盐硝联产可研究告(完整版)实用资料

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第一章总论盐硝联产可研究告（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）1.1项目名称及承办单位1.1.1项目名称孝感广盐华源制盐60万吨真空制盐技术改造工程1.1.2建设单位孝感广盐华源制盐1.1.3项目拟建地点湖北省应城市四里棚1.1.4可行性研究研究报告编制单位中国中轻国际工程工程咨询资格证书编号:工咨甲20316010021.2研究工作依据与范围1.2.1研究工作的依据(1孝感广盐华源制盐2004年9月编制的60万吨/年真空制盐技术改造项目建议书。(2孝感广盐华源制盐提供项目设计基础数据。(3孝感广盐华源制盐委托中国中轻国际工程编制可行性研究报告合同。1.2.2研究工作的范围技改项目生产能力为60万吨/年精制盐、4万吨硫酸钠。其中第一阶段新建一条年产40万吨精制盐生产线,工程内容包括水采扩容、热电站、制盐车间、成品仓库;第二阶段对现有的20万吨/年精制盐生产线进行盐硝联产技术改造。本研究报告研究范围为:60万吨/年真空制盐技术改造工程项目以开采岩盐盐矿资源、矿山卤水为原料,生产精制盐和硫酸钠产品生产装置、配套辅助生产工程、公用工程等设施,本技术改造工程组成见表1-1。表1-1本技术改造工程项目组成表1.3研究工作概况1.3.1研究工作过程工作期间中国中轻国际工程项目组与孝感广盐华源制盐技术人员交流项目情况,结合建设单位提供的方案意见,收集项目设计的现场基础资料,开展本可行性研究报告编制工作。1.3.2项目研究的原则和指导思想(1执行国家发展改革委员会关于全国制盐工业结构调整指导意见和中国盐业总公司的行业发展规划。(2在消化国内外先进工艺技术的基础上,采用合理的工艺路线,以降低产品能耗和生产成本,提高产品质量、劳动生产率和企业经济效益为目的。1.3.3重点研究的问题对国内外硫酸盐氯化物型卤水盐硝联产工艺技术进行认真分析研究,结合孝感广盐华源制盐盐矿卤水,将国内外先进成熟技术消化吸收用于本工程。对工艺设备及材质、自控仪表、公用工程和总图运输等方面进行方案优化,采用符合实际情况的合理方案。1.4推荐方案与研究结论1.4.1产品方案与生产规模1.4.2.1产品方案(1精制盐精制盐产品质量优于GB/T5462-2003工业盐标准,见表1-2。表1-2精制盐质量标准(2硫酸钠硫酸钠产品质量符合GB6009-2003Ⅰ类一等品标准,见表1-3。表1-3硫酸钠产品质量标准1.4.2.2生产规模本工程生产规模:精制盐60万t/a、硫酸钠4万t/a。1.4.3生产方法本工程在消化国内外先进工艺技术的基础上,结合盐矿卤水的具体情况和适应原料卤水中Na2SO4的含量变化要求,本研究报告推荐工艺技术路线意见如下。(1采用烧碱-纯碱法卤水净化工艺。原卤加入烧碱进行反应除去硫酸镁,除镁卤水与纯碱进行反应除去硫酸钙杂质,得到含有氯化钠和硫酸钠组分的精制净化卤水。(2多效蒸发制盐-母液回收法提硝工艺精制卤水经四效蒸发制盐,固液分离盐、脱水、干燥后为成品盐;制盐母液经回收系统蒸发制硝,固液分离硝、脱水、干燥后为成品硝。制硝母液循环至制盐蒸发系统。本工程采用的生产工艺在装置投资、产品能耗和质量等方面指标具有国内较先进水平;所用技术国内已有生产实用或相近工艺生产装置,技术可靠性高;工艺适应性强,可适应原料卤水中Na2SO4的含量变化要求;产品能耗和生产成本低、经济效益较好。1.4.4主要原料、燃料及动力供应(1卤水由本工程自建矿山供给。生产精制盐所需的原料卤水由本公司水采车间提供,本公司现有采区面积1.84km2,C+D级保有储量NaCl18452.9万吨,可供开采的NaCl2768.00万吨,根据《规程》规定和本采区开采的实际情况,截至2003年底采区仅K2和K5两个开采层NaCl保有储量11071万吨,按采区资源回收率25%,尚可采出制成原盐的NaCl量:2768万吨,按制盐生产能力60万吨/年计算,现有采区可连续开采35-40年以上。(此不包括目前正在申办的矿区扩容面积2.5km2。(2蒸汽由本工程自备热电站供给。本技改工程自备热电站新建一台75t/h循环流化床锅炉,其产汽量可达75t/h,可以满足新制盐设备的需要。(3用电由本工程自备热电站供给。本技改工程自备热电站新建一组6000kW背压式汽轮发电机组,现有3000kW背压式汽轮发电机组运行状态良好,两台机组并网运行可满足技改后的用电需求。(4水由本工程供排水系统供给。目前在距厂区2km的富水河设有取水泵站一座,装有两台10sh-9型水泵(其中一台备用,额定流量480m3/h,实际流量250m3/h,整个技改(第一阶段和第二阶段完成后供水量将有缺口,拟在紧邻厂区的盐水河安装一台补充水泵予以解决或沿铁路线新设置一条输水管线。1.4.5环境保护本工程的主要污染源来自卤水净化车间、盐硝车间。设计按照国家有关要求对生产过程中产生的“三废”治理与主体工程“三同时”的原则进行。生产废水闭路循环回收至矿山采卤;盐硝干燥尾气和烟道气经除尘后达标排放;卤水净化钙镁泥回矿区矿井。以保证在生产过程中产生的排放物达到地方和国家“三废”治理和排放要求。