2022年离子膜烧碱技改工程可行性研究报告

1、离子膜烧碱技改工程可行性研究报告- -离子膜烧碱技改工程可行性研究报告（本文档为 word格式，下载后可修改编辑！）第一篇总论11概述1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人1.1.1.1项目名称某某离子膜烧碱技改工程。1.1.1.2主办单位名称某某化工集团诚信有限公司1.1.1.3企业性质及法人企业性质：股份有限公司法人：曲某某1.1.1.4设计单位名称：某某化工集团科人设计有限责任公司项目负责人：李某1.1.2可行性研究报告编制的依据和原则。1.1.2.1编制依据4万吨/年引进离子膜烧碱技改工程项目建议书、4万吨/年离子膜烧碱方案设计和董事会决议。1.1.2.2编制原则本可行性研究

2、报告编制的内容和深度参照化学工业部化计发(1997) 426号文发布的化工建设项目可行性研究报告内容和深度规定进行。认真贯彻国家有关方针政策。在编制中严格执行有关标准及规范。工艺技术方案根据世界氯碱工业的发展方向及厂内生产实际情况， 本次技改采用离子膜制碱工艺路线，并考虑引进关键工艺技术、设备和控 制仪表。遵照化工部提出的“五化”设计原则：“工厂布置一体化、生产装置露天化，建(构)筑物轻型化、公用设施社会化，引进技术国产化”。精心设计，合理布局。充分利用老厂潜力，尽量节约工程用地，节约工程投资，贯彻勤俭 办厂的方针；少花钱，多办事，取得较好的经济效益及社会效益。贯彻国家环境保护法，搞好“三废”

3、治理，综合利用保护环境。同时 严格按照国家对安全生产及工业卫生的各项法令法规，做到措施与工程建 设“三同时”。1.1.3项目提出的背景，投资必要性和经济意义。1.131项目提出的背景(1)企业概况某某化工集团诚信有限公司是以生产和经营基本化工原料、化肥、农 药中间体及化学建材为主的国家大型一类企业和中南地区最大的化工原料 生产基地，并跻身全国520家最大工业企业和某某省22家重点发展企业集 团之列。公司位于某某市清水塘工业区、傍依湘江，铁路与京广、浙赣和 湘黔干线相通，公路与320国道、107国道，京珠高速公路相连，地理优越， 交通十分便利。某某集团诚信有限公司现有固定资产总额 12亿元，年销

4、售收入10亿 元，年得税6000万元，具备从产品形容开发、设计、施工到生产经营全面 管理一条龙的配套能力。在现有的40多种产品中，硫酸、烧碱、普钙液氯、水合肼、PVC树脂、钛白粉、塑钢门窗等产品在全国同行业中占有重要地位。(2)项目投资的必要性和经济意义某某集团诚信有限公司烧碱厂现有10万吨/年烧碱生产能力，其中金属 电槽能力6万吨/年，石墨电槽能力4万吨/年。由于石墨阳极始建于50年 代，设备陈旧，能耗高，污染严重，不符合国家产业政策要求，属国家近 期要求强制淘汰装置。因此，采用先进技术取代石墨阳极电槽，确保公司 烧碱及下游产品生产能力的发挥已成为当务之急。氯碱工业是耗能大户，在能源价格大幅

5、上涨的前提下，各单位都在千方百计寻找节能新途径。我公司从 96年开始试用意大利某某公司的扩张阳 极，改性隔膜技术，试用效果较好，也具有显著的节电效果。因此，在2000 年下半年公司根据自有资金情况，作为2001年的重点投资项目，开始了“采 用扩张阳极，改性隔膜电槽替代4万吨/年石墨阳极电槽”的项目前期工作， 至2001年4月底前期工作全部完成，具备施工条件。离子膜烧碱是世界各国八十年代以来推广的新技术，与隔膜法烧碱相 比，具有产品质量好、纯度高、能耗低、污染小、，操作灵活、安全可靠等 优势，是氯碱工业的发展方向。在九五“期间，我公司将“4万吨/年离子膜烧碱技改工程”作为重点项目而积极努力争取贷

6、款，当时，由于离子膜项 目投资巨大(需投资1.7亿元)，加之化工市场不景气，公司效益差，自有 资金难以落实而未能实施。据最新市场信息，离子膜烧碱装置价格有大幅降低，为确保重点工程项 目投资更加符合市场发展要求，具有生命力和经济效益，公司立即组织力 量对离子膜项目进行了考察，与离子膜电槽生产厂家（旭化成公司、氯公 程公司、伍德迪罗拉公司）进行了技术交流和询价。从考察结果得知，采用离子膜电槽技术投资比采用扩张阳极，改性隔 膜金属电槽的投资高2000万元左右，但由于其技术先进，产品质量好，可 满足日益发展的轻工业纺织工业的需要，产品需求省内缺口，可确保产品 销售和货款回笼，详见4万吨/年离子膜烧碱与

7、扩张阳极，改性隔膜烧碱比较表1-1表1-14万吨/年离子膜烧碱与扩张阳极改性隔膜烧碱比较表序号项目内容离子膜烧碱扩张阳极,改性隔 膜烧碱备注1工程总投资7000万元4030万元2产品价格1350元/吨1300元/吨175.5元/吨（税后）3制造成本720.8元/吨880.8元/吨-166.39 兀 /t（税前）4年利润2169万元586万元按新增2万吨/年不含氢 效益5投资回收期3. 44.7年含建设期6产品质量NaCI 0.004%NaCl42.030.0GB4348.1-84碳酸钠% w0.80.8GB4348.1-84氯化钠% w2.05.0GB4348.1-84三氧化二铁% w0.01

