【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和次氯酸鹽，以防腐蝕設(shè)備。因此在生產(chǎn)中存在著成本高、產(chǎn)品質(zhì)量低劣等問題。 近年來，我國(guó)有 少數(shù)廠家采用 鹽析法生產(chǎn) 氯酸鈉。理 論上根據(jù)NaClO3NaClH2O 三元系統(tǒng)相圖分析，由電解槽中流 出的電解完成液含氯酸鈉在535g/L 以上，氯化 鈉約為 1g/L，此時(shí)若溫度為 40℃以上，溶液呈未飽和態(tài)。在此溫度下向溶液中加入氯化鈉進(jìn)行鹽析，氯化 鈉 即在溶液中達(dá)到飽和狀態(tài)，然后將溶液冷卻至 5℃，此時(shí)氯酸鈉也達(dá)到飽和狀態(tài)而析出氯酸鈉結(jié)晶。液相中的組分發(fā)生變化，氯酸鈉含量為 340g/L，氯化鈉含量升為約 160g/L，每 升 電解完成液可得到固體氯酸鈉 165g 以上。與蒸發(fā)法相比，鹽析法的生產(chǎn)成本低；可省去除次氯酸鹽和溴酸鹽操作；電解液不必去除鉻酸鹽；可得到較大的顆粒的氯酸鈉晶體。但也存在對(duì)沉淀劑（鹽）的質(zhì)量要求高、母 液量大等問題。 真空冷卻法 的基本原理是把電解完成液送入密閉結(jié)晶器中，器內(nèi)維持較高的真空度（為 絕壓，真空的產(chǎn)生和維持靠用多級(jí)蒸汽噴射真空泵完成），使其中溶液的沸點(diǎn)較進(jìn)料溫度低，此熱濃溶液在結(jié)晶器中閃蒸并冷卻到與器內(nèi)壓力相對(duì)應(yīng)的平衡溫度（約 30℃）。再用低溫冷卻水將由結(jié)晶器引入冷凝器的水蒸氣加以冷凝。在這種情況下蒸汽噴射泵（或機(jī)械真空泵）僅承擔(dān)排出不凝性氣體及少量蒸汽的任務(wù)，可顯著降低能耗。在很多情況下，為了提高結(jié)晶產(chǎn)品的產(chǎn)率，常要求達(dá)到盡可能低的結(jié)晶溫度，所產(chǎn)生的水蒸氣不能被冷卻水所冷 凝，則需使用蒸汽噴射增壓器（或稱熱力壓縮器）將水蒸氣在進(jìn)入冷凝器之前先加以壓縮，以提高其冷凝溫度。過量的微晶可隨母液在澄清區(qū)的 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 15 頂部排出結(jié)晶器，經(jīng)母液外循環(huán)系統(tǒng)中的細(xì)晶消除器，用加熱的方法消除母液中的細(xì)晶。在結(jié)晶器內(nèi)沸騰液體的表面層是產(chǎn)生過飽和度趨勢(shì)最強(qiáng)的區(qū)域，在此區(qū)域中存在著進(jìn)入不穩(wěn)區(qū)而大量產(chǎn)生晶核的危險(xiǎn)，導(dǎo)流筒則把大量高濃度的晶漿直接送到此處，使表面層中隨時(shí)存在著大量的晶體，從而有效地消耗不斷產(chǎn)生的過飽和度，使之只能處在較低的水平。真空冷卻法比鹽析法、蒸發(fā)法能耗低，產(chǎn)量高，設(shè)備占地面積小，且實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生 產(chǎn)，有操作穩(wěn)定、控制容易、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點(diǎn)。 綜上所述，生產(chǎn)氯酸鈉采用真空冷卻結(jié)晶較為理想，本項(xiàng)目選用結(jié)晶工藝選用真空冷卻法工藝。 工藝流程簡(jiǎn)述 氯酸鈉電解工藝流程示意圖 圖 1 氯酸鈉電解工藝流程示意圖 工藝流程簡(jiǎn)述 鹽水工段 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 16 本工段的主要任務(wù)是把固體食鹽溶成粗鹽水，除去鈣、鎂離子、硫酸根離子及水不溶物等雜質(zhì)，制成飽和鹽水，供電解工段使用，其主要工藝流程敘述如下： 原鹽由鹽庫經(jīng)皮帶運(yùn)輸機(jī)和斗式提升機(jī)計(jì)量后進(jìn)加入化鹽桶，制成飽和鹽水進(jìn)入反應(yīng)槽，同時(shí)加入精制劑 以除去鈣鎂離子，經(jīng)反應(yīng)后的混鹽水經(jīng)過折流槽進(jìn)入道爾頓澄清桶，靠重力沉降澄清為清鹽水，再經(jīng)無伐過濾進(jìn)一步過濾后進(jìn)入中間貯槽，用泵送至電解工段供用。 從澄清桶排出鹽泥，定期排放到泥漿貯槽，用泵打入板框壓濾機(jī)過濾，濾液回水利用，濾渣曬干后外運(yùn)。 電解工段 自鹽水工段來的合格精制鹽水，經(jīng)鹽水高位槽，按一定量加入 Na2Cr2O7，并用稀鹽酸調(diào)節(jié) pH 至 6 左右，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量進(jìn)入反應(yīng)器，再經(jīng)下循環(huán)管進(jìn)入電解槽。