同时配合总图和建筑设计,加强厂区绿化规划,改善生产环境,建设文明生产工厂。1.4.6装置定员与人力资源装置定员474人(卤水净化和盐硝车间及贮运,管理人员由公司调配,生产人员及部分技术人员可向社会招聘。1.4.7项目总投资项目报批总投资13758.73万元,其中:建设投资12515.14万元,铺底流动资金542.74万元。1.4.8项目实施进度建议本工程项目实施进度建议为1年。1.4.9研究结论(1本工程利用云应地区丰富的地下岩盐资源生产精制盐,资源是有保障的。(2本工程在总结国内已有生产装置经验的基础上,消化吸收国内外生产技术的优点,所确定的生产工艺技术成熟、设备稳妥可靠,有利于提高产品质量,降低工程投资、产品能源消耗和生产成本,提高产品的竞争能力。(3本工程项目结合原有条件进行技术改造,投资较省、效益较好、抗风险能力较强。1.4.10主要技术指标本技术改造工程主要技术经济指标见表1-3。表1-3主要技术经济指标第二章项目背景与发展概况2.1项目的提出2.1.1建设单位情况孝感广盐华源制盐为广东省盐业公司、湖北省盐业公司以及自然法人共同发起组建的股份制企业,年产精制盐20万吨,企业在册职工305人。2.1.2项目提出背景应城市地处华中地区、长江流域,区位交通、工业基础较好。公司矿区位于应城市境内,有丰富的地下岩盐资源。经湖北省鄂东北地质队勘探探明氯化钠储量大,岩盐矿体埋深较浅、易于建井开采。岩盐的化学组分主要为氯化钠,其他成分为少量硫酸钠、硫酸钙和硫酸镁,符合工业开采利用标准。孝感广盐华源制盐现有制盐设备为原孝感地区盐碱厂1987年所建,设计规模10万吨/年。该工程因资金不足,配套项目不完善,自1988年投入运行后,运行状态一直不太理想,未能达到设计规模,虽经1995年、2000年两次改造,生产能力年产精制盐20万吨,但因工艺落后,主体设备超期服役,制盐蒸发罐、加热室等专用设备腐蚀严重,导致能耗高、产量低,阻碍着产量与产品质量的进一步提高,而且危及安全,制约企业的发展,威胁企业的生存。面对省内及全国制盐企业纷纷加大技术改造力度、增产扩能、做大做强的趋势,本公司必须进行技术改造,否则企业将没有出路。2.1.3项目建设的必要性本技改项目建设公司利用应城市矿区丰富的岩盐资源优势,采用先进合理的工艺技术生产食用和工业用盐,盘活闲置资产,变资源优势为经济优势,促进地方经济的发展。因此,本工程项目的建设是必要的。2.2建设项目在国民经济中所处的地位2.2.1项目类别本项目为化工原料类项目。2.2.2项目在国民经济中所起的作用盐是化工重要的基本原料,是烧碱、纯碱以及相关下游产品的主要原料,本项目建设对于促进地方经济的发展具有积极的作用。2.3项目的发展概况2.3.1项目工作过程孝感广盐华源制盐进行大量的调查研究工作,与有关主管部门、相关工程公司进行广泛交流、咨询;在市场情况进行调查、厂址现场勘察选择的基础上确定进行本技术改造项目。中国中轻国际工程有限公司结合企业的具体情况和孝感广盐华源制盐提出的方案意见后,在消化吸收国内外现有工艺技术的基础上进行优化工作,编制本工程可行性研究报告。第三章市场需求预测与建设规模3.1世界盐业产销现状及发展趋势目前全世界盐年产量约2.2亿吨,我国2004年产量4100万吨,占世界盐产量的18.9%。世界盐的需求量约2.1亿吨,盐的国际贸易量每年2000万吨左右,一半在亚洲市场,日本进口800万吨、韩国100万吨、台湾90万吨,主要用于制碱工业。据美国盐业协会预测,今后5-10年世界盐的总产销量增长速度为2-3%,其中亚洲市场年增速5%以上,到2021年全球盐的产销量将达到2.7亿吨左右。3.2我国制盐产能及需求调查(1盐资源分布我国盐资源十分丰富,全国二十三个省市自治区有海盐、井矿盐、湖盐资源。海盐:主要集中在辽宁、天津、河北、山东、江苏的北方海盐区以及福建、浙江、广东、广西的南方海盐区。井矿盐:主要集中在四川、湖北、江苏、江西、湖南、云南、山东、安徽及陕西,产量较大的主要有四川、湖北、江苏等省。湖盐:主要分布在青海、内蒙、新疆及西藏,此外还有分布在山东、四川、湖北等地的天然卤水。(2全国盐的产能、产量、需求及其变化趋势我国2004年产盐4100万吨,每年以5-8%的速度持续增长。其中沿海十省区的海盐占61%,中南、西南等省区井矿盐占28.8%,西北几省区的湖盐占10.2%。未来海盐由于受气候、滩涂开发、种植业和水产养殖业的影响制约,产能产量难有增长,随着国民经济发展,盐的需求增加主要依靠井矿盐和湖盐的增产来满足。因此,井矿盐和湖盐在盐的总产量中所占比例逐年上升。按盐的用途在我国的消费量比例为:食用盐占生产量18%,工业用盐约占79%,其它用盐占3%。而在工业用盐中两碱用盐占90%。随着国民经济的发展和世界盐化工业的转移,特别是化工两碱企业的发展,盐的需求量不断扩大。根据中国盐业协会预测:“十一.五”期间全国两碱工业用盐年需求量将平均年递增14.24%。总需求量年均递增7.3%,到2021年盐的需求总量将达到6930万吨。见表3-1。表3-1全国盐市场需求预测表万吨3.3国家盐业基本政策(1各国盐业的管理体制。各国盐业管理基本上是两种方式,一种完全市场化,一种是国家控制。美国、加拿大等发达国家盐业市场完全放开,实行开放和自由竞争。