8、0.01GB4348.1-843）隔膜法固碱质量指标：GB209-84生产方法_ 级别指标名称、隔膜法测定方法一级二级氢氧化钠% 96.095.0GB4348J-84碳酸钠% w1.41.8GB4348J-84氯化钠% w2.83.3GB4348J-84三氧化二铁% w0.010.02GB4348J-84（4）离子膜法片碱质量指标:NaoH 98%Na2Co3 0.18%NacL 0.021%323配套氯产品品种与规模（氯气平衡表）序号产品名称产量（t/a）耗氯量备注1烧碱100000离子膜碱4万t/a2氯气（干）887503耗氯产品4PVC50000370005合成盐酸60000186006

9、液氯50000502507氯油12500162508次氯酸钠1000018009水合肼50001000010耗氯合计128900耗氯装置的富余率为45.2%，符合化工部设计规范要求324生产制度主生产装置岗位操作人员班次为四班三运转，成品贮运及包装等岗位 可根据需要灵活安排班次，一般为常日班。3.2.5年操作时间：8000小时。第四篇工艺技术方案4.1生产工艺技术路线方案的选择4.1.1电解工艺技术路线的选择烧碱生产方法分为苛化法、电解法二种。电解法制取烧碱，国内外可 供选择的生产方法有三种：水银法、隔膜法、离子膜法。苛化法受原料纯 碱的限制，国内外生产烧碱均以电解法为主。水银法电解工艺汞害严

10、重，逐渐被淘汰或更换。隔膜法电解制烧碱， 其产量一直占我国总产量的大部分。但该法电解出来的烧碱浓度低，并带 有大量的氯化钠，而一值不能直接作产品使用，尚需经过蒸发、浓缩、除 盐后可作为产品销售。同时，因其含盐量高，只能用于一般的纺织、造纸 等工业，不能用于人造纤维等需要高纯碱的工业。离子膜制烧碱是当今世界上氯碱工业最新制碱技术。离子膜电解槽制 出的碱液，具有浓度高、含盐低、质量高、能耗少、无汞害、无石棉绒污 染，成本低等特点，因此，离子膜法制烧碱工业已成为世界氯碱工业的发 展方向。离子膜法制取烧碱与隔膜法，水银法比较其优点如下：a.质量优生产高纯度烧碱，符合化纤用碱要求，离子膜碱的氯化钠及氯酸

11、盐含 量远远低于隔膜碱，见表4-1。b能耗低离子膜烧碱能耗比水银法、隔膜法都低，可直接生产 30%以上的高 纯碱，总能耗比隔膜法低25%左右，比水银法低15%，见表4-2。c无公害水银法有汞害，隔膜法有石棉绒的污染，如果是石墨阳极电解还有铅 污染，而离子膜法电解制烧碱则无上述的污染。d生产稳定离子膜法制烧碱，生产稳定性比隔膜法、水银法都高。而且可随电力 负荷的变化而调整其产量；亦可适应较大的电流负荷波动范围，而隔膜法 生产只能在电力均衡的条件下进行，否则产量与质量均难以保证。e占地少离子膜法电解装置占约为隔膜法或水银法的一半左右。f操作管理方便离子膜电解槽使用寿命长，运行安全可靠，生产运行稳定

12、，装置自控水平咼。表4-1隔膜碱与离子膜碱质量比较表指标 项目隔膜法离子膜法|30%NaOH42%NaOH30%NaOH42%NaOHNaCLW %520.0040.006Na2Co3 %0.80.80.040.06Fgw %0.010.010.00030.0005NaCLO3 Ca2+ Sr2+ Ba2+精盐水经布水器向上向下流经树脂床被螯合树脂纯化 ，经树脂处理后的 纯盐水经树脂捕集器后进入纯盐水贮槽。离子交换树脂其交换能力有一定限制，在达到树脂穿透点之间（通常达交换容器的80%）,就必须再生处理以恢复其交换能力。离子交换柱运行步骤通常为：（1）盐水倒空及置换。（2）纯水或纯水 加空气反洗

13、。（3）用4%HCL再生。（4）纯水漂洗。（5）用4%NaOH转型。（6）纯盐水漂洗。（7）投入再使用。通常每个交换柱24小时再生一次，再生之后串入流程后部运行。再生用盐酸必须是食品级高纯盐酸，用去离子水在再生酸槽中配制为4%的再生盐酸作一次性使用，也有配制为10-15%浓度的再生盐酸供多次使 用。再生用碱也必须是高纯碱。用去离子水在再生碱槽中配制为 4%再生碱, 供一次性使用。再生废液排入地槽送出界区集中处理。离子交换系统控制可采用PLC式DCS。4.2.3纯盐水贮存纯盐水是离子膜电解槽的进料盐水。有泵送电槽方式和高位槽供料两 种。后者供料压力恒定，并有足够贮存体积以应付突发事故，所造成的系

14、 统停车。籍重力自流置换电槽阳极室内的被氯气饱和的阳极液，并将氯气驱赶出电解槽以保护阳极涂层和离子交换膜。用纯盐水泵将纯盐水由纯盐水槽经纯盐水加热器升到 80士 50C送入盐水进 料高位槽从高位槽出来的盐水用去离子水稀释至 280-300g/l经电槽室盐水 管送入电解槽阳极室。4.2.4膜电解（1）来自高位槽的纯盐水经每台电解槽的盐水转子流量计计量后进入电槽阳极室，来自碱循环系统的31% （WT）的淡碱液经每台电解槽的碱流量 计计量后进入电槽阴极室。在阴极同阳极之间用一张离子交换膜分隔。在电流的作用下，阳极室的氯离子在阳极上失去电子被氧化，生成氯气，从 阳极上析出进入氯气总管。而阴极室的氢离子

15、在阴极上获得电子被还原， 生成氢气，从阴极上析出，进入氢气总管。在电场的作用丁钠离子以水合 离子形式穿过离子交换膜进入阴极室，生成产品氢氧化钠(32%WT)从阴极液管排出。由于膜的选择性，氯离子无法透过膜进入阴极室。故产品碱 的品质很高。同样由于膜的选择性氢氧根离子不能透过膜进入阳极室，故氯气纯度很高。电槽室氯气总管的控制压力为 2100mmH2。；氢气总管控制压力为 2225mmH20。氯氢压差为125mmH2。由一套压差控制仪自动调节。电槽室总管的氯气进入一个氯气液封罐，液封罐的液封压力为2200mmH2O，当总管氯气压力超过该值时从总管逸出，排入事故氯处理系统。电槽室总管的氢气进入一个氢

