm3 Nm3 吨耗 1.00 88 18. 40 0.10 30 40 0.20 1.00 2.00 4.00 时耗 12.50 1,100 225 500 1.25 375 500 2.50 12.50 25.00 50.00 年耗 100,000.00 8,800,000.00 1,800,000.00 4,000,000.00 10,000.00 3,000,000.00 4,000,000.00 20,000.00 100,000.00 200,000.00 400,000.00 备 注

折 100wt%NaOH

4.3 自控技术方案 4.3.1 自控水平 本可行性研究报告包括了****36 万吨/年离子膜烧碱工程中的卤水处理、一次盐 水、二次盐水及电解、氯气处理及冷冻、氢气处理及盐酸合成、液氯包装及冷冻、 蒸发、罐区、空压制氮、气柜、循环水站、纯水站、消防水泵房等工段的自动控制。 离子膜烧碱装置设一个中央控制室。在中央控制室内通过 DCS 对整个装置(除氯化 氢合成外)进行操作、控制和管理。在高纯盐酸设一个操作室,内置一台远程操作 站对氯化氢合成及盐酸工段进行操作和控制。 整个离子膜烧碱装置设一套 DCS 系统。 4.3.2 标准和规范 仪表设计和安装采用以下主要标准: 《过程检测和控制系统用文字代号和图形符号》 《自动化仪表选型规定》 《控制室设计规定》 《仪表供电设计规定》 《仪表供气设计规定》 HG/T20505-2000 HG/T20507-2000 HG/T20508-2000 HG/T20509-2000 HG/T20510-2000

《信号报警、联锁系统设计规定》 《仪表配管、配线设计规定》 《仪表系统接地设计规定》 《仪表及管线伴热和绝热保温设计规定》 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 《石油化工企业设计防火规范》 《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 《分散型控制系统工程设计规定》 《工业自动化仪表工程施工及验收规范》 4.3.3 仪表设计准则 (1)测量单位和刻度 测量单位采用 S.I 单位,如下表:

HG/T20511-2000 HG/T20512-2000 HG/T20513-2000 HG/T20514-2000 GB50058-92 GB50160-92 SH3063-1999 HG/T20573-95 GB50093-2002

表 4-3-1
测量参数 液体 流量 气体 蒸汽 温度 表压 压力 真空 绝压 液位 单位 m3/h Nm3/h Kg/h or t/h ℃ KPa.MPa -KPa KPa abs m or mm or % 刻度 Direct Direct Direct Direct Direct Direct Direct Direct or % 备注

(2)仪表信号 除温度检测元件和特殊测量仪表外, 所有进出控制室的标准信号为 4~20mADC。 除非对气动信号提出更高的压力要求,调节阀、就地控制器采用 20~100KPa 的 标准气动信号。 (3)信号及联锁 工艺操作报警、远程设备的状态、ON/OFF 阀位指示及系统安全联锁由 DCS 来 实现。鳌合树脂塔的程顺控制也由 DCS 来实现。对氢气系统、氯气系统、电解槽差 压、电解槽进料和电压差、仪表气源、整流器电流等均设联锁。

(4)仪表材质和防护 所有与工艺介质接触的仪表材质,均应能满足工艺介质的要求,并且不低于仪 表所在管道或设备的材质。仪表外壳均应满足抗氯气腐蚀的要求。 现场一次仪表根据现场情况分别采用防腐型、防水型和隔爆型及本安型。根据 工艺介质情况,仪表材质选用了钽、钛、哈氏合金、蒙乃尔合金等贵重金属及钢衬 F46、钢喷涂 PTFE 等非金属材料,以满足抗腐蚀性能的要求。 所有现场安装的仪表是全天候型的,可以满足现场使用环境和气候条件,并符 合相应防护等级的要求。 安装在火灾和爆炸危险场合的仪表设备符合危险区域等级划分的要求,在爆炸 危险区域的现场仪表为隔爆型或本安型。 烧碱厂环境较差,存在有大量的腐蚀气体,因此中控室空调吸风口应设在一个安 全、 合适的位置, 以防止有害气体进入。 要求 CL2≤1PPb、 H2S≤10PPb、 SO2≤50PPb、 碳粒≤0.24mg/m3。 就地操作室视其布置情况,必要时采取局部正压通风或正压通风仪表盘。 (5)环境监测与防护 为确保人身和生产设备安全,在二次盐水及电解、氯气处理及冷冻、高纯盐酸 和液氯包装等工段设置必要的可燃气体检测(H2)和有毒气检测器(CL2) 。 (6)仪表供货与成套 所有现场仪表都应成套组装成整体提供。每一个现场仪表都设有永久性的不锈 钢铭牌。随机器设备成套的仪表也应符合本规定的要求,并应与所在装置中的仪表 水平相一致。 (7)仪表供电 仪表和控制系统电源应是双回路自动切换的独立供电回路,电压等级为 380VAC,三相,50Hz。控制系统(DCS)和现场仪表由不间断电源(UPS)供电, 在外部电源故障期间,UPS 提供后备电源(电池组) ,其容量是能使控制系统和仪表 正常工作至少 30 分钟时间。 UPS 电源质量: · 交流电源 交流输出:220V±5%; 频率:50±0.5HZ; 波形失真率:<5%;

· 直流电源 直流输出:24±0.3V; 纹波电压:<0.2%; 交流分量(有效值) :小于 40mV ·充电电源瞬间断时间≤3ms ·电压瞬间跌落:小于 10% (8)仪表供气 仪表气源应配置备用贮罐,容量为:从 700KPaG 降到 500KPaG 20 分钟。 气源质量要求: 压力:500~700KPG; 温度:常温; 露点:在操作压力下低于工作环境历史上; 年(季)极端温度至少 10℃; 含尘料直径<3μ m; 油份含量<8PPm(W)。 (9)工厂的计量 厂级计量仪表系统的精度为:±0.5%。 贸易计量仪表系统精度为:±0.2%。 (10)控制室 中控室由机柜室、操作室和其它辅助间组成。控制室一般要求如下: 室内采用有温度和湿度调节的空调,无腐蚀性气体; 室内设有火灾报警和消防设备; 吊顶、墙面、门采用吸暗防火材料; 地面采用抗静电活动地板; 室内照度 300~500LX,并设有事故照明。 4.3.4 仪表安装 (1)仪表过程接口: 表 4-3-2
仪 温度 表 1-1/2"法兰或 M27X2(M)

压力表 膜片式压力表 压力 压力开关 压力、差压变送器 带远传压力差变送器 流量 雷达液位计 液位 伺服式液位计 法兰式液位变送器

M20X1.5(M) 1"或 2"法兰 MFD 1/2"NPT(F) 2"或 3"法兰 1/2"NPT 或接焊法兰 2”、4"或 6"法兰 2"法兰 3"法兰

(2)仪表气源 仪表供气总管和从供气总管到阀门(仪表)之前的分管采用镀锌钢管,阀门采 用 304SS。 气动信号管线,通常采用Ф 8 的不锈钢管。每个用气仪表都配备过滤减压阀。 (3)仪表电缆 大部分现场仪表点采用单根电缆直接引入控制室,单根电缆采用 PVC 护套的多 芯屏蔽绞合电缆。采用接线箱(或)随机盘(箱)的场合,控制室和接线箱之间采 用 PVC 或聚氯乙烯绝缘和 PVC 护套的多对式多芯屏蔽绞合电缆。接线箱到现场仪 表之间则采用带 PVC 护套的多芯屏蔽绞合电缆。控制室和现场之间的信号电缆屏蔽 层在控制侧接地。接线箱将适用于相应的危险区域等级。 (4)电缆敷设 电缆采用架空敷设,从接线箱到控制室采用玻璃钢电缆桥架。从接线箱到现场 仪表采用镀锌穿管,仪表和接线箱均采用挠性连接管。挠性连接管应适用于相应的 危险区域等级。 (5)其它 现场仪表一般安装在地面或平台上。 仪表配管一般采用Ф 14× 2 或Ф 18× 3 的钢管,材质符合管道等级标准。采用焊接 管件。 雷达液位计采用导波管。 4.3.5 随机成套的仪表 一次盐水过滤器的隔膜阀、二次盐水控制螯合树脂塔用的程控阀和液位开关、

电解槽周围的检测仪表、氯压机本身的检测仪表及控制装置将随设备成套提供(或 进口) 。 4.3.6 仪表选型 (1)选型原则 在满足工艺要求的前提下,以先进、可靠、经济和使用方便为原则,尽可能选 用系列化、标准化的仪表,以提高仪表互换性。在仪表材质的选用上,与工艺介质 接触部分的仪表材质不低于仪表所在工艺设备或管道的材质。同时尽可能集中选用 一个厂家或地区的产品,以利以后的采购和服务。 (2)温度仪表 就地温度检测选用双金属温度计。集中温度检测一般选用一体化温度变送器、 Pt100 热电阻。温度开关选用压力式温度开关。在防爆区内选用隔爆型,在防爆区外 选用防水型。就地温度调节选用自力式温度调节阀。 (3)压力仪表 就地压力检测一般选用不锈钢压力表,有脉动的场合选用耐震压力表,有腐蚀、 粘稠、结晶的场所选用隔膜压力表或隔膜耐震压力表。要求集中的压力点选用智能 压力变送器。重要压力报警、联锁点选用压力开关,一般选用电接点压力表。就地 压力调节选用自力式压力调节阀。 (4)流量仪表 流量就地检测:小口径一般选用金属管转子流量计,大口径选用椭圆齿轮流量 计或电磁流量计;只要累积的场合可选用水表。 集中流量检测优先选用孔板和智能差压变送器,对精度要求较高的选用椭圆齿 轮流量计、涡轮流量计等。 对一些高精度、易汽化的场合必要时采用质量流量计,气体介质采用热式气体 质量流量计。此外,根据工艺条件还选用了转子流量计、电磁流量计、涡街流量计 等。 (5)物位仪表 就地液位计一般采用玻璃管、玻璃板液位计或磁式液位计。 需要集中的液位点一般采用智能液位变送器和差压变送器、浮筒液位变送器、 射频导纳变送器、超声波料位计、雷达料位计、钢带液位计等。对地下槽或水池一 般采用超声波液位计。液位开关一般选用浮子式液位开关。对特殊的场合还将选用 吹气法测液位。就地液位调节采用自力式液位调节阀。

(6)分析仪表 对产品质量、安全生产、环境卫生有关的参数进行自动分析。根据工艺要求, 分别采用了如下的分析仪器: PH 计、ORP(游离氯分析仪) 、振动式密度计、磁密 度计、微量水份分析器、电导仪等。以上分析仪表都将从国外引进。环境气体检测 设有可燃气体检测器和有毒气体检测器。 (7)执行器 调节阀采用气动执行机构,配电/气阀门定位器和空气过滤减压阀。对腐蚀的场 合选用隔膜阀或钢衬 F46。 对有毒介质采用波纹管密封结构。 对磨损严重的场合选用 钢衬陶瓷调节阀。 二位阀选用气动执行机构。 一般采用 O 型球阀, 当口径≥DN50mm 时可选用蝶阀。ON/OFF 阀配有电磁气阀、空气过滤减压阀和限位开关等。就地调节 分别选用自力式压力调节阀、自力式温度调节阀和自力式液位调节阀。 4.3.7 DCS 系统 (1)概述 DCS 系统采用九个操作站。每个操作站均组态全装置的内容,当其中一台故障 时,其它任何一台都能代替其工作。八台设在中控室,一台设在高纯盐酸操作室。 控制器、电源、通讯均采用冗余结构。 采用二台 A3 黑白打印机,一台打印定时报表,另一台用于随机报表(如事故、 报警、紧急停车、关键点等) 。 (2)DCS 功能要求 ? 过程控制功能 DCS 控制站除了应完成基本监测、调节和顺控功能外,还可以按过程需要选用 串级、比值、前馈,纯滞后时间补偿等高级控制功能。此外,还可以运用各种算法 组成综合控制算式,实现更复杂的控制要求。 ? 操作功能 DCS 操作站使操作员可在正常或异常情况下对站各设备进行控制,并可监视全 线 各 站的 操作 数据 和状 态 。操 作键 盘至 少有 以 下功 能: 选择 画面 、 控制 方 式 (MAA/AUTO/CASA)选择、设定值/输出值的升降、开阀/并阀、机泵起动/停止、 顺序启动、选择报警组、报警确认/复位、打印屏幕、指定/选择趋势记录和报表。 ? 显示功能 DCS 操作站应具有下列画面显示功能: 菜单画面(按工艺分区组织) ;

流程图画面(带开窗口显示功能) ; 控制分组画面; 回路参数画面; 趋势曲线画面; 报警汇总画面。 ? 报警功能 DCS 的系统报警功能应能自动诊断出操作站、现场控制站或通信系统的故障, 向操作员发出报警并显示出故障的物理位置和故障的性质。 ? 制表打印功能 用报表生成软件可以建立和修改报表,并可以报表的各个字段进行组态。报表 功能可以由程序控制、报警控制和操作员控制启动。报表可以指示任何一台打印完 成打印。系统应能生成以下报表: 实时报表(报警打印) ; 定时报表(日报、班报、月报、重要参数的时报) ; 报警汇总报表; 操作记录报表; 系统维护报表。 ? 信息管理功能 根据工艺操作和管理的需要,选用外部存储器将比较重要的信息保存下来。外 部存储器的型式和容量可根据需要保存信息的多少、保存时间的长短以及有足够的 裕量来确定。 ? 系统组态功能 DCS 应具有离线及在线系统组态功能。DCS 至少应有如下组态功能: 过程变量的零点、量程及报警限设定;控制回路组态;建立实时和历史数据库; 建立显示画面;建立报表;程序编译;组态下装;组态在线修改;过程变量监视; 显示和修改所有参数。 4.3.8 自控设备汇总表 自 控 设 备 汇 总 表 原盐堆场及一次盐水
序号 设备名称 规格及型号 单位 数量 备

表 4-3-3


自 控 设 备 汇 总 表 原盐堆场及一次盐水
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 设备名称 防腐铂热电阻 双金属温度计 耐震隔膜压力表 不锈钢压力表 电磁流量计 玻璃转子流量计 金属转子流量计 单法兰液位变送器 电接触式液位开关 PH 传感器 PH 智能变送器 气动单座调节阀 气动衬氟调节阀 规格及型号 WZPK1 WSS-481W YN-100MF YTS-100 AE LZB H250 EJA210 UDK-104 EL5500-5F PCP-20T HTS ZMBPF-16W 单位 支 支 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 3 4 12 2 8 1 1 2 2 1 1 4 3 备