(2我国实行盐业核准制和食盐专营制根据国务院颁发的《盐业管理条例》,开发盐资源,开办制盐企业(含非制盐企业开发盐资源,必须经省级盐业行政主管部门审查同意,报省级人民政府批准。开采盐矿,必需按照矿产资源法的有关规定,领取采矿的许可证。根据《国务院关于投资体制改革的决定》规定,制盐由国务院投资主管部门(国家发改委核准。根据国务院发布的《食盐专营办法》规定:国家对食盐实行专营管理。并明确国家发改委是国务院盐业主管机构,负责食盐专营许可证的审批、发放、监督管理工作。食盐专营许可证分为食盐生产许可证(食盐定点生产企业证书、食盐批发(含转代批发许可证、食盐准运证。国家对食盐生产、分配、调拨实行指令性计划管理。国家对食盐实行定点生产制度,非食盐定点生产企业不得生产食盐。食盐定点生产企业必需具备国家法定的条件,经过国家发改委批准,食盐定点生产企业证书有效期为三年。第四章建设条件与厂址4.1资源矿区矿埋藏浅、储量大、品位高,有害杂质含量低于国家规定要求,是一个较好的矿体。4.2原材料卤水由矿山供给,采用钻井水溶法连通井组开采工艺。现拟建井组8对,通过输卤管道送至厂区,年输送能力约400万m3以上,原料卤水成份见表4-1。烧碱、纯碱、絮凝剂和盐酸等辅助原料需要外购,其数量规格见表4-2。表4-1原卤成份表表4-2外购辅助原料4.3动力4.3.1动力生产所需的蒸汽、电力由自备热电站供应,自备热电厂配置为75t/h和35t/h锅炉各一台,6000kW和3000kW汽轮发电机组各一组。4.3.2供水本工程矿区采卤、车间用水由厂区改造后的供水系统供应。4.3.3动力需用量动力需用量见表4-3。表4-3动力需用量估算表4.4厂址选择生产区位于应城市内,利用原有厂区进行建设,建厂地点条件较好。第五章工程技术方案5.1项目组成项目组成见表5-1。表5-1项目组成表5.2生产技术方案5.2.1矿山工程5.2.1.1制盐对原料要求的技术经济指标(1卤水供应量450m3/h(2卤水成份指标表5-2卤水成份5.2.1.2现有卤井的运行状况及采卤能力表5-3现有卤井的运行状况及采卤能力从表5-3中分析:现有四对正常运行的卤井的产卤能力为150m3/h,只能满足20万吨/年的生产所需;剩余300m3/h的产卤能力需要8对新卤井供给。5.2.1.3采段划分及布井方案采段划分及布井方案见附《采区平面布置图》。(1为了便于卤井布置和卤井运行管理,将采区划分为两个块段。采段划分:以汉宜公路为界,北部与铁路之间为北采段,公路以南至采区边界线为南采段。(2布井方案北采段已施工华1-源1、华2-源2、华3-源3、华4-源4、华9-源9、华10-源10等6对盐井,尚可布井面积仅0.28km2,先期设计布置对接井3对(附1/5000平面图即华11-源11、华12-源12、华13-源13,作为先期投产卤井。后期拟在华8、华11、源10、源5之间小范围内布置两对井组开采K8层,再在华13-源13东西侧布置三对井组开采K8盐。南采段已施工华6-源6、华7-华8配两对盐井,尚可布井面积0.45km2,可布设压裂井组6-7对,作为年产原盐60万吨的补充配套卤井工程。5.2.1.4与制盐能力相配套的卤井工程制盐生产要求供卤量300m3/h采供卤扩大损失系数:1.1设计总采卤能力:300×1.1=330m3/h对接井单位时间产卤量:40~50m3/h八组对接井产卤量8×40~50m3/h=320~400m3/h新钻进八对对接井后与原四对正常生产的卤井(150m3/h可以满足年产60万吨制盐生产的要求。5.2.1.5采区配套设备及设施(1配套的主要设备配套的主要设备见表5-4。表5-4主要设备以上设备经维修更新后可满足新、老两期制盐设备生产的需要。(2设施1采卤用母液水池有4个,总容量为1800m3,卤水池分为原卤池和精卤池各一个,容量均在4500m3以上,在不采卤的情况下,可维持生产近8小时,能够满足生产和维修的需要。2输卤设施目前采区内有三台输卤泵、二条输卤管线,三台输卤泵流量均为400m3/h,且采区地势较高,离厂区较近,二条输卤管线分别为Ф351×10mm无缝钢管和Ф219×8mm无缝钢管。技改后,输卤泵采用两开一备的运行方式,完全能够满足制盐所需卤水的供应。3采卤用水设施厂区三级泵站现有两台母液泵输送母液水,流量为486m3/h,能满足现有20万吨/年的需要。技改后,尚需增加一台设备,采用两开一备的运行方式,或者另外安装两台输送能力较大的设备,才能够满足将来生产所需。输卤管线现有两条,分别为Ф351×10mm无缝钢管和Ф273×10mm石油套管,完全能够满足采卤所需母液水供应。4采卤设施水采现有三台150D-30×10采卤泵,需新增两台采卤泵,将来采用四开一备的运行方式。同时两台DG46-50×11建槽泵运行良好,可以满足技改后制盐所需卤水的供应。见附《水采基地平面布置图》。5.2.2卤水净化5.2.2.1卤水净化车间组成卤水净化车间由除钙镁反应、钙镁泥处理工段组成。5.2.2.2卤水净化工艺技术路线比选综述盐矿属于硫酸盐氯化物型矿床,原料卤水中除主要成分NaCl和Na2SO4以外,CaSO4、MgSO4等杂质。