16、气液封罐，液封罐的液封压力为2325mmH20。当总管氢气压力超过该值时，氢气从总管氯气压力超过该值时， 氢气从总管逸出经液封罐上的阻火器排入大气。总管氯气经减压调节阀后减压至微负压送往氯处理工序，而总管氢气经减压调节阀减压至微正压，送往氢处理工序。4.2.5电解液循环(1)碱液循环浓度为32%WT的产品碱液由电槽室总管自流进碱循环槽，从碱液中逸 出的氢气从循环槽顶部排出，进入氢气总管。碱液经烧碱循环泵分为两部 份：一部分作为产品碱经产品碱冷却器冷却至 100C送出界区另一部分加入 去离子水稀释至31%WT，经烧碱加热/冷却器循环进入电解槽。产品量同循环量的比例为1:7碱循环槽的液位由仪表调节

17、回流自动控制。碱循环槽同电槽室内的低压氮气管连通，避免循环槽内内因碱液过量排出 形成负压吸入空气造成事故。淡盐水循环电槽排出的淡盐水(浓度为 200gl溶有氯气)并含有游离氯经电槽室 内总管自流入淡盐水槽，逸出的氯气进入氯气总管，淡盐水经淡盐水泵直接送入隔膜电解槽。431 32%离子膜碱消耗定额表4-34.3原材料及动力消耗序号名称单位消耗量备注吨耗年耗1NaCL （按 100%计）T1.462292402924t/a2高纯HCL (按100%计)Kg5110200001020t/a3NaOH （按 100%计）Kg8160000P 160t/a4螯合树脂L0.009180180l/a5纯水T

18、2.55000050000t/a6离子膜M20.01200P 200m2/a7直流电Kwh2150430000004300 万 Kwh/a8动力电Kwh816000016 万 Kwh/a9氮气M3204 万 Nm3/a10亚硫酸钠Kg0.95190001.9t/a以每吨100% NaOH计4.3.1片碱消耗定额表4-4 以每吨100% NaOH序号名称单位消耗量备注年吨年耗电量1NaOH （按 100%计）Kg1.02198402化学品Kg0.2549603包装袋个428332804重油KwhT250:49600005动力电Kwh122380806循环水32CT285555207蒸汽T0.59

19、9204.4主要设备选择441盐水过滤目前用于盐水及精制的过滤器有烧结碳素管过滤器和戈尔膜过滤器两 种，据兄弟厂家介绍此两种过滤器投资相差不大，但烧结碳素管过滤器运 行费用较高，因此，本工程拟采用上海戈尔公司戈尔膜过滤器，设备能力 按4万吨/年能力选型，型号为 AUTO-27-NBP-CSP-IA。4.4.2螯合树脂塔目前，国内离子膜生产厂家使用国内南通南宝公司生产的螯合树脂塔 的用户较多，效果较好。按3万吨/年烧碱能力配备，规格为： 1200M500 树脂填充高度1380mm。材质为碳钢内衬钙镁橡胶。其作用为进一步清除盐 水中的有害杂质，是二级盐水精制的关键设备。运转的好坏直接影响电解 工序

20、的正常操作和离子膜及极板涂层的寿命。4.4.3离子膜电槽电解槽是电解法制烧碱的核心设备。目前，世界上离子膜电解槽可分 为单极式和复极式两种。制造离子膜单极式电解槽的公司有：德国伍德公 司、日本旭硝子公司、英国ICI公司、美国西方公司、意大利某某公司；制 造复极式电解槽的公司有：日本旭化公司、日本德山曹达公司、德国伍德 公司、意大利某某公司、美国西方公司等。这两种槽型最本质的区别在于复极槽之电极为复极，即阴阳极结合在 一起，供电回路是单元槽串联，而后每台槽并联，即所谓“先串联后并”，因此是高电压、低电流的电解槽。单极式电解槽是阴、阳两极为单极，供电回路为单元槽并联，而后每台槽串联，即所谓“先并后

21、串”，因此，是高电流、低电压电解槽。复极槽与单极槽性能比较见表4-5表4-5复极槽与单极槽优缺点比较复极槽单极槽供电高电压、低电流、槽间 电流分布均匀低电压、高电流、单槽电压 咼，槽间电流分布不均匀安装密封部件少、安装方便联接点多、安装较复杂槽间电压降导体电压降小联接点多、电阻高、电压降 大汇流排节约槽间铜导板槽间导电母排用铜量大循环方式强制循环、耗费动力自然循环、节约动力膜利用率高92%低 72-77%维修管理造 价简单、方便、维修管理 费用低电槽数多、维修工作量大、 维修管理费用高。比复极高20%其它单元槽出事故时，对系 统影响大，更换单元槽 须整槽停车。膜破损易 检查，且有自动保护装 置

22、。单台槽故障对系统影响小， 只须停一台槽，只影响500-600t/a能力，膜破损及单 元槽故障不易检查，无安全 保护装置。由上表可知，单极槽和复极槽各有所长，同时存在各自不足之处，但因盐水精制技术、高电流密度的膜和槽技术的提高。复极式电槽成为氯碱工业的发展方向。因此本工程宜采用复极式电槽为宜4.5装置需引进的内容和范围电槽：2台以及配套离子膜、表面管道、仪表等。经询价，1万吨/年离 子膜装置需花费外汇80万美元（包括离子膜电槽、膜、铜排、基础设计及 开车服务，槽头元件等内容）。4.6工艺主要设备一览表（新增）4.6.1静止设备设备名称规格型号结构材料数量适应能力盐水予处理器 5600X8000