直流電流通過電解槽，陽極上生成的氯氣溶于水，陰極上生成的 H2 將電解液迅速的經(jīng)上循環(huán)管送入反應(yīng)器， H2氣在此從電解液中分離出來并聚集在反應(yīng)器頂部，經(jīng)阻火器、管道進(jìn)入下道工序。電解反應(yīng)物在反應(yīng)器里進(jìn)行一系列化學(xué)反應(yīng)生成 NaClO3，由于重力作用，分離出 H2的電解液，再經(jīng)下循環(huán)管進(jìn)入電解槽進(jìn)行電解，如此周而復(fù)始，把 NaCl 不斷的轉(zhuǎn)化為 NaClO3，當(dāng)電解液中NaClO3濃度達(dá)到規(guī)定要求后，精鹽水不斷進(jìn)入電解系統(tǒng)，而電解完成液則連續(xù)地由反應(yīng)器溢流到貯槽，經(jīng)計(jì)量體積和分析其組分后送往蒸發(fā)潔凈工段。 為使電解液的 pH 值維持在最佳范圍內(nèi)，由微機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)節(jié)鹽酸加入量，電解溫度由微機(jī)控制檢測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)反應(yīng)器冷卻水流 量，使電解溫度維持在要求范圍內(nèi)。開車或停車時(shí)，向反應(yīng)器中充 N2氣，以置換殘余的空氣或 H2 氣，防止形成爆鳴氣體。 精制工段 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 17 來自電解工段的電解完成液，用加料泵送至電解液預(yù)熱器，使其溫度預(yù)熱至 85℃左右進(jìn)入 I 效蒸發(fā)器，用生蒸汽加熱，濃縮液借助于壓力差自動(dòng)進(jìn)料到II 效蒸發(fā)器，用 I 效二次蒸汽加熱，使其濃縮液氯酸鈉含量達(dá) 880g/l，用采鹽泵打入旋液分離器進(jìn)行分鹽，頂流清液進(jìn)入真空結(jié)晶器內(nèi)進(jìn)行冷卻、結(jié)晶，然后送至離心機(jī)進(jìn)行固液分離，氯酸鈉固體再經(jīng)氣流干燥后即為成品，離心機(jī)分離出的母液再返回真空結(jié)晶器 或返回電解液貯槽循環(huán)使用。 鹽泥系統(tǒng) 旋液分離器分離出來的鹽泥，進(jìn)入鹽泥高位槽，靠位差進(jìn)入濾鹽器進(jìn)行固液分離，固體鹽泥用蒸汽冷凝水化鹽后送返鹽水工段，濾鹽器分離出的母液用泵送至真空結(jié)晶器進(jìn)一步冷卻、結(jié)晶。 自動(dòng)控制說明 自動(dòng)化水平 根據(jù)工藝對(duì)測(cè)量控制的要求，對(duì)重要的控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，對(duì)主要測(cè)量參數(shù)集中記錄、指示、累計(jì)。自動(dòng)調(diào)節(jié)方案是經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)使用可行的，為了安全生產(chǎn)，對(duì)影響安全生產(chǎn)的參數(shù)設(shè)有信號(hào)報(bào)警系統(tǒng)和連鎖系統(tǒng)，操作人員可在控制室內(nèi)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行監(jiān)視、控制和事故處 理，對(duì)一般參數(shù)則就地檢測(cè)指示，供操作人員現(xiàn)場(chǎng)巡回檢查用。 儀表選型 根據(jù)工藝生產(chǎn)的特點(diǎn)和要求，采用國(guó)內(nèi)引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的 EK 系列全電子式工業(yè)過程儀表對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行操作控制、參數(shù)顯示、報(bào)警連鎖。 EK 系列儀表由于設(shè)計(jì)水平高，生產(chǎn)工藝先進(jìn)，使其具有質(zhì)量好、性能穩(wěn)定、功能完善、結(jié)構(gòu)合理、操作維修方便等特點(diǎn)。 現(xiàn)場(chǎng)變送器采用 1751 電容式變送器，它具有較高的精度，變送部分無機(jī)械部件，可靠性高，具有較高的耐腐蝕性能。 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 18 采用微型計(jì)算機(jī)對(duì)電解槽 PH 值進(jìn)行控制。 指示、記錄部分采用數(shù)字式顯示儀及 EKR230A 記錄儀。 