表 4-3-3


总 计

44

自 控 设 备 汇 总 表 二次盐水及电解
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 设备名称 铂热电阻 Pt100 压力变送器 隔膜压力表 电磁流量计 金属转子流量计 法兰式液位变送器 电容式液位开关 浮筒式液位计 规格及型号 单位 只 个 个 个 个 个 个 个 数量 54 64 120 153 90 45 6 3

表 4-3-4
备 注

自 控 设 备 汇 总 表 二次盐水及电解
序号 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 电流指示仪 电流变送器 PH 传感器 PH 变送器 ORP 传感器 ORP 变送器 密度计 气动调节阀 气动切断阀 自力式压力调节阀 不锈钢压力表 电接点压力表 转子流量计 设备名称 规格及型号 单位 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 只 只 只 数量 36 36 9 9 3 9 6 96 186 12 63 18 198

表 4-3-4
备 注







1302

自 控 设 备 汇 总 表 氯气处理及冷冻
序号 1 2 3 4 5 6 设备名称 防腐铂热电阻 铂热电阻 隔爆铂热电阻 双金属温度计 远传压力变送器 远传差压变送器 规格及型号 WZP-430 WZP-230 WZP-240 WSS-481W EJA430 EJA110 单位 支 支 支 支 台 台 数量 36 30 9 75 9 24

表 4-3-5
备 注

自 控 设 备 汇 总 表 氯气处理及冷冻
序号 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 设备名称 工业 U 型管压力计 隔膜耐震压力表 隔膜压力表 不锈钢压力表 不锈钢耐震压力表 隔膜差压变送器 差压变送器 PH 传感器及变送器 ORP 传感器及变送器 单座调节阀 气动衬氟调节阀 HTS ZMBPF-16W YTN-100F1 YTP-100F1 YTF-100H YTN-10H EJA118W EJA210 规格及型号 单位 支 台 台 台 台 台 台 套 套 台 台 数量 6 75 30 9 6 6 15 3 6 15 24

表 4-3-5
备 注





378

自 控 设 备 汇 总 表 氢气处理及盐酸合成
序号 1 2 3 4 设备名称 防腐铂热电阻 隔爆铂热电阻 双金属温度计 远传压力变送器 规格及型号 WZP-240 WZP-240 WSS-481W EJA430 单位 支 支 支 台 数量 5 8 4 3

表 4-3-6
备 注

自 控 设 备 汇 总 表 氢气处理及盐酸合成
序号 5 6 7 8 9 10 11 12 13 设备名称 远传差压变送器 远传绝压变送器 隔膜压力表 不锈钢压力表 电远传转子流量计 孔板+差压变送器 U 型管压力计(测流量) 气动衬氟薄膜调节阀 就地指示仪 ZMAPE-16W 规格及型号 EJA118W EJA310A YTP-100F2 YTP-100 AM-1521 EJA210 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 3 1 7 2 8 8 8 12 8

表 4-3-6
备 注





77

自 控 设 备 汇 总 表 液氯包装及冷冻
序号 1 2 设备名称 防腐铂热电阻 铂热电阻 规格及型号 WZPK1 WZPK1 单位 支 支 数量 6 8

表 4-3-7
备注

自 控 设 备 汇 总 表 液氯包装及冷冻
序号 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 设备名称 双金属温度计 远传压力变送器 隔膜压力表 耐震隔膜压力表 不锈钢压力表 标准孔板 差压变送器(流量) 隔膜密封变送器 外测式液位计 衬里调节阀 单座调节阀 遥控阀 气动衬氟开关阀 规格及型号 WSS-481W EJA430 Y-100MF YN-100MF YTS-100 LGBFWL EJA110 EJA118 L2631 ZMXBP HTSW K34H HCBW 单位 支 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 数量 6 12 25 15 8 1 1 20 12 4 2 2 12

表 4-3-7
备注





134

自控设备汇总表 蒸发
序号 设备名称 规格及型号 单位 数量

表 4-3-8
备注

自控设备汇总表 蒸发
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 设备名称 铂热电阻 铂热电偶 双金属温度计 绝对压力变送器 膜盒压力表 不锈钢压力表 耐震压力表 耐震法兰式压力表 耐震电接点压力表 电磁流量计 金属转子流量计 孔板 双波纹管差压计 差压变送器(流量) 液位变送器 差压变送器 单法兰液位变送器 点位变送器 气动调节阀 手动球阀 自力式微压阀 柜式仪表盘 闪光信号报警器 指示灯 配电器 多笔记录仪 总 计 5367-3001/A2 XJRA-303 KG-221 XZS-11A EJA110 EJA210 H250 LGBHWL CWD-110 EJA110 WSS-481W EJA310 YE-150 Y-100B YTS-100-Z Y-100MF YTXC-100-Z 规格及型号 单位 支 支 支 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 个 个 个 数量 6 20 48 6 6 14 6 8 14 8 6 6 2 2 4 2 10 6 18 8 6 2 4 8 36 18 274

表 4-3-8
备注

自 控 设 备 汇 总 表 罐区
序号 1 2 3 4 5 6 铂热电阻 双金属温度计 远传差压(液位)变送器 远传差压(液位)变送器 电磁流量计 气动衬氟薄膜调节阀 设备名称 规格及型号 WZP-240 WSS-481W EJA210 EJA118W AE ZMAPE-16W 单位 支 支 台 台 台 台 数量 8 3 10 8 8 4

表 4-3-9
备 注





41

自 控 设 备 汇 总 表 空压制氮
序号 1 2 3 4 设备名称 双金属温度计 远传压力变送器 就地压力表 空压机成套仪表 规格及型号 WSS-481W EJA Y-100B 单位 支 台 台 套 数量 3 3 3 3

表 4-3-10
备 注





12

自 控 设 备 汇 总 表 循环水站、 水预处理及消防泵房
序号 1 2 3 4 5 6 7 设备名称 双金属温度计 铂热电阻 远传压力变送器 就地耐震压力表 弯管流量计(检测、变送成套) 电磁流量计 超声波液位计 AE EJA YN-100B 规格及型号 WSS-481W 单位 支 支 台 台 套 台 台 数量 3 3 2 12 8 6 4

表 4-3-11
备 注





38

自 控 设 备 汇 总 表 纯水站
序号 1 2 3 设备名称 双金属温度计 就地耐震压力表 单法兰液位变送器 规格及型号 WSS-481W YN-100B 单位 支 台 台 数量 3 6 6

表 4-3-12
备 注





15

自 控 设 备 汇 总 表 气柜
序号 1 2 1 就地压力表 远传差压变送器 遥控阀 合 计 设备名称 规格及型号 YN-100B EJA 单位 台 台 台 数量 4 4 4 12

表 4-3-13
备 注

自 控 设 备 汇 总 表 控制室仪表
序号 一 1 2 3 4 5 6 7 8 二 1 2 3 三 1 2 3 4 四 1 2 3 DCS 系统 操作站 工程师站 激光打印机 彩色打印机 控制站 继电器柜 辅助柜 其它(冗余通讯网络、OPC 接口等) 电源 UPS 40KVA 30min 套 套 台 1 1 2 设备名称 规格及型号 单位 套 台 台 台 台 台 台 台 套 数量 1 9 1 2 1 5 2 1 1

表 4-3-14
备 注

24V 直流电源 直流交流电源分配盘 联锁报警盘 柜式仪表盘 闪光信号报警器 记录仪 其它盘内配件 可燃、毒害报警系统 有毒气体(Cl2)检测(变送器) 可燃气体(H2)检测(变送器) 便携式有毒可燃检测器

台 套 套 套

1 6 1 1

台 台 台

30 8 4

4.4 主要设备的选择 4.4.1 原盐堆场及一次盐水 化盐桶 膜式过滤器 L10000×W4000×D6000 ID2216 H5442 2台 10 台 砼+内涂防腐层 CS+硬橡胶 分2线

4.4.2 二次盐水及电解 4.4.2.1 二次盐水精制工序 拟引进 2 套各 3 台螯合树脂塔, 设备规格: ID3300、 H3500、 树脂填充量约 13.31m3/ 台,1 台运行,1 台保护,1 台再生,设备材质 CS+HRLL(低钙镁胶) 。 4.4.2.2 离子膜电解工序

拟引进复极式自然循环电解槽 20 台及离子交换膜。 4.4.2.4 淡盐水脱氯工序 脱氯塔 脱氯真空泵 4.4.3 氯气处理及冷冻 氯气洗涤塔 钛管冷却器 一级氯气干燥塔 二级氯气干燥塔 泡罩干燥塔 一级废氯气吸收塔 二级废氯气吸收塔 离心式氯气压缩机 ID2600 F=360m2 ID2600 ID2600 ID2600 ID2800 ID1800 H10800 H10800 H~10800 2台 2台 2台 2台 FRP Ti+CS PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP SS。 ID3000 Q=200Nm3/h H4000 P=37.3kPaA 1台 2台 Ti Ti

H10600 五层塔板 2 台 H13200 H12200 P=0.3MPaA 1台 1台 2 台,

Q=8500Nm3/h

4.4.4 氢气处理及氯化氢合成 氢气洗涤塔 氢气后冷却器 ID3200 F=230m2 ID1000 氢气压缩机 二合—盐酸合成炉 液环式 Q=4500Nm3/h 能力:120 吨 HCL/天 ID1200 H7600 H11000 管壳式 L4500 6 台 4 台运行,2 台备用 P=0.1MPaG 10 台 石墨+CS 7 开,3 备 2台 2台 CS CS

尾气吸收塔 4.4.5 液氯包装及冷冻 氯气液化器

ID600

H3200 2 台 石墨+CS 2 台运行,1 台备用

6 万吨/年 ID600 L7140

3 台 16MnR 3台

3 台运行

氟里昂螺杆压缩机组 制冷量 250kW 液氯包装泵 屏蔽泵 Q=10m3/h 4.4.6 蒸发 一效降膜蒸发器 二效降膜蒸发器 三效降膜蒸发器 表面冷凝器 4.4.7 设备一览表 F=330m2 F=330m2 F=800m2 F=720m2

H-80m 2 台

1 台运行,1 台备用

2台 2台 2台 2台

CS-Ni CS-Ni CS-Ni 316L

表 4-4-1
序 号 一 1 2 3 4 5 6 二 1 2 3 4 5 6 7 卤水处理 加压泵 卤水池泵 化盐桶 粗盐水槽 积水池 粗盐水自吸罐 一次盐水 盐水加热/冷却器 文丘里混合器 气水混合器 箱式压滤机 凯膜过滤器 淡盐水泵 加压泵 台 台 台 台 台 台 台 2 4 16 10 10 2 4 Ti/垫片 EPDM C.S C.S PP C.S+HRL Ti Ti 台 台 台 台 台 台 6 4 2 1 1 6 Ti 砼 砼 C.S+FRP 砼 C.S 设备名称 单位 数量 材 料 备注

序 号 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 三 1 2 3 4 盐水提升泵 一次盐水泵

设备名称

单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

数量 2 2 1 1 1 2 1 2 2 4 2 2 2 2 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1

材 Ti Ti CI



备注

Na2CO3 溶液提升泵 FeCl3 溶液提升泵 Na2SO3 溶液提升泵 盐泥泵 盐酸泵 滤液泵 反应槽 预处理器 盐水高位槽 中间槽 折流槽 一次盐水槽 亚硫酸钠液高位槽 碳酸钠液缓冲槽 氢氧化钠高位槽 氯化铁液高位槽 NaClO 液高位槽 亚硫酸钠液配制槽 盐泥槽 盐酸贮槽 滤液罐 加压融气罐 二次盐水及电解 电解槽 盐水加热器 盐水换热器 单槽盐水换热器

PTFE SS304 耐磨铸铁 PTFE CI C.S+FRP C.S+FRP C.S+FRP C.S+FRP PP C.S+FRP SS304 C.S C.S C.S+RL PVC+FRP SS304 砼 FRP C.S+FRP C.S

台 台 台 台

20 2 2 2

TI/Ni Ti+Pd Ti+Pd Ti+Pd

引进

序 号 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33

设备名称 阴极液换热器 单槽阴极液换热器 盐水过滤器 烧碱过滤器 盐酸混合器 烧碱混合器 盐酸混合器 烧碱盐酸混合器 蒸汽冷凝器 氢气分离器 精盐水泵 阴极液泵 阳极液泵 淡盐水泵 阳极液放净泵 亚硫酸钠泵 废碱输送泵 废酸输送泵 18%盐酸泵 鳌合树脂塔 脱氯塔 脱氯真空泵模块 精盐水槽 阳极液槽 阴极液槽 阳极液放净槽 阳极液酸化罐 脱氯盐水槽 酸化罐

单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

数量 2 2 20 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 4 4 4 2 6 1 2 2 4 4 4 4 2 2

材 Ni Ni



备注

CI/PTFE+Ti CI/PTFE+Ni PP/FRP PP/FRP PP/FRP FRP/PP Ti PPR or Ni Ti Ni Ti Ti Ti AISI316 CI/PTFE CI/PTFE FRP HRLS Ti Ti HRLS Ti PPR or Ni FRP FRP or Ti FRP or Ti FRP

引进 引进 引进 引进 引进

引进

引进

序 号 34 35 36 37 38 39 40 41 四 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

设备名称 阴极液水封槽 氯酸盐反应槽 阳极液盐酸混合槽 亚硫酸钠槽(带搅拌器) 18%盐酸罐 废碱池 废酸池 极化单元 氯气处理及冷冻 氯气压缩机 引风机 冷水机组 氯水冷却器 钛管冷却器 一级硫酸循环冷却器 二级硫酸循环冷却器 浓硫酸循环冷却器 氯压机中间冷却器(1) 氯压机中间冷却器(2) 氯压机中间冷却器(3) 氯压机后冷却器 硫酸冷却器 一级碱液冷却器 二级碱液冷却器 氯压机厂房吊车 氯气水雾捕集器 氯气酸雾捕集器 氯水泵 一级硫酸循环泵