23、钢1台40Kt/a戈尔膜过滤器AUTO-27-NBP-CSP-LA1套20Kt/a离子交换塔 1200X4500钢衬胶3台20Kt/a树脂塔加料 3200X5600FRP1台40Kt/a槽V=50ml纯盐水贮槽 5400X 7000 V=160mlFRP1台40Kt/a纯盐水高位槽 1800X 2800 V=7mlFRP1台40Kt/a树脂塔盐水加 热器板式钛1台纯盐水加热器板式钛1台碱液循坏槽 3000X 3400 V=24ml镍1台40Kt/a淡盐水槽 2400X 3400V=15ml钢衬钛1台40Kt/a碱液加热冷却 器板式镍1台产品碱冷却器板式镍1台2%液碱槽 1200X 3000 V

24、=3ml不锈钢1台40Kt/a再生盐酸/槽 2500X 3400 V=16mlFRP1台40Kt/a再生碱液:槽 2000X 3400 V=10ml不锈钢1台40Kt/a反应槽钢衬胶2台40Kt/a溶气罐钢衬胶1台40Kt/a中间槽钢衬胶1台40Kt/a离子膜电槽组合2台40Kt/a整流变压器V=270I=55KA组1台40Kt/a462转运设备设备名称规格型号结构材料数量适应能力碱液循环泵Q=60m3/h镍2台20Kt/a淡盐水泵Q=25m3/h钛2台20Kt/a离子交换塔加料泵Q=30m3/h钛2台20Kt/a再生酸泵Q=5m3/h铸铁衬4F2台20Kt/a再生碱泵Q=3m3/h不锈钢2台

25、20Kt/a纯盐水泵Q=30m3/h钛2台20Kt/a4.7自动控制二次盐水及电解工序要求有较高的自动化水平，设一个集中控制室，采用集散系统DCS实现对工艺过程的监视、控制、程序控制、报警和联锁。 并且具有工艺流程图显示、报警、打印、生产报表打印、事故和主要工艺 参数趋势记录。其余则设分控制室，采用常规仪表将主要工艺参数集中于控制室进行监视、控制、报警和联锁。第五篇原料、辅助材料及燃料的供应5.1主要原材料供应表5.1序 号原材料名称规格年用量(吨)来源1原盐NaCL 310ag/lCa2 +Mg 12mg/l2+SO 31%(w/t)2+Ca 0.3mg/l(w/t) Mg2+ 0.07 m

26、g/l(w/t) Fe+ 0.1 mg/l(w/t)2040本厂提供5离子膜NAFION NE-966TX1230L 243W400m2引进公用工程供应5-2序号名 称单位每小时耗年总耗备注1直流电KWh7150880000002动力电KWh22511380803纯水3 m12.5500004循环水3 m408.8832710405工艺及仪表用氮气Nm3100360000第六篇建厂条件和厂址方案6.1建厂条件6.1.1厂址地理位置、地形、地貌概况某某位于某某省东部，地处湘江中游，罗霄山脉西侧，东经11308/ 30, 北纬27050/ 05。该市是湘东政治、经济、文化重地，又是一个以重工业为

27、主，其他工业协调发展的新兴工业城市。某某集团诚信有限公司本部位于某某市北郊清水塘工业区。厂区地形略有起伏，属湘江侵蚀阶地，基底系第三纪红砂岩，经蚀剥 后形成低丘地貌，自然地面标高在 46.8-63.4米之间。6.1.2工程地质、地震、烈度、水文地质6.121工程地质场地土层自上而下为耕土、亚粘土、砂砾石、红砂岩、土壤容许承载力R=180-280Kpa6.1.2.2 地震地震基本烈度为v 6度区。6.1.2.3水文地质某某省水文总站某某水文站提供的湘江百年一遇湘江最高洪水全为42.8米。厂区地下水埋深为天然地面下 040.8米。6.1.3气象条件气温年平均气温17.5C最低月平均气温60C最高月

28、平均气温340C全年最低气温-80C全年最高气温43C湿度：年平均相对湿度78%月平均最大相对湿度94%月平均最小相对湿度73% 气压:年平均气压1006.7mb年平均最高气压10172.8mb年平均最低气压997.25mb降雨：年平均降雨量1418mm 年最大降雨量1848.6mm月平均最大降雨量233.7mm 次最大降雨量156.8mm年平均降雨量长数152天积雪：最大积雪厚度300mm 一般雪深10mm冰冻：最大冻土深度150mm风向:常年主导风向 北西北夏季主导风向东南和南风力：最大风力为9级全年静风率22% 基本风压35kg/m2日照：年日照时数1672小时 日照率38%冬季日照时数

29、60-70小时夏季日照时数200小时风速：年平均风速2.3m/s 年最大风速24-28 m/s6.1.4地区与城镇社会经济现况的发展规划某某集团诚信有限公司前身为某某化工厂始建于1956年，1959年和1965年先后建成氯碱和化肥两个系统并投入生产，经过近40年的建设和发展，该公司已是一个以生产基本化工原料、化肥、农药为主的综合性大型 骨干化工企业，省计划单列产值和销售收入在全国520家大型企业之内。6.1.5厂区交通运输6.1.5.1铁路运输某某市是我国南北交通要道，京广线，浙赣线三条线路主动脉在此交汇，某某站是交通特大枢纽之一。某某集团诚信有限公司专用线运输能力350万吨/年，拥有20股道

30、，机车、车辆、运输设施完善，专用线通过喻家 坪车站与湘黔线相接，与全国铁路相通。6.1.5.2公路运输厂内道路成网与厂外城市道路相接，经107、320国道与邻省级公路贯通6.1.5.3 水运厂区临近湘江，厂南约2.5公里远有霞湾码头，通过湘江水运可达长江， 也可经洞庭湖与资、源、澧各水系相连。总之某某集团诚信有限公司铁路、公路四通八达，水陆运输都十分便利。6.1.6水源、供排水工程、防洪等情况厂区水源来自城市输水管网，本工程用水来自现有给水系统。街区排水进入生产厂房附近现有排水管网。厂区地面标高高于百年一遇的洪水位。6.1.7电源、供电、电讯、供热某某集团诚信有限公司有一个110kv/35kv

