【文章內(nèi)容簡介】 22 法形成核心競爭力。本項(xiàng)目將對部分鹽化工企業(yè)進(jìn)行整合改造，提升硫化堿產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平，提升企業(yè)的產(chǎn)品檔次、附加值和技術(shù)裝備水平，增強(qiáng)企業(yè)的整體素質(zhì)和市場競爭力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，從而使巴里坤硫化堿產(chǎn)業(yè)在工藝技術(shù)、生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、環(huán)境效益、企業(yè)核心競爭力等方面取得進(jìn)展。 （ 3）有利于經(jīng)濟(jì)發(fā)展 硫化堿是重要的無機(jī)鹽化工原料，它已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的許多領(lǐng)域，例如：造紙、皮革、有色金屬選礦、紡織、印染、顏 料、橡膠、醫(yī)藥、有機(jī)化工中間體、聚苯硫醚、聚硫橡膠、立德粉等十多個行業(yè)，硫化堿產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。 硫化堿產(chǎn)業(yè)屬資源依賴性產(chǎn)業(yè)，世界上進(jìn)行硫化堿生產(chǎn)的國家為數(shù)水多，總生產(chǎn)能力約為 150～ 200 萬噸 /年，國內(nèi)的硫化堿生產(chǎn)能力 60～80 萬噸 /年。近幾年隨著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和出口量的增加，國內(nèi)硫化堿的市場需求每年以 6%左右的速度遞增，因此，發(fā)展硫化堿產(chǎn)業(yè)具有較好的市場前景。 硫化堿產(chǎn)業(yè)屬巴里坤縣支柱產(chǎn)業(yè)和主要稅收來源產(chǎn)業(yè)。其工業(yè)產(chǎn)值約占巴里坤縣當(dāng)年國內(nèi)生產(chǎn)總值的 40%左右，其帶動作用巨大， 每年消耗的煤炭約占巴里坤縣煤炭總產(chǎn)量的 80%，給巴里坤縣的運(yùn)輸企業(yè)帶來 1000 萬 /噸千米左右的運(yùn)量，拉動運(yùn)輸產(chǎn)量約 300 萬元，全行業(yè)就業(yè)人數(shù)達(dá) 1800 人。隨著中國入世后皮革及橡膠助劑產(chǎn)品出口增長對硫化堿需求的帶動，使得近年來國內(nèi)硫化堿產(chǎn)品趨旺。該項(xiàng)目的實(shí) 23 施將加快發(fā)展巴里坤硫化堿工業(yè)。進(jìn)而拉動芒硝和煤炭等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，帶動巴里坤縣工業(yè)的快速增長，對促進(jìn)巴里坤縣的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會穩(wěn)定有著重要的意義。 綜上所述，巴里坤縣芒硝礦提出此項(xiàng)目是必要的，也是具有一定經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的。 項(xiàng)目實(shí)施目標(biāo)和任務(wù) 生產(chǎn)規(guī)模 巴里坤硫化堿行業(yè)與其它無機(jī)鹽行業(yè)一樣，存在廠點(diǎn)多、規(guī)模小、布局分散，以致造成消耗高、收率低、勞動條件差，“三廢”污染嚴(yán)重等問題。