【正文】 利用公司已訂購專用于離子膜電槽的一組 50000KVA 的整流變壓器。 工廠排水 原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)裝置已有完善的主排水溝和雨水溝，本工程上馬后，只需在原有基礎(chǔ)上稍作改造即可滿足排水需要。 供排水 工廠供水 本工程每年需用高純水 10 萬噸，由公司原有高純水裝置提供（ 公司現(xiàn)有 60t/h 高純水裝置 2 套）。 工廠運輸 運輸方式仍和原燒堿裝置一樣，以鐵路運輸為主，公路運輸為輔因已有的運輸設(shè)施齊全運輸能力大，且離子膜法制堿噸耗主要原材料原鹽，比石墨陽極法制堿少 噸，主要輔助材料大多由本廠自供，故本工程的運輸設(shè)施可利舊，無需新增。 總平面布置圖附后 第七篇 公用工程和輔助設(shè)施方案 總圖運輸 總圖 本工程廠址選在我廠氯堿系統(tǒng)原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)街區(qū)內(nèi)，不新征土地。這樣布置可以與老系統(tǒng)緊密結(jié)合，充分利用現(xiàn)在一次鹽水制備、氯氫處理、蒸發(fā)、片堿等裝置。 廠址概況 廠址擬選在廠區(qū)氯堿系統(tǒng)原 10 萬噸 /年燒堿生產(chǎn)街區(qū)內(nèi) 。 目前廠內(nèi)土地使用現(xiàn)狀、廠區(qū)擬占地、需征土地情況 廠區(qū)建筑系數(shù)雖較高，但廠區(qū)尚有部分空地可供本工程使用。 當(dāng)?shù)厥┕ず蛥f(xié)作條件 株洲地區(qū)建筑施工力量雄厚，株化自己有一個施工、安裝隊伍該公司位于清水塘工業(yè)區(qū)，該區(qū)內(nèi)有湘江氮肥廠、株洲冶煉廠、廣州軍區(qū)農(nóng)藥廠、株洲塑料廠、株洲電廠 、株洲三水廠等，相互協(xié)作條件較好。 電訊引自廠區(qū)交換站。 廠區(qū)地 面標(biāo)高高于百年一遇的洪水位。 水源、供排水工程、防洪等情況 廠區(qū)水源來自城市輸水管網(wǎng)，本工程用水來自現(xiàn)有給水系統(tǒng)。 公路運輸 廠內(nèi)道路成網(wǎng)與廠外城市道路相接 ,經(jīng) 10 320國道與鄰省級公路貫通 . 水運 廠區(qū)臨近湘江，廠南約 公里遠有霞灣碼頭，通過湘江水運可達長江，也可經(jīng)洞庭湖與資、源、澧各水系相連。 廠區(qū)交通運輸 鐵路運輸 株洲市是我國南北交通要道，京廣線，浙贛線三條線路主動脈在此交匯，株洲站是交通特大樞紐之一。廠區(qū)地下水埋深為天然地面下 米。 工程地質(zhì)、地震、烈度、水文地質(zhì) 工程地質(zhì) 場地土層自上而下為耕土、亞粘土、砂礫石、紅砂巖、土壤容許承載力 [R]=180280Kpa 地震 地震基本烈度為＜ 6 度區(qū)。 株化集團誠信有限公司本部位于株洲市北郊清水塘工業(yè)區(qū)。 