某年产5000吨食品级无水氯化钙(盐酸石灰石)可行性研究报告

年产5000吨食品级无水氯化钙可行性研究1.1项目提出的背景1.6项目的建设规模1.7项目建设方案1.7.1产品方案1.8可行性研究结论2、市场调查和需求预测3、生产工艺3.2产品质量4、项目实施方案4.1工艺方案4.1.1工艺技术4.1.2工艺技术方案选择4.2工艺流程和消耗定额4.2.1工艺流程4.2.2材料消耗明细表4.3自控技术方案4.4主要设备的选择4.5本项目设计规范4.6工艺流程图4.7.1“废水“处理方案4.7.2“废渣“处理方案4.7.3“废气“处理方案4.8建厂条件4.8.1地理位置4.8.2气象条件4.9公用工程和辅助设施4.9.2供配电设计4.9.3工厂运输4.10贮运设施4.12维修及化验4.13生产定员和人员培训4.13.1组织机构4.14项目实施进度计划5、资源、原辅材料5.1原料供应5.2辅助原料、燃料供应5.3原料供应的可靠性6、环境保护与劳动安全6.1.1主要污染源及污染物6.1.2治理方案6.1.3预期效果6.1.4环保管理6.2劳动保护与安全卫生6.2.1生产过程中的职业危害因素6.2.2职业安全卫生措施6.2.3劳动设施费用6.2.4安全与工业卫生管理7、投资估算与资金筹措7.1总投资估算7.2资金筹措8、财务经济评价及社会效益评价8.1基础数据8.2成本估算依据说明8.3财务评价8.3.1评价的依据和说明8.3.2销售收入、销售税金及附金、利润及分配8.3.3评价结论附表：1、综合技术经济指标2、投资总额和资金筹措表3、固定资产折旧费估算表4、借款偿还计算表5、流动资金估算表6、生产成本和费用估算表7、原材料、燃料、动力消耗和成本估算表8、损益表9、年销售额估算表10、资金来源与运用表11、资产负债表14、建筑工程一览表附件：1、委托书1、区域位置图2、总平面布置图3、工艺流程图11.1项目提出的背景聚合氯化铝又称碱式氯化铝或羟基氯化铝.它是介于氯化铝和氢氧化铝之间的一种水解产物。聚合氯化铝的主要用途是做水质净化处理的絮凝剂。由于聚合氯化铝是通过羟基架桥聚合而成的无机高分子化合物，因此，它易溶于水并发生水解，进而产生凝聚、吸附、沉淀等一系列的物理化学作用。它可以除去水中的铁、镉、氟、放射性污染物、浮油等杂物，还可以除浊、除臭、脱色，充分显示了该项产品的环保性。同时，它还具有腐蚀性小和对水质适应性宽的诸多优点。因此，它被十分广泛地用于生活饮用水，工业给水，生活污水，工业废水，以及污泥处理等各个领域内的水质净化处理中。此外，工业还把它用做造纸上胶剂，耐火材料粘结剂、水泥速凝剂、纺织工业媒聚合氯化铝(PolyaluminumChloride,简称PAC)又称碱式氯化铝、羟基氯化铝，其通式为[A12(OH)nC16-n]m或Alm(OH)nC13m-n(m≤10,n为1～5)。产品有液体和固体2种。液体PAC是淡黄色或无色透明液，但实际色泽因含杂质及盐基度大小不同而异，有黄褐色、灰黑色、灰白色多种。固体PAC色泽与液体产品类似，其形状也随盐基度而变，盐基度在30%以下时为晶体；在30%～60%为胶状物；在60%以上时逐渐变为玻璃体或树脂状。固体PAC盐基度在70%以上时不易潮解，而在70%以下易吸潮并液化，不便保存。PAC味酸涩，易溶于水并发生水解，同时伴随着发生电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。加热到110℃以上时发生分解，放出氯化氢，并分解为氧化铝。与酸作用发生解聚作用，便聚合度和碱度降低，最后变成为正铝盐。与碱作用使聚合度和碱度提高，最终可生成氢氧化铝沉淀或铝酸盐。与硫酸铝或其它多价酸盐混合时易生成沉淀，一般会降低或完全失之混凝性能。PAC可用作造纸上胶剂、耐火材料粘接剂、水泥速凝剂、纺织煤染剂，在医药、制革、化妆品等方面也有应用，工业上最大的用途是作水处理絮凝剂，具有混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适用范围广等优点，比传统的絮凝剂用量可减少1/3～1/2,成本可节省40%以上，己成为国内外公认的一种优良净水剂。主要用2于净化饮用水和给水的特殊水质处理，如除铁、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等，还用于生活污水、工业废水、污泥处理中。目前PAC是世界上技术成熟，市场销量大的絮凝剂，已有逐步取代传统絮凝剂趋势。西欧各国于1976年开始生产PAC用作水处理絮凝剂。美国、加拿大于己于1983年批准PAC用于城市给水和工业废水处理。随着PAC取代明矾，美国PAC市场有望在造纸业和市政水处理业上增长。这种改变已经发生在欧洲和日本，在欧洲PAC的应用约占整个市政水处理市场的70%,在日本PAC的应用约占整个市政水处理市场的90%。