单位 台 台 台 台 台 台 台 台

数量 4 4 4 2 2 2 2 20





备注

FRP or Ti FRP or Ti FRP or Ti HRLS FRP 砼+树脂鳞片 砼+树脂鳞片 引进

台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2

组合件 Ti 组合件 Ti 壳程 16MnR / 管程 Ti 哈氏合金 哈氏合金 哈氏合金 壳程 16MnR /壳程 16MnR 壳程 16MnR /壳程 16MnR 壳程 16MnR /壳程 16MnR 壳程 16MnR /壳程 16MnR C.S Ti Ti 组合件 PVC+FRP 16MnR Ti 钢衬四氟 引进滤芯 引进滤芯

序 号 22 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52

设备名称 二级硫酸循环泵 浓硫酸循环泵 循环水泵 纳氏泵 浓硫酸卸车泵 稀硫酸装车泵 7℃冷冻水泵 冷凝水泵 一级碱液循环泵 二级碱液循环泵 碱液配制泵 次氯酸钠泵 氯水洗涤塔 一级氯气干燥塔 二级氯气干燥塔 泡罩干燥塔 一级废氯气吸收塔 二级废氯气吸收塔 氯气正水封槽 氯气负水封槽 浓硫酸储槽 浓硫酸高位槽 循环水池 氯气分配台 真空罐 硫酸分离器 浓硫酸卸车槽 稀硫酸装车槽 冷冻水槽

单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

数量 2 2 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2





备注

钢衬四氟 钢衬四氟 C.S C.S C.S C.S C.S C.S 钢衬四氟 钢衬四氟 SS304 钢衬四氟 FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP C.S C.S C.S 16MnR 16MnR 16MnR C.S PVC+FRP C.S 引进

序 号 53 54 55 56 五 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

设备名称 一级碱液循环槽 二级碱液循环槽 碱液配制槽 碱液高位槽 氢气处理及氯化氢合成 氢气压缩机 氢气冷凝液换热器 氢气后冷却器 电动单梁悬挂起重机 氢气水雾捕集器 氢气洗涤液循环泵 氢气洗涤塔 氢气水封槽 氢气分配台 氢气放空液封槽 二合一氯化氢合成炉 一级降膜吸收器 二级降膜吸收器

单位 台 台 台 台

数量 2 2 2 2





备注

PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP PVC+FRP

台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

6 2 2 2 2 4 2 2 2 2 10 4 4 4 1 2 2 2 2 1 2 2 2 4

C.S S.S C.S 组合件 C.S C.S C.S Q235-A Q335-B Q235-A C.S/石墨 C.S/石墨 C.S/石墨 C.S/石墨 PVC 16MnR Q235-B FRP PP+FRP PP+FRP FRP FRP 氟合金 石墨

12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

尾气吸收塔 尾气吸收塔 氯气缓冲罐 氢气缓冲罐 盐酸中间罐 纯水循环槽 水封槽 酸液分析槽 盐酸液封槽 高纯盐酸中间泵 水力喷射泵

序 号 23 24 25 六 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 循环水泵 吸收水泵 盐酸泵

设备名称

单位 台 台 台

数量 2 1 2





备注

氟合金 氟合金 氟合金

液氯包装及冷冻 废氯气引风机 氯气液化器 氟里昂螺杆压缩机组 地磅 复称 钢瓶起重机 制冷机组起重机 包装泵起重机 气液分离器 液氯储罐 液氯包装罐 浓碱罐 排污处理罐 分配台 事故处理池 冷冻盐水配制槽 抽气台 -20℃冷冻水罐 液氯钢瓶 次氯酸钠循环槽 负水封槽 15%烧碱液罐 液氯包装泵(屏蔽泵) 吸收塔循环泵 排污泵 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 个 台 台 台 台 台 台 1 3 3 8 2 1 1 1 3 2 2 1 2 1 1 1 1 1 50 1 1 1 2 2 1 FRP 16MnR 组合件 组合件 组合件 CS CS CS 16MnDR 16MnDR 16MnDR CS PVC+FRP 16MnR 砼 CS 16MnR 16MnDR 16MnR PVC+FRP PVC+FRP CS SS316 CS/PTFE CS/PTFE

序 号 26 27 28 29 七 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 八 盐水泵

设备名称

单位 台 台 台 台

数量 1 2 1 1





备注

316L CS CS PVC+FRP

-20℃冷冻水泵 废水泵 废氯气吸收塔 蒸发 32%碱缓冲罐 32%碱输送泵 表面冷凝器 冷凝液泵 冷凝液罐 水环真空泵 蒸汽冷凝液闪蒸罐 表面冷凝器 冷凝液储罐 冷凝液泵 表面冷凝器 水环真空泵 碱液循环泵 泵冷却水泵 冷却水罐 配有气液分离器的降膜蒸发器 配有气液分离器的降膜蒸发器 NaOH 预热器 NaOH 预热器 NaOH 冷却器 NaOH39%碱泵,包括马达,使用 机械密封 NaOH50%碱泵,包括马达,使用 机械密封 罐区

台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

2 4 2 4 2 4 2 2 2 4 4 4 4 2 4 2 2 2 2 2 4 4

SS SS SS SS SS SS SS SS CS CS SS SS

SS NI/CS NI/CS NI/CS Hast/CS SS Ni

序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

设备名称 32%成品碱装车鹤管 高纯盐酸装车鹤管 次氯酸钠装车鹤管 稀硫酸装车鹤管 32%成品碱装车泵 盐酸装车泵 次氯酸钠装车泵 稀硫酸装车泵 浓硫酸泵 32%成品碱液储槽 50%成品碱液储槽 次氯酸钠储槽 高纯盐酸储槽 废盐酸储槽

单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

数量 1 1 1 1 2 2 2 2 1 4 1 1 2 1





备注

SS C.S/PTFE C.S/PTFE C.S/PTFE SS 氟合金 氟合金 氟合金 CI Q235-A SS304 PVC+FRP FRP FRP

4.5 标准化 4.5.1 设备标准化设计 4.5.1.1 为了提高产品质量和劳动生产率, 降低成本, 节省设计力量, 加速产品发展, 非标准设备设计中应尽量采用通用和系列化的结构、尺寸以及配件。例如:容器筒 体和封头,包括球形、椭圆形、锥形等的直径;法兰及紧固件、液面计、除雾器、 人手孔、支座、吊耳、梯子平台等配件均应按标准化及商品化产品选择和使用。 4.5.1.2 定型设备的选型和非标准设备的设计,应遵循现行国家标准及规范。 4.5.1.3 引进的技术和设备,应是先进、安全、可靠的,其标准和规范均采用现行国 际标准和规范。例如:ANSI、ASME、API650、JIS、DIN、AD 及 BS 等标准。 本工程非标设备设计中应采用的标准及规范 (1)国家劳动总局“压力容器安全技术监查规程”(90 版) (2)钢制压力容器 (3)化工设计标准 GB150-89 HGJ14~19-89

(4)压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类 HGJ43-91

(5)钢制压力容器焊接工艺评定 (6)钢制压力容器焊接规程 (7)钢制对接无缝管件 (8)压力容器用锻件 (9)压力容器法兰 (10)压力容器无损检测 (11)补强圈 (12)椭圆形封头 (13)90° 折边锥形封头 (14)60° 折边锥形封头 (15)压力容器用膨胀节 (16)钢制管法兰、垫片、紧固件 (17)钢制焊接常压容器 (18)容器支座 (19)衬里钢壳设计技术规定 (20)橡胶衬里设备 (21)耐酸酚醛塑料制化工设备设计规定 (22)耐酸酚醛塑料制化工设备设计技术规定 (23)碳素钢、低合金钢制人孔和手孔 (24)不锈钢人手孔 (25)钢制管壳式换热器 (26)钢制塔式容器 (27)机械搅拌设备 4.5.2 管道工程标准化设计 4.5.2.1 管道、管件、阀门等材料采用的现行标准 (1)管材标准 无缝钢管 无缝钢管件 无缝不锈钢管 无缝不锈钢管件

JB4708-92 GB/T4709-92 GB12459-90 JB4726~4728-94 JB4700~4707-92 JB4730-94 JB/T4736-95 JB/T4737-95 JB/T4738-95 JB/T4739-95 GB16749-97 HG20592~20635-97 JB/T4735-1997 JB/T4712~4713、 4724~4725-92 HGJ33-91 HGJ32-90 HGJ30-90 HGJ31-90 HG21514~21535-95 HGJ503~513-86 GB151-89 JG4710-92 HG/T20569-94

GB8163-87 GB12459-90 GB/T14976-94 GB12459-90

镀锌焊接钢管 镀锌焊接钢管件 焊接钢管 硬聚氯乙烯管 硬聚氯乙烯管件 聚氯乙烯玻璃钢复合 管及管件 增强聚丙烯管及管件 玻璃钢管及管件 钢衬胶管及管件 无缝钛管 钢衬聚四氟乙烯管及管件 (2)管道连接件标准 钢制管法兰标准 焊接法兰标准 螺纹法兰标准 焊环松套法兰 非金属法兰 紧固件标准

GB/T3091-93 GB3289-82 GB/T13793-92 GB4219-1996 GB4220-84

HGJ515-87 HG20539-92 HGJ534-91 HG21501-93 GB/T3624-1995 HG/T21562-94

HG20592-97 HG20593~5-97 HG20598-97 HG20599~600-97 厂标 GB5782-86 GB901-88 GB6170-86 GB97.1-85

垫片标准

HG20606-97 HG/T21609-96 HG20607-97

(3)阀门标准 阀门按中国阀门协会 CVA 标准,部分按制造厂标准。 4.5.2.2 进口管道、管件、阀门等,采用现行国际标准和规范。 4.5.3 仪表标准化设计 所有仪表采用电动Ⅲ型仪表,传输信号为 4~20mA。 所有智能仪表遵循 HART 协议。

集散控制系统(DCS)及可编程序控制器遵守 HART 协议。 4.5.4 分析化验标准化设计 工艺引进装置有关的分析方法采用专利商所提供的经所属国认可批准的国家标 准、各部门标准及企业标准,即卖方提供的标准。但对于原材料的分析标准,经买 卖双方协商也可采用买方标准,即经中华人民共和国认可批准的国家标准、各部门 标准及企业标准。 非引进装置有关的分析方法采用经中华人民共和国认可批准的国家标准、各部 门标准及企业标准。 4.5.5 电气标准化设计 电气设备及材料的选型、设计、制造、施工应满足现行国家标准及规范的要求。

5 原料、辅助材料及动力的供应
5.1 主要原料、辅助材料供应 表 5-1-1
序号 名 称 NaCl Ca2+ 1 原盐 Mg2+ SO42H2O 卤水 卤水 305 g/L 外观: 2 亚硫酸钠 纯度: 白色粉末 ≥96%(wt) 313.2 外购 规 格 ≥94.5wt% ≤0.2wt% ≤0.2wt% ≤0.7wt% ≤4.2wt% 1247606 163080 外购 年用量吨/年 来 源

重金属含量: ≤50ppm 离子膜烧碱 3 4 折 100wt% 离子交换膜 浓度: 温度: 32% (wt) ≤60℃ 2880 2700m2 自产 引进

ACIPLEX-F44401 或相当品 HCl Ca2++Mg2+ 31.0wt% ≤0.50 wtppm ≤0.30 wtppm ≤25.0 wtppm ≤5.0 wtppm ≤5μ s/cm ≤0.1wtppm ≤0.3wtppm

5

高纯盐酸

Fe3+ 蒸发残渣 游离氯 电导率

54000

自产

6

无离子水

SiO2 Fe3+

775200

自产

7 8 9

螯合树脂 纯碱 硫酸

C-467、TP-260 或相当品 纯度:NaCO3≥99.2%(wt) 浓度:H2SO4≥98%(wt)

5.76 5760 7920

外购 外购 外购

5.2 动力供应 表 5-2-1





单位 kwh kwh t t Nm3 Nm3 Nm3 GJ t

消耗量(年) 792,000,000.00 46,061,385.16 581,311.35 67,058,940.10 10,888,785.01 4,334,797.50 144000.0 45,144,000,000 109,704.67





直流电(450V 11kA) 动力电(380V/220V) 一次水(≤25℃) 循环水 (△ t=8℃) 仪表空气( 0.7MPa) 工艺空气(0.4MPa) 氮 气 0.6MPaG 冷冻量(+5℃水) 蒸汽(0.4MPa)

装置配套 装置配套 装置配套 装置配套 装置配套 装置配套

6 建厂条件和厂址方案
6.1 厂址及建厂条件 6.1.1 厂址的地理位置、地形、地貌 **地处东部沿海发达地区的中心,距北京 500 公里,距上海 700 公里,地理位 置十分优越,交通四通八达。铁路有京沪线通过,并西接京九大动脉,还有即将开 工的京沪高速铁路纵贯南北;陆路有京沪、京福高速公路和 104 国道穿境而过,并 在**交汇;空路与济南国际机场有高速公路相联,距离 80 公里;海路与青岛、烟台、 日照等港口有铁路和高速公路网连接,相距 300 公里左右。 本工程厂址位于**石膏工业园区,该园区地处 **市郊岱岳区滿庄镇,北距市中 心约 20 公里,厂址紧靠 104 国道,东临京沪铁路和京福高速公路,距高速公路最近 入口仅 3 公里。地理位置优越,交通便利。 所以在泰山****石膏工业园区建设具有十分优越的交通优越和资源优势。 6.1.2 气象条件 6.1.2.1 气温 13.5℃ -19.4℃ 42.6℃