第五篇 原料、輔助材料及燃料的供應(yīng) 主要原材料供應(yīng) 表 序號 原材料名稱 規(guī) 格 年用量 （噸） 來 源 1 原鹽 NaCL≥ 310ag/l Ca2++Mg2+≤ 12mg/l SO2+≤ 5g/l 58480 (折 100% HaCl) 本廠提供 2 亞硫酸鈉 Na2SO37H2O≥ 95% 36000 外購 3 螯合樹脂 D422 D412 m3 外購 4 高純鹽酸 HCL≥ 31%(w/t) Ca2+≤ (w/t) Mg2+≤ mg/l(w/t) Fe2+≤ mg/l(w/t) 2040 本廠提供 5 離子膜 NAFION NE966TX 1230L 243W 400m2 引進 公用工程供應(yīng) 52 序號 名 稱 單位 每小時耗 年 總 耗 備 注 1 直流電 KWh 7150 88000000 2 動力電 KWh 225 1138080 3 純 水 m3 50000 4 循環(huán)水 m3 3271040 5 工藝 及儀表用氮氣 Nm3 100 360000 第六篇 建廠條件和廠址方案 建廠條件 廠址地理位置、地形、地貌概況 株洲位于湖南省東部，地處湘江中游，羅霄山脈西側(cè)，東經(jīng) 113008/ 30″ ，北緯 27050/ 05″ 。并且具有工藝流程圖顯示、報警、打印、生產(chǎn)報表打印、事故和主要工藝參數(shù)趨勢記錄。經(jīng)詢價， 1 萬噸 /年離子膜裝置需花費外匯 80 萬美元（包括離子膜電槽、膜、銅排、基礎(chǔ)設(shè)計及開車服務(wù)，槽頭元件等內(nèi)容）。因此本工程宜采用復(fù)極式電槽為宜 。 由上表可知，單極槽和復(fù)極槽各有所長，同時存在各自不足之處，但因鹽水精制技術(shù)、高電流密度的膜和槽技術(shù)的提高。膜破損易檢查，且有自動保護裝置。 表 45 復(fù)極槽與單極槽優(yōu)缺點比較 復(fù) 極 槽 單 極 槽 供電 高電壓、低電流、槽間電流分布均勻 低電壓、 高電流、單槽電壓高，槽間電流分布不均勻 安裝 密封部件少、安裝方便 聯(lián)接點多、安裝較復(fù)雜 槽間電壓降 導(dǎo)體電壓降小 聯(lián)接點多、電阻高、電壓降大 匯流排 節(jié)約槽間銅導(dǎo)板 槽間導(dǎo)電母排用銅量大 循環(huán)方式 強制循環(huán)、耗費動力 自然循環(huán)、節(jié)約動力 膜利用率 高 92% 低 7277% 維修管理造價 簡單、方便、維修管理費用低 電槽數(shù)多、維修工作量大、維修管理費用高。單極式電解槽是陰、陽兩極為單極，供電回路為單元槽并聯(lián)，而后每臺槽串聯(lián)，即所謂“先并后串”，因此，是高電流、低電壓電解槽。制造離子膜單極式電解槽的公司有：德國伍德公司、日本旭硝子公司、英國 ICI 公司、美國西方公司、意大利迪諾拉公司；制造復(fù)極式電解槽的公司有：日本旭化公司、日本德 山曹達公司、德國伍德公司、意大利迪諾拉公司、美國西方公司等。 離子膜電槽 電解槽是電解法制燒堿的核心設(shè)備。其作用為進一步清除鹽水中的有害雜質(zhì)，是二級鹽水精制的關(guān)鍵設(shè)備。 按 3 萬噸 /年燒堿能力配備，規(guī)格為：φ 12004500樹脂填充高度 1380mm。 