31、总降压站，电源来自位于厂 区西北的白马垅变电站，另一电源由某某电厂引一回路 110kv线至某某总 降压站，作为保安电源，本工程供电来自某某总降压站。电讯引自厂区交换站。蒸汽来自厂区现有供热系统。6.1.8当地施工和协作条件某某地区建筑施工力量雄厚，某某自己有一个施工、安装队伍该公司 位于清水塘工业区，该区内有湘江氮肥厂、某某冶炼厂、广州军区农药厂、 某某塑料厂、某某电厂、某某三水厂等，相互协作条件较好。6.1.9与城镇、地区规划的关系和生活福利设施的条件本工程属节能改造项目，某某生产、生活设施齐全，已有商店、学校、 医院、俱乐部等商业服务及文教娱乐设施和食堂、浴室、宿舍等配套生活 福利设施，目

32、前尚有余力可供利用。6.1.10目前厂内土地使用现状、厂区拟占地、需征土地情况厂区建筑系数虽较高，但厂区尚有部分空地可供本工程使用。本工程 拟占地1800平方米，不需新征地。6.2厂址概况厂址拟选在厂区氯碱系统原10万吨/年烧碱生产街区内。本方案优点：不征地、少拆迁，二次盐水精制，新增整流、电解、脱 氯布置于蒸发预留地，并按 4万吨/年封建规模设计。这样布置可以与老系 统紧密结合，充分利用现在一次盐水制备、氯氢处理、蒸发、片碱等装置。 动力供应系统及公用工程辅助设施均可利旧或在原有基础上稍作改造合并 使用即可。总平面布置图附后第七篇公用工程和辅助设施方案7.1总图运输7.1.1总图本工程厂址选

33、在我厂氯碱系统原10万吨/年烧碱生产街区内，不新征土 地。街区内已有铁路运输专用线和公路运输线，设施齐全、运输方便。7.1.2工厂运输运输方式仍和原烧碱装置一样，以铁路运输为主，公路运输为辅因已 有的运输设施齐全运输能力大，且离子膜法制碱吨耗主要原材料原盐，比 石墨阳极法制碱少0.03吨，主要辅助材料大多由本厂自供，故本工程的运 输设施可利旧，无需新增。7.1.3运输方式因我厂所处的地理位置优越，外部协作条件好，故运输可采用以铁路运 输为主，汽运、水运为辅，水陆运输相结合的方式。7.2供排水7.2.1工厂供水本工程每年需用高纯水10万吨，由公司原有高纯水装置提供（公司现 有60t/h高纯水装置

34、2套）。本工程工业用水仍由我厂总供水管网供应，可 满足供水要求。7.2.2工厂排水原10万吨/年烧碱生产装置已有完善的主排水沟和雨水沟，本工程上马后，只需在原有基础上稍作改造即可满足排水需要。7.3供电及电讯7.3.1供电原10万吨/年烧碱生产装置有7台变压器供石墨电槽用电；3台容量为 12500KVA的整流变压器供金属电槽用电。本工程拟利用公司已订购专用于 离子膜电槽的一组50000KVA的整流变压器。整流变压系统改造需投资800 万兀左右。732电讯本工程需新增设内部电话，可由总厂统一调整解决。7.4供热原10万吨/年烧碱生产装置由我厂硫酸分厂余热锅炉及某某集团公司 新兴厂锅炉供汽。硫酸分

35、厂余热锅炉产汽能力（表压 0.6Mpa）约25吨/小 时，新兴厂锅炉供汽汽能力140吨/h。而本工程上马后可使10万吨/年烧碱 生产装置年耗蒸汽比原来减少近 2.5万吨，故本工程用汽量能得到稳定、充 足的供应。7.5 土建7.5.1本工程厂址拟选在氯碱系统原 10万吨/年烧碱生产街区内，需新 建整流变压器装置和离子膜电解槽厂房及二次盐水精制新上总建筑面积约 1920m2，总投资约400万元，盐水一次精制部分的改造则采用见缝插针、 因地制宜的办法在原有工序实施改造。7.5.2原10万吨/年烧碱生产街区内，地质良好，地势平坦，建筑物地 基处理可用天然地基和桩基，不设防。7.5.3在设计中应尽量采用

36、合理可行的新技术、新材料，并合理地应用 地方材料。7.5.4在严格遵守国家现行颁布的有关规定、规范前提下，在满足生产 使用、检修要求的同时，力争使新、老建筑总体布局协调，使新上建筑既 美观又经济，并能合理利用土地。第八篇节能81、编制依据 8 .1.1、化学工业部司局文件，化计综发（1992） 298 “转发关于基本建 设和技术改造工程项目可行性研究报告增列节能篇章的暂行规定的通知”8.1.2、 国家计委、国务院经贸办、建设部文件计资源19921959号“印 发关于基本建设和技术改造项目可行研究报告增列节能篇（章）的暂行 规定的通知”8.1.3、烧碱节能设计技术规定（HGJ5-88）以下简称规

37、定&2、编制原则8.2.1、认真贯彻国家产业政策和行业节能设计规范，严格执行烧碱节能技 术规定，努力做到合理利用能源和节约能源。822、采用适宜的先进工艺的高效设备，严禁选用已公布淘汰的机电产品。823、设置能耗检测仪表，提高自控水平，加强计量管理。8.3、节能指标及分析8.3.1、项目能耗指标及计算下表以50%离子膜碱与42%石墨阳极碱进行列表比较，见表 8-150%离子膜烧碱（折100 NaOH ）与42%石墨阳极烧碱（折100% NaOH）能耗比较表：序 号项 目单位消耗定额能耗(KJ/Kg)标准煤（T标准煤 /NaOH）备 注离子膜石墨阳 极离子膜石墨阳极离子膜石墨阳极1电KWh228