年平均温度 极端最低温度 极端最高温度 6.1.2.2 大气压 极端最高气压 极端最低气压 6.1.2.3 相对湿度

103.84KPa 98.47KPa

冬季平均最大相对湿度 夏季平均最大相对湿度 6.1.2.4 降雨量 年最大降雨量 年平均降雨量 日最大降雨量 6.1.2.5 降雪 最大积雪厚度

65% 77%

1063.9mm 617mm 107.3mm

15cm

6.1.2.6 最大地冻深度 6.1.2.7 风

37cm

全年、夏季、冬季主导风向:东南风 年平均风速 6.1.3 工程地质条件 本工程场地原为低产旱田,尚未进行工程地质勘察,参照邻近的工程地质报告; 该场地自上而下为粉质粘土、粘土、基岩。地质属**盆地边缘,地质稳定。地下水 主要为大气降水及地表水,对砼无侵蚀性。该地区地震基本烈度为 7 度。 6.1.4 交通运输条件 本工程厂址位于**石膏工业园区,该园区地处 **市郊岱岳滿庄镇,厂区交通十 分便利,东距津浦线北集坡站 3Km,**站 4.5Km,批拟建工厂铁路专用线可直接由 以上两站编组出线,公路东靠 104 国道及京福高速公路分别为 1Km 和 3Km,空运 距济南机场 80Km。 6.1.5 水源、供排水 本工程拟采用原废弃石膏矿井为自备水源井,水源丰富,供水有保证。 6.1.6 电源、供电、电讯 供电拟采用双回路:一路为自备电动力车间,35KV 供电线路,供电距离 2.0 公 里;二路为备用电源,由新矿集团膏业公司变电所供电,35KV 供电线路,供电距离 3.0 公里。电讯由地主电讯局解决。 6.1.7 供热工程情况 本工程所需蒸汽由拟建的自备电动力车间供应。 6.1.8 拟先厂址目前土地使用状况 拟建厂址位于**石膏开业园,厂区自然标高为 116 米左右,地形平坦,全部为 低产旱田,场地平整开阔。 6.2 厂址方案 本工程选择在******集团公司一期 10 万吨烧碱装置东侧一块开阔地带,并可利 用厂内原有道路线,运输方便,辅助设施及公共设施齐全,征地不占耕地。并可充 分利用****集团的公用工程设施如:锅炉房,纯水站、消防水泵房等节省了基建投 资。 3.3m/s

7 公用工程和辅助设施方案
7.1 总图运输 7.1.1 总平面布置 (1)工厂主要组成 主要生产装置及公用工程设施:原盐堆场、一次盐水、二次盐水及电解、整流 所、氯气处理、氯化氢合成及盐酸、蒸发、液氯包装、酸碱罐区、气柜、循环水站、 纯水站、原水处理、加压、消防水站、事故水池及污水中和池、空压制氮、机电仪 维修、化验室及办公室、控制室、总降变电所、烧碱配电所等。 (2)总平面布置原则 满足工艺生产要求,做到流程顺畅、管道便捷; 功能分区明确、布置紧凑、节约用地; 符合当地区域规划,遵守有关设计规范。 (3)总平面布置方案 本装置位于****石膏经济园区内。本装置北侧为规划的热电厂;东侧为 104 国 道;西侧、北侧为园区边界。 本装置区域的主导风向为东南风;本装置电解单元需要较多的电源来自北侧的 热电厂;本装置生产出来的氢气供 PVC 生产装置作为原料;主要运输方向与厂区 的西北角与西南角。 根据以上外部条件, 将装置区的储运单元布置在了厂区的西侧, 烧碱生产区布置在厂区东侧,其他公用工程及辅助装置布置在了厂区的东南侧。 7.1.2 竖向布置 7.1.2.1 竖向布置原则 竖向布置要满足工艺生产、 运输、 场地排水对高程的要求。 合理确定厂区标高, 减少土方工程量,避免洪水和场地积水的威胁,合理确定厂区场地排水坡度。 7.1.2.2 竖向设计 由于该厂区所在场地地势比较平整,高程在 3~4 米之间,所以竖向设计定为平 坡式 场地排雨水通过路上的雨水箅子收集经过厂区雨水管网排出厂区外。 本工程场地平整,可将基槽开挖土方与场地设计结合,达到场地土方量为零。 7.1.3 工厂绿化

为美化环境、改善厂区卫生条件,公用工程及辅助设施区进行重点绿化,可进 行草皮花卉、乔木、灌木三层次绿化,围墙周围可栽植乔木,其余地区种植草皮和 灌木为主,生产装置区内尽量减少绿化。 植物种类选择应当采用当地树种中较耐盐碱的种类。 本工程绿化面积约为 39000 m2,绿化率大于 15% 7.1.4 总平面布置的主要技术经济指标,见表 7-1-1。 总图运输主要参数指标表 表 7-1-1
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 厂区用地面积 建、构筑物占地面积 地下管线及地上管架估计占地面积 露天堆场及露天操作场地占地面积 道路及广场占地面积 建筑系数 场地利用系数 厂区绿化率 % 项 目 单位 平方米 平方米 平方米 平方米 平方米 数量 260000 67200 21000 27600 39200 0.36 0.60 15 备注

7.1.5 全厂运输 工厂主要运输物料为原盐、硫酸、盐酸、液碱、液氯、氢气等物料,近期运输 均为汽车运输,将来园区内企业运输铁路线建成后运输方式形成以铁路和公路运输 结合的多渠道运输方式。 现阶段运输车辆从西北角货运门进出厂区。工厂年货物吞吐量为 1,043,485.80 吨,其中运入 183019 吨,运出 860,467 吨,详见表 7-1-2。

工 厂 运 输 量 表 表 7-1-2
序 号 运入 1 原盐(NaCl≥92wt%) 卤水 2 3 4 5 6 纯碱(Na2CO3≥98wt%) 亚硫酸钠(Na2SO3≥95wt%) 螯合树脂 三氯化铁 硫酸(H2SO4≥98wt%) 运入合计(不含卤水) 运出 1 32wt%离子膜法烧碱 50wt%离子膜法烧碱 99 wt%离子膜法烧碱 2 3 4 5 7 液氯 高纯盐酸 75wt%硫酸 次氯酸钠 盐泥 运出合计 合 计 t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a 459,721 200,000 100,000 29,595 26,000 9,951 10,000 25,200 860,467 1,043,485.80 槽车/瓶装 槽车 槽车 袋装 槽车 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 槽车 槽车 汽车 汽车 t/a t/a t/a t/a t/a t/a 163080 1247607 5760 313 5.76 180 7920 183019 散装 液体 袋装 桶装 袋装 袋装 槽车 汽车 管道 汽车 汽车 汽车 汽车 汽车 外购 外购 外购 外购 外购 外购 物料名称 单位 运输量 包装形式 运输方式 备注

7.1.6 工厂防护设施 本装置位于**石膏工业循环经济园区内,整个园区属于一个集团内部资产,所 以相对安全。但为了保证保证安全生产,方便管理,在本装置周围设置 2.1 米高格 栅围墙,使之形成相对独立厂区。 7.1.7 排渣

一次盐水装置所产盐泥由汽车运送至园区内排渣场暂存,然后运至水泥厂制水 泥。 7.2 给排水 7.2.1 厂区给水 7.2.1.1 给水水源

本工程建于公司一期工程的东侧的厂地,公司外部水源来自石膏矿的深井水, 在厂地内修建供水、净水厂供本工程使用。因此可满足本工程用水。 7.2.1.2 全厂用水排水量 根据本工程各生产装置及公用工程、辅助设施等生产用水要求,全厂生产用水 量 425~500m3/h,生活用水 2~4m3/h,循环水用量为 10777~14000m3/h,水的复用率 约为 96.1%。 全厂用水排水情况详见《全厂水量平衡图》 。 7.2.1.3 厂区生产、生活给水系统 本工程为工艺,生活系统管线。厂区净水池送至厂内水预处理池经生产水泵加 压至压力>0.4MPa,以满足全厂各装置及辅助生产装置的生产用水、冲洗用水及厂 前区用水。 加压泵房内设生产水泵四台, 三开一备, 供水能力 Q=160~192m3/h, H=50~46m, P=37kW。生产水池容积约 1200 m3,可储备约 4 小时生产用水。 7.2.1.4 厂区消防给水系统 根据本工程供水水源条件,全厂新建消防给水系统。 根据《建筑设计防火规范》GBJ 16-87(2001 年版)规定,全厂同一时间内火 灾次数按一次计。全厂同一时间内的消防用水量最大处为氯气处理及冷冻装置,其 火灾延续时间按 2 小时计,室内消防供水量为 10L/S ( 36m3/h ) ,室外为 30L/S (108m3/h) 。室内外消防用水合计为 40L/S(144m3/h) ,一次消防用水量为 288m3。 本工程新建一座 V=300m3 消防水池及消防水泵。 选用二台消防水泵, 其中一台 备用,水泵供水能力 Q=144m3/h,H=0.50MPa,P=37kW。水泵均为自灌式,厂区 备有双电源。 消防水池与水预处理池相连,消防水泵与生产水泵均设置与加压泵房中。 为提高生产用水保证率,厂区采用生产、消防合用管网,管网环状布置,环状 管网上设置了室外消火栓,间距不大于 100 米。并根据规范设置阀门井对其作了必

要的分隔,可保证消防用水的要求。 7.2.1.5 厂区循环水系统 本工程所需循环水量为正常 17070.20m3/h,最大 20484.24m3/h,循环给水温度 为 32?C,回水温度为 40?C,温差 8?C,循环水给水压力为 0.55MPa,回水压力不小 于 0.2MPa。控制系统浓缩倍数 N=4。 循环水系统由冷却塔、塔下水池、循环水吸水池、旁滤系统、水质稳定加药系 统、加氯系统、监测换热装置、供回水管线及循环水泵组等组成。 循环冷却水装置包括:L85 型风机逆流式机械通风冷却塔 3 座,单塔处理能力 为 4500m3/h,风机直径 8530mm;循环水泵共 4 台,3 用 1 备,Q=~4500m3/h, H=53~46m,P=500kW/10kV。 本装置设置重力无阀过滤器 1 台,单台过滤水量为 600 m3/h。 循环水补充水为生产用水。循环水采用投加水质稳定药剂缓蚀阻垢,加氯杀菌 灭藻。 7.2.1.6 脱盐水系统

本工程脱盐水用量为 109~160m? /h,全部来自热电厂的脱盐水站,其产水能力 为 500 m? /h。 (1)原水水质、用水要求 按照原水含盐量 480mg/L 设计。 (2)用水要求 1)系统产水水量:109~160m? /h 2)出水水质:电导率:≤2us/cm,参数详见下表 3)供水方式:连续供水; 4)控制方式:全自动控制,留有与全厂 DCS 连接接口。

表 7-2-1
序号 1 2 3 4 项 电导率 SiO2 总铁 总硬度 目 要 求

≤2us/cm ≤0.1ppm ≤0.1ppm ≈0mg/L

(3)工艺简述 脱盐水制备采用预处理+一级除盐+二级除盐。预处理采用多介质过滤器,去除 水中悬浮物;一级除盐为反渗透系统,去除水中大部分的离子;二级除盐为混合离子 交换器,进一步去除一级除盐系统中泄漏的阳、阴离子,起提高出水水质的功能。 本系统的的自控系统包括:PLC 和就地控制盘 7.2.2 厂区排水 7.2.2.1 雨水及净下水排水系统 雨水排水管网收集雨季降水和厂内各装置排出的清净下水,管线根据总图道路 设置情况适当布置, 为避免管道埋深过大, 拟在厂区周围设置 2 个以上雨水排水口。 降雨强度公式按照枣庄地区选取: i=(65.512+52.455lgTE)/(t+22.378)1.069 其中 i——降雨强度,mm/min;t——集水时间,min。 7.2.2.2 生产污水排水系统 本工程生产污水主要为各装置冲洗地面排水,污水呈酸或碱性。经厂区生产污 水管线收集后经入厂区污水中和池,中和至 PH 值为 6~9 后排至厂区外污水管线, 由公司污水处理场集中处理。 7.2.2.3 生活污水排水系统 厂区含粪便污水经化粪池处理后,与其它生活污水经生活污水管线直接排至厂 区外污水管线,由公司污水处理场集中处理。 7.2.3 设备一览表 设备一览表详见表 7-2-2。









表 表 7-2-2

序 设备 号 位号 一 1

设备名称及规格 循环水站(包括消防水) 冷却塔 Q=4000m3/h t1=32° C t2=42° C 风机直径 8530mm N=160kW/380V

型号或图号

单 位

数 量

净重(kg) 材 料 单重 总重

备注

L85



3

混凝土结构, 玻璃钢 维护及风筒

2

循环水泵 Q=2898~3256m3/h H=53~46m N=500kW/10kV

TS600-720(I) 台

6

铸铁

3 4 5 6

全自动过滤器 循环水加药装置 加氯机

Q=200m3/h N=3kW

SQ2-200 ZJY-100

台 套 套

1 1 2 1

碳钢 组合件 组合件 组合件

Q=10~100Kg/h LD-10

电动单梁起重机 起重量 10 吨 跨度 7 米 N=2X0.8+7.5kW



二 1

加压泵房 生产水泵 Q=160~192m3/h H=50~46m N=37kW/380V KDL125-50 台 3 铸铁

2

消防水泵 Q=160m3/h H=504m N=37kW/380V

KDL125-50



2

铸铁

三 1

脱盐水站 脱盐水装置 包括多介质过滤器、反渗透装置、 混床、控制系统、阀门、仪表等 成套供 货 A3 不锈钢 不锈钢 不锈钢

2 3 4 5

原水箱 400m3 中间水箱 RO 水箱 纯水箱 100m3 200m3 200m
3









表 表 7-2-2

序 设备 号 位号

设备名称及规格

型号或图号

单 位

数 量

净重(kg) 材 料 单重 总重

备注

四 1

污水中和 污水提升泵 Q=50~60m3/h H=55~52m N=22kW/380V 80WFB-C 台 2 PP 自吸泵

2

加盐酸装置 溶液槽 V=1000L ?XH=1100× 1200mm 配带计量泵 Q=0~123L/h H=0.3MPa N=0.37kW/380V

JY-1



1

组合件

3

加烧碱装置 溶液槽 V=1000L ?XH=1100× 1200mm 配带计量泵 Q=0~123L/h H=0.3MPa N=0.37kW/380V

JY-1



1

组合件

4

加次氯酸钠装置 溶液槽 V=1000L ?XH=1100× 1200mm 配带计量泵 Q=0~123L/h H=0.3MPa N=0.37kW/380V

JY-1



1

组合件

7.3 供电及电讯 7.3.1 供电 7.3.1.1 设计范围和分工 本工程设计包括 36 万吨/年离子膜烧碱装置的动力、照明、防雷接地的设计以及 装置配套工程及辅助工程—35kV 开关所、10kV 开关所、整流所、10/0.4kV 变电所 及界区内供电外线的设计。 7.3.1.2 工厂供电现状 考虑到本项目需要大量蒸汽,按热能综合利用、热电联产,厂用电及脱盐水等 均取自发电机的出口。发电机正常运行时,自发电基本自足,但停机检修时需外电 网供给。 现规划区内有 35kV 变电站 1 座,主容量 2× 3150 千伏安,通过 35kV 线与 35kV 丁庄变电站相连。综合开发区西临 35kV 广北变电站,主变 1 台 2500 千伏安。向西 3 公里处有 35kV 丁庄变电站,主变 2 台,1 台 3150 千伏安,1 台 6300 千伏安。向 西 8 公里处有正在建设的 110KV 丁庄变电站,主变 2 台,1 台 31500 千伏安,1 台 20000 千伏安。 7.3.1.3 用电负荷及供电要求 烧碱装置电解工序拟采用自然循环复极式离子膜电解槽 20 台,直流电解负荷约 为 99000kW。由于电解生产连续性强,属于二级用电负荷,因此要求供电电源具有 相当高的供电可靠性。 本工程动力用电负荷约为 8891kW, 其中一级负荷 1000kW, 二级负荷 16000kW, 装置全年负荷连续,稳定,均衡。要求主电源应与直流供电电源具有同样高的供电 可靠性,一级负荷的用电应设置专用的应急电源。 7.3.1.4 供电方案 根据烧碱装置各电压等级用电负荷情况,本工程: 设 35kV 开关所一座,三回路电源进线引自自备电厂组成单母线分段接线,互为 备用,母联手动投入,内设 35kV 开关柜若干,供离子膜装置整流用电。配电装置为 户内布置。 设 10kV 开关所一座,双回路电源进线引自自备电厂 10kV 不同母线段,组成单 母线分段接线,母联备自投,内设 10kV 开关柜若干,供烧碱装置 10kV 电动机及 10/0.4kV 变压器用电;同时,为确保装置中一级负荷的安全用电,由自备电厂引入