硫化堿行業(yè)只有達(dá)到一定規(guī)模，才能實(shí)現(xiàn)提高新產(chǎn)品檔次、提高資源附加值、提高效益，清潔環(huán)保、節(jié)能生產(chǎn)的要求。經(jīng)綜合經(jīng)濟(jì)、社會情況分析，本項(xiàng)目計(jì)劃擬訂為生產(chǎn) 5 萬噸 /年硫化堿為宜。 產(chǎn)品方案 依據(jù)國家市、國內(nèi)場需求情況，本項(xiàng)目產(chǎn)品方案擬定如下： 普通硫化堿： 60%級、 5 萬噸 /年； 產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量指標(biāo) 普通硫化堿：質(zhì)量指標(biāo)執(zhí)行國家（ GB/T105002021） 1 類品標(biāo)準(zhǔn)； 中華人民共和國硫化堿國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T105002021） 見下表： 24 指標(biāo)項(xiàng)目 指標(biāo)（ %） 1 類 2 類 3 類 優(yōu)等品 一等品 合格品 一等品 合格品 硫化鈉（ Na2S）含量≥ % 60 60 60 60 60 65 亞硫酸鈉（ Na2SO3）含量≤ % 2 硫代硫酸鋼（ Na2S2O3）含量≤ % 2 鐵（ Fe）含量≤ % 0． 03 0． 12 0． 2 0． 003 0． 005 0． 003 碳酸鈉（ Na2CO3）含量 ≤ % 3． 5 5 2 3 1 水不溶物含量≤ % 0． 2 0． 4 0． 8 0． 05 0． 1 0． 3 25 5 項(xiàng)目實(shí)施方案、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)施方案 工藝技術(shù)方案 工藝路線確定的原則和依據(jù) 工業(yè)硫化鈉生產(chǎn)方法很多，主要有碳還原硫配鈉法、燒堿吸收硫化氫法、硫化鋇副產(chǎn)法、氣體還原硫酸鈉法等。目前國內(nèi)生產(chǎn)工業(yè)硫化鈉基本上都采用碳還原硫配鈉法，主要原因是原料芒硝、煤資源豐富易得，工藝簡單，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。因此本項(xiàng)目使用本地芒硝、煤依托性強(qiáng)，可充分發(fā)揮本地資源優(yōu)勢。 國內(nèi)外工藝技術(shù)概況 （ 1）工業(yè)硫化鈉的生產(chǎn)方法概況： 1）碳還原法：用煤粉還原硫酸鈉而得。該工藝成熟，生產(chǎn)設(shè)備及操作簡單，原料來源方便廣泛。目前國內(nèi)硫化堿生產(chǎn)企業(yè)普通采用碳還原法，典型工藝如下： 26 2）硫化氫法：由燒堿吸收硫化氫氣體而得，可綜合利用工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品硫化氫氣體。 3）硫化鋇附產(chǎn)法：用煤還原硫酸鋇制取硫化鋇，再加入硫配鈉溶液處理，生成硫化鈉和沉淀硫酸 鋇，經(jīng)抽濾分離，蒸發(fā)濃縮而得。該法生產(chǎn)成本低廉。但生產(chǎn)流程較長。 煅燒 燃料 廢熱鍋爐 除塵 浸取 澄清 除碳脫鐵 蒸發(fā) 洗滌 制片 包裝 堿渣排放 去蒸發(fā) Na2S 溶液 水 原料硝、原料煤 配料 儲槽 造粒 成品 蒸汽 排空 NaOH 溶液 H2S 氣體 H2S 分離 一級吸收器 二級吸收器 27 4）氣體還原法：用氫氣、一氧化碳、煤氣、甲烷在沸騰爐中還原硫酸鈉，以鐵為催化劑催化，反應(yīng)溫度控制在 600～ 640℃，可得優(yōu)質(zhì)無水顆粒狀硫化鈉（硫化鈉含量達(dá) 95～ 97%）。