未经净化的原料卤水直接去制盐和提硝,在预热和蒸发过程中CaSO4、MgSO4等杂质以难溶盐的形式析出,附在管壁上形成结垢,影响换热设备的传热效果,致使生产上频繁清洗预热器和蒸发罐、能源浪费、原卤和能源消耗增加、生产周期缩短、有效生产时间减少,影响产品质量和企业的经济效益。国外真空制盐生产大部分对原卤进行净化处理。罗马尼亚佛来恰盐厂、英国英盐、德国施塔德盐厂、荷兰亨格洛盐厂等采用卤水净化工艺,产品质量高、生产周期和有效生产时间长、原料和能源消耗低。国内制盐企业由于受资金和装置规模等因素的影响,过去长期采用卤水不净化工艺生产盐硝;自80年代末期以来国内先后从瑞士苏尔寿公司引进母液回收法技术建设多套盐硝联产装置,采用卤水净化技术,其生产技术经济指标明显优于未采用净化工艺的生产企业水平。国内外部分制盐企业的生产技术经济指标见表5-5。由表5-5分析:国内外采用卤水净化工艺的企业年有效生产时间在320天以上、精制盐产品质量在99.5%以上、蒸汽消耗低于1.2t/t产品、车间电耗应低于30kWh/t产品以下,各项指标均优于未采用卤水净化工艺的厂家。对于含有CaSO4、MgSO4杂质的卤水通常采用有以下三种净化工艺:(1烧碱、纯碱法工艺:以烧碱与MgSO4反应除去Mg2+,以纯碱与CaSO4反应除去Ca2+。其化学反应式为:MgSO42SO4+Mg(OHCaSO4+Na2CO32SO4+CaCO(2石灰、纯碱法工艺:以石灰与MgSO4反应除去Mg2+,以纯碱与CaSO4反应除去Ca2+。其化学反应式为:MgSO4+Ca(OH24+Mg(OHCaSO4+Na2CO32SO4+CaCO(3石灰、烟道气法工艺:以石灰与MgSO4反应除去Mg2+,以芒硝苛化生产烧碱、二氧化碳碳化转化为纯碱与CaSO4反应除去Ca2+。其化学反应式为:MgSO4+Ca(OH24+Mg(OH2Na2SO4+Ca(OH24+2NaOHCO22CO3CaSO4+Na2CO32SO4+CaCO3上述三种卤水净化工艺方法技术经济指标比较见表5-6。通过表5-6分析:烧碱-纯碱法净化工艺建设投资较少、工艺流程较简单、净化成本较高;石灰-纯碱法净化工艺建设投资较高、工艺流程较简单、净化成本高;石灰-烟道气法净化工艺建设投资较多、工艺流程较简单、净化成本低。石灰可以由就近地区石灰厂提供,自备热电站可以提供烟道气,但是技术来源需要引进。综合上述分析,结合建设投资、经常费净化成本费用和化学品供应实际情况。本工程暂按烧碱—纯碱法净化工艺处理原料卤水。5.2.2.3工艺流程说明烧碱—纯碱法净化工艺流程见图5-1。烧碱、纯碱钙镁泥原卤固液分离精制卤水去制盐图5-1烧碱—纯碱法净化工艺流程图本工程烧碱—纯碱法卤水净化工艺采用连续操作方式,具有省工节能,精卤质量高、稳定等特点。工艺流程为:矿山来原卤泵入除钙镁反应罐,加入烧碱、纯碱进行反应,辅以絮凝剂进行搅拌、沉清后清液精制卤水去制盐;沉清分离的钙镁泥经过真空过滤机分离后回矿井。5.2.2.4主要设备选型反应罐:原卤与烧碱、纯碱反应拟采用立式搅拌反应罐,该设备具有传动装置简单、检修方便等特点。道尔连续沉降器:拟采用道尔连续沉降器,该设备具有能力大、效果好、用电少等特点。真空过滤机:钙镁泥脱水拟采用真空过滤机,该设备具有连续操作、设备能力较大、过滤效果较好等特点。卤水净化装置主要设备见表5-7。表5-5国内外部分制盐企业的生产技术经济指标表5-6卤水净化工艺技术经济指标比较表表5-3主要设备一览表5.2.2.5主要工艺技术参数(1原卤成分NaCl≥290g/lNa2SO420g/lCaSO41.80g/lMgSO40.80g/l(2净化卤水成分NaCl≥290g/lNa2SO422.83g/lCa2+≤8ppmMg2+≤2ppm(3工作制度全年工作日300天,每天24小时生产,年有效生产时间7200小时。(4生产规模原料卤水:227.2万m3/a;净化卤水:216.38万m3/a(5除钙镁反应技术参数烧碱-纯碱法除钙镁工艺技术参数见表5-4。表5-4烧碱—纯碱法除钙镁工艺技术参数5.2.1.6主要原材料、燃料、动力消耗主要原材料、燃料、动力消耗见表5-5。表5-5主要原材料、燃料、动力消耗每m3精卤计算5.2.3盐硝车间5.2.3.1盐硝车间组成概况:生产规模60万吨/年精制盐(第一阶段40万吨/年精制盐,第二阶段20万吨/年精制盐,4万吨/年硫酸钠,全年有效生产时间300天。盐硝车间由卤水预热、四效蒸发制盐、热泵蒸发制硝、离心脱水和干燥工段组成。5.2.3.2盐硝生产工艺技术路线比选综述从硫酸盐氯化物矿盐卤水中分离盐硝,目前盐硝联产工艺有四效蒸发制盐—冷冻提硝工艺、四效热泵蒸发制盐—母液回收法提硝工艺,根据本工程的实际情况,提出四效蒸发制盐—母液回收法提硝工艺。上述工艺方法技术经济指标比较见表5-6。从表5-6分析:四效蒸发制盐—冷冻提硝工艺:原卤含硝量适应性较强,投资较高,单位产品消耗原卤、水、电、蒸汽大,生产成本较高。四效热泵蒸发-母液回收法提硝工艺:原卤含硝量适应性较差,投资较低,单位产品消耗原卤、水、电、蒸汽较少,生产成本较低。四效蒸发—母液回收法提硝工艺:原卤含硝量适应性较强,投资低,单位产品消耗原卤、水、电少,生产成本低。蒸汽消耗略高。综上所述工艺技术路线比较,本工程拟采用四效蒸发制盐—母液回收法提硝工艺。表5-6盐硝联产工艺技术经济指标比较表以每吨盐硝计5.2.3.3工艺流程说明四效蒸发制盐—母液回收法提硝工艺流程见图5-2。