【正文】 年引進(jìn)離子膜燒堿技改工程項(xiàng)目建議書、 4 萬噸 /年離子膜燒堿方案設(shè)計(jì)和董事會決議。 主辦單位名稱 湖南株洲化工集團(tuán)誠信有限公司 企業(yè)性質(zhì)及法人 企業(yè)性質(zhì)：股份有限公司 法人：侯清麟（法人代表） . 4 設(shè)計(jì)單位名稱：株洲化工集團(tuán)科人設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：李 波 可行性研究報 告編制的依據(jù)和原則。在編制中嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。 (5)充分利用老廠潛力，盡量節(jié)約工程用地，節(jié)約工程投資，貫徹勤儉辦廠的方針；少花錢，多辦事，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。 項(xiàng)目提出的背景 (1) 企業(yè)概況 湖南株洲化工集團(tuán)誠信有限公司是以生產(chǎn)和經(jīng)營基本化工原料、化肥、農(nóng)藥中間體及化學(xué)建材為主的國家大型一類企業(yè)和中南地區(qū)最大的化工原料生產(chǎn)基地，并躋身全國 520 家最大工業(yè)企業(yè)和湖南省 22 家重點(diǎn)發(fā)展企業(yè)集團(tuán)之列。 (2) 項(xiàng)目投資的必要性和經(jīng)濟(jì)意義 株化集團(tuán)誠信有限公司燒堿廠現(xiàn)有 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)能力，其中金屬電槽能力 6 萬噸 /年，石墨電槽能力 4 萬噸 /年。我公司從 96 年開始試用意大利迪諾拉公司的擴(kuò)張陽極，改性隔膜技術(shù)，試用效果較好，也具有顯著的節(jié)電效果。 據(jù)最新市場信息 ,離子膜燒堿裝置價格有大幅降低，為確保重點(diǎn)工程項(xiàng)目投資更加符合市場發(fā)展要求，具有生命力和經(jīng)濟(jì)效益，公司立即組織力引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 4 量對離子膜項(xiàng)目進(jìn)行了考察，與離子膜電槽生產(chǎn)廠家（旭化成公司、氯公程公司、伍德迪羅拉公司） 進(jìn)行了技術(shù)交流和詢價。 本項(xiàng)目建成后提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了產(chǎn)品成本 提高了產(chǎn)品價格，有利于提高企業(yè)的抗市場風(fēng)險能力。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 7 近幾年來燒堿產(chǎn)量，市場供需現(xiàn)狀分析 至 1999 年末，國內(nèi)氯堿生產(chǎn)企業(yè) 237 家，生產(chǎn)能力已突破 770 萬 t/a(折100%燒堿 )，產(chǎn)量 t，“九五”期間，燒堿產(chǎn)量從 532 萬 t增至 557 萬t，年平均增大率 %，而世界年均增長率為 2%。加之公司 萬 t/a，固堿工程已經(jīng)投產(chǎn)，因此，本工程實(shí)施不會增加產(chǎn)品銷售壓力。 “九五”期間，化工耗堿比例不斷上升，輕工耗堿比例不斷下降，原引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 8 因是進(jìn)口紙漿和小紙廠的關(guān)閉。 隨著國內(nèi)氯堿行業(yè)電費(fèi)的下調(diào)，降低燒堿生產(chǎn)成本，有望使我國燒堿出口量逐步增加。 1996 年以來，國家加大環(huán)保工作力度，強(qiáng)制關(guān)閉了一些不符合環(huán)保要求的小造紙廠，還有皮革、印染，農(nóng)藥用堿大 戶減少了燒堿的消耗量，加劇了供大于求局面，使產(chǎn)品價格下滑。 但是，從國際行情看，西歐、北美等地區(qū)因?qū)ξ廴敬蟮哪承┞犬a(chǎn)品限產(chǎn)。單就生產(chǎn)能力而言，雖然達(dá)到了一定的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)規(guī)模，但是由于生產(chǎn)裝備落后，企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益仍不夠好。