其工藝先進(jìn)，勞動生產(chǎn)率高。但目前工業(yè)化生產(chǎn)尚不成熟。 （ 2）碳還原芒硝法生產(chǎn)工業(yè)硫化鈉概況： 國內(nèi)外利用碳還原硫酸鈉法生產(chǎn)工業(yè)硫化鈉，幾乎都采用鍛燒法的工藝路線，該法是目前世界硫化堿生產(chǎn)的主流。 該工藝路線上的差別最主要有下列幾點(diǎn)： 1） 煅燒： 煅燒是硫化鈉生產(chǎn)的主要工序。目前煅燒方法主要依生產(chǎn)設(shè)備的不同分為： （ 1）反射爐：主要以手工操作，由于其工人勞動強(qiáng)度極大，操作危險(xiǎn)性大，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，原料消耗高，環(huán)境污染較大，設(shè)備簡單投50%NaOH 35%NaOH 水 焦?fàn)t氣 硫酸鈉 煅燒爐 還原爐 氫氣加熱器 換熱器 洗滌塔 洗滌塔 洗滌塔 焦?fàn)t氣 制氫 氫氣 28 資少。目前已被淘汰。 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)爐即短轉(zhuǎn)爐：這是國內(nèi)外使用最廣的一種機(jī)械旋轉(zhuǎn)、間歇式操作的煅燒爐。其產(chǎn)品質(zhì)量容易控制，芒硝轉(zhuǎn)化率高，原料消耗較低，工人勞動強(qiáng)度相對較小，設(shè)備投資較大。 （ 3）長轉(zhuǎn)爐：其特點(diǎn)是原料連續(xù)加入煅燒爐，煅燒好的物料連續(xù)不斷進(jìn)行浸取池。其工人勞動強(qiáng)度小， 生產(chǎn)強(qiáng)度高。但芒硝轉(zhuǎn)化率低，原料、燃料消耗較高，產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，操作復(fù)雜，投資大，國內(nèi)一些廠家已將其淘汰。 2）浸?。? 浸取是將煅燒好的“黑灰”，浸入熱水中，使硫化鈉溶解在溶液中。目前浸取的方式主要有兩種。 其一，“黑灰”被破碎后投入熱水中，將硫化鈉溶出。其工藝簡單，設(shè)備投資小，適用范圍廣，環(huán)境污染較大，硫化氫氣體回收難度較大。 其二，用熱水噴淋“黑灰”使硫化鈉溶出。其設(shè)備投資較大，環(huán)境污染小，三廢治理比較容易可行；但要求煅燒“黑灰”的質(zhì)量要好、渣子少，操作安全系數(shù)低。 2） 蒸發(fā)： 蒸發(fā)是硫化鈉生產(chǎn)中重要的一 個組成部分，其任務(wù)是將較低濃度的硫化鈉溶液，濃縮到 60%以上的濃度，達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量要求。蒸發(fā)方法在硫化鈉生產(chǎn)中主要有：大鍋蒸發(fā)和蒸發(fā)器蒸發(fā)。 29 5． 2 本項(xiàng)目工藝技術(shù)方案 采用國內(nèi)成熟的硫化鈉生產(chǎn)工藝流程：芒硝煤粉還原生產(chǎn)工藝，利用煙道煤氣余熱進(jìn)行一段蒸發(fā)，干式浸取，堿液吸收硫化氫廢氣，二效、三效蒸發(fā)的鍋繼續(xù)進(jìn)行蒸發(fā)濃縮堿液，產(chǎn)品制片和造粒。此生產(chǎn)工藝技術(shù)上成熟可靠，可降低生產(chǎn)成本，解決環(huán)境污染、降低勞動強(qiáng)度。