国外聚合氯化铝产品基本为液休产品，少数粉末产品为喷雾干燥法生产。国内固体聚合氯化铝产量大于液体，固体产品的工艺技术不同于国外一般液体生产工艺，固体产品及相应配方和生产工艺是我国的独创技术。目前，国内工业上水、城市给水、污水处理需求絮凝剂达100万t/a,这给PAC的生产开发拓展了广阔的市场空间，加之国内生产PAC的原料来源广泛，因此，采用先进生产技术开发生产PAC前景光明。生产聚合氯化铝的原料主要有两大类：一类是含铝矿物，包括铝土矿(三水粘土、高岭土、明矾石等；另一类是其他含铝原料，包括金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。只有以铝锭、铝屑、氢氧化铝为原料和以硫酸铝、二氯化铝为原料才能生产出较纯的聚合氯化铝产品。我国生产聚合氯化铝所采用原料主要是因地制宜地开发利用自身的矿物资源。我国聚氯化铝的起步源于铝灰作原料。由于铝灰原料成本低廉，生产工艺简练，其生产工艺七十年代在我国迅速普及。但铝灰生产的聚合氯化铝产品杂质较多，八十年代后已不用于自来水的净化。八十年代初，聚合氯化铝的生产原料主要采用粘土矿、高岭土矿和铝土矿生产出的聚合氯化铝产品，除铁以外，其它的指标可达到国外先进水平。但由于渣量较大，外观较差，加上我国铝业的迅速发展，九十年代初，我国聚合氯化铝生产所用原料已逐步转向氢氧化铝。此外，也有部分生产厂使用氯化铝和金属铝等为原料。3由于国内合成盐酸含铁量高于日本等国，所以生产出的聚合氯化铝外观色泽偏黄。2生产工艺PAC的制法很多，按生产工艺可分为酸法、减法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。固体PAC是将液体PAC用喷雾干燥或滚筒干燥得到的，喷雾干燥是比较理想的干燥方式，适工大规模生产，而生产规模较小的生产企业采用滚筒干燥也是可行的。目前我国生产PAC的方法主要有金属铝(包括铝灰、铅渣)法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝(包括铝矾土、煤矸石等)法、结晶氯化铝法。现分述如下：金属铝法所用原料主要是铝加工的下脚料——铝悄、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。目前，我国以金属铝为原料生产PAC的厂家大多采用酸法生产。酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱大，还要大量盐酸中和至PH4～5,成本较高，其应用受到一定限制。中和法的特点是综合了酸法和碱法两者的优点。中和法的关键在了合成PAC时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈的搅拌。以铝灰为原料生产PAC主要技术经济指标如表1所示。表1以铝灰为原料的消耗定额(t/t液体成品)原料酸法碱法中和法4铝灰(60%A1203)盐酸(30%Hc1)NaOH(30%)煤氢氧化铝法所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸在较高温度(50～180℃)和压力(0.5MPa)下反应制得盐基度为41.6%～48.6%的液体PAC产品，然后经浓缩、烘干即得固体PAC产品。此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高，腐蚀性强，一股市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中确保质量颇为不易。以氢氧化铝用为原料生产PAC主要技术指标如下：原料消耗量(t/t产品)三氧化二铝法主要原料为三水铝石、铝矾土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步骤是得到结晶氯化铝，第二步骤是通过热解法或中和法来得到PAC产品。以铝矾土为原料生产PAC主要技术经济指标如表2所示。5表2以铝矾土为原料的消耗定额(t/t)原料消耗量铝矿粉1.3~1.5利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺流程大致分为3步：精矿焙烧活化、酸浸、酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。利用高岭土生产聚合氯化铝，不仅可以产生很好的社会效益和环境效益，而且也有很好的经济效益。以1t精矿计，可生产1.8t液体聚合氯化铝净水剂。结晶氯化铝结晶氯化铝是采用沸腾热解法工艺的，生产能力大。结晶氯化铝经过一定温度加热后，便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物，即是聚合氯化铝单体(又称熟料)。