調(diào)節(jié)部分次采用 EKD100 數(shù)字式調(diào)節(jié)器。 由于工藝介質(zhì)大多數(shù)均為腐蝕性介質(zhì)，對(duì)于與這些介質(zhì)接觸的檢測(cè)儀表和閥門則采用相應(yīng)的耐腐蝕材料，如：橡膠襯里、聚四氟乙烯、蒙乃爾、哈氏合金、鈦、鉭材等。 消耗定額 氯酸鈉消耗定額見下表： 氯酸鈉消耗定額表 (以每噸氯酸鈉產(chǎn)品計(jì) ) 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 單耗 1 原鹽（折 NaCl100%） 91% t 2 Na2CO3 98% kg 3 NaOH 30% kg 4 BaCl2 98% kg 5 鹽酸 31% kg 40 6 聚丙烯酸鈉 kg 7 紅凡鈉 kg 8 電解電（直流電） KWh 5500 9 動(dòng)力電 KWh 300 10 蒸餾水 m3 100 11 蒸汽 t 主要設(shè)備選型 按年產(chǎn) 5 噸氯酸鈉生產(chǎn)能力，主要設(shè)備選型見下表： 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 19 序號(hào) 主要設(shè)備名稱 規(guī)格 臺(tái)數(shù) 1 鹽水工段 化鹽桶 Φ 4600 4600 2 2 BaCl2高位槽 φ 2500 3000 1 3 純堿高位槽 φ 2500 3000 1 4 反應(yīng)槽 4000 500 500 2 5 溶解槽 φ 3000 3000 2 6 澄清桶 φ 8000 8000 1 7 過濾器 F=200m2 3 8 精 鹽水貯槽 Φ 8000 80000 2 9 泥漿貯槽 φ 6000 6000 1 10 壓濾機(jī) 150m2 2 11 濾液池 8000 6000 3000 1 12 配水槽 φ 8000 8000 2 13 電解工段 鹽水高位槽 φ 4000 5000 2 14 鹽酸高位槽 φ 5000 5000 2 15 電完液受槽 Φ 5000 5000 6 16 電完液貯槽 Φ 8000 8000 4 17 電 解 槽 2500t/a 20 18 氣體凈化塔 Φ 800 8000 2 19 水環(huán)真空泵 3 20 精制工段 電解液預(yù)熱器 F=180m2 1 21 I 效蒸發(fā)器 F=250m2 1 22 II 效蒸發(fā)器 F=250m2 1 23 旋液分離器 Φ 300 3000 1 24 鹽霧捕集器 Φ 1500 3000 1 25 真空結(jié)晶器 Φ 1000 10000 2 26 離心機(jī) 2 27 旋風(fēng)分離器 1 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 20 序號(hào) 主要設(shè)備名稱 規(guī)格 臺(tái)數(shù) 28 成品貯槽 Φ 4000 10000 2 29 無油潤(rùn)滑空氣壓縮機(jī) 2 5 原料、輔助材料及動(dòng)力供應(yīng) 主要原料供應(yīng) 主要原料鹵水，由園區(qū)自備礦鹽及輸鹵管道工程直接供給。其他化工原料本地化工廠既可供應(yīng)。主要原材料消耗表如下： 表 51 主要原材料消耗 序號(hào) 名稱 規(guī)格 消耗量（年） 備注 1 原鹽（折 NaCl100%） 91% 29350t 2 Na2CO3 98% 210t 3 NaOH 30% 415t 4 BaCl2 98% 675t 5 鹽酸 31% 2021t 6 聚丙烯酸鈉 7 紅凡鈉 199t 水、電、汽等公用工程供應(yīng) 本項(xiàng)目所需電力、蒸汽由廠區(qū)附近電廠直供。水、電、汽消耗量見下表： 表 52 水電汽等消耗 序號(hào) 名稱 規(guī)格 消耗量（年） 備注 1 電解電（直流電） 27500 萬 kWh 2 動(dòng)力電 1500 萬 kWh 3 水 500 萬 m3 4 蒸汽 萬 t 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 21 6 建廠條件和廠址方案 建廠條件 理位置 XX 市地處河南省西 南部 ,是中南地區(qū)燃煤的主要發(fā)運(yùn)地之一。境內(nèi)公路、鐵路四通八達(dá)，交通運(yùn)輸十分便利。 廠址 位于 XX 市東南角，距市中心約 8 公里 ，緊臨高陽路和外環(huán)路，交通運(yùn)輸十分便利。 （ 1） 水文、氣象條件 氣溫：年平均氣溫 ℃ 年極端最高氣溫 ℃ 年極端最低氣溫 12℃ 濕度：年平均相對(duì)濕度 % 風(fēng)：常年主導(dǎo)風(fēng)向 東北風(fēng) 最大風(fēng)速 24m/s 平均風(fēng)速 m/s 降雨量：年平均降水量