【文章內(nèi)容簡介】 樹脂在 PH值為 吸附量是最大的。 一次鹽水經(jīng)鹽酸中和后進(jìn)入螯合樹脂塔，鹽水中微量 Ca2+、 Mg2+離子和螯合樹脂形成螯鉗物，當(dāng)吸附的金屬離子達(dá)到一定量時(shí)，加入鹽酸控制 PH值為 1左右進(jìn)行脫洗，原先絡(luò)合的金屬離子全部洗脫，在已洗脫金屬離子的 樹脂中加入 KOH溶液，調(diào)節(jié) PH值為 14左右，螯合平衡移動(dòng)，樹脂又會(huì)到吸附前的狀態(tài)，完成螯合樹脂的再生過程。鹽水經(jīng)串聯(lián)操作的二個(gè)螫合樹脂塔，鹽水中鈣、鎂離了含量可降至 30PPM（ Wt）以下，滿足離子膜電槽全部性能和穩(wěn)定操作的要求。 螯合樹脂塔的操作和再生是自動(dòng)控制的，再生周期用微機(jī)控制。 在再生用鹽酸槽里加入 31％鹽酸和純水配成 5％的再生用稀鹽酸。在再生用氫氧化鉀槽中加入 35％氫氧化鉀和純水配成 4％的再生用稀堿液，12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 13 供螯合樹脂再生用，再生時(shí)排出的廢液經(jīng)泵送至鹽水一次精制化鹽用。 鹽水二次精制工藝流程見附圖。 （ 2）電解 二次精制鹽水自高位槽靠位差自流入電解槽的陽極室，從水站來的無離子水流如電解槽的陰極室，通直流電進(jìn)行電解。陽極室產(chǎn)生氯氣和淡鹽水，淡鹽水入貯槽用泵送脫氯塔，氯氣送至氯氫處理工段。陰極室產(chǎn)生氫氣和 32％（ Wt） KOH， 32％ %（ Wt） KOH進(jìn)入堿液循環(huán)槽。經(jīng)泵部分作成品送至蒸發(fā)生產(chǎn)固堿，一部分加純水控制一定的 KOH濃度循環(huán)回電槽，產(chǎn)生的氫氣送去氯氫處理。 離子膜電解工藝流程見附圖。 （ 3）淡鹽水脫氯 在淡鹽水貯槽中加入鹽酸，調(diào)節(jié) PH值至 — ，用泵送到脫氯塔，脫氯塔與真空泵相連，使塔內(nèi)呈真空狀 態(tài)，減少了在淡鹽水中的溶解氯，脫出的氯氣送氯氫處理。 在脫氯鹽水槽中加入 35％氫氧化鉀，調(diào)節(jié)淡鹽水 PH值在 7— 9之間，游離氯含量在 — 25mg/l，用泵經(jīng)管道加 SO2進(jìn)一步脫除游離氯后送作鹽水一次精制。 淡鹽水脫氯工藝流程見附圖。 3 氯氫處理 （ 1）氯氣處理 由電解來的濕氯氣（常壓、 t＝ 85℃）進(jìn)入氯氣洗滌塔與循環(huán)氯水進(jìn)行熱交換。使氯氣溫度下降到約 45℃，然后進(jìn)人氯氣冷卻器與冷凍水（ 10℃）進(jìn)行換熱，熱交換后的氯氣（ 12℃）經(jīng)水霧分離器進(jìn)入泡沫干燥塔和填料干燥塔下部與硫酸高位槽下來的 95％ 硫酸（ 15℃）逆流接觸進(jìn)行干燥，出塔氯氣溫度約 35℃，含水 400ppm。干燥后的氯氣進(jìn)入氯氣壓縮機(jī)12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 14 壓縮，再經(jīng)酸分離器及酸捕沫器除去液酸后，送至氯化氫合成工段。 98％硫酸由外管送入硫酸貯槽后由液下泵打入硫酸高位槽，然后自流入填料干燥塔作為液環(huán)介質(zhì)。出填料干燥塔的硫酸溫度約為 52℃，經(jīng)酸冷卻器冷卻后酸溫達(dá) 40℃，濃度 95%，由硫酸液下泵打入 95％硫酸高位槽，靠位差自流入泡沫干燥塔上部，吸水后出塔硫酸濃度為 75％，再自流入稀酸貯槽，靠稀硫酸泵打入槽車運(yùn)出。 氯氣處理工藝流程見附圖。 （ 2）氫氣處理 電解來的濕氫 氣（常壓、 t＝ 85℃）進(jìn)入氫氣冷卻塔下部，由塔上部加入的生產(chǎn)上水直接噴淋冷卻。出塔氫氣溫度 40 ℃，由氫氣壓縮機(jī)壓縮后、再經(jīng)水分離器、水霧捕沫器，經(jīng)水冷卻器冷卻后送去合成氯化氫。 氫氣冷凝塔中的上水經(jīng)水封和虹吸收后回收一部分氫氣，下水用水泵輸送到水循環(huán)裝置使用。 氫氣處理工藝流程見附圖。 （ 3）硫酸回收 由氯氣處理工段來的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 75%左右的廢硫酸進(jìn)入稀酸儲(chǔ)罐，用酸泵打到高位槽。