【文章內(nèi)容簡介】 “ 十二五 ” 期間投產(chǎn)，鉀肥潛在盈余也將從今年的760 萬噸增長至 1580萬噸。中國國產(chǎn)氯化鉀產(chǎn)能也將在 20xx～ 20xx年出現(xiàn)較大增長， 20xx年實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定，自給能力大幅提升。 據(jù)專家預(yù)測(cè)， 20xx～ 20xx年，全球鉀肥供應(yīng)量的增長，從產(chǎn)品角度出發(fā)，新增加的鉀肥主要是氯化鉀，且基本上是大顆粒產(chǎn)品，其余 5%則是硫酸鉀以及硫酸鉀鎂。從 時(shí)間上來說， 20xx年產(chǎn)能增長較為平緩，增長接近 70萬噸氯化鉀。剩余增長的 2580萬噸將在 20xx～20xx 年實(shí)現(xiàn)，平均每年增長 650萬噸。 隨著農(nóng)民種糧積極性的提高，化肥等農(nóng)資的需求仍將保持增長趨勢(shì)， 20xx年我國化肥供給缺口仍需進(jìn)口補(bǔ)充。盡管我國是化肥生產(chǎn)大國，但同時(shí)也是全球最大的化肥消費(fèi)國，加上由于化肥生產(chǎn)結(jié)構(gòu)不甚合理，氮肥產(chǎn)量過多，而磷肥和鉀肥特別是鉀肥的供給則不足，因此需要通過大量進(jìn)口來彌補(bǔ)供給的不足。 20xx年我國進(jìn)口的主要為吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 11 磷肥和鉀肥，化肥進(jìn)口量占所有肥料進(jìn)口總量的比重 越來越低， 20xx年化肥 進(jìn)口量占肥料進(jìn)口總量的比重為 %。 20xx年是氮肥和磷肥產(chǎn)能擴(kuò)張的主要年份， 20xx年新增產(chǎn)能比 20xx 年相對(duì)較少，而鉀肥的產(chǎn)能擴(kuò)張速度遠(yuǎn)趕不上需求的增長速度。 20xx年后進(jìn)口化肥主要將以鉀肥為主。 長遠(yuǎn)來看，中國化肥行業(yè)面臨需求和成本的雙重壓力。 十一五 期間，將是化肥行業(yè)的整合期和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整期，富含磷、鉀的高濃度肥將成為今后的重點(diǎn)產(chǎn)品。 總之， 農(nóng)業(yè)硫酸 鉀 有著廣闊的應(yīng)用前景。我國是 人口眾多，資源短缺的 農(nóng)業(yè)大國 ,本項(xiàng)目的建設(shè)可提高化肥利用率 ， 減少因不合理施肥造成資源浪費(fèi)，對(duì)保障糧食安全、減 少環(huán)境壓力，發(fā)展可持續(xù)高效農(nóng)業(yè) ， 起到了一定的作用， 符合國家 的 產(chǎn)業(yè)政策。 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 12 3 建設(shè)規(guī)模及建設(shè)內(nèi)容 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)目前 農(nóng)用硫酸鉀 的國內(nèi)國際市場(chǎng)情況、當(dāng)?shù)卦系馁Y源以及設(shè)備、經(jīng)濟(jì)效益等多種因素綜合確定建設(shè)規(guī)模為年產(chǎn) 農(nóng)用硫酸鉀 5 萬噸、 工業(yè)鹽酸 6 萬噸。 