38、3.832610.752.704X 1073.091 X 1070.9231.0552蒸汽Kg70042002.638X 1061.583 X 1070.0900.5403新鲜水T834.84.523X 10340.742 X 101.543 X10-42.983 X10-34纯水T2.543.559 X 101.214 X10-35压缩 空气Nm332.429.543.798 X 1043.458 X 101.296 X10-31.180 X10-36合计72.976 X 1074.686 X 101.0161.599表8-2各类能源折算或标准煤的规定数值序号名称计算单位平均低位发热量(KJ

39、)标准煤(Kg)1交流电KWh11804.270.0402蒸汽 0.41.0MPaKg3768.120.1293新鲜水t2512.000.0864纯水t14235.120.4865压缩空气w 0.6MPaNm1127.300.040从表8-1可知,50%离子膜液碱比相应的42%石墨阳极指标低，规定指 出大中型厂生产42%液碱(折100%NaOH)采用石墨阳极(D=1500A/m2)时，根 据表8-2算得每吨综合能耗为1.599吨标煤，本设计中离子膜烧碱仅为1.016 吨标煤，完全符合规定指标。832、能耗分析目前离了膜法制碱，浓度为30-35%(Wt)电耗为21502300 KWh/T100%

40、NaOH、NaCL含量少，达到国内先进水平。8.4、节能措施综述8.4.1、主要工艺流程采用节能新技术、新工艺情况本项目新建的二次盐水及电解工段采用节能新技术、新工艺而决定整个产品能耗水平的是离子膜电解工序部分。降低槽电压，选择经济电流密度烧碱生产的主要能耗在电解过程，此部分约占产品总能耗的90%，在电解生产过程中，为降低能耗都要获得较高的电流效率和较低的槽电压， 要设法在较大的电流密度下运行时仍能保持低电耗。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69.8 KWh/T NaOH，从槽电压和电流密度的关系看，槽电压随着电流密度的降低而降低，而

41、电耗又是随槽电压的降低而降低，所以使槽电压维持在正常状态是节能的关键措施之一。根据化学工业部颁发的烧碱节能设计技术规定(HGJ5-88)将大中型企业槽电压定为：金属阳极电解槽：i=1.5KA/m2时，槽电压为3.3V;石墨阳极电解槽：i=0.8KA/m2时，槽电压为3.4V;本项目选用离子膜电槽电解槽，电流密度i=4.8 KA A/m2时，槽电压为3.06V，该电槽具有优良参数，有利于降低电解的能耗指标。离子膜电解装 置活性阴极的应用可进一步降低电耗。为使阳极液和阴极液浓度均匀，改 善气泡效应的影响，本项目采用强制循环泵，强化电解槽内阴、阳极液循 环，以提高电流效率。采用具有优良电化学性能的离

42、子交换膜离子交换膜是离子膜制碱法技术的核心。离子交换膜性能的好坏，在 一定程度上决定着装置和技术的水平。本项目在可行性研究阶段考虑选用 对世最具影响力的美国杜邦公司 NAFION-966型离子交换膜，具有高度的 选择透过性，高度的物化稳定性和机械强度，离子交换容量和电流效率高， 同时又具有低的膜电阻和电解质扩散，完全适应电解过程的苛刻条件，并 具有良好的电化学性能。缩小极间距，降低槽电压阴、阳极间距是影响电解槽电压的因素之一。电解槽两极间的距离越小，电流经过的路程就越短。金属阳极电解槽在使用普通石棉隔膜的情况下，金属阳极电槽的极间距通常在8-9mm左右，某某化工厂目前的极间距为 8mm。本项目

43、由于采用了高性能的离子交换膜，极间距可小至3mm左右，有效降低了槽电压，节省电能消耗。严格控制盐水质量进入电解槽的盐水质量，对离子交换膜的寿命，电解槽电压和电流效 率有着极大影响。首先，要求盐水NaCL浓度达300320g/l。本项目控制指标为305 士 5g/l， 提高阳极液中NaCL浓度能使阳极附近的CL-浓度升高，从而抑制电解负反 应，避免造成电流效率下降。其次，严格控制盐水中有害杂质含量不得超标，电解制碱用离子交换 膜具有选择透过阳离子的特性，当 Ca+、Mg+等透过离子交换膜时，会与 从阴极室反迁移来的少量 OH-生成Ca (OH) 2、Mg (OH) 2沉淀，堵塞离 子膜，使膜电阴

44、增加，引起槽电压上升，还会加剧OH-向阳极室的反迁移，降低电流效率。因此本项目在合格的一次盐水之后，增加螯合树脂塔进行 二次精制，为此在原料中必须用高纯盐酸和纯水，确保盐水中Ca+、Mg+等金属离子总量低于50PP4此外，控制进入电解槽盐水的温度，是提高电流效率的又一重要措施。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，因而本项目将电解槽盐水温度确定为 85-90C，电解槽温度控制在一定 范围内。842、机电设设备选型项目中机电设备的选型对节能也十分重要。本项目所选用的机电设备，包括利旧设备，一律不得有机电部已公布淘汰 的机电产品。电解按2万吨/年的规模，二次盐水

45、、淡盐水脱氯考虑 2万吨/ 年的能力，坚持与规模相配套的原则合理选用节能型机电设备。第九篇环境保护9.1、建设地区环境现状9.1.1、地理位置该装置拟建在某某化工厂内。厂址位于某某市北郊清水塘工业区，地理位置优越，交通便利，该厂拥20股铁路线与京广、湘黔、浙赣三大铁路线相连，靠近107、320国道，又临近湘江。9.1.2、气候及气象某某属亚热带温润季风气候，大陆性气候明显，冰冻期极短；年平均气温+17.5C最低-80C最高气温+41C年平均相对湿度78%年平均气压1006.7mb年平均降雨量1418mm最大积雪厚度300mm冻积厚度90mm年平均风速为2.3m/s最大风力为9级地震烈度为v 6