精制盐脱水干燥硫酸钠图5-2四效蒸发制盐—母液回收法提硝工艺流程图净化卤水混合冷凝水、二次蒸汽预热进入四效制盐蒸发罐,制盐蒸发Ⅰ效采用锅炉蒸汽为加热蒸汽,上效二次蒸汽依次为下效的加热蒸汽。卤水顺流进料、平流排盐,制盐蒸发罐排出盐浆经淘洗、离心机脱水、干燥床干燥后去成品盐包装。Ⅳ效排出制盐母液经二次蒸汽预热进入热泵蒸发制硝罐,制硝蒸发采用锅炉蒸汽为工作蒸汽,制硝蒸发罐排出硝浆经淘洗、离心机脱水、干燥床干燥后去成品硝包装,制硝母液循环至制盐Ⅴ效蒸发罐。5.2.3.4主要设备选型蒸发罐:拟采用外热式强制循环轴向进料蒸发罐,该设备具有管内流速高、强化传热、减缓加热管内和蒸发室内罐壁结垢、生产强度较大、减轻热短路,提高有效传热温差,循环泵涡流损失小、循环阻力低特点。循环泵:拟采用悬挂式循环泵,该泵具有流量扬程适宜、密封效果好,电耗小、寿命长和适用性好等特点。有关蒸发罐计算:1加热室加热面积的选定经过热平衡计算,在传热系数K不变时,各效加热面积分别:F1=1099.53m2、F2=1083.48m2、F3=1088.56m2、F4=1090.52m2。考虑到目前制盐技术的进步及有关厂家加热面积和生产能力的实际情况,在采用钛管或铜管作加热室时,加热面积取定为1000m2能满足40万吨/年的生产要求。2蒸发设备工艺尺寸的确定蒸发罐直径:D1=D2=D3=6.0mD4=7.1m蒸发罐高度:在确保蒸发高度(≥4.6m和静液位及土建结构等因素的前提下,确定轴向进料蒸发罐的高度为8m。3加热室直径及布管方案当选用T2Yφ45×3×6520作加热管时,加热室直径为φ2400mm,可布管1261根,有效加热面积为1065m2,加热管总横截面积为1.5064m2。当选用φ38×1.2×7000钛管时,加热室直径为φ2200mm,可布管1278根(实际布管1235根,加热室面积为1006.7m2,加热管总横截面积为1.2721m2。上、下循环管直径:据文献资料介绍,为了防止盐的沉积,上循环管横截面积约为加热管总横截面积的100%—120%,下循环管则为150%。设计中取上循环管径为d上=1450mm,下循环管径为d下=1650mm。蒸汽管径的选择:生蒸汽管径:经计算d=600mm,选用φ600×9或φ630×9无缝钢管。二次蒸汽管径:Ⅰ效为1250mm、Ⅱ效为1300mm、Ⅲ效为1600mm、Ⅳ效为2100mm。4大气混合冷凝器设计条件:冷却水上、下温度(夏季上水温度t1=33℃、下水温度t2=42.5℃末效二次蒸汽:W4’=36645.3㎏/hP4’=0.1㎏f/cm2T4’=45.4℃潜热r4’=570.5kcal/kg热焓J4’=615.9kcal/kg。根据设计条件经计算冷却和消耗量,W冷却=2212m3/h,设计中取2500m3/h。经计算不凝气抽除量V不凝=1907m3/h,不凝气采用水力喷射+蒸喷方式抽除。冷凝器结构尺寸:冷凝器壳体尺寸:直径4.2m,高度8m。淋水板数量为8块,最上面一层淋水孔孔数为37560,孔径φ孔=8-12mm,其余各层淋水孔孔数为17147。口管径:D1=2100mm、不凝气出口管径D2=150mm,取φ159×4.5(316L。冷却水进口管径:D3=760mm,取φ820×9冷却水出口管径:D4=946mm,取φ1×9,高度11.5m。5冷凝水平衡闪发系统工艺流程:Ⅰ效冷凝水到Ⅰ效平衡桶后,为保证热量能充分利用,进Ⅱ效闪发桶,一部分闪发成蒸汽进Ⅱ效加热室,另一部分同Ⅱ效冷凝水一道泵入混合卤水预热器作热源后回锅炉用水储罐。Ⅲ效冷凝水经一次闪发,变成蒸汽的部分进入Ⅳ效加热室,另一部分则与Ⅳ效冷凝水混合用泵抽入预热器预热卤水后作生活洗涤用水。本系统设计对蒸发系统冷凝水的排放及热量回收有效可靠,但应严格控制平衡桶的液位波动范围,以防蒸汽串罐和加热室冷凝水排放不尽,应采取必要的自动控制手段。各效冷凝水闪发蒸汽量及冷凝水量:Ⅰ效闪发蒸汽量△W1=2800㎏/hⅠ、Ⅱ效回锅炉冷凝水总量W=89.54m3/hⅢ效闪发到Ⅳ效蒸汽量△W2=1678.2㎏/hⅢ、Ⅳ效冷凝水排放总量W=72.54m3/h管径的确定:各效加热室冷凝水管管径均取φ219×6各效平衡管和闪发管管径:Ⅰ效平衡桶平衡管管径取φ76×4;Ⅱ效平衡闪发桶的闪发管径取为φ377×6;Ⅲ效平衡桶平衡管管径取为φ108×4;Ⅳ效平衡闪发桶闪发管径取为φ377×6。各效平衡闪发桶联连管径:Ⅰ效平衡桶到Ⅱ效闪发桶联接管径选用φ159×4.5;Ⅱ效平衡闪发桶回锅炉泵进口管径选用φ219×6,泵出口管径选用φ159×4。离心机:拟采用P型离心机,该设备具有生产能力大,残留水分低、电耗小、寿命长和适应性好等特点。选用浙江轻工机械厂生产的两台P50、两台P85双级推料离心机。换热器:水—水换热拟采用板式换热器,该换热器具有传热系数高、可切换在线冲洗、物料适应好等特点。汽—水换热采用强制循环列管换热器。该换热器具有传热系数高、管内不易结垢、物料适应好等特点。为了充分合理地利用冷凝水热能,提高进罐卤水的温度,本设计采用了两套预热装置。第一套由5台预热器组成(串联并分为三组。第二套利用原制盐单效加热室、蒸发罐、循环泵组成强制混合预热器。