【正文】 單耗量 年耗量 原料來(lái)源 1 氯化鉀 KCl ≥ 99％ 噸 27000 外購(gòu) 2 98%硫酸 噸 272 本地 4 氯化鋇 BaCl2 ≥ 98％ 噸 40 外購(gòu) 5 碳酸鉀 K2C03 ≥ ％ 噸 100 外購(gòu) 6 聚丙烯酸鈉 20% 噸 外購(gòu) 7 a纖維素 噸 10 外購(gòu) 8 螯合樹(shù)脂 噸 外購(gòu) 9 亞硫酸鈉 Na2S03 ≥ 95％ (折 100％ ) 噸 外購(gòu) 主要能源的供應(yīng) 水 本項(xiàng)目年需水量為 萬(wàn) m3， 由 工業(yè)園區(qū)給水管網(wǎng) 供給 生產(chǎn)及生活用水量，且水質(zhì)完全符合生產(chǎn)、飲用水標(biāo)準(zhǔn)。 電 本項(xiàng)目年需用電量為 1512 萬(wàn) KWH， 寧夏 電力資源豐富，價(jià)格適中，適合發(fā)展高耗能產(chǎn)品。 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 13 煤 本項(xiàng)目年需用煤約 24472 噸， 寧夏 煤炭資源，可保證供應(yīng)。 廠址 廠址 選擇的原則 廠址的選擇應(yīng)綜合分析與權(quán)衡廠址的地形條件以及有關(guān)的自然和經(jīng)濟(jì)資料，進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)，安全可行性的比較，合理選擇做到安全可靠。廠址的安全可靠主要涉及工程地質(zhì)條件的優(yōu)劣，廠區(qū)范圍能否適應(yīng)總平面布置和安全距離的要求；自然災(zāi)害的威脅程度及抗御的可能性，能否避免由于企業(yè)間發(fā)生事故時(shí)而引起二次災(zāi)害；能否便于治理“三廢”以及同外部的聯(lián)系與協(xié)作等因素。 本 項(xiàng)目廠址的選擇考慮到以上諸多因素，選擇在 賀蘭暖泉 工業(yè) 園區(qū)內(nèi) ， 有良好的投資環(huán)境，便利的運(yùn)輸條件，有較好的可利用的公用工程配套設(shè)施。 自然條件 一、廠區(qū)位置 項(xiàng)目擬建廠址在賀蘭暖泉工與園區(qū)內(nèi)。 南距銀川市 22 公里， 109國(guó)道在工業(yè)園區(qū)東面通過(guò)。 賀蘭縣位于銀川市北，屬銀川市管轄，東以黃河為界，南和銀川市 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 14 興慶區(qū)、金鳳區(qū)相連，西至賀蘭山分水嶺與內(nèi)蒙古阿拉善左期接壤，北于平羅為鄰，地理座標(biāo)在東經(jīng) 105176。 53′ — 106176。 36′，北緯 38176。 27′— 38176。 52′之間，土地總面積 1208 平方公里。是一個(gè)以糧食種植為 主的農(nóng)業(yè)縣。交通十分便利，石中高速公路、 109 國(guó)道和包蘭鐵路橫穿南北，是寧夏經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、水土資源相對(duì)豐富的地區(qū)。 二、基本條件 廠區(qū)用地總面積 ㎡，合 畝。 需要進(jìn)一步落實(shí)地貌、工程地質(zhì)情況。 三、氣象 項(xiàng)目區(qū)屬大陸性季風(fēng)氣候區(qū)。位于南溫帶與中溫帶過(guò)渡帶中間，具有光照充足，熱量豐富，晝夜溫差大，干燥少雨，蒸發(fā)強(qiáng)烈，春暖快、夏熱短、秋涼早、冬寒長(zhǎng)等氣候特征。根據(jù)近十年的氣候資料統(tǒng)計(jì)，年平均氣溫 9℃，最低氣溫 ℃，最高氣溫 ℃，無(wú)霜期 155 天，多年平均降水量 毫米 ，且年內(nèi)年際降水量分布不均，降水量集中在 69 月份。多年平均蒸發(fā)量 毫米，為降水量的 倍。由于春季風(fēng)大少雨，蒸發(fā)量大，因此春旱較突出。主要自然災(zāi)害有霜凍、大風(fēng)、沙塵暴、冰雪、熱干風(fēng)、低溫冷害、暴雨、連陰雨和山洪等。 地質(zhì)地貌 項(xiàng)目區(qū)為黃河沖積平原，土質(zhì)以沖積、洪積物為主，其基底構(gòu)造為 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 15 封閉式斷陷盆地類(lèi)型，第四紀(jì)沉積物厚達(dá) 1600m 主要以粉砂、細(xì)砂為主，間夾粘砂土、砂粘土透鏡體，下伏沙層，南高北低地面坡度由 1/1600～1/3500 緩至 1/6000～ 1/7000。 