【正文】 設(shè)計(jì)中采用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 本項(xiàng)目電力設(shè)計(jì)所使用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范如下： 電力裝置的繼電保護(hù)自動(dòng)裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50062－ 92 10kV 及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50053－ 94 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50052－ 95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50054－ 95 建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范 GB50057－ 94 工業(yè)與民用電力裝置的接地設(shè)計(jì)規(guī)范 GBJ 65－ 83 化工企業(yè)腐蝕場(chǎng)所電力設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 CD90A6－ 85 化工企業(yè)照明設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 HG/T20586－ 96 化工企業(yè)電纜線路設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定 CD90A8－ 85 化工企業(yè)防靜電接地設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程 HGJ2890 爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范 GB5005892 負(fù)荷等級(jí)。 化工廢水管采用 ABS 塑膠管。 3 、 管材選擇 （ 1）給水管管材 給水管管材采用無縫鋼管 （ 2）排水管管材 雨水排水管采用承插式或套接式鋼筋混凝土排水管。 排水設(shè)計(jì) 本項(xiàng)目排水采用清污水分流制排水系統(tǒng)，分別設(shè)置雨水排水管網(wǎng)和化工排水管網(wǎng)。 給排水設(shè)計(jì) 給水設(shè)計(jì) 廠區(qū)給水采用生產(chǎn)、生活及消防合一系統(tǒng)的供水方式，生產(chǎn)、生活及消防合用給水管接自本裝置外原公司生產(chǎn)、生活及消防合用給水管，引入管管徑為DN150，生產(chǎn)、生活 及消防給水管在廠區(qū)內(nèi)布置成環(huán)狀，環(huán)狀管網(wǎng)管徑為 DN150，以保證供水水壓的平衡及消防用水的要求。 34 設(shè)計(jì)原則 本項(xiàng)目實(shí)施節(jié)水措施和清污分流。外部貨物運(yùn)輸全部采用汽車運(yùn)輸方式，并依托社會(huì)運(yùn)力 ，生活用車由工廠統(tǒng)一調(diào)配，不新增運(yùn)輸車輛和定員。詳見表 72。綠化率為 25%。 （ 3）本工程擬建場(chǎng)地為平地，土石方工程量主要是建、構(gòu)筑物和設(shè)備基礎(chǔ)、管道基礎(chǔ)及道路基礎(chǔ)的土方工程。 3 、 總平面布置 本設(shè)計(jì)包括 萬噸 /年食品級(jí)熱法磷酸生產(chǎn)廠房及配套公用工程的布置。 （ 5）充分利用現(xiàn)有的公用工程和輔助設(shè)施，以盡量減少投資。 （ 3）在滿足生產(chǎn)的前提下，根據(jù)生產(chǎn)性質(zhì)、動(dòng)力供應(yīng)、貨運(yùn)周轉(zhuǎn)、衛(wèi)生防火等設(shè)計(jì)規(guī)范合理布置。 7 公用工程和輔助設(shè)施方案 總圖運(yùn)輸 總平面布置 總平面布置依據(jù) 總平面布置 執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家和行業(yè)的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，主要有： （ 1）《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB500162021 （ 2）《 化工企業(yè)總圖運(yùn)輸設(shè)計(jì) 規(guī)范》 HG/T 206491998 （ 3）《 廠礦道路設(shè)計(jì) 規(guī)范》 GBJ12287 總平面布置的原則和功能劃分 （ 1）因地制宜，在滿足生產(chǎn)使用的要求下，做到經(jīng)濟(jì)上合理、技術(shù)上可靠、減少投資、降低造價(jià)、節(jié)約用地。 廠址附近無自然景觀和人文景觀，無地下礦藏，對(duì)區(qū)域環(huán)境質(zhì)量影響較小， 31 符合該地區(qū)城鎮(zhèn)規(guī)劃要求。 廠址方案 本項(xiàng)目擬建在 XX化工有限責(zé)任公司 內(nèi) 。 廠址內(nèi)目前排水設(shè)施完善。 水源、供排水、防洪等情況 現(xiàn)有公用工程的富余能力可滿足本項(xiàng)目的用水。所在地常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。 