两套预热器的热源分别由Ⅰ、Ⅱ效混合冷凝水、Ⅲ、Ⅳ效混合冷凝水,混合预热器排出的(不回锅炉部分冷凝水及干燥系统冷凝水提供。真空系统:拟采用混合冷凝器和二级蒸汽喷射、一级水喷射泵组合的高效真空系统,该系统具有设备持续运行时间长、维修方便、真空度高等特点。干燥器:干燥器采用沸腾床由银光公司华盐机械厂负责设计制造,该设备采用消化吸收引进技术生产的内热式沸腾床,沸腾床加热面积F=16.8m2,蒸汽压力P=1.0MPa,配套的旋风分离器及水膜除尘器等非标设备。加碘、加松:加碘、加松工艺不变,设备不必增加,只需对其工作运行参数作相应调整即可满足生产需要。新增一套生产线的加松加碘先行考虑沸腾床之前加入,待第二步工程投入时考虑沸腾床之后加入,以减少碘的损失。主要设备见表5-7。表5-7技改工程设备一览表3031325.2.3.5设备和管道材质的选择1加热管材质的选择从70年代真空制盐技术在国内大范围推广之初,作为主要传热设备的加热管一般选用钢管,钢管在卤水环境中耐腐蚀性能极差,平均每半年就需更换一次;有条件的厂家选用紫铜管作为加热管,由于紫铜管的优良传热性能和耐卤水腐蚀的性能及其加工的便利性一直受到重视。一般紫铜管的使用年限8-10年。80年代初湘澧盐矿首先在制盐和提硝设备上成功地使用钛材,钛材比铜材耐腐蚀的性能更好,管壁光滑不结垢,90年代后,各制盐厂家普遍选用钛材作为传热材料。据有关制造商介绍钛材的使用年限为20年以上。钛材和铜材的性能和投资及效益进行比较:a.性能比较表5-8钛材和铜材的性能和投资及效益比较b.投资与效益比较选用紫铜管作加热管经测算4台加热室材料及制作费为590万元,南京宝色报价为744万元;选用钛管作加热管时,江苏华益公司报价4台加热室造价1181.47万元,南京宝色报价为890万元。其次,在其它条件不变的情况下,钛加热室的刷罐周期平均1.5个月,而铜加热室平均0.5个月。全年按11个月生产计,采用铜加热室比采用钛加热室需多刷罐14次,每次刷罐直接费用需2.5万元,全年多支出35万元,再则每少刷罐一次一天可多产盐975吨,每吨利润按70元计,则少刷罐14次可多产盐创造利润95.2万元,加上直接损失,全年可多创效益160万元,且设备使用年限相差10年左右。由此可以看出:使用钛材作加热室时虽然一次性投资比使用紫铜管高300-400万元,但其新增运行效益3-4年即可收回增加的投资,且使寿命长。综合上述因素,本设计中第一阶段制盐蒸发罐加热室加热管选用钛材。2其它设备及管道材质选择加热室、蒸发罐、大气冷凝器筒体材质拟选用Q235+316L,制盐车间内所有卤水、盐浆管道拟选用316L不锈钢管,阀门选用不锈钢阀门、卤水泵、盐浆泵选用杭州产不锈钢碱泵。5.2.3.6主要工艺技术参数(1净化卤水成分NaCl:290g/lNa2SO4:22.8g/lCa2+:≤8ppmMg2+:≤2ppm(2生产规模精制盐:60万t/a硫酸钠:4万t/a(3工作制度全年工作日300天,每天24小时生产;全年有效生产时间7200小时。(4产品质量精制盐符合GB/T5462-2003工业盐标准,见表5-9。表5-9精制盐质量标准硫酸钠符合国家GB6009-2003Ⅰ类一等品标准,见表5-10。表5-10硫酸钠产品质量标准(5有关盐硝蒸发工序工艺技术参数盐硝蒸发工艺技术参数见表5-11。表5-11盐硝蒸发工艺技术参数表5-12盐硝蒸发工序料液组分参数5.2.3.7主要原料、燃料、动力消耗指标主要原材料、燃料、动力消耗指标见表5-13。表5-13主要原材料、燃料、动力消耗指标每吨盐硝计算5.3总平面布置及运输5.3.1设计依据及设计范围5.3.1.1设计依据(1《轻工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定》(QBJS-96;(2《工业企业总平面设计规范》GB50187-93;(3《建筑设计防火规范》GBJ16-87(2001年版;5.3.1.2设计范围本工程厂址位为原20万吨/年制盐装置厂址。厂址北面为贮运铁路,东面和南面为盐化大道、西面为盐河水堤。本工程主要子项包括采输卤车间、卤水净化车间、制盐提硝车间、输盐栈桥、仓储车间、循环水系统、热电站等。5.3.2总平面布置的原则(1结合场地的地形、地质、气象等自然条件以及原有建筑物、堆场、运输、管线和绿化设施等因素综合考虑,统筹安排,合理紧凑地进行总图布置。(2生产流程通畅,物料运输路线短捷方便。避免频繁的物流与主要人流的交叉,洁污分流。(3满足功能分区的要求,各种辅助和附属设施尽可能地靠近所服务的车间,各种动力供应设施尽量靠近负荷中心,充分利用现有地形,节约投资。(4严格执行国家现行的标准规范等强制性条文,满足防火、安全、卫生等要求;(5结合当地气象条件,建筑物具有良好的朝向、采光和自然通风条件,有利于保护环境。5.3.3总平面布置5.3.3.1总平面布置方案说明根据生产特点和原有老装置,整个厂区划分为厂前区、主要生产区、辅助生产区和仓储区。厂前区包括综合楼(含办公、化验中心、绿化广场等,主要生产区包括盐硝车间、卤水净化车间;辅助生产区包括热电站、循环水系统、机修车间、给水处理站和取水泵房等,仓储区包括盐仓储车间和干煤棚。总图布置考虑成品盐硝、燃煤等主要采用铁路运输,仓储车间布置在北面与贮运铁路连接、方便铁路运输;新建热电站布置在原热电站的东面。