将熟料加一定量的水搅拌，则在较短时间内固化，形成树脂状产物，即为聚合氯化铝。沸腾热解法生产聚合氯化铝流程简单、操作方便，但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限，价格相对较高，限制了聚合氯化铝的生产。以结晶氯化铝为原料生产PAC主要技术指标如下：3产品质量及储运聚合氯化铝产品标准以日本JIS标准最为严谨，GB15892—一1995标准主要参考了日本JISK1475标准，只是GB15892一1995将JIS中的“铁”改成了“水不溶物”。6液体PAC产品可用清洁、耐酸碱的专用储罐(槽车)或聚乙烯塑料桶包装、运输。固体产品用内衬聚乙烯塑料袋的塑料包装袋包装。PAC应储存在阴凉、通风、干燥、清洁的库房中。运输过程中，要防雨淋和烈日暴晒，应防止潮解。装卸时要小心轻放，防止包装破损。液体产品储存期半年，固体产品储存期1年。失火时，可用沙土、二氧化碳灭火器扑救。有腐蚀性，如不慎溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。4聚合氯化铝市场现状及分析PAC近三十年来发展迅速，目前世界产量虽已达150万t/a左右(以氧化铝其中日本约为50万t/a,中国约为40万t/a,其它为法国、加拿大、德国、美国、俄罗斯、意大利和我国台湾等地所产。根据国家环境保护总局等单位2001年的调查，与1997年相比，2000年年收入总额增长了268%。说明了我国环境保护产业发展势头强劲。2000年我国废水排放量达到最高值415.2亿t,其中工业废水排放量227亿t,市政污水排放量220.9亿t。我国的废水处理率一直很低，城市污水处理率一直小于15%,工业废水处理达标率也在70%以下。若达到2010年城市污水集中处理率为50%的规划目标，预计在未来的十年中，国家需要投入6500亿人民币来治理工业废水和城市污水。因此说我国环保产业整体面临着巨大的市场需求，极其发展潜能，目前市场上对水处理药剂的需求是逐渐增大的，其中最大需求是城市与工业用水净化及循环处理水平不断提高，城镇居民饮用水和工业用水需求量持续增长，预计2002年后我国城市日供水能力将突破2亿t,达到2.4亿t,同时城市及工业用水重复使用率也将从不足50%提高到80%。预计2002年后我国水处理药剂总需求量约为150～200万t,絮凝剂80～100万t。目前，国内聚合氯化铝技术已经接近或达到国际先进水平，具有资源和技术上的优势，如中科院生态环境研究中心研制开发的聚合氯化铝生产工艺技术，同时也逐渐形成了一些区域性的生产基地，如河南巩义市生产聚合氯化铝的厂家是水处理药剂方面的代表，其年总产值均可达上亿元。但是，我国聚合氯化铝企业总体上讲，仍以乡镇或民营企业为主，规模多是中小型。目前生产厂家已超过300个，总产量已超过40万t/a(以氧化铝10%液体计),产地除西藏外，遍7及全国各省市。生产规模最大的液体生产厂年产量已达2万t以上，最大固体PAC生产厂年产销量已达5000t以上。其应用领域除自来水净化、上业水处理、污水、废水及污泥处理外，还应用于铸造、医药、催化剂、化妆品、造纸和皮革等非水处理行业。目前，我国的生活用水及生产用水所使用的净水剂主要是硫酸铝、三氯化铁等。这些净水剂普遍存在着成本高、固体原料粉碎困难，腐蚀性大，设备维修费用高，工人劳动强度大等缺点。随着我国经济的发展，水的处理量日益增多，因而原有净水剂的缺点日趋突出，迫切需要发展聚合氯化铝净水我国聚合氯化铝生产设备投资和生产成本远远低了国外，这是由于我国可因地制宜地利用了自身资源和独自的工艺技术，因而投资聚合氯化铝风险不大。聚合氯化铝产品在国际市场上有较大竞争优势，我国2001年进口量368t,出口量3736t,净出口量3368t。目前中国已经加入WTO,应抓住机遇，尽早建一套具有国际先进水平和一定规模的聚合氯化铝装置，可适应国际经济发展趋势的需要，经济效益显著。5投资回报聚合氯化铝项目经济效益与规模及工艺路线有关，下面例举几个不同规模及工艺路线的PAC经济效益回报。(1)1万t/a高岭土工艺PAC(固体)生产装置该装置还包括1万t/a煅烧高岭岩、5142t/a硅粉填料。项目总投资4946.74万元，其中固定资产投资3963.86万元。项目投产后，年销收入10134.86万元，利润2609.43万元，投资利润52.75%。(2)粉煤灰工艺PAC(固体)生产装置酸溶粉煤灰法生产PAC,是一项变废为宝、生产成本低、工艺过程简单、操作安全的技术。利用粉煤灰生产高效净水剂PAC,每t产品需粉煤灰1t、盐酸1t及少量助溶剂和碱液，同时可得0.25t氯化铵副产品，其沉渣还可用做制砖、铺路等综合利用。3000t/a规模需工艺装置设备投资105万元、辅助生产投资35万元、公用工程及罐区投资25万元。由于该工艺在常温常压下进行，8能耗低，安全性强，PAC生产成本仅450元/t左右。