氯堿行業(yè)的氯平衡產(chǎn)品，基于含氯、耗氯的精細(xì)化工產(chǎn)品，特別是附加值高的有機(jī)氯產(chǎn)品，其市場前門廣闊，應(yīng)作主導(dǎo)發(fā)展產(chǎn)品。 年操作時間： 8000 小時。 水銀法電解工藝汞害嚴(yán)重，逐漸被淘汰或更換。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 13 離子膜制燒堿是當(dāng)今世界上氯堿工業(yè)最新制堿技術(shù)。 水銀法有汞害，隔膜法有石棉絨的污染，如果是石墨陽極電解還有鉛污染，而離子膜法電解制燒堿則無上述的 污染。 離子膜電解槽使用壽命長，運(yùn)行安全可靠，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定，裝置自控引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 14 水平高。 鹽水一次精制予處理 來自化鹽桶的堿性飽和粗鹽水經(jīng)加入二氯化鋇除去硫酸根后 分一部分加入次氯酸鈉（或未經(jīng)脫氯的淡鹽水），在反應(yīng)桶（帶攪拌）中，控制粗鹽水中游離氯為 13PPM，破壞其中的有機(jī)物。其濾芯具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和 極低的磨擦系數(shù)，濾膜薄而多孔，孔徑小于 1 微米，可實(shí)現(xiàn)低壓過渡及低壓反沖洗，濾液質(zhì)量穩(wěn)定。 鹽水二次精制 經(jīng)戈?duì)柲み^濾器過濾后的精鹽水流入中間槽，泵送樹脂塔加料槽。 離子交換系 統(tǒng)由三個（也可以兩個）組成。 離子交換樹脂其交換能力有一定限制，在達(dá)到樹脂穿透點(diǎn)之間（通常達(dá)交換容器的 80%），就必須再生處理以恢復(fù)其交換能力。（ 4）純水漂洗。 通常每個交換柱 24 小時再生一次，再生之后串入流程后部運(yùn)行。 再生廢液排入地槽送出界區(qū)集中處理。后者供料壓力恒定，并有足夠貯存體積以應(yīng)付突發(fā)事故，所造成的系統(tǒng)停車。 膜電解 (1)來自高 位槽的純鹽水經(jīng)每臺電解槽的鹽水轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入電槽陽極室，來自堿循環(huán)系統(tǒng)的 31%（ WT）的淡堿液經(jīng)每臺電解槽的堿流量計(jì)計(jì)量后進(jìn)入電槽陰極室。在電場的作用丁鈉離子以水合離子形式穿過離子交換膜進(jìn)入陰極室，生成產(chǎn)品氫氧化鈉（ 32%WT）從陰極液管排出。 (2)電槽室氯氣總管的控制壓力為 2100mmH2O；氫氣總管控制壓力為2225mmH2O。當(dāng)總管氫氣壓力超過該值時，氫氣從總管氯氣壓力超過該值時，氫氣從 總管逸出經(jīng)液封罐上的阻火器排入大氣。產(chǎn)品量同引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 18 循環(huán)量的比例為 1:7 (1)堿循環(huán)槽的液位由儀表調(diào)節(jié)回流自動控制。 螯合樹脂塔 目前，國內(nèi)離子膜生產(chǎn)廠家使用國內(nèi)南 通南寶公司生產(chǎn)的螯合樹脂塔的用戶較多，效果較好。運(yùn)轉(zhuǎn)的好壞直接影響電解工序的正常操作和離子膜及極板涂層的壽命。 這兩種槽型最本質(zhì)的區(qū)別在于復(fù)極槽之電極為復(fù)極，即陰陽極結(jié)合在一起，供電回路是單元槽串聯(lián)，而后每臺槽并聯(lián)，即所謂“先串聯(lián)后并”，因此是高電壓、低電流的電解槽。比復(fù)極高20% 其它 單元槽出事故時，對系統(tǒng)影響大，更換單元槽須整槽停車。復(fù)極式電槽成為氯堿工業(yè)的發(fā)展方向。 