一路 10kV 厂用备用电源做为本装置应急电源。 设低压变电所 2 座,每座变电所设 2 台 10/0.4kV 变压器及马达控制中心若干向 380/220V 用电负荷供电。 全厂设应急变压器及马达控制中心若干满足 380/220V 保安 负荷的供电要求。 7.3.1.5 整流所 根据 36 万吨/年离子膜烧碱电解工艺的设备台数及所需要的操作电压和操作电 流, 选用 9 套一次电压为 35kV 20000 kVA 的有载调压整流变压器 (主调一体式结构) , 每台变压器带 2 套整流柜。整流元件采用可控硅,整流方式采用三相桥式整流。调 压方式采用有载开关粗调结合可控硅细调实现全电压范围内的电压调整。 为了降低谐波对电网的不良影响,整流设备采用单机组 15 相加移相,以形成较 多的等效相数。 7.3.1.6 主要设备表 表 7-3-1
序 号 名 配电部分 1 2 3 4 5 6 35kV 高压开关柜 10kV 高压开关柜 直流屏 微机保护装置 动力变压器 低压配电屏 整流部分 1 2 3 4 5 6 7 有载调压整流变压器 可控硅整流柜 整流控制柜 直流电流传感器 直流刀开关 纯水冷却器 绝缘子 HC-3 随整流柜成套供货 ZHST-20000/35 台 台 台 台 台 套 批 15 30 30 30 60 15 1 S10-2000/10 2000kVA 抽屉柜 KYN60-40.5 KYN28-12 120AH 台 批 套 套 台 批 19 1 1 1 4 1 称 型号及规格 单位 数量 备注

序 号 8 9 10

名 电缆夹具 母线夹具 铜母线

称 电缆夹具 母线夹具 紫铜

型号及规格

单位 批 批 批

数量 1 1 1

备注

7.3.2 电信 7.3.2.1 行政管理电话系统

本工程行政管理电话系统采用电信局提供的虚拟网,在综合楼的电信室内设一 个电话电缆交接箱,容量为 400 线。中继线电缆由当地公共电话网引来。 在厂区内办公室和操作室等地方均设置行政管理电话机。 7.3.2.2 无线通讯系统

为方便室外流动岗位与控制室之间的联系,本工程设置无线通讯系统。包括无 线对讲机 10 部,防爆无线对讲机 10 部,备用电池 10 块,防爆备用电池 10 块,配 套充电器 20 台。平时充电器等放置在控制室内,供电使用 220V/50HZ 交流供电。 7.3.2.3 火灾自动报警系统

为了保障厂内公共财产及员工人身安全,在厂内设置一套火灾自动报警系统。 在中央控制室内设置一台火灾报警控制器,在中央控制室和变配电所的电缆夹 层内等重要部位设置感烟探测器、感温探测器及手动报警按钮等编码报警装置和声 光报警器等报警装置。 火灾报警控制器采用集中智能型二总线编码设备,具有显示报警地址、发出声 光报警信号、线路巡检和自检、自动记录报警时间和自动存储报警记录等功能,此 外还配有打印机,用来打印火灾报警记录。 7.3.2.4 厂区电信线路

各系统缆线在建筑物之间采用穿钢管保护埋地敷设方式(铠装电缆采用直接埋 地敷设方式)或沿工艺管架敷设方式。 7.3.2.5 主要设备表 表 7-3-2
序 号 名 称 型号及规格 单位 数量 备注

序 号

名 一 行政管理电话系统



型号及规格

单位

数量

备注

1 2

电话电缆交接箱 其它设备及材料 二 无线通讯系统

400 回线

套 批

1 1

1 2

无线对讲机(配充电器及备用电池) 防爆无线对讲机(配充电器及防爆备用电池) 三 火灾自动报警系统

部 部

10 10

1 2

火灾自动报警系统设备 其它设备及材料

套 批

1 1

7.4 供热 7.4.1 冬季室内设计参数 办公室、会议室等: 化验室: 操作室: 中央控制室: 泵房: 备品备件及维修 7.4.2 公用工程条件 供电:380V/3/50Hz 或 220V/1/50Hz。 蒸汽: 0.2MPa (G) 饱和蒸汽, 接自外管网。 由工艺将来自自备电厂的 1.3 MPa(G) 过热蒸汽减温减压后供暖通使用。 7.4.3 采暖设计方案 (1)本工程设置集中采暖的地点如下:中央化验室,循环水站,中控室,机电 仪修,工艺生产装置内的操作、分析室以及工艺生产要求采暖的场所。 (2)本工程采暖热媒为 0.2MPa 低压蒸汽,由外管网送至各采暖装置。 (3)采暖系统形式一般采用上供下回同程式系统,按连续采暖设计,散热器一 般按明装设计。散热器一般按钢管柱型散热器选用,在潮湿或有腐蚀性的场所选用 ≥18℃ ≥18℃ ≥20℃ 20±2℃(50±10%RH) ≥10℃ ≥15℃

铸铁散热器。 (4)较大蒸汽采暖系统产生的凝结水先汇集到设置在各装置内的凝结水回收器 后再统一送回热电厂。较小采暖系统的凝结水当回收不方便时则采取就地排放。 7.5 冷冻、空压、制氮 7.5.1 冷冻站 7.5.1.1 工艺条件 (1)冷冻水供水温度 回水温度 用冷量 7.5.1.2 工艺方案的确定及设备选型 7℃机组拟选用蒸汽型溴化锂制冷机组. 7.5.1.3 冷冻流程 冷冻装置一般为成套供货,机组之间型号的匹配一般由供货厂家来完成。 (1)5℃冷冻水系统拟采用蒸汽型溴化锂制冷机组,其工作原理是:利用溴化 锂溶液在常温下能吸收水蒸气,而在一定的压力下被加热时水蒸气很容易蒸发的特 性来工作的。通过加热或冷却使溶液在机内产生状态变化,从而使冷剂水在真空下 蒸发吸热获得制冷效应。冷冻水温度从 10℃降到 5℃,用泵提压送至用冷水装置。 7.5.2 空压及制氮 空压站的任务是为各装置提供合格的工艺空气和仪表空气。根据用气量及质量 指标的要求,拟选用 1 台透平式压缩机、配套无热再生空气干燥系统及相应的工艺 空气储罐、仪表空气储罐。 生产方法为室外新鲜空气经过滤器进入空压机,空气压力达到 0.7MPa(G) 、温 度低于 40℃,然后进入空气缓冲罐。压缩空气出缓冲罐后,一部分去工艺空气储罐, 另一部分送干燥系统除水后去仪表空气储罐。 1 组微热再生空气干燥系统为干燥和再 生交替进行,周期为 10 分钟,连续供气。 氮气站的任务是为各装置提供合格氮气,满足装置开、停车系统置换及正常生 产过程的需要。为保证氮气量供应及质量的要求,拟选用 2 套空气净化装置及相匹 配的制氮装置。制氮装置拟采用变压吸附制氮装置,制氮所需压缩空气由仪表空气 的气源供给。制氮系统设一氮气缓冲罐,用于生产装置开停车时调峰使用。 空压及制氮工艺流程:大气经空气压缩机压缩后压力达到 0.8MPa,由气液分离 5℃ 10℃ 150 万 kcal/h

器除去水份。一部分压缩空气作为工艺装置空气进入工艺空气缓冲罐由管道输送至 各用户,另一部分压缩空气进入微热再生空气干燥装置,经前置除油过滤器除去其 中微量的油雾,进微热再生干燥器除去微量水份,再经后置除尘过滤器除尘后其中 一部分经仪表空气缓冲罐送往用户,提供所需的仪表空气,另一部分仪表空气送入 制氮装置。 仪表空气进入变压吸咐制氮机制成合格的氮气。氮气经管道供给用户,其中将 部分氮气引入氮气储罐,用于生产装置开停车时调峰使用。 7.5.2.1 工艺空气、仪表空气用量及质量要求 根据各装置用气的要求,工厂空气由管道输送至各用户。仪表空气采用微热再 生干燥装置进行干燥,并设置仪表空气缓冲贮气罐,以保证事故时可供 15 分钟用气 量。 (1)工艺空气 用气量:正常量 560Nm3/h、最大量 1000Nm3/h、间断用气。 质量要求:压力≥0.4MPa(G) 、无油、无尘。 (2)仪表空气 用气量:正常量 1200Nm3/h、最大量 1500Nm3/h、连续用气。 质量要求:压力≥0.6MPa(G) 、露点在操作压力下低于工作环境历史上年(季) 极端最低温度 10℃、无油、无尘。 7.5.2.2 氮气用量及质量要求 用气量:正常量 20Nm3/h、最大量 600Nm3/h、连续或间断使用。 质量要求:纯度≥99.5vol%、压力≥0.6MPa(G) 7.5.3 冷冻、空压、制氮主要设备一览表

表 7-5-1
序 号 设备名称 规格及型号 单 位 数量 材料 备注

空压及制氮 1 空气压缩机 制氮装置 2 3 4 5 6 7 8 冷冻 1 2 3 7℃冷水机组 7℃冷冻水泵 7℃冷冻水罐 制冷量:150 万 kcal/h,溴化锂型 离心式 Q=220m3/h H=40m 立式, V=100m3 台 台 台 1 3 1 组合件 C.S C.S 微热再生干燥器 仪表空气储罐 氮气储罐 工艺空气储罐 气液分离器 精密过滤器 气液分离器 离心式:42Nm3/min 出口压力 0.8MPa(G) 氮气产量:600Nm3/h 氮气压力:0.6MPa(G) 处理气量:60Nm3/min 容积:V=100m3 容积:V=100m3 容积:V=100m3 台 台 台 台 台 台 台 台 台 3 1 2 1 1 2 2 2 1 碳钢 碳钢 碳钢 组合件

7.6 分析化验 7.6.1 概述 7.6.1.1 中央化验室设置的原则

本工程新建化验室系统,负责原料、燃料、半成品和成品的质量监督、检验工 作。完善的化验室体系一方面可以确保企业生产安全有序的进行,另一方面,可以通 过加强对出厂产品的管理和售后服务为工厂赢得良好的信誉。因此,化验室的工作对 企业的整个生产活动,诸如产量、质量、成本、利润、信誉等均有着密切、直接的 联系。 本工程设立中心化验室,负责全厂原材料、中间产品、成品的检验工作以及标

准溶液配置和标定、必要的环保分析和全厂性的质量保障工作。 另外,为了保证分析检验结果的真实有效,化验室使用的衡器、仪表和玻璃仪器等 要定期进行校验。 7.6.1.2 仪器设备及家具的选型原则 根据本装置的技术水平和对目前国内分析仪器水平的现状分析,结合国内同类 企业的目前实际情况。本工程中化验室所需的分析仪器和化验室家具,除 ICP 及色谱 选用进口产品外,其余均选用国内产品。 7.6.1.3 化验室的组成、布置原则、规模和建筑面积: 化验室在选址时要充分考虑环境因素的影响,周围环境的粉尘、噪声、振动、 电磁辐射等均不能影响检验的准确性。 化验室应该设有加热室、天平室、仪器室和化学分析室等功能间,各个功能间 应该相互隔开。为了使有害气体能够迅速排出,化学分析室设有通风柜,ICP 和色谱 仪等大型仪器应该设置专门的排凤罩;天平室、仪器分析室等功能间设置空调和换 气系统。 中心化验室建筑面积约 360m2。 7.6.1.4 化验室采暖通风要求 本设计中所有化验室温度控制在 18-25℃,湿度不大于 70%。化学分析室、天平 室、ICP 室和色谱室等仪器室安装空调机。 7.6.2 设备及仪器 分析化验室的设备、仪器依据生产运行、分析项目及其检测频率、分析方法的 要求进行选择和购置。 仪 器 设 备 一 览 表 表 7-6-1
序号 1 2 3 4 5 6 分析天平 普通天平 药物天平 ICP 紫外可见光分光光度计 自动电位滴定仪 ZD-2 名 称 规 格 型 号 单位 台 台 台 台 台 台 数 量 4 1 2 1 2 2 备注

220g/0.1mg 1000g/0.1g 200g/0.1g

序号 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

名 微量水分测定仪 气相色谱仪 BOD5 测定仪 COD 测定仪 生物显微镜 浊度仪 恒温水浴 火焰光度计 电导仪 酸度计 电热蒸馏水器 悬浮物测定装置 定砷仪 氯含量测定装置 三氯化氮采样装置