根据气象、交通等影响因素、结合厂址、功能分区和总平面布置原则要求,总平面布置如下:主要生产车间区布置在整个厂区中心部位,从北至南分别为:卤水净化车间、老制盐车间、在建盐硝车间,四周设有环道与辅助生产区、仓储区和厂前区联系;仓储车间位于盐硝车间的北面,通过栈桥与其连通,成品盐通过输盐栈桥输送至仓储车间内进行包装、码跺,通过装车台用火车装车外运。新成品库将引入铁路专线,其主轴线与制盐车间平行,配置自动装车系统装置。辅助生产区循环水系统、小包装车间位于厂区和主要生产区南面。为了利用原有循环水泵房和冷、热水池,拟建的2台WGPL-2500G型冷却塔布置在现有的冷却塔的西侧,并将新、旧冷热水池分别连通。热电站布置在厂区的东面,新建的6000kW汽轮发电机厂房布置在现汽轮机房的东侧。煤通过铁路和栈桥运输。厂前区位于厂区的西面,其主要建筑物为办公楼、职工宿舍等,厂前区由北至南分别为:职工宿舍、绿化带、活动场所、办公楼、停车厂。5.3.3.2竖向布置整个厂区场地比较平整,厂址范围现状标高海拔高度为30.2m。本工程主要建筑物室内地坪标高±0.00m,建筑物的室内外高差为:300mm。5.3.3.3道路与出入口厂区道路呈环状布置,满足消防和运输通畅的要求。以洁污分流、人货分流为原则,场地南面、东面有联络公路,本厂区内共设置二个出入口,供货流运输和人流的出入。人流出入口位于厂区南面,该出入口邻近办公楼和仓储车间、盐硝车间等人员相对密集处,方便厂区人员出入;另一出入口为煤灰渣、石灰和成品盐硝等出入口,位于厂区的东面,方便热电站煤、灰渣、石灰和成品盐硝等物出入,有利于保持厂区环境。5.3.4厂内外运输5.3.4.1本工程年运输量年运输总量为794745吨,其中:运入量为151655吨,运出量为643690吨。见表5-14。5-14年运输量估算表5.3.4.2运输方案本工程成品盐硝、燃煤外运以铁路运输为主,公路运输为辅。产成品一部分可利用新建铁路专用线从新成品库直接装车皮通过火车外运。为解决火车运力不足,在新成品库南侧修混凝土汽车道与厂区道路网相通,以满足汽车运输的需要。5.4成品包装贮运5.4.1概述仓储车间成品包装贮运采用机械化为主,以人力为辅的工艺方案,产品包装规格,按以下方式考虑:(1采用50kgPP膜编织袋包装,生产量为60万吨/年。(2无水硝采用50kgPP膜编织袋包装,生产量为4万吨/年。(3成品贮存期为7天,包装袋库存期30天。(4成品盐、燃煤和石灰等物质运输借助社会运力解决。5.4.2包装贮运工艺方案经干燥后的成品盐经振动筛分→电磁除铁→胶带机输送→贮料斗周转→定量计量装袋→机器缝袋→胶带输送→成组堆码→行车吊运→入库贮存→胶带输送或行车吊码装车→成品盐出厂。5.4.3成品库及包装车间新建2#成品库面积3500m2。5.4.4成品包装堆码近期拟建新包装车间两座,布置六条包装线,2#成品库设置自动堆码及上车系统。5.5土建工程5.5.1主要子项根据在建工程的需要厂址内的主要子项有:卤水净化车间、盐硝车间、输盐栈桥、仓储车间、循环水系统、热电站等。5.5.2设计依据(1《轻工业建设项目可行性研究报告编制内容深度规定》(QBJS-96;(2《建筑设计防火规范》(GBJ16-87(2001年版;(3《工业建筑防腐蚀设计规范》(GB50046-95;(4《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001;(5《真空制盐厂设计规范》(QB6008-95;(6《小型火力发电厂设计规范》(GB50049-94;(7《火力发电厂土建结构设计技术规定》(DL5022-93;(8《轻工企业建筑抗震设防分类标准》(QB6012-96。5.5.3建筑设计5.5.3.1卤水净化车间新建卤水净化车间为二层现浇钢筋混凝土框架结构,屋面采用现浇钢筋混凝土刚性防水(带保温屋面。5.5.3.2盐硝车间新建制盐车间为2990m2。盐硝蒸发和干燥工段。楼面荷载大、开孔多,且受生产时所产生的带Na+、Cl-、SO42-离子化合物的湿热空气的腐蚀。其结构形式为:现浇钢筋混凝土框架结构。5.5.3.3仓储车间新建2#仓储车间3500m2,为轻钢结构,屋面为不上人的带保温的卷材防水屋面。5.5.4建筑构造外墙为240厚烧结多孔砖,内填充墙均采用240厚加气混凝土砌块。其余装修如下。5.5.4.1生产车间建筑构造(1屋面:仓储车间采用压型钢板(带保温屋面,干煤棚采用压型钢板(单层板屋面、硝盐车间局部采用现浇钢筋混凝土刚性防水(带保温屋面外,其余的均采用现浇钢筋混凝土屋面,带保温、卷材防水。(2地面:生产车间一般采用耐磨防腐地面。(3内墙面:除有防腐要求的采用防腐涂料内墙面外,其余的混合砂浆抹面,刷乳胶漆内墙涂料。(4外墙面:刷外墙涂料。(5门窗:内外窗均用塑钢推拉窗,车间内外大门均采用彩钢板平开门、外墙小门用平开木门;车间内门有特殊要求的除外,其余的用木门;在防火分区的防火墙上用防火门。(6顶棚:除有吊顶要求的、压型钢板顶棚以及有防腐要求的采用防腐涂料顶棚外,其余的均采用刷乳胶漆内墙涂料。(7楼梯:楼梯面层同所在部位楼面做法,栏杆均采用不锈钢栏杆。5.5.5主要建(构筑物的基础型式根据建(构筑物的上部结构型式及柱底荷载,各建(构筑物基础型式拟采用如下:(1盐硝车间:采用桩基础。