產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo) 硫酸鉀 產(chǎn)品 規(guī)格指標(biāo)表 （ GB2040620xx） 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 氧化鉀 （ K2O） % ≥ ≥ 氯含量 （ CL） % ＜ ＜ 水分 含量 （ H2O） % ＜ ＜ 游離酸 （ 以 H2SO4） % ＜ ＜ 注：外觀為無色或白色的粉末結(jié)晶體 鹽酸產(chǎn)品 規(guī)格指標(biāo)表 （ GB3201993） 項(xiàng)目 指標(biāo) 優(yōu)等品 一等品 總酸度 （ 以 HCL 計(jì) ） % ＞ ＞ 硫酸鹽 （ 以 SO4計(jì) ） % ＜ ＜ 鐵 含量 （ Fe） % ＜ ＜ 砷含量 （ As） % ＜ ＜ 灼燒殘?jiān)?含量 % ＜ ＜ 氧化物 （ 以 CL計(jì) ） % ＜ ＜ 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 13 建設(shè)內(nèi)容 產(chǎn)品名稱 日產(chǎn)量 （噸） 年產(chǎn)量 （噸） 農(nóng)用 硫酸鉀 50000 工業(yè)鹽酸 60000 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 14 4 廠址選擇 廠址所在位置現(xiàn)狀 廠址地理位置 及占地面積 該項(xiàng)目擬建地點(diǎn)為 松原市寧江區(qū)雅達(dá)虹工業(yè)園區(qū) 。 占地 約 4萬平方米 。 廠址建設(shè)條件 、地貌、地震情況 本項(xiàng)目 的 新建廠區(qū) 在 松原市 寧江區(qū)雅達(dá)虹工業(yè)園區(qū) 內(nèi) ，地處松遼平原中部，微地貌單元為松遼波狀臺(tái)地地貌類型，有折堊紀(jì)泥岸、砂岸互層構(gòu)成基低巖系，基本上覆蓋著厚度不等的粘土。 松原 市歷史上無較大的破壞性地震， 寧江區(qū)雅達(dá)虹工業(yè)園區(qū) 內(nèi) 無較大的斷裂帶通過，屬構(gòu)造活動(dòng)影響較小的地區(qū)，按國家地震區(qū)劃，屬烈度 8 度區(qū)。 氣象條件 屬典型的溫帶大陸性氣候，四季分明，年平均氣溫在 ℃ 左右，年均降雨量 600 毫米，無霜期 140 天左右，詳見下表。 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 序號(hào) 項(xiàng)目 數(shù)據(jù) 1 月 平均 最高 氣溫 ℃ 6 年 平均風(fēng)速 2 月 平均 最低 氣溫 ℃ 7 月 平均相對(duì) 最高 濕度 74% 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 15 3 年極端最高氣溫 ℃ 8 月 平均相對(duì) 最低 濕度 66% 4 年極端最低氣溫 ℃ 9 冬季土壤凍結(jié)深度 米 5 常年主導(dǎo)風(fēng)向 西南 10 年平均氣壓 場(chǎng)地水文地質(zhì)條件 該 廠址 地下水屬潛水類型，埋藏在粉質(zhì)粘土層中，地下水穩(wěn)定水位 米，標(biāo)高 米，與初見水位基本一致，年變 米左右。 根據(jù) 松原 市內(nèi)多年降水經(jīng)驗(yàn)結(jié)合場(chǎng)地具體土質(zhì)條 件，粉質(zhì)粘土含水層平均滲透系數(shù)為 K=。 場(chǎng)地地層結(jié)構(gòu)及巖土物理力學(xué)性質(zhì)如下： 1． 雜填土、耕質(zhì)土：雜色，由建筑垃圾及粘性土回填組成，結(jié)構(gòu)松散，場(chǎng)地內(nèi)普遍分布，層厚 米 2． 粉質(zhì)粘土：褐黃色，中等壓縮性，可塑狀態(tài)，局部稍軟，層厚 米。 3． 粉質(zhì)粘土：灰 灰黑色，可塑狀態(tài)，中等壓縮性，局部夾有薄細(xì)沙，層厚 米。 4． 粗砂：灰 黃褐色，密實(shí)狀態(tài)，局部含中砂，底部漢礫石，層厚 米。 5． 全風(fēng)化泥質(zhì)頁巖：灰紫 色，硬塑狀態(tài)，該層較薄，層厚 米。 6． 砂巖：灰白 灰綠色，強(qiáng)風(fēng)化，由石英等組成，層厚 米。 