稀硫酸通過轉(zhuǎn)子流量計(jì)加到存有母液的濃縮鍋內(nèi)，經(jīng)過升溫、濃縮、冷卻成溫度為 15℃左右，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 96%以上的合格產(chǎn)品。經(jīng)計(jì)量罐后 進(jìn)入儲(chǔ)罐，返回氯氣處理工段干燥室再利用。工藝指標(biāo)如下： 廢硫酸濃縮各項(xiàng)工藝指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo)（干燥酸） （廢） w（ H2SO4） /% 75～ 80 廢硫酸流量 視爐膛溫度 塔頂 130～ 180 爐膛溫度 /℃ 600～ 750 冷卻水 水溫適宜，及時(shí)開關(guān) 12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 15 酸槽液面高度 高度適宜，及時(shí)輸送 濃硫酸密度 視濃度和溫度不同查表 （濃縮） w（ H2SO4） /%≥ 96 l、 4 氯化氫合成 由氯氫處理來的氯氣經(jīng)緩沖罐、阻火器，進(jìn)入二合一石墨氯化氫合成爐的下部。氫氣經(jīng)緩沖罐，用氫泵打入氫氣分水器、阻火器 ，從二合一石墨氯化氫合成爐下部側(cè)口進(jìn)入，經(jīng)合成進(jìn)入石墨冷卻器換熱，冷卻，用稀酸吸收后得 31％的高純鹽酸，送入鹽酸貯槽用泵送作離子膜電解用或經(jīng)計(jì)量罐包裝外售。 在三合一合成鹽酸爐中未被吸收的尾氣進(jìn)入尾氣吸收塔用軟水吸收，尾氣塔中未被吸收的微量廢氣由水力噴射器抽出經(jīng)氣液分離器分離后排放。 氯化氫合成工藝流程見附圖。 l、 5 蒸發(fā)及固堿 32％ KOH進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器經(jīng)濃堿泵 蒸發(fā)器、濃堿泵 進(jìn)入最終濃縮器得熔融堿，再經(jīng)片堿機(jī)制成片狀固堿，再用包裝機(jī)包裝產(chǎn)品。 生蒸汽進(jìn)蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的二次蒸汽及最終濃縮器出 來的二次蒸汽一起進(jìn)入預(yù)蒸發(fā)器，不凝性氣體由真空泵抽出排至大氣中。 熔鹽經(jīng)泵、熔鹽加熱爐、最終濃縮器再回流到熔鹽貯槽循環(huán)使用。 蒸發(fā)及固堿工藝流程見附圖。 l、 6 廢氣處理 用 30%氫氧化鉀堿液和純水加入堿液底位槽，配成 20%氫氧化鉀堿液，再用堿泵送入堿液高位槽。當(dāng)開停車及事故處理時(shí)，氯氣壓力≥ 600Pa時(shí)，氯氣就沖出水封槽進(jìn)入氯氣吸收塔的低部，氣動(dòng)閥自動(dòng)打開，風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，堿高位槽中的堿液進(jìn)入氯氣吸收塔，從不同高度的噴頭呈霧狀噴出，12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 16 與逆流而上的氯氣充分接觸，進(jìn)行了化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)后生成的次氯酸鉀從塔底 流進(jìn)堿底位槽，當(dāng)達(dá)到次氯酸鉀成品濃度時(shí)，打入成品貯槽。作為副產(chǎn)品裝車出售。未被吸收的氯氣達(dá)到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)后從塔頂排入大氣。 當(dāng)堿液低位槽氫氧化鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降至 10%時(shí)，從旁路泵去制備次氯酸鉀。此時(shí)堿液低位槽純新配置質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20%的液堿。吸收液經(jīng)冷卻后循環(huán)使用 當(dāng)堿液高位槽堿液到低位時(shí)，堿泵連鎖自動(dòng)送堿至堿液高位槽。