单位 台 台 台 台 台

数 量 1 2 1 1 1 1 2 1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 2 2 1 1 2 3 1

备注

WA-1C

WGZ-1 HH.SY21-Ni6

台 台 台

DDS 系列 PHS-2C UPW-50S

台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台

全封闭盐酸分离装置 液氯残渣测定装置 液氯中水份测定装置 湿式气体流量计 电热鼓风干燥箱 高温炉 真空泵 奥氏气体分析仪 氯度仪 溶解氧测定仪 定槽式水银气压计 稳压电源 铂坩埚及坩埚钳 DL-201 SX2-4-10 2XZ-025 1906 型 CLY-1 JYD-1 DYM2 5KVA 一套

台 台 台 台 台 台 台 台 台

序号 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 气体钢瓶 冰箱 化验台 天平台 通风柜 设备台 药品柜 试验椅 滴水架 办公家具 洗眼器













单位 台 台

数 量 8 2 80 3 3 15 6 8 6 1 1 1

备注

40L

以单面台延长米计 以单面台延长米计

延米 延米 台

以单面台延长米计 1200× 400× 1850 A66-1 A65-3 一批

延米 台 台 台 批 台 批

玻璃仪器及试剂易耗品

7.7 土建 7.7.1 土建工程方案的选择和原则确定 7.7.1.1 建、构筑物的土建设计应严格执行国家现行有关规范、规定, 现行地方标准 图集及国家标准和行业标准如下: (1)地方及国家标准图 《**省建筑设计标准图集》以及相关的国家标准图集。 (2)现行国家标准 《建筑设计防火规范》 《建筑内部装修设计防火规范》 《建筑地面设计规范》 《建筑地面工程施工质量验收规范》 《屋面工程质量验收规范》 《工业建筑防腐蚀设计规范》 《建筑抗震设计规范》 《构筑物抗震设计规范》 《工业建筑防腐蚀设计规范》 GBJ 16-87(2001 年版) GB50222-95 GB50037-96 GB50209-2002 GB50207-2002 GB 50046-95 GB 50011-2001 GB 50191-93 GB 50046-95

《建筑地基基础设计规范》 《建筑结构荷载规范》 《混凝土结构设计规范》 《钢结构设计规范》 《动力机器基础设计规范》 《岩土工程勘察规范》 《建筑桩基技术规范》 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 《给水排水工程构筑物结构设计规范》 (3)行业现行标准、规范、规定 《石油化工企业设计防火规范》 《化工建筑涂装设计规定》 《化工建、构筑物抗震设防分类标准》 《石油化工企业塔型设备基础设计规范》 《化工、石油化工管架、管墩架设计规定》

GB 50007-2002 GB 50009-2001 GB 50010-2002 GB50017-2003 GB 50040-96 GB 50021-2001 JGJ94-94 CECS 102:2002 GB50069-2002

GB 50160-92(1999 年版) HG/T 20587-96 HG/T 20665-1999 SH 3030-1997 HG/T20670-2000

《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》 SH3068-95 7.7.1.2 建筑空间的划分应充分满足工艺生产、操作和检修的要求,并符合化工生产 的特点—防火、防爆、防腐蚀、防尘等要求。 7.7.1.3 建、构筑物的结构设计除满足强度、刚度、稳定等要求外,还应充分考虑工 艺生产中的特殊要求。 7.7.1.4 7.7.1.5 积极采用工厂布置一体化,生产装置露天化的原则。 除生产上有特殊要求外,柱网及承重结构的布置应符合建筑模数的要求,构

件的种类和类型应尽量统一。 7.7.1.6 建筑材料的选择应尽量做到标准化,系列化,定型化,并积极推广新技术、

新材料以取得技术进步和经济效益,并尽量地采用当地的建筑材料。 7.7.2 建筑方案的选择和原则 7.7.2.1 本工程建筑的平面布置及空间处理除应充分满足工艺设备的安装、 生产操作 以及检修的要求,应符合卫生、安全、防火、防腐、防爆等规定。在此基础上注意 建筑造型的美观,拟建部分做到建筑风格统一而不失特色,使之与厂区周围环境要 求相符合。 7.7.2.2 建筑防火,防爆设计原则

根据火灾危险等级,具体做好厂房的防火,防爆,泄爆以及安全疏散等问题的 处理。尽量采用敞开式,如工艺要求封闭,则一方面做好厂房内部通风,使易燃易 爆气体不致聚集,另一方面尽量加大泄爆面积,满足规范要求。 7.7.2.3 建筑物形象及外部处理原则 立面处理主要在满足工艺要求的前提下,体现出现代建筑简洁明快的风格。 7.7.3 建、构筑物的基本特性 建、构筑物的生产类别、耐火等级、结构形式、占地面积、建筑面积及建筑形 式见建、构筑物的基本特性一览表。

(1)烧碱工艺装置 表 7-7-1
序 号 名称 建筑物尺寸 长× 宽(m) 堆场: 120× 105 510a 1 原盐堆场 其中罩棚: 36x34, 内 含 盐 池 28× 6× 5(深) 生产 类别 戊类 耐火 等级 / 占地 面积 (m2) 12600 1224 建筑 面积 (m2) / 1224 建筑 层数 / 建筑 层高 (m) / 6.0 混凝土独立 基础 建筑物特征 结构 形式 基础形式 地面 钢筋砼 墙体 / / 门窗 / / 内外 装修 刷涂料 备注 屋面 / 围堰高 2 米

二级

单层

门式刚架

钢筋砼

/

单层压型钢板

510b 2 一次盐水 83× 18 戊类 二级 5229 3735

二层 局部 三层

6.0 4.5 6.0 混凝土排 架,轻型 屋架 钢筋砼、 多孔粘 防腐面层 土砖 抹灰刷 涂料 混凝土框 架 桩基础 钢筋砼、 多孔粘 防腐面层 土砖 塑钢 抹灰刷 涂料

其中: 保温卷材防水 地坪面积 上人屋面 3735 m2

电解 86.5× 24

甲类

二级

2076

2076

单层

15.7

桩基础

塑钢

复合压型板 另有:

520 3

脱氯框架 甲类 二级

6.0 504 1512 三层 6.0 9.0 混凝土框 架 钢筋砼、 多孔粘 防腐面层 土砖 抹灰刷 涂料 混凝土框 架 桩基础 钢筋砼、 防腐面层 / / / 刚性防水 地坪面积 (需防腐) 6650m2

二次盐水及 24× 21 电解 二次盐水

戊类 30× 21 530 4 23.5 氯 气 处 理 及 37.5× 冷冻 乙类

二级

630

630

单层

13.0

桩基础

塑钢

复合压型板

二级

881

1350

二层 局部 三层

6.0 6.0 6.0 混凝土框 架 桩基础

局部多 钢筋砼、 孔粘土 防腐面层 砖

塑钢

梁柱刷 防腐涂 料

其中: 刚性防水 地坪面积 319 m2

序 号

名称

建筑物尺寸 长× 宽(m)

生产 类别

耐火 等级

占地 面积 (m2)

建筑 面积 (m2)

建筑 层数

建筑 层高 (m) 5.5

建筑物特征 结构 形式 基础形式 地面 墙体 门窗 内外 装修 备注 屋面

540 5 22.3 氢 气 处 理 及 32× 盐酸合成 甲类 二级 714 1245 四层

7.0 3.6 3.6

混凝土框 架

桩基础

局部多 钢筋砼、 孔粘土 防腐面层 砖

塑钢

梁柱抹 灰刷涂 料

刚性防水 局部 单层压型钢板

550 6 液 氯 包 装 及 112.65x36 冷冻 乙类 二级 4055 4055 单层 10.6

混凝土排 架,轻型 屋架

桩基础

钢筋砼

局部多 孔粘土 砖

塑钢

梁柱抹 灰刷涂 料

单层压型钢板 局部保温卷材 防水 其中:

560 7 蒸发 45.9× 12 戊类 二级 551 540 二层

5.0 5.5

混凝土框 架

桩基础

钢筋砼

多孔粘 土砖

塑钢

抹灰刷 涂料

刚性防水

地坪面积 263 m2

罐区 174× 27.3 570 8 罐区 泵房 18× 6 两个

戊类

/

/

/

/

/

钢筋混凝 土罐区基 础、围堰 混凝土框 架

复合地基, 钢筋砼、 环墙基础 防腐面层 复合地基, 独立基础 混凝土独立 基础 复合地基, 环墙基础

/

/

/

/

戊类 12× 6 一个 9 580 空压制氮 48× 22 戊类

二级

288

288

单层

3.6

钢筋砼

多孔粘 土砖 压型复 合板

塑钢

抹灰刷 涂料 梁柱刷 涂料

保温卷材防水 其中:地坪面积 压型复合板 336 m2 占地尺寸: 32x28m

二级

1056

720

单层

7.2

门式刚架 钢筋混凝 土罐区基 础、围堰

钢筋砼

塑钢

10 590 气柜

/

甲类

/

896

/

/

/

钢筋砼

/

/

/

/

(2)公用工程及辅助装置 表 7-7-2
序 号 名称 建筑物尺寸 长× 宽(m) 生产 类别 耐火 等级 占地 面积 (m2) 建筑 面积 (m2) 建筑 层数 建筑 层高 (m) 3.6 1 101 综合楼 49.2× 14.4 戊类 二级 750 2024 三层 3.9 3.6 2 301 1#变电所 42× 12 丙类 二级 504 1008 二层 4.5 4.5 4.5 3 302 2#变电所 42× 12 丙类 二级 504 1512 三层 5.1 4.5 4 303 变 电 及 开 48× 12 关所 丙类 二级 576 1152 二层 4.5 4.5 9.7 钢筋砼框 架结构 钢筋砼框 架结构 复合地基,独 立基础 复合地基,独 立基础 钢筋砼 多孔粘 土砖 塑钢 抹灰刷涂 料、 抹灰刷涂 料、 保温防 水 保温防 位于二次盐 水 水内 保温防 半地下式, 水 底标高-3.750 保温防 水 钢筋砼框 架结构 复合地基,独 立基础 钢筋砼 多孔粘 土砖 塑钢 抹灰刷涂料 保温防 水 钢筋砼框 架结构 复合地基,独 立基础 钢筋砼 多孔粘 土砖 塑钢 钢筋砼框 架结构 桩基础 地砖 多孔粘 土砖 塑钢 建筑物特征 结构 形式 基础 形式 地面 墙体 门窗 内外 装修 备注 屋面

内:抹灰刷 保温卷 涂料 材防水 围堰高 2 米 外:贴面砖 抹灰刷涂料 保温防 水

5

320 整流所

83× 12.65

丙类

二级

1050

1050

单层

钢筋砼、 多孔粘 防腐面 土砖 层 多孔粘 土砖

塑钢

机泵间 30× 14 6 420 循环水站 辅房 14.06× 14

戊类

二级

420

420

单层

8.1

钢筋砼框 架结构

复合地基,独 立基础

钢筋砼

塑钢

抹灰刷涂料

戊类

二级

197

197

单层

4.2

钢筋砼框 架结构

复合地基,独 立基础

钢筋砼, 局部防 腐面层

多孔粘 土砖

塑钢

抹灰刷涂料

序 号

名称

建筑物尺寸 长× 宽(m) 冷却塔水池

生产 类别

耐火 等级

占地 面积 (m2)

建筑 面积 (m2)

建筑 层数

建筑 层高 (m)

建筑物特征 结构 形式 基础 形式 地面 墙体 门窗 内外 装修 / 备注 屋面

/ 50× 18.8× 1.3(深) 泵房及控制、 配电 36.17× 8.4 装车站 9× 4m 7 440 水 预 处 理 及消防泵房 水池 / 40.5× 8× 5.3(深) 戊类

/

/

/

/

/ 7.0

/

/

/

/

二级

304

单层

局部 4.2

钢筋砼框 架结构

混凝土独立 基础

钢筋砼

多孔粘 土砖

塑钢

抹灰刷涂料

保温防 水

半地下式, 底标高-3.50 / / / / / / / / / / / / 顶标高 1.70 池壁及顶面保 温 钢筋砼 天然地基、钢 池顶、 水 多孔粘 筋砼筏板基 泥砂浆 土砖 础 抹面 / / /

泵房 9.9× 5.4 8 456 污水中和 水池

戊类

二级

71

57

单层

4.8

钢筋砼框 架结构

塑钢

抹灰刷涂料

保温防 水

/ 12.3× 5.8x4.0(深)

/

/

/

/

/

/

/

/

/

池内壁防腐

7.8 采暖通风及空气调节 7.8.1 气象条件 工厂建设地点为**省**市,根据《暖通空调气象资料集》 (1979 年版)提供的气 象资料,就近参考**市地区,择录如下: 采暖室外计算干球温度: 冬季通风室外计算干球温度: 冬季空调室外计算干球温度: 冬季空调相对湿度: 夏季通风室外计算干球温度: 夏季空调室外计算干球温度: 夏季空调日平均干球温度: 夏季空调室外计算湿球温度: 夏季通风相对湿度: 最热月月平均相对湿度: 冬季室外平均风速: 夏季室外平均风速: 大气压力: 冬季 夏季 最大冻土深度: 7.8.2 设计参数 7.8.2.1 夏季空调室内设计参数 操作室: 中央控制室: 化验室: 7.8.2.2 通风换气次数 8 次/h 12 次/h 12 次/h 12 次/h 6 次/h 6 次/h ≤26℃ 26±2℃(50±10%RH) ≤26℃ -9℃ -3℃ -11℃ 59%RH 31℃ 34.9℃ 31℃ 26.7℃ 60%RH 74%RH 2.6m/s 2.2m/s 767mmHg 750mmHg 50cm