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 16 7． 強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)頁巖：紫紅色，堅(jiān)硬狀態(tài)，該層未揭穿，控制層厚 米。 環(huán)境條件 廠址四周無污染源、無名勝古跡及自然保護(hù)區(qū)，項(xiàng)目對(duì)廢水、廢氣、廢渣均做綜合治理，達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)。項(xiàng)目建設(shè)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境不會(huì)造成影響，項(xiàng)目具備良好的環(huán)境條件。 交通條件 園區(qū)周邊鄰近 京哈鐵路、哈大高速鐵路客運(yùn)專線、同三高速公路（北京至哈爾濱段） ， 國道 102 線和省道 301 線（科鐵線）穿 城而過，交通便利。 水、電供應(yīng)條件 園區(qū) 基礎(chǔ)設(shè)施完備， 水、 電供應(yīng) 均 可 由 園區(qū) 供給 。 綜上，該廠址選擇是合理的。 吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 17 5 技術(shù)方案、設(shè)備方案和工程方案 技術(shù)方案 工藝技術(shù)路線確定 目前硫酸鉀生產(chǎn)的主要方法主要有三種：曼海姆法、硫酸鎂復(fù)分解法和鹽湖法，本項(xiàng)目硫酸鉀的生產(chǎn)選用德國曼海姆法制硫酸鉀工藝技術(shù)，副產(chǎn)工業(yè)鹽酸。該法以氯化鉀和濃硫酸為原料，在曼海姆反應(yīng)爐中，于 520～ 540℃和微負(fù)壓條件下，濃硫酸和氯化鉀進(jìn)行熱分解反應(yīng)，生成硫酸鉀和氯化氫氣體。氯化氫經(jīng)冷卻后用水吸收 后制得副產(chǎn)品工業(yè)鹽酸。 曼海姆法生產(chǎn)農(nóng)用硫酸鉀工藝已相當(dāng)成熟，是世界公認(rèn)目前最成熟的硫酸鉀生產(chǎn)工藝。以該法生產(chǎn)農(nóng)用硫酸鉀產(chǎn)品對(duì)反應(yīng)爐材質(zhì)要求較高（耐高溫、耐腐蝕、導(dǎo)熱效果好），維修費(fèi)用較高，但是該法產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，技術(shù)成熟可靠。至今，國內(nèi)以該法生產(chǎn)的農(nóng)用硫酸鉀約占國內(nèi)農(nóng)用硫酸鉀產(chǎn)量的 70%，極其有效的解決了國內(nèi)部分地區(qū)工業(yè)硫酸過剩難處理的局面。 工藝 原理 曼海姆法因采用德國曼海姆研制出的硫酸鹽機(jī)械爐生產(chǎn)技術(shù)而得名。曼海姆法生產(chǎn)的硫酸鉀約占世界產(chǎn)量的 46%。其化學(xué)反應(yīng)原理為濃硫酸與氯化鉀在微負(fù)壓及 520～ 540℃條件下進(jìn)行熱分解反應(yīng)，生成硫酸鉀和氯化氫氣體，連續(xù)分別從爐內(nèi)引出后，硫酸鉀粗料再經(jīng)吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 18 粉碎、石灰中和，得硫酸鉀成品；氯化氫氣體再以稀鹽酸吸收、水吸收，制得工業(yè)鹽酸產(chǎn)品。化學(xué)反應(yīng)式如下： ??? ??? H C lSOKSOHKCl 22 4242 反應(yīng)分兩步進(jìn)行： 第一步： ???? ??? H C lK H S OSOHKCl 442 放熱 第二步： ???? ??? H C lSOKK H S OKCl 424 吸熱 工藝 流程簡述 1． 