(2仓储车间:包装工段局部采用桩基础,包装工段除桩基础外及成品库采用天然地基独立基础。(3卤水净化车间、输盐栈桥、取水泵房、给水处理站、循环水系统、机修车间、综合楼、倒班宿舍(含食堂以及传达室大门等均采用天然地基独立基础或天然地基条型基础。(4热电站的主要建筑除主厂房采用桩基础外,其余的采用天然地基独立基础或天然地基条型基础。5.5.6防腐设计由于盐、硝和卤水介质的腐蚀作用,本工程须进行防腐蚀设计的建筑物为:盐硝车间、仓储车间、输盐栈桥、卤水净化车间及循环水系统。(1为防止混凝土构件表面受侵蚀剥落导致结构损坏,厂房结构采取以下防腐措施:1提高结构构件混凝土的强度等级:主体结构梁、板、柱等钢筋混凝土构件:C30;基础:C30;设备基础等素混凝土构件:C20。2提高混凝土密实度(控制水灰比,适当提高水泥用量。3加大结构构件受力钢筋的混凝土保护层厚度:基础:50mm;梁、柱:35mm;板:25mm。4被腐蚀介质作用较强的结构构件表面涂刷防腐材料,加强构件的防护。(2钢结构所有主构件板件厚度不应小于6mm,钢构件除锈等级为Sa21/2,涂防锈底漆两道,厚度不小于120µm,安装完毕后,主构件表面涂氯磺化聚乙烯防腐涂料。表5-15新建建(构筑物一览表5.6供排水5.6.1设计依据(1《建筑设计防火规范》(GBJ16-87(2001年版。(2《建筑灭火器配置设计规范》(GBJ140-90(1997年版。(3《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003。(4《室外给水设计规范》(GBJ13-86(1997年版。(5《室外排水设计规范》(GBJ14-87(1997年版。(6建筑专业提供的建筑图及其他相关专业提供的设计条件。5.6.2设计范围包括工程生产区的盐硝车间、卤水净化车间、仓储车间、循环水系统、热电站等生产、消防等厂区室内外给排水工程设计。5.6.3给水5.6.3.1全厂用水量年产60万吨/年真空制盐技术改造工程全厂用水量见表5-16。表5-16全厂用水量表注:本工程循环水量5000m3/h,由生产洁净废水作为循环冷却水补充水。5.6.3.2水质水压要求水质水压要求表见表5-17。表5-17水质水压要求表5.6.4水源本公司现有一座供水站(沿铁路线距厂区约2585m,取大富水河水。由1台10sh-9的离心泵经Dg300输水管送至公司,该泵的技术参数为:流量Q:486m3/h,H:38.5m。但目前的实际供水能力为250m3/h,只能满足现有生产线的需要,不能满足将来60万吨/年生产线的给水需要(需求量337.8m3/h,必须对供水系统进行改造,拟在厂区旁的盐水河安装一台补充水泵予以解决或沿铁路线新设置一条输水管线,可以满足本工程的需要。5.6.5取输水本工程原有水源输水管通过Ф325铸铁管送至设于厂区内给水处理站,流量为350m3/h。5.6.6给水方案5.6.6.1给水处理系统(生产用直流水本工程厂区需处理的生产、生活平均用水量为337.8m3/h。本工程给水处理站流程如下图:给水处理系统设备选型如下:1加药:使用高分子絮凝剂药剂。2混合:选用管道混合器一个。3反应、沉淀、过滤为一体化设备。4消毒:消毒采用次氯酸钠粉末投加,投氯量2.5-3g气/m3水,根据现场情况调整。5清水池:在给水站地下设混凝土清水池一座,消毒接触时间1.5小时。生产用直流水系统和化学水处理系统合建在一个街区,分系统运行,节约占地投资,利于管理。加药水源水泵混合反应沉淀过滤消毒厂区给水管网泵清水池5.6.6.2循环冷却水盐硝和电站冷却水采用循环冷却方案。冷却水小时量5000m3。根据盐硝、电站对冷却水水温、水质要求和当地的气象条件,盐硝循环水采用雾化喷淋冷却方案,该方案具有投资省,安装简单,便于维护等优点。电站循环冷却水拟采用机力通风冷却塔冷却方案,该方案具有冷却效果好,运行稳定,布置紧凑,占地面积小,投资省,施工安装周期短,适用于气温、湿度较高的地区等优点。5.6.6.3化学水处理锅炉补充水小时最大水量86m3,小时平均水量25m3,根据锅炉给水水质标准和原水质资料,拟采用反渗透加混合床处理工艺,该工艺具有处理流程简单,技术先进,自动化程度高,出水水质稳定且完全满足中压锅炉给水水质标准。5.6.6.4厂区管网厂区管网由生产、生活用水(直流水管网、循环冷却水管网、化学水管网组成。直流水网拟采用球墨铸铁材质,循环冷却水、化学水管道拟采用PE管材质,埋地敷设。5.6.6.5工艺外管厂区工艺外管由主蒸汽管、干燥用蒸汽管、冷凝水管、卤水管道组成。工艺外管采用架空敷设,选用硅酸镁铝保温材料保温。蒸汽管道材质为无缝钢管,其他管道材料为焊接钢管。5.6.7主要设备选型5.6.7.1直流水系统利用原有设施。5.6.7.2盐硝循环冷却水系统热水泵:KDSB500-400-510(1B,3台,2用1备。冷水泵:KDSB400-350-435A,3台,2用1备。雾化装置:WGPL30/1.0,90台。水处理器:WD-600A1.0ZH-A-AC,2台。5.6.7.3电站循环水处理系统冷水泵:KDB125-32A,2台,1用1备。冷却塔:GBNL-150,1台。水处理器:WD-250A1.0ZH-A-AC,