廠址選擇 結(jié)論 本項(xiàng)目在 賀蘭暖泉 工業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū) 內(nèi)建設(shè)，具有良好的投資環(huán)境，便利的運(yùn)輸條件。 工業(yè)園區(qū)水、電、道路設(shè)施較為完善，在此建設(shè)可降低一次性基本建設(shè)投入。 廠區(qū)遠(yuǎn)離居民區(qū)，便于三廢處理。 因此在工業(yè)園區(qū)內(nèi)建設(shè)本項(xiàng)目，條件良好，較為合理 。 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 16 第 四 章 工程技術(shù)方案 國(guó)內(nèi)外工藝技術(shù)概況 氫氧化鉀生產(chǎn)方法和燒堿生產(chǎn)方法基本相同，都是采用電解法。氫氧化鉀生產(chǎn)主要有隔膜法和離子膜法二種工藝。 傳統(tǒng)的隔膜法是采用石墨陽(yáng)極。其缺點(diǎn)是電槽極間距隨石墨陽(yáng)極消耗逐漸變大，電耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量差、修槽作業(yè)中鉛蒸汽、瀝青蒸汽 、炭板加工粉塵對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，修槽頻繁。六十年代末金屬陽(yáng)極隔膜法電槽實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。金屬陽(yáng)極與石墨陽(yáng)極相比，具有陽(yáng)極使用壽命長(zhǎng)、電流密度大、單槽產(chǎn)量高、修槽作業(yè)中三廢污染輕等優(yōu)點(diǎn)。目前世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家隔膜法 已 逐步被離子膜法取代。 離子膜法是七十年代末發(fā)展起來(lái)的先進(jìn)生產(chǎn)方法。較之傳統(tǒng)的隔膜法具有能耗低、產(chǎn)品 質(zhì)量高、無(wú)污染、節(jié)省占地面積等突出優(yōu)點(diǎn)。 由于離子膜法投資和產(chǎn)品成本均優(yōu)于其它方法，使其得到迅速發(fā)展。目前，世界離子膜法燒堿裝置能力已 占主導(dǎo)地位， 我國(guó) 近年來(lái)離子膜燒堿發(fā)展較快， 但將離子膜法用于鉀堿生產(chǎn)并形成一 定規(guī)模，則是近些年的事情。目前 國(guó)外 鉀堿生產(chǎn)以離子膜法為主 ， 我國(guó)大多數(shù)廠家仍采用隔膜法 ， 工藝落后、能耗高、產(chǎn)品質(zhì)量差，三廢污染嚴(yán)重。 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 17 工藝技術(shù)選擇 離子膜電解技術(shù)的研究，以美國(guó)、日本、意大利、英國(guó)為最早，經(jīng)過(guò)多年開(kāi)發(fā)，于一九七四年首先在日本旭化成、旭硝子實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，并相繼得到了迅速發(fā)展，目前 能夠提供離子膜電解槽的專(zhuān)利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化機(jī)等廠家，這幾家公司的技術(shù)都是成熟的。 早期還包括 日本 CEC、美國(guó)的 0xytech、英國(guó) ICl、意大利迪諾拉等幾家公司。掌握離子膜制造技術(shù)的有美國(guó)的杜邦公司 、日本的旭硝子和旭化成。其中以美國(guó)杜邦膜市場(chǎng)占有率最高，旭硝子次之。 離子膜法之所以能得以如此迅速發(fā)展，主要是它具有能耗低、產(chǎn)品質(zhì) 高 、三廢少、操作負(fù)荷彈性大、占地小、開(kāi)停車(chē)容易等突出優(yōu)點(diǎn)。 