氯化铵收入忽略不计，(3)1000t/a高效絮凝剂(复合聚合氯化铝)生产线是采用由天然铝土矿加工的铝矿粉为原料，经盐酸反应高温聚合，复配加工而成。集有机絮凝剂(HCA)和无机絮凝剂(聚合氯化铝)的优点于一体。该产品中配有少量铁元素，以满足人体的需要，克服了各种净水剂单一使用的缺点，对各种浊度和温度范围的原水均能达到快速高效的净化效果。并对污染废水也有较好的净化作用。年产1000t液体产品需2～3t反应釜一个，低压锅炉一台，各种规格耐酸池10个，包装塑料桶一批，共投资10万元左右，如需生产固体产品，只需加干燥设备即可。用电容量6～7KW,自来水耗量5t/日，生产用房100平方米，生产工人10名，流动资金20万元。经济效益分析：该产品的主要原料为高铝矿粉和盐酸，原料来源广、价格低，原料成本为500～750元/t,工厂综合成本约为700～900元/t。市场售价1400～1500元/t,全年产值为140～150万元。利税为60～70万元。(4)煤矸石工艺PAC生产装利用煤矸石为原料，工艺简单、操作方便，原材料消耗量少，产品质量易控制。该技术投资50～80万元，可形成2000t/a规模，产值400万元左右，综合吨成本与用其它材料为原料相比，吨成本下降100～300元不等，年可增加经济效益20～60万元。(5)3000t/a矸石灰工艺PAC(固体)生产装置(付产白炭黑系列产品)原料要求：煤矸石、矸石渣、矸石灰或电厂灰等，其中A1203大于或等于25%、Si02大于或等于55%。经济效益分析：对于含Al203>或等于30%、Si02>或等于55%的矸石灰，每吨能生产0.6t聚合氯化铝、水玻璃0.4t,白炭黑0.25t,产品销售总值3000元/t,生产成本2000元/t,这样一个年处理5000t矸石灰的工厂，基建设备总投资450万元，利税500万元。9总之，聚合氯化铝的投资回报较大，是一个好的投资项目。如果上项目建议规模要大，这样效益也大。目前新建聚合氯化铝装置一般在万吨级以上。我国华南地区最大的化工企业内南宁化工集团公司年产2万t聚合氯化铝扩建工程日前开工，该项目投资1200万元，将于年内出产品，满足市场需求。据介绍，聚合氯化铝市场看好，南化集团去年首期投产的8000t/a装置所生产的高纯聚合氯化铝目前供不应求，产品畅销国内外。本项目经济效益良好。总投资1020万元，工程投产后，每年可创造利润749.86万元，可上缴国家税收(200.11+738.66)938.77余万元。本工艺生产氯化钙与目前国内外现有工艺相比具有：生产成本低、产品质量好，生产工艺闭路循环无污染。合成工段采用闭路循环工艺，合成工段无废水排放。浓缩工艺采用本工艺独创技术“二位一体逆流喷雾煅烧炉”,不仅降低了氯化钙的生产成本而且提高了氯化钙的产品质量，使成品氯化钙的灼减小于0.5%,产品质量可达到国内先进水平。因此该产品竞争力强。1.2项目承担单位概况河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司年产五千吨氯化钙，厂址选在河南省新安县磁涧乡境内。单位地址位于河南省新安县磁涧乡。该单位是为本项目而注册的公司，除注册登记资金50万元外，另筹集数百万元作为该项目的筹集资金。新注册的企业没有任何经济负担与社会负担，将采取全新的管理机制、灵活的人才机制，使企业更加具有活力和竞争力。1.3编制依据依据《化工建设项目可行性研究的内容和深度的原则规定》,组织有关专业技术人员对国内外同行业技术的发展与现状分析总结，提出了较为合理的方案，并与多方交流意见，完成了本可行性研究报告的编制。1.4编制原则根据国内外钙化工现有生产技术与设计技术，本研究按以下原则进行：(1)充分利用现有已有部分公用设施，减少工程投资；(2)积极采纳国内外成熟先进的生产经验，采用自有独创的先进技术，提高技术水平；(3)注重环境保护，对“三废”进行综合治理，搞好综合利用：(4)提高装置的自动化水平，优化操作条件，提高产品质量；(5)改善生产条件，保护职工身体健康。1.5项目建设内容本项目建设内容包括：(1)原料和成品储存工段；(2)氯化钙合成工段；(4)公用工程及辅助工程。1.6项目的建设规模河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设规模为年产5kt食品级无水氯化钙。1.7项目建设方案1.7.1产品方案本项目产品方案为：主产品：食品级无水氯化钙5000吨/年。1.7.2产品的规格及质量指标产品规格：氯化钙包装采用塑料编织袋内衬塑料薄膜包装，每袋25±0.5kg。