46、度常年主导风向为北偏西和北，夏季风向为东南和南。9.1.3、环境质量状况该厂氯碱系统界区内生产烧碱、氯气、氢气，产生的废气有熬制固碱 的烟道气。氯气经治理后达到国家要求排放的标准，厂内已设有事故氯处 理。在正常生产的情况下完全可以控制有毒性废气的排放。熬制固碱的烟 道气，主要污染物为 CO2，经烟囱高空排放达国家标准。生产过程产生的 废水主要有化工酸、碱污水，经中和处理后排放，排放时均达标。生产过 程产生的废渣主要有盐泥，现已采取回收措施，部分无毒，无害废渣，采 用填埋处理及送砖厂制砖。某某三废治理的各项措施均很落实，工厂被誉为花园式清洁文明工厂。9.2、设计采用的环境保护标准921、环境质量

47、标准（1）大气环境质量标准（GB3095-82）二级标准（2）地表水环境质量标准（GB3838-88）三级标准（3）工业企业设计卫生标准（TJ36-79）（4）工业企业噪声控制标准（GB87-85）（5）城市区域环境噪声标准（GB3096-82）922、污染物排放标准（1）污水综合排放标准（GB8978-88）二级标准（2）工业“三废”排放标准（试行）（GBJ4-73）（3）工业企业厂界噪声标准（GB12348-90）9.3、主要污染源和主要污染物装置概况本工程主要工艺生产装置为 4万吨/年离子膜烧碱装置，包括二次盐水 精制、电解及淡盐水脱氯等。污染源及污染物931废气（1）正常生产时，电解工

48、序电解槽无氯气、氢气排放，淡盐水脱氯工序考 虑该厂“九五”期间离子膜烧碱装置能力达4万吨/年，拟采用真空脱 氯。（2）非正常生产即事故状态及电解槽开停车过程中产生的低浓度氯气及 废氢气。有关废气排放特征见表9-1-1。932、废水及废液二次盐水精制工序，离子交换树脂再生时产生的酸碱废水。 有关废水废液排放特征见表9-1-2。933、废渣本工程建在某某化工厂内，其公用工程系统可依托老厂的一部分，新装置生产过程中无废渣排放。934、噪声本工程主要噪声来源于机泵类，间断噪声产生于往返厂内的各种车辆。 有关噪声排放的特征见表9-1-3。9.4、控制污染的初步方案及对环境影响的评估。9.4.1、废气治理

49、（1）正常生产时，真空脱氯塔脱除的氯气并入湿氯气总管送氯处理工序。（2）非正常生产及开停车时产生的低浓度氯所送往老厂废氯气处理装置碱液吸收，得以迅速可靠的处理，放空气体中污染物（CL?）符合国家排放标准后排于大气。942、废水治理（1）盐水过滤器反洗产生的废液为饱和盐水，送一次盐水工段回收利用。（2） 盐水精制离子交换树脂再生时所产生的酸性、碱性废液排至中和池处 理，达标后排放，纯水站产生的酸碱废水排至中和池处理达标后排放。943、噪声治理（1）设计中尽量选用低噪声设备，高噪声设备必须有配套的消声和隔音措 施。（2）采取多种隔声、消声和吸声措施，使工人与噪声接触的时间和强度减 少。对于需定时巡

50、视的泵房和机房，对设备采取减震措施。（3）由于厂区沿途建筑物的屏蔽效应及噪声随距离增大而自然衰减等因素，厂界噪声经分析可降至 65dB以下，噪声厂界周围的环境将不会 产生不良影响。944、环境绿化本工程实施的同时应考虑种植防氯气污染的乔灌木，全厂能绿化之地均应 绿化以改善环境。9.5、环境保护投资估算综上所述本工程技术设备先进，“三废”排放量少。废气废水有妥善的处理措施。该工程之建设与隔膜碱比较没有石棉绒污染，废水废气排放均可达到国家 标准排放，噪声经有效治理也不会对工人和环境造成影响，故从环保角度 看该工程是可行的。表9-1-1废气排放状况一览表序 号废气名称废气来源废气成份排放量排放方 式

51、排放去向1电解槽开停 车及事故氯 气电解槽CL2v60vol% 惰性气体最大32200m3/次开、停 车时事 故状态碱液吸收2脱氯气淡盐水脱 氯塔CL2浓度较 高24Kg/h连续回湿氯气 总管3含氢废气电解槽（阴）H270vol%H2O30voI%最大31200m3/h间断开停车放空9-1-2、废水（液）排放状况一览表序 号废液名称废液来源废液成份排放量排放 方式排放 去向1螯合树脂再生废液螯合树脂塔酸性废液：HCL0.8%wt碱性废液：NaCL7.3%wtNaOH0.4 %wt酸性液16m3/ 次 碱性液322m /次间断 24小 时排 放一 次中和 后排 放2离子交换再生废水纯水站离 子交

52、换器酸性废液 碱性废液1次/2天8.8m3/ 次间断中和 后排 放表9-1-3噪声排放一览表序号12噪声源盐水泵烧碱液泵声压级dB（A）8585设备台数运行（备用）3(3)1(1)排放方式连续连续备注二次盐水及电解电解第十篇劳动保护与安全卫生10.1劳动保护与安全卫生10.1.1、生产过程中职业危害因素分析及控制措施10.1.1.1、生产装置火灾危险分类根据炼油化工企业设计防火规定（YHS01-78）生产装置的火灾危险性分类如下表：序号装置名称火灾类别1二次盐水戊2电解甲3片碱戊10.1.1.2、生产过程重要安全技术措施（1）燃烧爆炸及防范氢气和空气、氢气和氯气均能形成爆炸性气体混合物。氯氢混

53、合气中氢含量为3-15% （体积）时即能燃烧，含氢15-83% （体积）时燃烧伴有爆 炸，氢气在空气中的爆炸极限为 4.1-72% （体积）。其防范措施有：生产中防止氯气中混入氢气；保持氢气系统的严密性，防 止空气混入系统，不允许出现负压操作；厂房良好通风，周围安装避雷设 施；设备及管道安装可靠的防静电设施；紧急氢气放空管道安装阻火器或 水封。（2）氯气中毒及防范氯气是有毒气体，预防氯气中毒措施有：保持氯气系统良好的密封， 厂房通风良好，操作人员应配备防毒面具。（3）强腐蚀性介质的危害及防范如盐酸、烧碱溶液等对皮肤、眼睛有灼伤作用，碱沫或高浓度含碱蒸 气对气管和肺部有严重损伤。检修或操作人员应