結(jié)合上述方案，本項(xiàng)目擬采選下列工藝技術(shù)方案，簡述如下： 用錘式磨煤機(jī)將原煤磨成 100 目以上的煤粉，用噴 風(fēng)機(jī)將其送入已加好煤粉和芒硝的標(biāo)準(zhǔn)型（￠ 300 6500）硫化堿煅燒爐中，使其燃燒料加熱至 800～ 1200℃反應(yīng)生產(chǎn)硫化堿，反應(yīng)如下： Na2SO4+2C=Na2S+2CO2 煅燒煙氣經(jīng)預(yù)熱回收鍋、多功能塔回收熱能、脫硫除塵凈化后排放。 硫化堿煅燒爐中燒熟的粗料由黑灰車送入熱溶罐，然后加入適量的水進(jìn)行浸溶。浸溶時(shí)排出的堿霧用稀硫化堿液噴淋吸收堿霧及硫化氫氣體，吸收液送熱溶罐化堿用，浸溶液含堿量達(dá) 280～ 300g/l（高堿水）時(shí)送至鋼制沉清罐中沉清，沉積泥、渣用熱水經(jīng)三次洗滌，洗出低堿水供熱溶罐再次化堿用， 泥、渣再加入清水沖淡后，進(jìn)入過濾器過濾，濾液返至化堿用，濾渣用車?yán)翉U渣堆放場集中推放。 把從澄清工序沉清的合格的高堿水通過真空過濾器，送往轉(zhuǎn)爐二效蒸發(fā)三效。堿液濃縮至 34～ 38%時(shí)，進(jìn)入轉(zhuǎn)爐一效或者蒸發(fā)一效和二效，繼續(xù)濃縮至 60%達(dá)合格產(chǎn)品后，送至成品罐，經(jīng)片堿機(jī)或料堿機(jī)制片造粒后包裝，最后送入成品庫。 30 整個工藝過程詳見附圖。 5． 3 消耗定額 硫化堿平均消耗定額表（以每噸硫化鈉計(jì)） 序號 項(xiàng)目 規(guī)格 單位 定額 1 芒硝 Na2SO4≥ 80% t 2 煤 發(fā)質(zhì)變量≤ 3 電 220v/380v kWh 65 4 水 新鮮水 M3 2 5 耐火磚 高鋁耐火磚 T 0． 03 6 包裝袋 25kg/袋 套 40 、原材料及物料供應(yīng) 5． 原、燃料來源、規(guī)格和數(shù)量 5． 4． 原料芒硝 根據(jù)化工部陜西化工地質(zhì)勘探公司所提供的數(shù)量表明，巴里坤湖面積 96 平方千米，芒硝礦石儲量達(dá) 5229 萬噸以上，其中 C 級 3794 萬噸， D 級儲量 1435 萬噸，按現(xiàn)有規(guī)劃年開采 50 萬噸的生產(chǎn)能力計(jì)算，服務(wù)年限可達(dá) 50 多年，具有廣闊的開發(fā)前景。 巴里坤芒硝開采方法為機(jī)械化開采，目前 以銷定產(chǎn)，每年開采量為 50 萬噸。芒硝礦硫化堿 5 萬噸 /年硫化堿工程完成后，需要芒硝 12 31 萬噸 /年左右，據(jù)目前機(jī)械開采能力，完全可以滿足 5 萬噸 /年硫化堿生產(chǎn)的原料需求。 原料質(zhì)量：巴里坤芒硝礦提供的芒硝 Na2SO4平均含量 80%左右，原料組成見下表： 項(xiàng)目 Na2SO4 NaCL Ca2+ Mg2+ 水不溶物 指標(biāo)（ %） 82． 4 3． 6 0． 7 0． 35 2． 2 5． 4． 2 燃料供應(yīng) 距巴里坤鹽湖化工工業(yè)園約 60 千米處的石炭窯煤區(qū)有豐富的煤碳資源，已探明儲量 億噸，現(xiàn)有煤礦開采能力達(dá) 40 萬噸左右，煤種為 氣肥煤，是硫化堿生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的原、燃料煤。 按巴里坤縣“十一五”煤炭工業(yè)發(fā)展計(jì)劃，石炭窯煤區(qū)將建成 6 口煤井（含技術(shù)改造井），其中年產(chǎn) 9 萬噸的 4 口、年產(chǎn) 15 萬噸的 2 口，年設(shè)計(jì)總產(chǎn)能 66 萬噸，實(shí)際產(chǎn)量可達(dá) 80～ 100 萬噸。