产品质量参照国家标准HG/T2327-2004,见表1-1表1-1氯化无水氯化钙二水氯化钙一等品合格品一等品合格品氯化钙(CaCl₂)含量，%≥镁及碱金属氯化物(以NaC1计)含量，%≤水不溶物含量，%≤酸度通过试验碱度[以Ca(OH)z≤硫酸盐(以CaSO₄计)含量，%≤主要原料有：化工灰和盐酸，质量控制参照有关国家标准进行，见表1-2和化工灰一般工业指标表1-23PS岩I一≤≤Ⅱ一≤Ⅲ一≤≤一≤≤表1-3工业盐酸技术条件：GB1897-1995指标总酸度(以HC1计)≥铁含量≤硫酸盐(以SO₄计)≤氧化物(以C1₂计)≤还原物(以SO₃计)≤灼烧残渣≤砷(As)≤重金属(以Pb计)≤1.8可行性研究结论通过大量的调查研究与论证，对河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设年产5000t氯化钙生产线的综合评价如下：①河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设年产5000t氯化钙生产线项目是必要的；②该项目的建设交通便利，水、电、汽供应充足；化工灰、盐酸价格适③该项目通过对国内外最新技术的消化吸收，采用自有独创技术，在国内属于先进水平，适合于河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司的实际情况；④该项目没有任何“三废”排放；⑤该项目因充分利用、租赁他有房屋资产，建设总投资1020万元，单位产品投⑥该项目建设工期短，总工程量小；⑦该项目经济效益好，抗风险能力强，从技术及经济分析，项目是可行的；⑧综合评价该项目也是可行的。2、市场调查和需求预测2.1国内外市场调查2.1.1产品用途氯化钙是一种白色结晶体盐。工业上氯化钙有无水和二水片状、颗粒状及粉末状产品，也有30-45%氯化钙液体产品。氯化钙作为一种重要的无机化工原料，应用领域广泛，普遍应用于工业、农业、采矿、石油钻探、环境保护、食品等领域。(1)用于道路防冻，养护和灰尘控制：氯化钙是最好的道路融雪剂、防冻剂和防尘剂，同时对路面和路基有良好的养护作用。每年欧美地区都会在这方面使用大量的氯化钙。(2)用于石油钻探：氯化钙溶液密度较大，其中含有大量的钙离子，因此作为钻井添加剂，可以起润滑和有利于取出钻探泥浆的作用。另外氯化钙在石油开采中可与其它物质混合作为封井液，这些混合物在井口就象形成了一个塞子，能够长期起作用。(3)用于工业领域：氯化钙在工业领域被广泛用作干燥剂，可对氮气、氧气、氢气、二氧化硫等工业气体进行干燥；也可用作醇、酯、醚和丙烯酸树脂的脱水剂。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂。(4)用于采矿业：氯化钙主要用来生产一种表面活性溶液，喷洒在坑道上和矿井中，控制粉尘量，可降低矿井作业的危险性。另外也可将氯化钙溶液喷洒在露天煤层上，使煤层防冻。(5)用于食品业：氯化钙可作为添加剂添加在饮用水或饮料里以增加矿物质含量并作调味剂。另外也可用作食品速冻的致冷剂和保鲜剂。(6)用于农业：用一定浓度的氯化钙溶液喷洒小麦，喷洒水果可长期保存。另外氯化钙也可用作牲畜饲料添加剂。2.1.2市场预测无水高纯粉状氯化钙广泛应用于众多加工行业，如化工、塑料、碳氢化合物、钢铁、纸浆和造纸、生产各种钙化学品、橡胶加工中乳胶的凝聚，从石油产品中脱水，以及煤的防冻剂等等。在钢铁工业中氯化钙作为一种添加剂加到团矿中以减少高炉料中的碱含量，在造纸工业中氯化钙用作干燥剂，以提高波纹纸卷强度和回收纸脱墨后的干燥。此外氯化钙也用于水处理。2003年国内生产能力约15万吨，需求量为25万吨。2005年无水氯化钙国内需求将达到35万吨，出口量达到7万吨，总需求增加到42万吨。2002年～2004年无水粉状食品级无水氯化钙市场售价为3600～4300元/吨，目前无水粉状食品级无水氯化钙市场售价为4000元/吨，产品供不应求。本工艺生产过程在全封闭状态下生产，极大地提高了产品纯度。随着市场的日渐扩大，本工艺产品将迅速取代目前市场现有产品。2.1.3市场前景该公司采用自有独创技术生产氯化钙不仅搞高了产品质量，避免了对环境的污染，而且生产的氯化钙具有较低的生产成本，与目前国内外先进设备相比生产每吨氯化钙可降低生产成本300多元。利用“二位一体逆流喷雾煅烧炉”煅烧氯化钙，可使氯化钙的成本灼减达到0.5%左右。该项目产品质量优，生产成本低，生产无污染，必然对目前国内外现有的氯化钙生产工艺起到一定的推动作用。因此该产品具有极强的竞争力，为垄断省市市场、辐射全国、走向世界打下坚实的基础。2.2产品方案、建设规模和市场预测2.2.1产品方案本工程是在大量实验的基础上进行建设的，产品方案为：主产品：食品级无水氯化钙5000吨/年。2.2.2生产规模河南省目前食品级氯化钙生产企业还很少，河南是人口大省，按每人每年2公斤计，仅本省市场需年求量在2万吨以上。本项目拟建设规模为年生产氯化钙5000t。2.2.3产品的规格及质量指标氯化钙规格：产品包装用塑料编织袋内衬塑料薄膜包装，每袋25±0.5kg。