原材料及動力消耗 32%離子膜堿消耗定額 表 43 以每噸 100% NaOH計 序號 名 稱 單位 消 耗 量 備 注 噸 耗 年耗 1 NaCL（按 100%計） T 29240 2924t/a 2 高純 HCL（按 100%計） Kg 51 1020200 1020t/a 3 NaOH（按 100%計） Kg 8 160000 160t/a 4 螯合樹脂 L 180 180l/a 5 純水 T 50000 50000t/a 6 離子膜 M2 200 200m2/a 7 直流電 Kwh 2150 43000000 4300 萬 Kwh/a 8 動力電 Kwh 8 160000 16 萬 Kwh/a 9 氮氣 M3 20 4 萬 Nm3/a 10 亞硫酸鈉 Kg 19000 片堿消耗定額 表 44 以每噸 100% NaOH 序號 名 稱 單 位 消 耗 量 備 注 年 噸 年 耗 電 量 1 NaOH（按 100%計） Kg 19840 2 化學(xué)品 Kg 4960 3 包裝袋 個 42 833280 4 重油 KwhT 250 4960000 5 動力電 Kwh 12 238080 6 循環(huán)水 32C T 28 555520 7 蒸汽 T 9920 主要設(shè)備選擇 鹽水過濾 目前用于鹽水及精制的過濾器有燒結(jié)碳素管過濾器和戈爾膜過濾器兩種，據(jù)兄弟廠家介紹此兩種過濾器投資相差不大，但燒結(jié)碳素管過濾器運 行費用較高，因此，本工程擬采用上海戈爾公司戈爾膜過濾器，設(shè)備能力按 4 萬噸 /年能力選型，型號為 AUTO27NBPCSPIA。 堿循環(huán)槽同電槽室內(nèi)的低壓氮氣管連通，避免循環(huán)槽內(nèi)內(nèi)因堿液過量排出形成負(fù)壓吸入空氣造成事故。堿液經(jīng)燒堿循環(huán)泵分為兩部份：一部分作為產(chǎn)品堿經(jīng)產(chǎn)品堿冷卻器冷卻至 100C 送出界區(qū)另一部分加入去離子水稀釋至 31%WT，經(jīng)燒堿加熱 /冷卻器循環(huán)進入電解槽。 (4)總管氯氣經(jīng)減壓調(diào)節(jié)閥后減壓至微負(fù)壓送往氯處理工序，而總管氫氣經(jīng)減壓調(diào)節(jié)閥減壓至微正壓，送往氫處理工序。電槽室總管的氫氣進入一個氫氣液封罐，液封罐的液封壓力為 2325 mmH2O。氯氫壓差為 125mmH2O 由一套壓差控制儀自動調(diào)節(jié)。同樣由于膜的選擇性氫氧根離子不能透過 膜進入陽極室 ,故氯氣純度很高。由于膜的選擇性，氯離子無法透過膜進入陰極室。而陰極室的氫離子在陰極上獲得電子被還原，生成氫氣，從陰極上析出，進入氫氣總管。在陰極同陽極之間用一張離子交換膜分隔。 50C 送入鹽水進料高位槽 .從高位槽出來的鹽水用去離子水稀釋至 280300g/l 經(jīng)電槽室鹽水管送入電解槽陽極室。籍重力自流置換電槽陽極室內(nèi)的被氯氣飽和的陽極液 ,并將氯氣驅(qū)趕出電解槽以保護陽極涂層和離子交換膜。有泵送電槽方式和高位槽供料兩種。 離子交換系統(tǒng)控制可采用 PLC 式 DCS。用去離子水在再生堿槽中配制為 4%再生堿，供一次性使用。 再生用鹽酸必須是食品級高純鹽酸，用去離子水在再生酸槽中配制為4%的再生鹽酸作一次性使用，也有配制為 1015%濃度的再生鹽酸供多次使用。（ 7）投入再使用。（ 5）用 4%NaOH 轉(zhuǎn)型。（ 3）用 4%HCL 再生。 離子交換柱運行步驟通常為：（ 1）鹽水倒空及置換。該功能團能與許多金屬離子形成絡(luò)合物，其親合力順序為： Mg2＞ Ca2+＞ Sr2+＞ Ba2+ 精鹽水經(jīng)布水器向上向下流經(jīng)樹脂床被螯合樹脂純化 ,經(jīng)樹脂處理后的純鹽水經(jīng)樹脂捕集器后進入純鹽水貯槽。