整流变压器室 氯气处理及冷冻 氢气处理及盐酸合成 液氯及包装 泵房等车间 化验室

7.8.3 公用工程条件 供电:380V/3/50Hz 或 220V/1/50Hz。 蒸汽: 0.2MPa (G) 饱和蒸汽, 接自外管网。 由工艺将来自自备电厂的 1.3MPa(G) 过热蒸汽减温减压后供暖通使用。 7.8.4 设计方案 7.8.4.1 通风 (1)二次盐水及电解:电解厂房的通风采用自然通风的形式,以排除厂房内的 余热余湿及氢气;在整流变压器室屋面上设屋顶风机进行排风,以消除室内的大量 余热,在外墙的下方设防水百叶,进行补风。換气次数约为 8 次/h。 (2) 循环水泵房: 在外墙上设置轴流风机进行全面通风, 以排除室内余热余湿。 换气次数约为 6 次/h。 (3)氯气处理工段,液氯工段等厂房在生产过程中,以及在发生事故时易散发 出如氯气、氢气等有毒性、有腐蚀性或有爆炸危险性的气体,应设置防爆防腐型轴 流风机。风机安装于侧墙上。換气次数约为 12 次/小时。 (4)在化验室屋面设斜流风机或离心风机,经风管将通风柜产生的有害气体排 至室外,同时並设壁式风机进行全面排风。无通风柜的化验室设壁式风机进行全面 排风。 (5)为消除卫生间的异味及湿气,设壁式通风机进行通风换气。換气次数约为 5~10 次/小时。 7.8.4.2 空调: (1)中央控制室设有 DCS 系统及各类仪表柜,对温、湿度均有一定要求,因 此设恒温恒湿集中空调一套。恒温恒湿机组设在控制室旁的空调机房内。一定比例 的新、回风经恒温恒湿空调机过滤、冷却(加热) 、加湿处理达到一定参数后通过风 管、风口(散流器)均匀的送到房间。房间回风再经过回风口、风管回到空调机房 与新风混合、处理后送到房间。如此周而复始的进行。气流组织采用上送上回的形 式。 (2)根据舒适性要求,在化验室和重要的办公室设置分体型空调,将室外机布 置在屋顶或外墙上,不影响建筑物的外观效果。 7.8.5 通风和空调主要设备一览表 表 7-8-1

序 号





型 号 及 规 格

单 位

数 量

材 料

单重 (kg)

备 注

一 主项名称:一次盐水(510b) 1 斜流风机 风量:2000m3/h 风压:200Pa 转速:1450rpm 功率:0.37kW 电压:220V 2 排气扇(百叶窗式) 风量:1260m3/h 风叶直径:300mm 转速:900rpm 功率:0.06kW 电压:220V 3 分体柜式空调 制冷量:7.5kW 输入功率:2.9kW 电源:380V 50Hz 控制方式:遥控 套 2 台 1 台 1

二 主项名称:二次盐水及电解(520) 1 屋顶风机 风量:20000m3/h 风压:129Pa 转速:720rpm 功率:1.5kW 电压:380V 台 10

三 主项名称:氯气处理及冷冻(530) 1 轴流风机(防腐型) 台 6 玻璃钢

序 号

名 风量:5117m3/h 风压:62Pa 转速:960rpm 功率:0.37kW 电压:220V



型 号 及 规 格

单 位

数 量

材 料

单重 (kg)

备 注

四 主项名称:氢气处理及盐酸合成(540) 1 轴流风机(防爆型) 风量:826m3/h 风压:39Pa 转速:1450rpm 功率:0.025kW 电压:380V 台 2

五 主项名称:液氯包装及冷冻(550) 1 屋顶风机(防腐型) 风量:3265m3/h 风压:76Pa 转速:1450rpm 功率:0.09kW 电压:220V 台 6 玻璃钢

六 主项名称:罐区(570) 1 轴流风机 风量:2737m3/h 风压:71Pa 转速:1450rpm 功率:0.09kW 电压:220V 台 6

序 号





型 号 及 规 格

单 位

数 量

材 料

单重 (kg)

备 注

七 主项名称:综合楼(101)含中央化验室、中央控制室、办公室 1 排气扇(百叶窗式) 风量:1260m3/h 风叶直径:300mm 转速:900rpm 功率:0.06kW 电压:220V 2 排气扇(百叶窗式) 风量:780m3/h 风叶直径:250mm 转速:1200rpm 功率:0.037kW 电压:220V 3 斜流风机 风量:2000m3/h 风压:200Pa 转速:1450rpm 功率:0.37kW 电压:220V 4 分体柜式空调 制冷量:7.5kW 输入功率:2.9kW 电源:380V 50Hz 控制方式:遥控 5 分体壁挂式空调 制冷量:3.5kW 输入功率:1.25kW 电源:220V 50Hz 控制方式:遥控 套 11 套 4 台 8 台 12 台 4

序 号 6





型 号 及 规 格

单 位 套

数 量 1

材 料

单重 (kg)

备 注

柜式风冷恒温恒湿空调机组 制冷量:54.2kW 制热量:27kW 风量:11500m3/h 机外余压:500Pa 输入功率:59kW 电压:380V

八 主项名称:循环水站(420) 1 轴流风机 风量:2737m3/h 风压:71Pa 转速:1450rpm 功率:0.09kW 电压:220V 2 轴流风机 风量:3074m3/h 风压:218Pa 转速:2900rpm 功率:0.25kW 电压:220V 3 分体柜式空调 制冷量:7.5kW 输入功率:2.9kW 电源:380V 50Hz 控制方式:遥控 套 2 台 3 台 3

九 主项名称:纯水站(430) 1 轴流风机 台 3

序 号

名 风量:2737m3/h 风压:71Pa 转速:1450rpm 功率:0.09kW 电压:220V



型 号 及 规 格

单 位

数 量

材 料

单重 (kg)

备 注

十 主项名称:水预处理及消防泵房(440) 1 轴流风机 风量:2737m3/h 风压:71Pa 转速:1450rpm 功率:0.09kW 电压:220V 台 3

7.9 全厂消防 7.9.1 概述 本工程拟建在**省广饶县滨海项目区,地处支脉河河以南,小清河以北,辛沙 路以东。 本工程消防系统的防护对象为:新建36万吨/年离子膜烧碱装置界区内的全部生 产装置和建构筑物。 本工程消防设计,将严格按照国家现行规范之规定执行,本着“预防为主,防 消结合”的消防方针,建立完善的消防体系,实施有效控制,确保安全生产。 7.9.2 设计依据

本工程遵循的设计依据如下: (1) 《建筑设计防火规范》 (2) 《石油化工企业设计防火规范》 (3) 《建筑灭火器配置设计规范》 (4) 《建筑内部装修设计防火规范》 (5)相关专业提出的设计条件 7.9.3 工程的火灾危险性类别 本工程的主要危险场所为:电解工段、氯气处理工段、氢气处理工段,火灾危 险类别为甲类;液氯工段、冷冻工段,火灾危险类别为乙类;其它工段及建构筑物 的火灾危险类别为丙类或丁戊类。 主要危险物料为氢气、氯气,其物性如下: (1)氢气 性状:无色无臭气体,无毒、无腐蚀性。极易燃烧,燃烧温度可达 2000℃,氢 氧混合温度可达 2100~2500℃。 理化常数:比重:0.089g/L(气体) ,0.071(液体,-252℃) 溶点:-259.18℃ 沸点:-252.8℃ 自燃点:400℃ 爆炸极限:4.1~74.2% 最易传爆浓度:24% 危险特性:与空气混合能成为爆炸性混合物,遇火星、高热能引起燃烧爆炸。 (2)氯气 性状:黄绿色有刺激性气味,液化后为黄绿色透明液体,有剧毒。 理化常数:比重:1.47(0℃,3.65 大气压,液体) 临界温度:144℃ 危险特性:在日光下与易燃气体混合会发生燃烧爆炸,本身不燃,但有助燃性。 7.9.4 消防设施和措施 根据本工程的火灾危险特性,遵循设计规范之规定,确定设计采用的消防设施 和措施为:以水消防为主,辅以移动式灭火器。 7.9.4.1 常规水消防系统 根据本工程实际,消防水由生产、消防给水系统供给。 GBJ 16-87(2001 年版) GB 50160-92(1999 年版) GBJ 50140-2005 GB 50222-95

本工程各装置界区火灾发生次数按一次计。室内消火栓消防用水量为 10L/s,室 外消防用水量为 30L/s,合计消防用水量为 40L/s,火灾延续时间按 2 小时计。火灾 延续时间内消防贮水总量需为:288m3。系统供水量可以满足消防用水需要。厂区内 消防管线呈环状布置,供水压力为 0.4MPa。 详细说明见给排水章节。 7.9.4.2 移动式灭火器 根据本工程各装置火灾危险等级的不同,配置了不同种类和数量的移动式灭火 器,用以扑救小型初始火灾。 7.9.4.3 机动消防 本项目依托**集团公司及**市的消防站,装置区内不设置消防站,也不配置消 防车辆及装备。 7.9.5 消防定员 本工程不设专职消防人员,由各生产岗位操作人员经培训合格后兼任。 7.9.6 消防设施费用 本工程消防投资约为 2900 万元,占工程总投资的 2%。

8 节 能
8.1 设计原则 8.1.1 设计中认真贯彻国家产业政策和有关节能规定,努力做到合理利用能源和节

约能源。 8.1.2 积极采用节能型的先进工艺和高效设备,严禁选用已公布淘汰的机电产品,

有效地降低产品能耗指标。 8.1.3 水、电、汽等动力系统设置能耗检测仪表,提高自控水平,加强计量管理。 8.2 能耗指标及分析 离子膜法烧碱产品 32wt%液碱与隔膜法金属阳极电解同规格的成品综合能耗比 较表,见表 8-2-1。 离子膜法与隔膜法烧碱成品综合能耗比较表 以每吨 100wt%NaOH 计
序 动力项目 号 1 2 3 4 5 交流电 蒸汽 新鲜水 纯水 压缩空气 合 计 位 kWh kg m3 m3 Nm3 单 消耗定额 离子 膜法 2527 1200 0.65 3 90 金属 阳极 2754 3576 12 0 24 折能耗(×106kJ)

表 8-2-1
折标煤(kg)

离子膜法 金属阳极 离子膜法 金属阳极 29.92 4.52 0.002 0.04 0.11 34.592 32.61 13.47 0.03 0 0.03 46.14 1020.91 154.8 0.06 1.46 3.6 1180.83 1112.62 461.3 1.03 0 0.96 1575.91

从表 8-2-1 数据明显地看出,32wt%离子膜法液碱的综合能耗指标大大低于相同 浓度隔膜法金属阳极液碱的综合能耗指标。目前大中型厂生产 30wt% 液碱(折 100wt%NaOH)采用金属阳极 D=15A/dm2 时,每吨平均综合能耗为 1.60 吨标煤。每 吨离子膜烧碱的综合能耗仅为 1.18 吨标煤。 从离子膜电解槽制出的液碱氢氧化钠浓度 32wt%,直流电耗可低达 2100kWh/t, 而大中型厂隔膜法金属阳极电解工序直流电耗指标最低只能到 2304kWh/t。显然,离 子膜法烧碱的直流电耗指标足以达到国际先进水平。

8.3 节能措施综述 离子膜电解工序,从电解槽制出的液碱氢氧化钠浓度 32wt%,直流电耗可低达 2100kWh/t , 而 大 中 型 厂 隔 膜 法 金 属 阳 极 电 解 工 序 直 流 电 耗 指 标 最 低 只 能 到 2304kWh/t。显然,离子膜法烧碱的直流电耗指标足以达到国际先进水平。 8.3.1 离子膜法电解工序节能技术措施 8.3.1.1 降低槽电压及经济电流密度的选择 电解生产过程中能耗是成本的重要组成部分。为了降低能耗必须获得较高的电 流效率和较低的槽电压;设法在较高的电流密度下运行,仍能保持低电耗,使每吨 烧碱的电解直流电耗在 2100~2200kWh,甚至更低。 槽电压是影响电解槽直流电耗的主要因素之一。当电流效率为 96%时,槽电压 每升降 0.1V,影响电耗 69.8kWh/t。从槽电压和电流密度的相依关系来分析,槽电压 随着电流密度的降低而降低,而电耗又随着槽电压的降低而降低。所以使槽电压维 持在适当值,是一项关键性的节能措施。 一般大中型氯碱厂电解槽电压定为: 金属阳极电解槽,D=15A/dm2 时,槽电压 3.3V; 石墨阳极电解槽,D=8A/dm2 时,槽电压 3.4V。 引进的离子膜法自然循环复极式电解槽,电流密度 D=39A/dm2 时,槽电压仅 3.035V。如此优良的电槽参数,必然有利于降低离子膜烧碱产品的能耗指标。目前 自然循环复极槽的设计结构较以前有了很大改进,尤其是活性阴极的不断改进,有 效地减小了阴极过电位,更有利于降低电耗。离子膜法电槽的电流密度比金属阳极 高 1.5 倍,因而单台产量大,宜在大中型厂推广应用。 复极槽中单元槽的电流方向是垂直传导的,而不是沿着隔板和电极表面流动, 因此电流分布得更为均匀。 离子交换膜是离子膜法制碱技术的核心。饱和食盐水在离子膜电解槽中被电解, 直接获得浓度 32wt%的碱液和高纯度氯气,就意味着离子膜的一侧要承受高温、高 浓度的酸性盐水和氯气,另一侧则是高温、高浓度的碱液。由于离子膜具有高度的 选择透过性,高度的物化稳定性和机械强度,高度的离子交换容量和电流效率,同 时又具有低的膜电阻和低的电解质扩散,因此完全可以适应电解过程的苛刻条件, 而且使用寿命达 3.5 年以上。 离子膜独具的技术特性是石墨阳极隔膜和金属阳极隔膜 无法比拟的,石墨阳极隔膜因石墨阳极腐蚀而被堵塞,寿命一般为 3—6 个月,金属 阳极隔膜寿命虽然长些,但只能达到 9—10 个月。隔膜电解工艺因受石棉隔膜局限,