表2-1氯化钙质量标准：HG/T2327-2004试剂级(大包工业级优级品一等品合格品镁及碱金属氯化钠含—水不溶物含水量—酸度—试验合格— 一硫酸盐(以SO₄ 磷酸磷酸盐≤%钡合格硝酸硝酸盐≤%合格铁锌砷5属≤重金属≤%不溶物及氢氧化铵沉淀镁及碱金雾干燥 冷却收粉器3.2产品质量该工艺生产氯化钙，其理化性能及各项技术指标均可超过传统工艺生产氯化钙质量指标，生产质量稳定，成品合格率在99%以上。产品质量参照氯化钙质量标准：表3-1氯化钙质量标准：HG/T2327-2004试剂级(大包工业级优级品一等品合格品镁及碱金属氯化钠含—水不溶物含水量—酸度—试验合格——碱度[以Ca(OH)z] —硫酸盐(以SO₄ %钡合格%合格铁锌砷5重金重金属≤%不溶物及氢氧化铵沉淀镁及碱金4、项目实施方案4.1工艺方案4.1.1工艺技术国内氯化钙的生产方法有氨碱废液回收法、盐酸石灰法和氯酸钾废液回收法三种。其中纯碱废液回收法，是回收利用氨碱蒸氨废液中的氯化钙和氯化钠。根据其溶解度不同的特性，经净化、澄清、蒸发浓缩，当氯化钙含量达到40%左右时，先将氯化钠结晶分离出来，再加工制成再制盐；分离氯化钠后的母液，经进一步澄清和加热蒸发浓缩，氯化钙含量达70%左右，冷凝后即为块状二水氯化钙，或者将溶液进一步加工成片状、粉状、粒状产品。国内生产的氯化钙产品以二水和无水为主，产品多为片状或块状，固体氯化钙生产一般用砖砌的烘干窑，用煤火直接加热，脱出水分后再用粉碎机粉碎，不能连续生产，脱水时间长，生产能力小，劳动强度大。我国尚无高纯度的粉状状氯化钙生产。为此本项目采用公司自有独创的连续喷雾闪速气流一步法生产高纯度的无水氯化钙。该工艺采用蒸馏盐酸与高纯度石灰石在塑料容器中反应生成纯的氯化钙水溶液，将纯的氯化钙水溶液在高压水泵的作用下，连续不断打入“逆流式闪速气流喷雾塔”,在“逆流闪速式喷雾塔”中迅速将纯氯化钙水溶液浓度提高到45%左右，流入带有保温的塑料集液槽中。经高压水泵的作用，将45%浓度的高纯氯化钙水溶液连续不断打入“顺流闪速式喷雾塔”中，在“顺流闪速式喷雾塔”中，迅速将高纯氯化钙水溶液浓缩蒸发并脱去结构水，随着来自高温热源的热气流进入高效收粉器，经高效收粉器收集、经连续闭风器、经包装，既得高纯无水氯化钙产品。经高效收粉器后的高温尾气在高负压的作用下，进入“逆流闪速式喷雾塔”中，浓缩氯化钙原溶液，浓缩后的气体经高压引风机后排入大气，完成全部工艺过程。该工艺使物料在雾化状态下连续浓缩，解决了目前常规生产工艺在铁制容器中浓缩形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，从本质上提高了产品质量，可使产品质量达到食品级和试剂级。本工艺燃料消耗和电耗均低于常规酸法二水氯化钙生产工艺。4.1.2工艺技术方案选择氯化钙的生产方法因原料不同其生产工艺也不同，目前按其主导工艺分为两1、废液回收法：废液回收法的主导产品是纯碱废液回收，其次还有氯酸钾废液回收法、羟基氯化钙法、磷酸钙废液回收法等。其工艺流程如下：氨碱法纯碱生产中的蒸馏废液，密度为1.12～1.13g/cm,其中CaC12100g/L左右，NaC143～50g/L、少量溶解态的石膏，氢氧化钙和氢氧化铵及悬浮杂质。经净化和澄清后，在多效蒸发器中蒸发，当氯化钙含量达到40%左右时溶液中的氯化钠几乎全部沉淀，经离心分离后，可返回作纯碱生产原料，也可制成精盐。分离出NaC1后的母液，含CaCl₂38～42%,比重为1.39,温度20℃左右，PH值约为8,经澄清后送入蒸发器继续浓缩，使CaCl₂含量达到60～70%,注入包装桶，冷凝而得成品。蒸发器可用升膜蒸发器和降膜蒸发器连续操作，主要控制条件如下：温度℃进液出液进液出液升膜器降膜器 2、盐酸石粉法：将工业盐酸(31%)和石灰石粉(通常含CaCO₃>95%)按2.2:1的配比投入反应器，在搅拌下进行反应：其反应式如下：CaCO₃+2HC1==CaC1₂+C生成的酸性氯化钙溶液送入有搅拌的澄清槽内，再加入石灰乳，使溶液PH值为8.5～9,这时氢氧化铁、氢氧化镁沉淀析出，经澄清过滤除去。净化后的中性氯化钙溶液经预热后，在蒸发器内蒸发至172～174℃,经结晶、分离、干燥(220～240℃)后，即得成品。上述这些方法虽然技术成熟，但工艺较落后，能耗高，产品质量差，生产环境污染严重，危害工人身体健康。不仅浪费资源，而且浓缩时造成对环境的严重污染，自动化程度低、操作复杂、生产成本高、设备腐蚀严重。与以上各种传统生产方法相比“二位一体逆流喷雾煅烧炉”生产工艺具有以下优点：①解决了浓缩过程中设备严重的化学腐蚀问题。②直接在气流状态下完成产品的浓缩和煅烧，由于控制了煅烧尾气温度，可保证产品质量，可使产品质量达到试剂级，提高了产品质量。③尾气排放温度为80℃,与目前蒸熬法尾气温度300℃降低了生产能耗，提高了经济效益。