達(dá)到高位時(shí)，堿泵自停。 本系統(tǒng)為開停車、事故發(fā)生時(shí)即開裝置。 廢氣處理工藝見附圖。 2 消耗定額 1 氫氧化鉀 氫氧化鉀液堿（≥ 32%折 100%計(jì)） 消耗 序號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 噸產(chǎn)品 消耗定額 備 注 1 鉀鹽 KCl以 100%計(jì) kg 1350 2 氫氧化鉀 KOH 35% kg 3 碳酸鉀 K2CO3 8% kg 4 氯化鋇 BaCl2 20% kg 10 5 次氯酸鉀 KClO 100% 計(jì) kg 自供 6 三氯化鐵 FeCl3 100% 計(jì) kg 7 戈?duì)柲? 攤?cè)雵嵪? 8 螯合樹脂 C476 kg 9 鹽酸 HCl 31% kg 10 二氧化硫 SO2 % kg 1 濃硫酸 H2SO4 98% kg 18 12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 17 1 12 純水 電阻率 1 105Ω .cm m3 2 13 生產(chǎn)上水 22℃ m3 25 14 循環(huán)水 32℃ m3 100 15 直流電 KWh 1760 16 動(dòng)力電 380V . 50HZ KWh 185 17 蒸汽 飽和 kg 100 18 裝置空氣 Nm3 103 19 儀表空氣 Nm3 227 20 離子交換膜 NX550 kg 以壽命 2年計(jì) 片堿（以 1噸 100%KOH計(jì)）消耗定額 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 噸產(chǎn)品 消耗定額 備注 1 電解液 KOH 32% kg 2986 2 食糖 食品級(jí) kg 3 消泡劑 kg 4 溶鹽 噸 約 開車時(shí)一次投料 5 生產(chǎn)上水 22℃ m3 10 6 循環(huán)水 32℃ m3 148 7 蒸汽 噸 8 動(dòng)力 380V . 50HZ KWh 60 9 燃料 KJ 104 10 氮?dú)? N2≥ 98% Nm3 2 12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 18 11 裝置空氣 Nm3 60 2 氯化氫（以 1噸 31%HCl計(jì)）消耗定額 序號(hào) 名稱 規(guī)格 單位 噸產(chǎn)品 消耗定額 備注 1 氯氣 kg 以 100%Cl2計(jì) 2 氫氣 kg 以 100%H2計(jì) 3 循環(huán)水 32℃ m3 25 4 動(dòng)力 380V . 50HZ KWh 1 5 生產(chǎn)上水 22℃ m3 9 6 氮?dú)? Nm3 開停車用 7 純水 電阻率 1*105Ω CM m3 3 單位消耗總量及產(chǎn)品量 序 號(hào) 名 稱 規(guī) 格 單 位 噸產(chǎn)品 單位價(jià) 備 注 消耗定額 （元） 1 鉀鹽 KCL以 100%計(jì) kg 1350 2 碳酸鉀 K2CO3 8% kg 自供 3 氯化鋇 BaCL2 20% kg 10 4 戈?duì)柲? 攤?cè)雵嵪? 5 螯合樹脂 C476 kg 200 6 次氯酸鉀 KClO 100% 計(jì) kg 自供 7 三氯化鐵 FeCl3 100% 計(jì) kg 8 二氧化硫 SO2 % kg 9 鹽酸 HCl 31% kg 自供 10 濃硫酸 H2SO4 98% kg 18 11 離子交換膜 NX551 m2 5930 以壽命 12 食糖 食品級(jí) kg 3 13 消泡劑 kg 25 14 原料煤 噸 140 15 新鮮水 m3 12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 19 16 電 kW 2020 17 包裝袋 個(gè) 2 18 蒸汽 噸 5 總計(jì) 序 號(hào) 項(xiàng)目名稱 規(guī) 格 單 位 數(shù) 量 單 價(jià) 備 注 （元） 1 氫氧化鉀 ＞ 95% 噸 1 1800 2 氯化氫 ≥ 93% 噸 1600 總計(jì) 3 自控技術(shù)方案 1 自控水平和主要控制方案 采用 DCS控制系統(tǒng)，通過過程檢測控制站對(duì)離子鉀堿現(xiàn)場各類變送器和馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)及停止?fàn)顟B(tài)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及過程控制輸出。