54、备有防护眼镜，防护帽和 手套，在必要场所需设置洗眼器具。（4）触电事故及防范电解为本工程的主生产装置，故要特别注意防止触电，避免引起电灼伤、电击甚至触电死亡。防范措施有：采取良好的绝缘措施，电解工序操 作人员应穿绝缘鞋，地面保持干燥，电解槽对地绝缘良好，操作人员要具 有防触电知识。10.1.2、生产过程中主要卫生防护措施10.121、 生产过程产生的有害气体物质有氯气、烧碱（气），其车间允许浓 度分别为1.0、0.5mg/m3，其中烧碱（气）允许浓度以 NaOH计。氯气在生 活区允许浓度为0.03mg/m3。根据工业企业设计卫生标准（TJ36-79）本 工程生产车间卫生等级除盐水过滤及精制工段

55、为2级外，其余的电解、片 碱厂房均为3级。10.122、卫生防护措施所有设备及管道要保持严密，防止跑、冒、滴、漏。有关卫生防护措施除上述“安全技术措施”外，对有关封闭厂房应加强通风。烧碱各装置通风换气次数如下表：装置名称电解片碱有害物质名称CL2NaOH换气次数（次/时）4410.123、安全及工业卫生机构设施本工程安全及工业卫生机构设施依托老厂，该厂现有职业安全卫生防 护医疗机构设施健全，对于职工所受职业危害的急救、职工所患职业病的 防治，厂内职工医院有较好的条件医治和疗养。102、消防1021、概述本消防系统的防护对象为某某省某某集团诚信公司2万吨/年国产化离子膜烧碱取代石墨阳极烧碱工程的

56、全部建、构筑物和生产装置。在离子膜法制烧碱生产过程中火灾危险性相对较小，但按火灾类别划分，电解工序为甲类。因此有没有一定的火灾危险性，所以在设计过程中 要严格遵守规范规定，建立完善的消防系统确保安全生产。1022、设计依据本工程消防依据下列规范和资料进行设计：（1）HNJ16-87建筑设计防火规范（2）GBJ140-90建筑灭火器配置设计规范（3）参照消防器材生产厂家样本、说明书1023、消防体系组成（1）水消防系统水消防系统分为常规水消防系统和水喷雾灭火系统。常规水消防系统由消防水源、水泵、室内外消火栓及相应的管线、阀门组成。水喷雾灭火系统由高压水管线、水雾喷头及相应阀门组成。负责保护整流变

57、压器。（2）移动式灭火器根据整个工程各处不同的火灾危险类别，配置相应类型的移动式灭火器35具，用以扑灭小型初始火灾。（3）本消防体系的机动力量依托老厂。由上述三部分组成本工程的消防体系。1024、水消耗由于本工程配一台整流变压器，且单台油量均在10吨以上。按规范规定水喷雾灭火强度为60L/S，故灭火用水为216T/H。水压为1.0MPa。常规水消防系统水量见给排水专业有关章节1025、定员本工程不设专职消防人员。由生产岗位操作人员经培训合格后兼任，故无定员。1026、投资估算见投资估算表。10.2.7、结论在建立上述消防体系后，加上严格管理是可以安全生产的。故从消防角度看，本工程是可行的。第十

58、一篇工厂组织和劳动定员111、工厂组织及机构本项目隶属于某某化工集团有限责任公司下辖的烧碱分厂，实行某某集团董事会领导下的总经理负责制，企业现有的管理机构很齐全。本次投改拟组建烧碱分厂下属的一个车间， 包括盐水二次精制工序，电解工序（盐 水一次精制合并在原盐水工段内）。112、生产班制和定员1121、生产班制本项目管理岗位实行长白班，每周五天工作制，节假日实行值班；生产岗位和直接辅助生产岗位采用四班三倒运转加轮休制。1122、劳动定员本项目新增劳动定员62人，具体情况见下表: 表11-1新增定员一览表序号部门岗位名称班次小计备注1车间办公室主任11分厂聘任副主任11分厂聘任工艺员12分厂聘任机

59、械员12分厂聘任2一次盐水工序一次盐水精制410分厂聘任3二次盐水工序一次盐水精制48分厂聘任4电解工序看槽、送成410分厂聘任分析岗位48分厂聘任5修槽工序修槽14分厂聘任6检修工序修理110分厂聘任7整流操作48分厂聘任8合计6211.3人员来源及培训1131、人员来源新增操作、修理工人由公司再就业中心解决，技术和管理人员由分厂 在集团公司内部选聘，或由劳动人事处外聘高校毕业生。1132、人员培训培训方法采取先理论后实际操作；一般操作工人可在分厂现有相应岗 位上自行培训；关键岗位操作工和班长，试车时组织去有关兄弟厂家学习; 辅助生产工人可由公司从其它相应岗位上调配熟练工。第十二篇 项目实施

60、规划12.1、建设周期的规划本项目实施过程分为前期准备阶段和施工、试车阶段。前期准备阶段主要包括可行性研究、资金筹措和初步设计；施工建设 和试车阶段主要包括施工图设计、土建施工和安装工程施工，职工培训和 试车。本项目施工建设期暂定为1年12. 2、实施进度规划项目建设应严格按基本建设程序进行，项目实施进度规划见下表：表12-1项目实施进度规划表项目内容2002200356789101112123456编制可行性研究审批可行性初步设计审批初步设计离子膜烧碱技改工程可行性研究报告设备订货施工图设计土建施工设备交贷设备和管道安装职工培训试车、考核正式投产第十三篇投资估算和资金筹措13.1、投资估算1