④由于特殊的反应条件，解决了浓缩和煅烧生产过程中设备严重腐蚀的难⑤目前国内年产5000吨无水氯化钙生产装置，须投资2500万元，采用“二位一体逆流喷雾煅烧炉”产工艺，年产5000吨投资1020万元即投入生产使用。减少了系统的固定资产投资。⑥本工艺生产天数可达到300天以上，极大地提高了设备的利用率。该技术是在大量的实践经验基础上研制成功的，工艺技术新颖，技术属于国内首创。表4-1为为普通蒸馏法、熬制法和本项目主要原料消耗和生产成本比较。序号规格及名称单位单价元/吨二位一体炉蒸发器数量kg金额数量kg金额1盐酸t2化工灰炭t3石灰4燃料煤t5电力度6包装袋条7化验费元888人工工资元9福利费折旧费元机物料消耗元合计元本项目氯化钙生产装置主要包括“二位一体逆流喷雾煅烧炉”生产装置、合成装置和氯化钙成品冷却装置三部分。①“合成”工段本工段的是将化工灰岩(青石)与盐酸分别加入反应釜中，控制反应条件与搅拌速度，生成氯化钙溶液，制取反应式为：将31%的工业盐酸按比例加入带搅拌的合成槽中，开动搅拌，再将粉碎到80目左右的化工灰岩按比例加入合成槽中，控制搅拌速度，用石灰乳调整溶液酸碱度，使溶液的PH值控制在8～9左右。反应结束后，将反应液经水泵送入板框过滤机，过滤后的清液送入暂存罐。②浓缩煅烧工段该工艺采用蒸馏盐酸与高纯度石灰石在塑料容器中反应生成纯的氯化钙水溶液，将纯的氯化钙水溶液在高压水泵的作用下，连续不断打入“逆流式闪速气流喷雾塔”,在“逆流闪速式喷雾塔”中迅速将纯氯化钙水溶液浓度提高到45%左右，流入带有保温的塑料集液槽中。经高压水泵的作用，将45%浓度的高纯氯化钙水溶液连续不断打入“顺流闪速式喷雾塔”中，在“顺流闪速式喷雾塔”中，迅速将高纯氯化钙水溶液浓缩蒸发并脱去结构水，随着来自高温热源的热气流进入高效收粉器，经高效收粉器收集、经连续闭风器、经包装，既得高纯无水氯化钙产品。经高效收粉器后的高温尾气在高负压的作用下，进入“逆流闪速式喷雾塔”中，浓缩氯化钙原溶液，浓缩后的气体经高压引风机后排入大气，完成全部工艺过程。该工艺使物料在雾化状态下连续浓缩，解决了目前常规生产工艺在铁制容器中浓缩形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，从本质上提高了产品质量，可使产品质量达到食品级和试剂级。本工艺燃料消耗和电耗均低于常规酸法二水氯化钙生产工艺。③成品冷却工段来自浓缩煅烧工段的氯化钙成品，温度在280℃左右。高温氯化钙成品经高效收粉器下的连续闭风器，落入夹层无轴冷却螺旋输送机中，物料经夹层无轴冷却螺旋输送机后，温度降到30℃左右后，进入集料箱中，经包装即得成品。4.2.2材料消耗明细表氯化钙生产中原材料消耗见下表：表4-2氯化钙生产中原材料消耗表序号合成合成工段烧工中成品工段123石灰(CaO≥95%)4.3自控技术方案自控技术方案包括两个主要工段，即合成工段和浓缩干燥工段。根据工业生产过程的要求及当今自动化水平发展，决定采用分散控制，集中管理的控制方案。自动控制系统采用DCS系统，该系统对于连续生产过程控制是十分理想的。该系统为进一步提高自动化及管理水平打下一个良好的基础，只需进一步作好软件工作。例如一些优化控制的软件，即可进行优化控制，提高产品质量、产本工程部分生产装置区具有腐蚀。根据要求，采取相应的防腐措施。有防腐要求的选用非接触式的仪表或特殊耐腐蚀的材料制造的仪表。年产5000吨氯化钙平衡图：(以1000KgCaCl。计)见下图成品氯化钙1000kg图4--1氯化钙生产平衡图(3)仪表用电全厂仪表用电均由电器专业提供220V、AC至控制室，DCS系统的供电采用不间断电源供电。4.4主要设备的选择每吨氯化钙需化工灰岩1200公斤，盐酸2330公斤，选择合成槽型号为é2000×3000型。(2)二位一体逆流喷雾煅烧炉年产5000吨的氯化钙生产工艺，每小时需浓缩氯化钙溶液成品2778公斤，需脱除总水分1423公斤。需选择“二位一体煅烧炉”型号为ZGC650型。4.5本项目设计规范各专业设计采用的主要标准规范如下：①《化工管道设计规划》HGJ——87②《工业企业设计卫生标准》HGJ36——79③《建筑设计防火规范》GB16——87④《衬里钢壳设计规范》CD130A10——85⑤《自动化仪表选型规定》HG20507——92⑥《聚氯乙烯塑料设备技术条件》CD130A18——854.6工艺流程图工艺流程图见图4-2。4.7“三废”处理该工艺在生产氯化钙过程中，基本保证无“三废”排放，4.7.1“废水“处理方案在该工艺过程中无废水排放。4.7.2“废渣“处理方案废渣主要为煤渣，煤渣无污染可作为建筑材料堆放。4.7.3“废气“处理方案废气主要为水蒸气，此气经本项目技术“高效旋风收粉器“处理，再经水膜除尘后即可达标排放。