工藝主要設(shè)備一覽表（新增） 靜止設(shè)備 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 結(jié)構(gòu)材料 數(shù) 量 適應(yīng)能力 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 21 鹽水予處理器 φ 5600 8000 鋼 1 臺 40Kt/a 戈?duì)柲み^濾器 AUTO27NBPCSPLA 1 套 20Kt/a 離子交換塔 φ 1200 4500 鋼襯膠 3 臺 20Kt/a 樹脂塔加料 φ 3200 5600 FRP 1 臺 40Kt/a 槽 V=50ml 純鹽水貯槽 φ 5400 7000 V=160ml FRP 1 臺 40Kt/a 純鹽水高 位槽 φ 1800 2800 V=7ml FRP 1 臺 40Kt/a 樹脂塔鹽水加熱器 板式 鈦 1 臺 純鹽水加熱器 板式 鈦 1 臺 堿液循壞槽 φ 3000 3400 V=24ml 鎳 1 臺 40Kt/a 淡鹽水槽 φ 2400 3400V=15ml 鋼襯鈦 1 臺 40Kt/a 堿液加熱冷卻器 板式 鎳 1 臺 產(chǎn)品堿冷卻器 板式 鎳 1 臺 2%液堿槽 φ 1200 3000 V=3ml 不銹鋼 1 臺 40Kt/a 再生鹽酸槽 φ 2500 3400 V=16ml FRP 1 臺 40Kt/a 再生堿液槽 φ 20xx 3400 V=10ml 不銹鋼 1 臺 40Kt/a 反應(yīng)槽 鋼襯膠 2 臺 40Kt/a 溶氣罐 鋼襯膠 1 臺 40Kt/a 中間槽 鋼襯膠 1 臺 40Kt/a 離子膜電槽 組合 2 臺 40Kt/a 整流變壓器 V=270I=55KA 組 1 臺 40Kt/a 轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備 設(shè)備名稱 規(guī)格型號 結(jié)構(gòu)材料 數(shù) 量 適應(yīng)能力 堿液循環(huán)泵 Q=60m3/h 鎳 2 臺 20Kt/a 淡鹽水泵 Q=25m3/h 鈦 2 臺 20Kt/a 離子交換塔加料泵 Q=30m3/h 鈦 2 臺 20Kt/a 再生酸泵 Q=5m3/h 鑄鐵襯 4F 2 臺 20Kt/a 再生堿泵 Q=3m3/h 不銹鋼 2 臺 20Kt/a 純鹽水泵 Q=30m3/h 鈦 2 臺 20Kt/a 自動控制 二次鹽水及電解工序要求有較高的自動化水平 ,設(shè)一個集中控制室 ,采用集散系統(tǒng) DCS 實(shí)現(xiàn)對工藝過程的監(jiān)視、控制、程序控制、報警和聯(lián)鎖。該市是湘東政治、經(jīng)濟(jì)、文化重地，又是一個以重工業(yè)為主，其他工業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展的新興工業(yè)城市。 水文地質(zhì) 湖南省水文總站株洲水文站提供的湘江百年一遇湘江最高洪水全為 米。株化集團(tuán)誠信有限公司專用線運(yùn)輸能力350 萬噸 /年，擁有 20 股道，機(jī)車、車輛、運(yùn)輸設(shè)施完善，專用線通過喻家坪車站與湘黔線相接，與全國鐵路相通。 街區(qū)排水進(jìn) 入生產(chǎn)廠房附近現(xiàn)有排水管網(wǎng)。 蒸汽來自廠區(qū)現(xiàn)有供熱系統(tǒng)。本工程擬占地 1800 平方米，不需新征地。動力供應(yīng)系統(tǒng)及公用工程輔助設(shè)施均可利舊或在原有基礎(chǔ)上稍作改造合并使用即可。 運(yùn)輸方式 因我廠所處的地理位置優(yōu)越，外部協(xié)作條件好，故運(yùn)輸可采用以鐵路運(yùn)輸為主，汽運(yùn)、水運(yùn)為輔，水陸運(yùn)輸相結(jié)合的方式。 供電及電訊 供電 原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)裝置有 7臺變壓器供石墨電槽用電； 3 臺容量為12500KVA 的整流變壓器供金屬電槽用電。 供熱 原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)裝置由我廠硫酸分廠余熱鍋爐及株化集團(tuán)公司新興廠鍋爐供汽。 原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)街區(qū)內(nèi)，地質(zhì)良好，地勢平坦，建筑物地基處理可用天然地基和樁基，不設(shè)防。 、采用適宜的先進(jìn)工藝的高效設(shè)備，嚴(yán)禁選用已公布淘汰的機(jī)電產(chǎn)品。 