从电槽制得的碱液氢氧化钠浓度比离子膜法低得多,一般只有 11—12wt%,且其中 含有大量氯化钠,必须经过蒸发除盐才能制得 30wt%成品液碱。 8.3.1.2 缩小极间距可以降低槽电压 阴、阳极间距是影响槽电压的因素之一。电解槽两极间的距离小,电极表面光 滑,电流经过的路程缩短,同时能使气体迅速脱离电极表面,电流分布均匀,减少 电压降,有利获得较好的技术经济指标。 金属阳极电解槽在使用普通石棉隔膜的情况下,极距过小时石棉溶胀,尤其是 金属阳极在高电流密度下运转,氯气大量逸出,使隔膜易于脱落。再有极距小时, 对极片的垂直度、平整度要求也随之提高,金属阳极电槽的极距最小只能控制在 8.5mm 左右。 阳离子交换膜的溶胀度、机械强度均优于石棉隔膜,能够在目前较小极距的基 础上进一步缩小极间距,由极距 3mm 左右逐渐接近零极距即两极之间的距离等于离 子膜厚度。因此能有效地降低槽电压,节约电耗。 8.3.1.3 因地制宜,合理选择槽型 槽型规模大型化,增大电槽容量,有利于技术管理,减少环境污染,改善劳动 条件。电槽数量少,使电解厂房、电槽维修费用降低,而且因在相同产量的情况下, 一台大电槽比多台小电槽散热少,有利于降低能耗。 复极槽电极的有效面积较大,电极面积越大,离子膜的利用率就越高,维修费 用亦省,电解槽厂房面积可相应减少。 8.3.2 严格控制进槽盐水质量 进入电解槽的盐水质量是离子膜法制碱技术的关键。盐水质量对离子膜的寿命、 槽电压和电流效率有着重要的影响。 8.3.2.1 控制盐水 NaCl 浓度 300~310g/l 在实际生产中 NaCl 浓度一般都超过 305g/l,提高阳极液中 NaCl 浓度,能使阳 极附近的 Cl-浓度升高,而抑制电解副反应,避免造成电流效率下降。 8.3.2.2 控制盐水中有害杂质含量不得超标 电解槽用的阳离子交换膜具有选择和透过溶液中阳离子的特性, 它对盐水中 Na+ 能选择和透过而对 Ca2+、Mg2+等也同样能透过。当 Ca2+、Mg2+等透过离子膜时,会 同少量从阴极室反迁移来的 OH-生成 Ca(OH)2、Mg(OH)2 沉淀。沉淀堵塞离子膜,使 膜电阻增加,引起槽电压上升,还会加剧 OH-向阳极室的反迁移,降低了电流效率。 因此合格的一次盐水必须经螯合树脂塔进行二次精制,使盐水含 Ca2+、Mg2+等总量

低于 50wtppb,实际上要求长期稳定控制在 20wtppb 以下。 对离子膜有不良影响的离子还有 Fe3+、Hg2+、Al3+、Mn2+、Sr2+、Ba2+、Ni2+、 Si4+、I-、SO42-等,即使只有少量存在也有不良影响。若离子膜电解槽长期供给杂质 含量高的盐水,最明显的是电流效率降低,而且这种影响是积累的,极大地影响离 子膜的性能并缩短膜的寿命。为此,必须严格控制二次精制盐水质量,杂质含量不 得超标。在设计中积极选用先进、可靠的监测、检测仪器和仪表,以控制盐水中杂 质含量。 8.3.2.3 控制盐水的 PH 值在 9~10 为了降低氯中含氧量,需要在进槽盐水中添加盐酸以中和从阴极室返迁移来的 OH-,但要严格控制阳极液的 PH 值不得过低。如果加了过量的盐酸或搅拌不均,会 破坏离子膜的导电性,膜的电压很快上升并造成永久性的损坏。如果生产上确有必 要在盐水中连续加入盐酸应采用连锁装置,当停止或中断电源时,立即自动停止加 入盐酸,以防止离子膜损坏。 8.3.2.4 维持进电解槽盐水温度在 85-90℃ 加强电槽保温是提高电流效率的重要措施之一。提高电解温度可降低氯的溶解 度,增加阳极液中 NaCl 的浓度。电槽温度较高使氯气带走水蒸汽量增加,有利于阳 极反应,还可降低槽电压。因而设计一般将电解槽布置在室内,使其运行温度控制 在一定温度内。 复极槽电极的有效面积较大,电极面积越大,离子膜的利用率就越高,维修费 用亦省,电解槽厂房面积可相应减少。 8.3.3 机电设备选型 设计中所选用的机电设备一律不得有已公布淘汰的机电产品。按照精打细算、 勤俭节约、与设计规模相配套的原则,选用技术先进、性能可靠、材料优良、结构 合理、运行稳定、机械强度高、使用寿命长的节能型机电设备。 8.3.4 节能技术设计的简要结论 离子膜烧碱拟选用目前国际上先进的工艺技术和关键设备,使最终成品的单位 综合能耗指标降低。经过分析、比较,针对二次盐水精制及电解的生产特点,提出 了合理用能和节能的技术措施,卓有成效地降低各类能源的消耗指标,项目建成投 产后可使该公司获得较为显著的经济效益,促进企业技术进步。 8.4 节电措施 8.4.1 工程界区 35kV 变电整流系统、10kV 配电系统及 380V 配电系统的负荷计算,

对无功功率补偿后总功率因数均达到 0.9 以上。 8.4.2 严格采用节电型电器设备及材料。 8.5 节水措施 8.5.1 节水基本原则 8.5.1.1 贯彻一水多用的原则,提高水的复用率。 8.5.1.2 循环水系统采用高效节能的设备,做到技术先进可靠、经济合理。 8.5.1.3 设置用水计量仪表,强化用水管理和节水考核。 8.5.1.4 实行清污分流,控制排污。 8.5.2 主要节水措施 8.5.2.1 回收一次盐水盐泥压滤废液;一次盐过滤器反洗废液;二次盐水精制螯合树 脂再生废液;蒸发冷凝水;用于配水化盐以节省补充新鲜水,大幅度降低排水量。 8.5.2.2 盐泥处理采用箱式压滤机取代隔膜法烧碱工艺中的三层洗泥桶。 一方面节约 用水,另一方面大幅度地减少排污量。 8.5.2.3 氢气洗涤、冷却使用氢气冷凝液循环的方式,取代了新鲜水喷淋。不但节约

了生产用水量,而且减少了排污量。 8.5.2.4 换热器多使用循环冷却水、冷冻水,节约新鲜水。 8.5.3 节水综合效果 8.5.3.1 离子膜法烧碱与金属阳极隔膜法烧碱相比,以每吨 100wt%NaOH 计算,前 者耗水 0.65 吨,后者耗水 12 吨。因此离子膜法烧碱比隔膜法烧碱节水 94%。

9 环境保护
9.1 建设地区环境概况 9.1.1 地理位置 **地处东部沿海发达地区的中心,距北京 500 公里,距上海 700 公里,地理位 置十分优越,交通四通八达。铁路有京沪线通过,并西接京九大动脉,还有即将开 工的京沪高速铁路纵贯南北;陆路有京沪、京福高速公路和 104 国道穿境而过,并 在**交汇;空路与济南国际机场有高速公路相联,距离 80 公里;海路与青岛、烟台、 日照等港口有铁路和高速公路网连接,相距 300 公里左右。 本工程厂址位于**石膏工业园区,该园区地处 **市郊岱岳区滿庄镇,北距市中 心约 20 公里,厂址紧靠 104 国道,东临京沪铁路和京福高速公路,距高速公路最近 入口仅 3 公里。地理位置优越,交通便利。 9.1.2 地形地貌 该项目区北部最高, 最高的 2.0 米; 西南部最低, 最低的为 2 米, 坡降为 0.48‰。 境内主要是微地貌,差异不大,主要微地貌类型有钱平洼地、河流圈地、滨海滩地 等。 本工程场地原为低产旱田,尚未进行工程地质勘察,参照邻近的工程地质报告; 该场地自上而下为粉质粘土、粘土、基岩。地质属**盆地边缘,地质稳定。地下水 主要为大气降水及地表水,对砼无侵蚀性。该地区地震基本烈度为 7 度。 9.1.3 当地水文条件 该项目区为平原末端,第四季地层很厚,由浅至中等深度均含咸水。 9.1.4 气象条件 (1)气温 年平均气温 最热月平均气温 极端最高气温 最冷月平均气温 极端最低气温 (2)湿度 月平均最高相对湿度(7 月) 82% 12.3℃ 27.1℃ 41.9℃ -3.0℃ -23.3℃

月平均最低相对湿度(1 月) 年平均相对湿度 年平均绝对湿度 (3)降雨量 年平均降雨量 月平均最大降雨量 月平均最小降雨量 日最大降雨量 小时最大降雨量 (4)降雪量 最大降雪厚度 设计雪载荷 (5)风速及风向 最大风速(距地面 10 米高,10 分钟平均) 绝对最大风速 冬季平均风速 夏季平均风速 年平均风速 主导风向: 夏季 冬季 全年风向 东南风 西北凤 东南风 东风 东北风 夏季风向 东南风 东风 冬季风向 西北风 西风 (6)大气压 年平均大气压 月平均最低大气压

58% 68% 12.0mb

594.33mm 146.9mm 4.8mm 20.7mm 13.6mm

200mm 20 克/平方厘米

4.3m/sec 3.9m/sec 2.9m/sec 2.7m/sec 3.2m/sec

12% 3% 5% 17% 4% 4% 2%

1015.4mbar 998.16mbar

月平均最高大气压 最高绝对气压 最低绝对气压 (7)雷电 年平均雷电日 (8)水文地质、地震烈度 最大冻土深度 9.1.5 地震烈度

1032.7mbar 1047.2mbar 987.3mba

26 天/年

50cm

根据国家地震局《中国地震动反映谱特征周期区划图(GB18306-2001) 》和《中 国地震动峰值加速度区划图(GB18306-2001) 》 ,**市地震动反应谱特征周期 Tm 为 0.40s,地震动峰值加速度 PGA 为 0.10g,相当于中国地震局 1990 年发布的《中国地 震烈度区划图》 (50 年超越概率 10%)的地震烈度Ⅶ度。 9.1.6 环境质量现状 9.1.6.1 环境空气 根据 2000 年**市区环境空气二氧化硫年日平均值为 0.039mg/m3,达到《环境空 气质量标准》二级标准;二氧化氮年日均值为 0.015 mg/m3,达到《环境空气质量标 准》二级标准;环境空气中总悬浮颗粒物年日均值为 0.20mg/m3,与《环境空气质量 标准》持平。从全年平均水平看,我市城市环境空气基本达到《环境空气质量标准》 二级标准。 9.1.6.2 水环境

根据**市环境保护监测站对大汶河水文站监测结果来看,绝大多数化学元素在 《地表水环境质量标准》 Ⅲ类水质范围以内, 偶有 COD 含量超过国家Ⅴ类水质标准, 主要是造纸污水、生活污水和部分含油污水排入,此外大部分河流属于无源头水, 用于排污排涝,自净能力较差。 9.2 设计采用的环境保护标准 9.2.1 环境质量标准 (1)大气 执行《环境空气质量标准》 (GB3095-96)中二级标准,Cl2 和 HCl 参照《工业 企业设计卫生标准》TJ36-79“居住区大气中有害物质的最高容许浓度” (2)水环境 小清河执行《地表水环境质量标准》 (GB3838-2002)中Ⅴ类标准

(3)声环境 执行《城市区域环境噪声标准》 (GB3096-93)中的 3 类标准 9.2.2 污染物排放标准 (1)废气 执行《大气污染物综合排放标准》 (GB16297-1996)中新污染源二级标准 (2)废水 执行《烧碱、聚氯乙烯工业水污染物排放标准》 (GB15581-95)中的一级标准 (3)噪声 执行《工业企业厂界噪声标准》 (GB12348-90)中的Ⅲ类标准。 (4)固体废物 《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》 (GB18599-2001) 9.3 工艺流程简述 本工程的 36 万吨/年离子膜烧碱装置采用引进国外先进工艺技术和关键设备的 方案,以原盐为原料,生产 32%液碱、50%液碱、氢气、31%的高纯盐酸和液氯。 生产装置包括:一次盐水制备、二次盐水精制、离子膜电解、氯氢处理、高纯盐酸、 液氯。 9.3.1 产品规模 产品品种、规模及商品量表(吨/年) 表 9-3-1
序 号 1 2 产品名称 32wt%离子膜法烧碱 50wt%离子膜法烧碱 99wt%离子膜法烧碱 3 4 5 液氯 31wt%高纯盐酸 氯化氢 生产量 360000 200000 100000 274691 80000 280000 54000 28000 自用量 3729 0 商品量 156271 100000 100000 274691 26000 0 按 90%的液化效率 根据氯气液化尾气平衡 备 注

折 100wt%NaOH 折 100wt%NaOH

9.3.2 工艺生产流程 本项目以食盐为原料经过凯膜一次精制和螯合树脂塔二次精制,除去一次盐水 中的钙、镁、铁等金属离子及其它有害杂质,连续送入离子膜电解槽,在直流电的

作用下,电解槽阴极侧产生氢气和烧碱,阳极侧产生氯气,电解槽排出的碱液,浓 度为 32%NaOH 冷却后直接作为商品外售。 原盐(NaCl)经一次盐水化盐沉降,再经过过滤和离子交换树脂除去杂质,合 格的二次精制盐水进入阳极液循环槽与淡盐水混合,并用高纯盐酸调节 pH 值后,送 至电解槽的阳极室进行电解,产生的淡盐水和氯气经阳极液分离器,分离出氯气去 氯氢处理工段,淡盐水一部分返回阳极液循环槽,另一部分去淡盐水除氯塔处理后 送去化盐。在电解槽阴极室中产生阴极液和氢气,氢气经冷却后去氯氢处理工段, 阴极液一部分进入阴极液循环槽,另一部分作为产品碱送至产品贮罐。 氯气经过冷却、干燥、压缩,生产液氯,对于压缩尾气则用纯水或生产水吸收 制成高纯盐酸;开停车产生的不合格氯气、事故停车的废氯气用碱液吸收制成次氯 酸钠;氢气经处理后送大部分送到气柜贮存,少量送到高纯盐酸制盐酸;电解槽排 出的碱液,浓度为 32%NaOH 冷却后直接作为商品外售。 离子膜烧碱工艺流程及污染源示意图。

淡盐水

水 原盐

化盐

一次盐水

二次盐水

离子电解槽

淡盐水脱氯
事故氯气 开停车氯气

50%碱

32%碱
氢气

氢气

氯气

事故氯气处理
尾气

氢气柜 盐酸尾气吸收塔
尾气

氯氢处理
氢气 废氯气 氯气

31%盐酸

高纯盐酸

液氯及汽化

液氯

9.4 主要污染源及污染物 9.4.1 废气 本工

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