離子膜法和隔膜法能耗、質(zhì)量指標(biāo) 比 較 如下： 能耗比較 名 稱(chēng) 單位 隔膜法桶裝固堿 離子膜法片狀固堿 差值 電耗 度／噸 2300～ 2400 1945 3 5 5～ 365 蒸汽能耗 度／噸 折交流電 度／噸 2050 625 1 425 合計(jì) (折電 ) 度／噸 4350～ 4400 2570 1 780～ l 880 合計(jì)折標(biāo)煤 噸 ／噸 ～ ～ 能耗比較表明：每噸離子膜法鉀堿比隔膜法節(jié)電 ～ 度，節(jié)汽 噸，綜合能耗年節(jié)標(biāo)煤 ～ 萬(wàn)噸。 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 18 質(zhì)量比較 項(xiàng)目 隔膜法桶裝固堿 離子膜法片狀固堿 KOH 94% ≥ 95％ (wt) KCl ＜ % ＜ (wt) K２ C0３ ＜ % ＜ %(wt) 離子膜法鉀堿純度高，既可銷(xiāo)往國(guó)外，亦可銷(xiāo)于國(guó)內(nèi)，銷(xiāo)路寬闊，且對(duì)市場(chǎng)應(yīng)變能力強(qiáng)。 產(chǎn)品方 案和建設(shè)規(guī)模 本項(xiàng)目為生產(chǎn)裝置拆遷異地建設(shè)項(xiàng)目，項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模為氫 氧化鉀 (片狀 )20200t／ a(折 100％ )； 副產(chǎn)品高 純鹽酸： 4000t／ a179。 2 套 (31％ HCl)； 副產(chǎn)品 液氯： 5000t／ a179。 2 套 (Cl2≥ 99． 6％ )。 本項(xiàng)目為異地遷建項(xiàng)目。原裝置為年產(chǎn)２萬(wàn)噸 離子膜 氫氧化鉀生產(chǎn)裝置，其關(guān)鍵工藝和裝備為引進(jìn)技術(shù)和裝備， 電解裝置 為 美國(guó)的0xytech 公司 離子膜法工藝技術(shù)和專(zhuān)用設(shè)備 ， 片狀固體鉀堿裝置采用瑞士 Bertrams 公司專(zhuān)利技術(shù)和專(zhuān)用設(shè)備。 該裝置 2020 年建成投產(chǎn)， 2020年停產(chǎn)。 工作制度 本項(xiàng)目按四班三運(yùn)制組織生產(chǎn)， 年操作小時(shí) 按 8000 小時(shí) 設(shè)計(jì) 。 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 19 產(chǎn)品和原料質(zhì)量指標(biāo) 氫氧化鉀 產(chǎn)品氫氧化鉀執(zhí)行國(guó)標(biāo) GB/T19192020 Ⅰ類(lèi) 優(yōu)級(jí)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 表 451 氫氧化鉀 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T19192020） 項(xiàng)目 固體 Ⅰ類(lèi) Ⅱ類(lèi) 優(yōu)等品 一等品 一等品 合格品 氫氧化鉀含量 (KOH) ≥ % 碳酸鉀 (K2CO3)含量 ≤ % 氯 化物 (以 Cl 計(jì) )含量 ≤ % 鐵 (Fe)含量 ≤ % 硫酸鹽 (以 SO4計(jì) )含量 ≤ % 硝酸鹽及亞硝酸鹽 (以 N 計(jì) )含量≤ % 鈉 (Na)含量 ≤ % 氯酸鉀 (KClO3)含量 ≤ % 鹽酸 產(chǎn) 品鹽酸執(zhí)行國(guó)標(biāo) GB32093 優(yōu)級(jí)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 工業(yè)鹽酸為 無(wú)色或淺黃色透明液體。在溫空氣中發(fā)煙，并有刺激性臭味。 工業(yè)鹽酸質(zhì)量（ GB32093）質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表 452。 表 452 工業(yè)鹽酸產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（ GB32093） 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 20 指標(biāo) 優(yōu)級(jí)品 一級(jí)品 合格品 總酸度（ HCl） %≥ 31 31 31 鐵 %≤ 硫酸鹽（ SO4） %≤ 砷 %≤ 灼燒殘?jiān)? %≤ 氧化物（ Cl2） %≤ 液氯 液氯產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國(guó)標(biāo)一等品標(biāo)準(zhǔn)。