、節(jié)能措施綜述 、主要工藝流程采 用節(jié)能新技術(shù)、新工藝情況 本項(xiàng)目新建的二次鹽水及電解工段采用節(jié)能新技術(shù)、新工藝而決定整個產(chǎn)品能耗水平的是離子膜電解工序部分。 石墨陽極電解槽 : i=，槽電壓為 ； 本項(xiàng)目選用離子膜電槽電解槽，電流密度 i= A/m2時，槽電壓為，該電槽具有優(yōu)良參數(shù)，有利于降低電解的能耗指標(biāo)。離子交換膜性能的好壞，在一定程度上決定著裝置和技術(shù)的水平。 金屬陽極電解槽在使用普通石棉隔膜的情況下，金屬陽極電槽的極間引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 32 距通常在 89mm 左右，株洲化工廠目前的極間距為 8mm。本項(xiàng)目控制指標(biāo)為 305177。 此外，控制進(jìn)入電解槽 鹽水的溫度，是提高電流效率的又一重要措施。電解按 2萬噸 /年的規(guī)模，二次鹽水、淡鹽水脫氯考慮 2萬噸 /年的能力，堅(jiān)持與規(guī)模相配套的原則合理選用節(jié)能型機(jī)電設(shè)備。 、環(huán)境質(zhì)量狀況 該廠氯堿系統(tǒng)界區(qū)內(nèi)生產(chǎn)燒堿、氯氣、氫氣，產(chǎn)生的廢氣有熬制固堿的煙道氣。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水主要有化工酸、堿污水，經(jīng)中和處理后排放，排放時均達(dá)標(biāo)。 污染源及污染物 廢氣 （ 1） 正常生產(chǎn)時，電解工序電解槽無氯氣、氫氣排放，淡鹽水脫氯工序考慮該廠“九五”期間離子膜燒堿裝置能力達(dá) 4 萬噸 /年，擬采用真空脫氯。 有關(guān)廢 水廢液排放特征見表 912。 、控制污染的初步方案及對環(huán)境影響的評估。 （ 2） 鹽水精制離子交換樹脂再生時所產(chǎn)生的酸性、堿性廢液排至中和池處理，達(dá)標(biāo)后排放，純水站產(chǎn)生的酸堿廢水排至中和池處理達(dá)標(biāo)后排放。 （ 3） 由于廠區(qū)沿途建筑物的屏蔽效應(yīng)及噪聲隨距離增大而自然衰減等因素，廠界噪聲經(jīng)分析可降 至 65dB 以下，噪聲廠界周圍的環(huán)境將不會產(chǎn)生不良影響。引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 37 該工程之建設(shè)與隔膜堿比較沒有石棉絨污染，廢水廢氣排放均可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)排放，噪聲經(jīng)有效治理也不會對工人和環(huán)境造成影響，故從環(huán)保角度看該工程是可行的。 （ 2） 氯氣中毒及防范 氯氣是有毒氣體，預(yù)防氯氣中毒措施有：保持氯氣系統(tǒng)良好的密封，廠房通風(fēng)良好，操作人員應(yīng)配備防毒面具。防范措施有：采取良好的絕緣措施，電解工序操作人員應(yīng)穿絕緣鞋，地面保持干燥，電解槽對地絕緣良好，操作人員要具有防觸電知識。 、衛(wèi)生防護(hù)措施 所有設(shè)備及管道要保持嚴(yán)密，防止跑、冒、滴、漏。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 40 在離子膜法制燒堿生產(chǎn)過程中火災(zāi)危險性相對較小，但按火災(zāi)類別劃分，電解工序?yàn)榧最悺? 水噴霧滅火系統(tǒng)由高壓水管線、水霧噴頭及相應(yīng)閥門組成。 由上述三部分組成本工程的消防體系。 引進(jìn) 4 萬噸年離子膜燒堿技改工程可行性研究報告 41 常規(guī)水消防系統(tǒng)水量見給排水專業(yè)有關(guān)章節(jié)。 、結(jié)論 在建立上述消防體系后，加上嚴(yán)格管理是可以安全生產(chǎn)的。 、生產(chǎn)班制和定員 、生產(chǎn)班制 本項(xiàng)目管理崗位實(shí)行長白班，每周五天工作制，節(jié)假日實(shí)行值班；生產(chǎn)崗位和直接輔助生產(chǎn)崗位采用四班三倒運(yùn)轉(zhuǎn)加輪休制。 前期準(zhǔn)備階段主要包括可行性研究、資金籌措和初步設(shè)計(jì)；施工建設(shè)和試車階段主要包括施工圖設(shè)計(jì)、土建施工和安裝工