表 52 主要公用工程年耗量一覽表 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 年用量（萬） 備 注 食品級(jí)磷酸 1 電 萬 kwh 630 2 水 萬 t 3 工藝純水 萬 t 4 軟水 萬 t 5 副產(chǎn)蒸汽 萬 t 滿足自用后外供 3 萬噸 /年 6 建廠條件和廠址選擇 建廠條件 廠址的地理位置 XX 化工有限責(zé)任公司位于 XX 小池鎮(zhèn)郊區(qū)，長(zhǎng)江黃金水道的北岸外，距離小池鎮(zhèn)人口密集區(qū) 2 公里，距九江市 3 公里，東近九江長(zhǎng)江大橋 1 公里，南離九江機(jī)場(chǎng) 12 公里，西鄰 105 國(guó)道 4公里，北接京福高速公路 2公里，交通極為便利。因此，能滿足本項(xiàng)目的蒸汽消耗。目前 XX 化工廠區(qū)的生產(chǎn)用水由小池鎮(zhèn)自來水公司供給，供全廠的生產(chǎn)用水和循環(huán)補(bǔ)充水，能滿足本項(xiàng)目需求。 表 51 主要原料、輔助材料年耗量 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 年用量 備 注 食品級(jí)磷酸 1 黃磷 P4≥ % 萬 t 2 硫化鈉 萬 t 3 雙氧水 H2O2≥ % 萬 t 動(dòng) 力供 應(yīng) 動(dòng)力電 本項(xiàng)目年新增用電量為 630 萬 kwh，工廠總變電所現(xiàn)有 1000kVA 富余容量 ,能滿足本項(xiàng)目需要。 28 5 原料、輔助材料及動(dòng)力供應(yīng) 主要原料供應(yīng) 磷酸 本項(xiàng)目建設(shè) 萬 /年磷酸生產(chǎn)裝置，磷酸生產(chǎn)的原料黃磷消耗 9520 噸 /年，為外購。工程師站也可以由操作員站兼用，通過設(shè)置口令來實(shí)現(xiàn)分級(jí)操作?？刂普镜闹骺貑卧?、電源、網(wǎng)絡(luò)接口等均可冗余配置，重要控制回路的過程接口也可冗余配置，以提高系統(tǒng)可靠性。 控制站 主要配置高性能控制單元，各種過程接口及網(wǎng)絡(luò)接口單元，提供現(xiàn)場(chǎng)儀表的供電和隔離。必要時(shí)還選用后備操作器。 DCS具有完善的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視及自診斷功能，使設(shè)備的維護(hù)更加容易。 27 集散控制系統(tǒng)（ DCS） DCS采用集中監(jiān)視、分散 控制的方式對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理及控制，具有很高的安全性。 分析儀器 分析儀器選用進(jìn)口或合資的在線式氣體分析儀。 液位儀表 按被測(cè)介質(zhì)選用單 /雙法蘭遠(yuǎn)傳液位變送器，現(xiàn)場(chǎng)液位采用磁翻板液位計(jì)。 關(guān)鍵計(jì)量?jī)x表選用質(zhì)量流量計(jì)。 腐蝕性較小、粘度不大的液體測(cè)量選取用不銹鋼渦輪流量計(jì)。 就地壓力檢測(cè)選用彈簧管壓力表、氨用壓力表、膜片壓力表，隔膜壓力表。 溫度儀表 集中檢測(cè)點(diǎn)選用防腐型鎳鉻 鎳硅熱電偶、防腐型型 Pt100熱電阻，能直接輸入至控制系統(tǒng)的模塊上，現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量選取用雙金屬溫度計(jì)。 26 儀表類型的確定 DCS系統(tǒng) 集散控制系統(tǒng)采用性能價(jià)格比高的 DCS系統(tǒng)。從生產(chǎn)裝置的實(shí)際情況考慮，調(diào)節(jié)系統(tǒng)都由 DCS控制系統(tǒng)來完成，對(duì)生產(chǎn)過程的重要控制點(diǎn)及安全設(shè)有報(bào)警系統(tǒng)并與相關(guān)動(dòng)力進(jìn)行聯(lián)鎖。 23 圖 41 食品級(jí)磷酸工藝流程圖 消耗定額 表 41 食品級(jí)磷酸消耗定額 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 消耗定額 備 注 一 原輔料及輔助材料 1 黃磷 P4≥ % t 2 硫化鈉 t 3 雙氧水 H2O2≥ % t 4 包裝桶 35Kg/只 29只 /噸 二 動(dòng)力 1 電 kwh 180 2 循環(huán) 冷卻補(bǔ)充水 t 24 3 工藝純水 t 4 軟水 t 5 副產(chǎn)蒸汽 t 1． 512 其中可外供蒸汽 主要設(shè)備 表 43 主要設(shè)備一覽表 序號(hào) 設(shè)備名稱 規(guī) 格 單位 數(shù)量 一 磷酸裝置主要設(shè)備 1 熔磷槽 臺(tái) 1 2 液磷貯槽 臺(tái) 1 3 司磷釜 ф 2021 5000 臺(tái) 1 4 熱水槽 臺(tái) 1 5 旋渦泵 臺(tái) 4 6 特種燃磷爐 D均 =2700， H=16600 臺(tái) 1 7 水化塔 臺(tái) 1 8 循環(huán)酸泵 IJ300250400A 臺(tái) 2 9 板式換熱器 BR06（ 16/150） 180MS 臺(tái) 1 10 空氣壓縮機(jī) 臺(tái) 1 11 文丘里除霧器 ф 170 臺(tái) 1 12 復(fù)檔除霧器 ф 1200 