以操作站作為人機(jī)接口和過程控制窗口，操作系統(tǒng) WndowsNTworkstation ，具有良好的人機(jī)界面，操作人員在控制室內(nèi)通過鍵盤操作可介入生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)離子膜鉀堿各工段重要工藝參數(shù)的集中顯示、過程控制及操作管理 等。當(dāng)過程控制參數(shù)越限時(shí) DCS系統(tǒng)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員注意。對(duì)于重要工藝參數(shù)設(shè)立聯(lián)鎖停車裝置，當(dāng)聯(lián)鎖發(fā)生時(shí)除 DCS內(nèi)部發(fā)出聲光報(bào)警外，控制室設(shè)置 DCS外部聲光報(bào)警聯(lián)鎖臺(tái)柜，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，當(dāng)某一停車聯(lián)鎖參數(shù)超越安全極限值時(shí)， DCS系統(tǒng)將無條件執(zhí)行裝置安全聯(lián)鎖停車命令。 DCS系統(tǒng)每臺(tái)操作站都具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、操作管理的功能，且互為備用，當(dāng)某一操作站發(fā)生故障時(shí)，可自動(dòng)切換到另一操作站進(jìn)行操作。同時(shí)， DCS系統(tǒng)還具有冗余設(shè)置的通訊網(wǎng)絡(luò)、主控制卡、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)卡以及重要 I／ O卡件的冗余設(shè)置。此外，為了確保二次精鹽 水的質(zhì)量，對(duì)鹽水過濾和二次鹽水精制工藝所有自控間閥門的操作均采用可編程序控制器 PLC來實(shí)現(xiàn)程序控制。 2 DCS系統(tǒng)配置 DCS系統(tǒng)由操作站（ 2套）（包括 DCS外部聯(lián)鎖報(bào)警臺(tái)柜、打印機(jī)臺(tái)及打印12 萬噸 /年氫氧化鉀可行性研究報(bào)告 20 機(jī)）、現(xiàn)場控制站（ 2套）（包括端子轉(zhuǎn)接柜、繼電器輸出柜、安全柵柜等）、工程師站（ 1套）等組成。 （ 1）操作站 采用落地式操作站，配有落地式操作臺(tái)柜、 21＂ CRT彩色顯示器、標(biāo)準(zhǔn)操作員鍵盤（ PVC薄膜防水、防塵、防腐，金屬封裝）標(biāo)準(zhǔn)二鍵或三鍵式鼠標(biāo)、工控機(jī)（主頻 800MHZ，內(nèi)存容量 128 MRAM以上，硬盤 20G以上），具有集中顯示、操作管理的功能。此外，操作室內(nèi)配有落地式打印機(jī)臺(tái)、打印機(jī)、DCS外部報(bào)警臺(tái)柜，用于聯(lián)鎖報(bào)警及打印報(bào)表。 （ 2）現(xiàn)場控制站 采用柜式結(jié)構(gòu)，內(nèi)裝冗余的中央處理控制單元、電源單元、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通訊單元、內(nèi)部通訊網(wǎng)線及冗余或不冗余的 I/O卡件等，其作用是用于對(duì)過程參數(shù)的采集、數(shù)據(jù)處理及控制。此外，機(jī)柜室內(nèi)設(shè)置端子轉(zhuǎn)接柜、繼電器柜及 UPS不間斷電源等裝置。 （ 3）工程師站 通過冗余的通訊網(wǎng)絡(luò)與操作站、現(xiàn)場控制站相連接，具有操作站的所有功能及系統(tǒng)組態(tài)