液氯質(zhì)量（ GB/T51382020）質(zhì)量指標(biāo)見(jiàn)表 453。 表 453 液氯 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB/T51382020） 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 合格品 氯的體積分?jǐn)?shù) %/ ≥ 水的質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 三氯化氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 蒸發(fā)殘?jiān)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù) /% ≤ 注：水分、三氯化氮指標(biāo)強(qiáng)制。 氯化鉀 原料氯化鉀產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國(guó)標(biāo) （ GB65491996） I 類(lèi) 標(biāo)準(zhǔn)。 表 454 氯化鉀 產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （ GB65491996） 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 21 項(xiàng)目 指標(biāo) I 類(lèi) II類(lèi) 優(yōu)等品 一等品 合格品 氯化鉀（ K2O）含量，≥ 62 60 59 57 水份（ H2O）含量≤ 2 2 4 6 鈣鎂（ Ca+Mg）含量≤ 鈣（ Ca）含量≤ 鎂（ Mg）含量≤ 氯化鈉（ NaCl）含量≤ 2 水不溶物含量，≤ 注：除水份外，各組份含量均以干基計(jì)算 生產(chǎn)工藝及 工藝 流程 簡(jiǎn) 述 生產(chǎn)工藝 氫氧化鉀生產(chǎn)工藝采用 離子 膜法電解氯化鉀水溶液生產(chǎn)工藝，氯氣液化生產(chǎn)工藝采用冷凍 液化 工藝，氫氣 使 用液氯液化尾氣合成鹽酸。電解堿液經(jīng) 降膜 蒸發(fā)裝置制成合格的 片狀 氫氧化鉀產(chǎn)品。 鹽水一次精制 工序 一次鹽水工序 采用化學(xué)法精制 、 道爾型澄清桶澄清 、 無(wú)閥 過(guò) 濾器過(guò)濾 、 壓濾機(jī)處理鹽泥 。 原鹽 (KCL)經(jīng)斗式提升機(jī)送至化鹽桶，用 來(lái)自配水的化鹽水 進(jìn)行 化鹽，飽和的粗鹽水 （ KCl 305～ 310 g/l） 自流 進(jìn)入 精制反應(yīng)槽，與精制 寧夏工業(yè)設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 Ningxia Industry Design Institute 22 劑 KOH、 K2C0 BaCl 反應(yīng)而除去粗鹽水中 Ca2+、 Mg2+、 S042等雜質(zhì)， 經(jīng)粗鹽水泵送入 凝聚反應(yīng)槽 ，與凝聚劑 聚丙烯酸鈉 (TXY)混合后 自流 至澄清桶，澄清后的清鹽水經(jīng)鹽水過(guò)濾器過(guò)濾后 用 31%鹽酸調(diào)整 PH 后進(jìn)入一次精鹽水貯槽， 用泵送至 電解 工序。 鹽水 精制反應(yīng)如下： Ca2+ + K2CO3 = CaCO3↓ + 2K+ Mg2+ + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2K+ SO42+ + BaCl2 = BaSO4↓ + 2Cl 澄清桶出來(lái)的廢鹽泥進(jìn)入泥漿槽，用泵打人壓濾機(jī)，處理后的濾餅用汽車(chē)送出界區(qū)，濾液 自流至雜水槽 。 鹽水過(guò)濾器的反沖洗水進(jìn)入雜水槽 ， 經(jīng)泵送配水槽 用于化鹽 。 來(lái)自 電解工序經(jīng)脫氯后的淡鹽水 、過(guò)濾再生返洗水、雜水槽雜水等進(jìn)入配水槽，采用蒸汽加熱加熱至 60℃，經(jīng)配水泵輸送至