按目前的進(jìn)度，預(yù)計(jì) 2021 年全部建成投產(chǎn)。本項(xiàng)目 5 萬噸 /年硫化堿生產(chǎn)裝置建成后，每年需用煤碳約 10 萬噸。芒硝礦 5 萬噸 /年硫化鈉生產(chǎn)裝置擴(kuò)建后，每年需要煤炭 10 萬噸左右，就目前的開采能力均能滿足需求。 巴里坤縣明鑫煤炭有限公司煤質(zhì)（自治區(qū)煤碳廳質(zhì)檢所提供） 項(xiàng)目 碳 + 氫 H+ 氮 N+ 硫 S+ 全水份 指標(biāo)（ %） 53． 45 4． 63 0． 82 2． 4 項(xiàng)目 灰分 Ay 可燃基揮發(fā) V2 低位發(fā)熱量 2ay 指標(biāo)（ %） 10． 5 38． 63 29． 49Mj/kg 32 輔助材料包裝袋 片狀、粒狀硫化鈉使用塑料編織袋包裝。 規(guī)格尺寸，外層復(fù)膜塑料編織袋 500 ㎜ 1000 ㎜，重量 110 克177。5,二層塑料薄膜袋， 570 ㎜ 110 ㎜ 8 ㎜絲厚，重量 80 克177。 5。每袋產(chǎn)品凈重 25 ㎏。包裝袋每年需求量為 480 萬條，哈密地區(qū)有塑料編織袋廠六家，巴里坤有一家 500 萬條 /年生產(chǎn)能力，亦可從其它省區(qū)購進(jìn)，完全能 保證供應(yīng)。 標(biāo)志、標(biāo)簽 工業(yè)硫化鈉包裝上應(yīng)有牢固、清晰的標(biāo)志，內(nèi)容包括：生產(chǎn)廠名、廠址、產(chǎn)品名稱、商標(biāo)、凈含量、等級、本標(biāo)準(zhǔn)編號及 GB1901990 規(guī)定的腐蝕標(biāo)志，每批出廠的產(chǎn)品都應(yīng)有質(zhì)量證明書。 包裝、運(yùn)輸、貯存 一類、二類工業(yè)硫化鈉采用塑料編織袋包裝，要符合貯運(yùn)安全要求，三類工業(yè)硫化鈉采用鋼制鐵桶包裝，每袋凈含量 25 千克，每桶 150 千克。貯運(yùn)時(shí)應(yīng)通風(fēng)良好，防止雨淋、受潮、受熱，不得與酸及腐蝕生物品接觸。 5． 5 供水 巴里坤鹽湖化工工業(yè)園區(qū)現(xiàn)工業(yè)供水管網(wǎng)已經(jīng)接通，本項(xiàng)目常規(guī)用水量 萬噸 /年（ ） ,加消防等應(yīng)急用水，最大時(shí)用水量 m3/h,時(shí)，可由鹽湖化工工業(yè)園區(qū)管網(wǎng)供應(yīng)。鹽湖化工工業(yè)園區(qū) 33 供水管網(wǎng)近期供水量為 500 萬噸 /年（ 700t/h），遠(yuǎn)期供水量為 1000 萬噸 /年（ 1400 t/h）。另，項(xiàng)目所選廠址有地下水，據(jù)哈密水電局測井隊(duì)檢測，單井出水量約 15 m3/h，但水質(zhì)很差，作項(xiàng)目工藝用水尚可，不能作飲用和鍋爐用水，加之水量太小，本項(xiàng)目不考慮取當(dāng)?shù)氐叵滤? 巴里坤《鹽湖化工工業(yè)園區(qū)》供水水質(zhì)如下表： 色度（度） ＜ 5 肉眼可見物 無 鉀（ mg/l） 渾 濁度（度） ＜ 1 重碳酸鹽（ mg/l） 鈉（ mg/l） 嗅味 無異嗅 碳酸鹽（ mg/l） 鈣（ mg/l） PH 值 氰化物（ mg/l） 鎂（ mg/l） 氨氮（ mg/l） 溶解性總固體（ mg/l） 313 鐵（ mg/l） ＜ 0． 001 亞硝酸鹽氮 總硬度（以 CaCO3 計(jì)（ mg/l） 226． 9 鋅（ mg/l） ＜