4.8建厂条件4.8.1地理位置河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司年产5000吨无水食品氯化钙，厂址选在河南省新安县磁涧乡境内4.8.2气象条件年平均气温极端最高气温极端最低气温最热月份平均气温最冷月份平均气温平均相对湿度土壤冻结最大深度历年平均降雨量最大一日降雨量最大积雪厚度全年平均风速历年最大风速全年最多风向4.9公用工程和辅助设施4.9.1供排水3.0米/秒30米/秒东北风，频率14院内已有一眼深井，供水量为40m³/h,本工程正常生产用水量为2m³/h,最大用水量为10m³/h,该供水量能够满足本项目用水要求。厂区内有排水沟。本工程生产过程中无废水排放，且厂区位置较高，生活用水和雨水排放十分顺畅。4.9.2供配电设计(1)用电负荷及供配电本工程设计用电电压为380V/220V,频率为50Hz,新增电器设备10台，总装机容量90kVA,单台电机最大功率为45kW。厂内现有高压线路，拟增加100kVA的变压器1台，可满足本项目负荷的需要。电动机的起动，保护原件安装在车间低压配电盘上，现场机旁装置有控制按钮或操作箱。各车间380V/220V电源采用VLV22-1-3×185+1×95mm²电力电缆埋地敷设。所有工艺生产装置及其管线，按工艺管道要求作防静电接地装置，一般情况下与安全接地一并处理。生产车间属于低层建筑，采用避雷带防雷保护。各厂房接地系统相互连接，形成全厂接地系统，总接地电阻不大于4欧姆。(3)为了便于统一管理，协调生产，各车间及重点岗位安装一部调度电话单机，通过厂内部总机与各岗位进行联系。4.9.3工厂运输表4-3,总计：日运输量：93.47吨，年运输量：53244.3吨。厂内不再购车，依靠社会运力。表4-3工厂运输总量表序号备注平均每天每年平均每天每年1化工灰2盐酸3石灰3456789煤渣34.9.4供热本项目生产不需要蒸汽，生活取暖用汽以电代替。4.10贮运设施(1)贮存天数及数量贮存天数及贮量的确定应根据物料的运输方式，运距及物料供应的可靠性综合考虑，以保证生产的正常运行。(2)装卸、运输方案厂内固体料采用皮带运输工或机械运输，液体运输采用管道输送。厂短途运输：固体原料采用汽运，液体物料用汽车槽车运输，长距离用火厂区内新建有仓库，在设计时考虑以后扩大生产位置，做好平面布置。4.11采暖采暖计算气温-5℃平均风压力3.2m/s大气压力101.26kPa4.12维修及化验(1)该厂新建有维修车间，包括：机修车间、动力车间、更衣室、操作控制室等，只需要购进设备安装即可。(2)厂内新建有标准规范的化验室，只需要购进化验仪器和设备，培训工人上岗即可。4.13生产定员和人员培训4.13.1组织机构组织机构与管理机构按下图和下表设置：图4-3组织机构厂部办公室生产副厂长技术副厂长经营刺厂长质办公室生产计划科设备动力科技术安全科力门中消防食堂浴室科科劳资财务供销设备管理干部工人计444222333331115质检科1346供销科1567财务科1238劳资科119化验室167门卫、消防134司机11食堂145医务人员22合计2二合成车间l车间主任1l2原料制备工段22263反应工段4444精制工段6665浓缩工段666小计1续表4-5表4-5厂管理机构一览表序号工段及工种白班早班中班夜班公休合计干部技术员工人三煤气炉车间上煤工段1444燃烧工段444小计888四煅烧车间车间主任11给料工段444操作工段444成品工段444小计1五仓储车间车间主任1l地磅操作工1ll3成品库及备件库1113小计12227六动力车间车间主任11水工段2226变配电1113电仪工段11114小计11444总计4.13.2人员培训(1)生产人员本项目的生产管理人员和工人，委托新安县劳动人事局招聘；文化程度应在高中以上，本项目技术含量很高，要求工人应具有较高的个人素质，关键岗位应招收具有大专以上学历有一定工作经验的技术人员并对所有工作人员进行全面的岗位培训，经考试合格后才能上岗。(2)人员培训计划5月份12345月份1234生产工艺，进行岗位培训。4.14项目实施进度计划本工程建设拟分两个阶段进行，第一阶段为勘察设计阶段，即工程初步设计批准后，进行施工图设计，工程勘察，第二阶段为施工阶段。工程建设规划期为5个月，即在建设资金保证供应的前提下，开工后5个月期间内完成建设及试车任务，为加快建设进度，缩短建设周期，各阶段进行一定程度的交叉施工，在施工图阶段进行工地平整，办置设备订货，非标设备制造，土建施工阶段进行材料采购，大型设备安装，计划如下表：表4-5项目实施进度计划上半下半上半下半上半下半上半下半施工图设计土地平整土建施工设备采购材料采购非标设备制造安装工程试车生产人员培训试生产5、资源、原辅材料5.1原料供应本工程氯化钙生产所需原料品种规格、来源及年用量等条件见下表。表5-1主要原料供应规格及来源表序号名称规格年用量来源运输1青石6000吨新安县内汽运2盐酸12500吨新安县汽运35.2辅助原料、燃料