每個交換柱都具有 100%的交換能力，三個或兩個交換柱串連運行。 50C 進入離子交換柱。在加料槽中加入亞硫酸鈉除去鹽水中游離氯和氯酸鹽。戈爾膜過濾裝置設(shè)計為 PLC 控制并可與 DCS 系統(tǒng)通訊，操作方便、運行可靠，濾液可直接送螯合樹脂塔。戈爾膜過濾器實行脈沖式運行，過濾與反沖洗交替進行，循環(huán)往復(fù)，接近于連續(xù)運行。其核心是薄膜濾芯，它是在支撐籠骨上復(fù)以彭體聚四氟乙烯膜復(fù)合層。之后泵送加壓溶氣罐，將壓縮空氣溶入其中；經(jīng)文丘里管在鹽水中加三氯化鐵絮凝劑；之后進入予處理槽，將鹽水中的鎂和固形物除去 .予處理槽的浮泥和底流進入鹽泥槽（由現(xiàn)有鹽泥處理裝置處理），清液經(jīng)折流槽，加入純堿液再經(jīng)反應(yīng)桶（帶攪拌）進入中間加料槽由泵送入戈爾膜過濾器。氯氫處理，蒸發(fā)及固堿工序均利用原裝置，本報告不再介紹其生產(chǎn)工藝過程。 表 41 隔膜堿與離子膜堿質(zhì)量比較表 指標(biāo) 項目 隔 膜 法 離 子 膜 法 30%NaOH 42%NaOH 30%NaOH 42%NaOH NaCL≤ % 5 2 Na2Co3≤ % Fe2O3≤ % NaCLO3≤ % 表 42 離子膜堿與水銀堿、隔膜堿每噸燒堿的能耗比較（折 100%） 能 耗 生產(chǎn)方法 單位 離 子 膜 法 水 銀 法 隔 膜 法 工業(yè)電 KWh 2150 3300 2480 動力電 KWh 45 70 90 蒸汽折電 KWh 0 200 1100 總能耗 KWh 2195 3570 3670 綜上所述，本著節(jié)約能源，降低消耗，減輕環(huán)境污染，提高企業(yè)的競爭能力、經(jīng)濟效益和社會效益的原則，本工程以建設(shè)離子膜法裝置為宜。 離子膜法電解裝置占約為隔膜法或水銀法的一半左右。 離子膜 法制燒堿，生產(chǎn)穩(wěn)定性比隔膜法、水銀法都高。 離子膜燒堿能耗比水銀法、隔膜法都低，可直接生產(chǎn) 30%以上的高純堿，總能耗比隔膜法低 25%左右，比水銀法低 15%， 見表 42。離子膜電解槽制出的堿液，具有濃度高、含鹽低、質(zhì)量高、能耗少、無汞害、無石棉絨污染，成本低等特點，因此，離子膜法制燒堿工業(yè)已成為世界氯 堿工業(yè)的發(fā)展方向。同時，因其含鹽量高，只能用于一般的紡織、造紙等工業(yè)，不能用于人造纖維等需要高純堿的工業(yè)。隔膜法電解制燒堿，其產(chǎn)量一直占我國總產(chǎn)量的大部分?？粱ㄊ茉霞儔A的限制，國內(nèi)外生產(chǎn)燒 堿均以電解法為主。 第四篇 工藝技術(shù)方案 生產(chǎn)工藝技術(shù)路線方案的選擇 電解工藝技術(shù)路線的選擇 燒堿生產(chǎn)方法分為苛化法、電解法二種。 生產(chǎn)制度 主生產(chǎn)裝置崗位操作人員班次為四班三運轉(zhuǎn)，成品貯運及包裝等崗位可根據(jù)需要靈活安排班次，一般為常日班。 淘汰 4萬噸 /年石墨陽極燒堿改建 4萬噸 /年離子膜法燒堿裝置，主要原材料、生產(chǎn)裝置及公用工程的配套能力基本持平，同時氯平衡維持不變，完全符