臺(tái) 1 13 文丘里酸槽 臺(tái) 1 14 文丘里酸泵 臺(tái) 1 15 燃磷尾氣堿洗塔 ф 1600 10000 臺(tái) 1 16 H2S尾氣堿洗塔 規(guī)格：φ 2500 6500 材質(zhì)： 304 臺(tái) 1 17 液堿泵 材質(zhì)： 304 臺(tái) 1 18 堿液貯槽 材質(zhì)： 304 臺(tái) 1 19 風(fēng)機(jī) 臺(tái) 2 20 硫化鈉溶解 槽 臺(tái) 1 21 除砷釜 V＝ 5m3 材質(zhì)： 316L 臺(tái) 4 25 22 過濾機(jī) 臺(tái) 2 23 脫氣塔 臺(tái) 1 24 脫色釜 臺(tái) 2 25 磷酸貯槽 V=500m3 材質(zhì)： 316L 臺(tái) 2 26 全自動(dòng)軟化水處理設(shè)備 套 1 自動(dòng)控制 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)定 《自動(dòng)化儀表選型規(guī)定》 HG20507— 92 《控制室設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20508— 92 《儀表供電設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20509— 92 《儀表 供氣設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20510— 92 《信號(hào)報(bào)警連鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)定》 HG20511— 92 《石油化工自控設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》 CD50A3— 81 自控技術(shù)方案 自控水平及主要技術(shù)方案 根據(jù)所確定的工藝技術(shù)方案和工藝流程，結(jié)合目前國(guó)內(nèi)同類裝置的成功經(jīng)驗(yàn)，本著 “ 技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、操作方便” 的原則，本研究采用 DCS系統(tǒng)，以完成整個(gè)生產(chǎn)過程的主要工藝參數(shù)的在線監(jiān)測(cè)、分析、顯示、記錄、報(bào)警和實(shí)時(shí)控制，本設(shè)計(jì)設(shè)置兩個(gè)控制室，四個(gè)控制站或工程師站。再經(jīng)硫 化鈉除砷和雙氧水脫色后即可得到食品級(jí)磷酸。從燃磷爐出來的含 P2O2氣體進(jìn)入水化塔，在塔頂壁淋灑 30～ 40℃的循環(huán)磷酸，使五氧化二磷氣體進(jìn)一步冷卻，同時(shí)水合成磷酸，使循環(huán)磷酸的濃度不斷提高至一定濃度后輸送到后一工序。 工藝流程和消耗定額 化學(xué)反應(yīng)式 磷酸 磷酸生產(chǎn)工藝的主要化學(xué)反應(yīng)式如下： P4 + 5O2 = 2P2O5 P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 熱法磷酸凈化主要化學(xué)反應(yīng)式如下： 2As（ OH） 3 ＋ 3H2S ＝ As2S3 ＋ 6H2O 工藝流程概述 22 食品級(jí)磷酸 工藝流程說明 將黃磷在熔磷槽內(nèi)熔化成液體，經(jīng)磷噴嘴送入特種燃磷爐，同時(shí)用壓縮空氣（一次空氣）將磷霧化，使磷氧化燃燒生成五氧化二磷，同時(shí)放出大量熱量，這些熱能通過輻射換熱的形式被設(shè)置于燃磷爐壁面的一系列上升管內(nèi)的水吸收從而副產(chǎn)蒸汽。為除去這些砷，可在酸中，于 60～ 80℃下用 H2S 或用 Na2S、 P2S5處理，生成 As2S3再通過過濾除去。因此本可行性研究推薦采用“二步法”工藝建設(shè) 萬 /年食品級(jí)磷酸裝置。 基本上是將這些磷酸少量、逐步地加入循環(huán)酸中，經(jīng)過多次反復(fù)循環(huán)而成為合格的酸，也可加入適量的雙氧水進(jìn)行處理。少數(shù)小型二步法工藝裝置 21 靠燃燒塔、水化塔（水冷）的塔體散熱，配一些不銹鋼蛇管（或排管）冷卻磷酸。 ③磷燃燒熱的交換。 多數(shù)裝置采用文丘里洗滌器，稀酸循環(huán)吸收除霧，并由排風(fēng)機(jī)將尾氣排空 。 多數(shù)裝置均采用不銹鋼制的燃燒水合塔（水冷卻）的一步法酸冷流程，只有少數(shù)小型裝置采用碳鋼內(nèi)襯耐火材料或石墨板制成的燃燒塔（爐），并且含 P2O5的氣體經(jīng)水冷不銹鋼水化塔吸收，即二步法。整個(gè)生產(chǎn)過程需要控制燃燒、水合、熱交換和除霧四個(gè)環(huán)節(jié)。而熱法較濕法具有流程短、收率高、磷酸產(chǎn)品質(zhì)量較好、污染小的特點(diǎn)，所以選擇采用熱法磷酸工藝。即： ①磷礦用硫酸分解制取磷酸的濕法磷酸工藝； ②將磷礦轉(zhuǎn)化成黃磷然后生產(chǎn)磷酸的熱法磷酸工藝。可在 60～ 80℃ 下 用 H2S或用 Na2S、 P2S5處理，生成 As2S3再通過過濾除去。 熱法磷酸的凈化主要是除去磷酸中砷、鉛等金屬離子。過濾酸用有機(jī)溶劑萃取。 由濕法磷酸制取食品級(jí)磷酸的典型流程有：以色列 IMI開發(fā)的鹽酸法精制磷酸和日本開發(fā)的兩次化學(xué)精制、一次有機(jī)溶劑萃取精制