硫酸鉀的制備及氯化氫氣體的生成 硫酸鉀的制備及氯化氫氣體的生成在反應(yīng)室內(nèi)完成。反應(yīng)室內(nèi)溫度控制在 500～ 530℃，按適宜的投料比經(jīng)計(jì)量裝置連續(xù)投入氯化鉀、98%硫酸，在反應(yīng)床內(nèi)充分混合反應(yīng)后生成硫酸鉀及氯化氫氣體。其中氯化氫氣體被氯化氫風(fēng)機(jī)連續(xù)抽走并維持反應(yīng)室呈微負(fù)壓，成品硫酸鉀則連續(xù)移出反應(yīng)爐并進(jìn)入左、右推料機(jī)，硫酸鉀經(jīng)冷卻與進(jìn)一步破碎、推移由氣封螺旋輸送器送至皮帶輸送機(jī)，再經(jīng)粉碎、過篩、添加少量石粉中和酸度后進(jìn)入 成品料倉，計(jì)量包裝送至硫酸鉀成品庫。 2． 氯化氫氣體的降溫、洗滌與硫酸氣體吸收 反應(yīng)室生成氯化氫氣體，出口溫度高達(dá) 400℃，需進(jìn)行換熱降溫至≤ 50℃，以利于硫酸氣的洗滌和鹽酸的制備。因氯化氫氣體內(nèi)尚含有微量的塵雜物，為防止冷卻器堵塞，設(shè)有混酸洗滌設(shè)備。 伴有少量硫酸氣及物料微粒的氯化氫氣體自反應(yīng)室排出后。進(jìn)入硫酸氣洗滌塔內(nèi)進(jìn)行洗滌，混酸吸收液連續(xù)移出送至混酸中間槽。補(bǔ)充的稀鹽酸由尾氣回收系統(tǒng)送來，經(jīng)洗滌后的氯化氫氣體則進(jìn)入制酸吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 19 系統(tǒng)。 3． 鹽酸的制備 洗滌后的氯化氫氣體 與來自鹽酸吸收塔的稀鹽酸順流進(jìn)入鹽酸吸收塔，完成降膜吸收過程，濃鹽酸送至鹽酸中間槽。因吸收塔氯化氫反應(yīng)為一放熱過程，需將反應(yīng)熱移走才利于反應(yīng)的進(jìn)行，冷卻裝置控制水溫為≤ 40℃。未被吸收的氯化氫氣體進(jìn)入鹽酸吸收塔，與加入該塔的清凈水或稀酸液經(jīng)計(jì)量裝置連續(xù)投入并控制適量。鹽酸中間槽內(nèi)鹽酸控制一定液位，當(dāng)達(dá)預(yù)定液位后及時(shí)倒槽。鹽酸采樣分析合格后，用酸泵將鹽酸送入鹽酸儲(chǔ)罐灌裝銷售。鹽酸產(chǎn)品分 A 酸： 31%工業(yè)鹽酸； B 酸：含 5%硫酸的工業(yè)鹽酸。 4． 天然氣燃燒、空氣、煙道氣的鼓入、引出及換熱 天然氣公司 送來的天然氣經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入反應(yīng)爐燃燒室入口與助燃空氣混合燃燒，以達(dá)到維持反應(yīng)室反應(yīng)溫度所需熱量的目的；空氣由送風(fēng)機(jī)自大氣吸入經(jīng)送風(fēng)管道與煙道氣在復(fù)熱器內(nèi)換熱后送入燃燒室入口，以不斷提供天然氣燃燒所需氧氣量，燃燒室入口維持微負(fù)壓；煙道氣自燃燒室經(jīng)煙道、煙道室、復(fù)熱器由引風(fēng)機(jī)送至煙囪排入大氣，煙道氣在復(fù)熱器內(nèi)與冷空氣換熱降溫以達(dá)到熱量回收的目的。天然氣燃燒過程中要維持微負(fù)壓操作，通過控制調(diào)節(jié)天然氣送入量及送、引風(fēng)配比達(dá)到完全燃燒，且煙氣可排放達(dá)標(biāo)。 5． 酸氣回收系統(tǒng) 在鹽酸裝卸過程中，使用 國內(nèi)成熟 的氯化氫吸收塔 2臺(tái)，噴射泵2 臺(tái)，供車間向儲(chǔ)罐壓酸及銷售灌裝使用。開循環(huán)泵，吸收塔內(nèi)的水吉林新力源作物營養(yǎng)有限公司 5萬噸 /年硫酸鉀裝置 可行性研究報(bào)告 20 經(jīng)過循環(huán)后，在噴射泵吸入口形成負(fù)壓，將裝車時(shí)的酸氣吸入吸收塔中，被吸收塔內(nèi)的水吸收形成鹽酸，吸收塔內(nèi)的鹽酸可經(jīng)過旁路閥打入儲(chǔ)罐，尾氣被吸收塔中的填料活性炭吸收。 硫酸鉀 工藝流程 簡 圖如