【正文】 研究報告 22 （ 2） 工程地質(zhì)資料 XX 市地貌屬于山前傾斜平原與沙河沖擊平原的交接部位，廠區(qū)內(nèi)地勢平坦，西部有溝渠存在。境內(nèi)公路、鐵路四通八達，交通運輸十分便利。主要原材料消耗表如下： 表 51 主要原材料消耗 序號 名稱 規(guī)格 消耗量（年） 備注 1 原鹽（折 NaCl100%） 91% 29350t 2 Na2CO3 98% 210t 3 NaOH 30% 415t 4 BaCl2 98% 675t 5 鹽酸 31% 2021t 6 聚丙烯酸鈉 7 紅凡鈉 199t 水、電、汽等公用工程供應(yīng) 本項目所需電力、蒸汽由廠區(qū)附近電廠直供。 消耗定額 氯酸鈉消耗定額見下表： 氯酸鈉消耗定額表 (以每噸氯酸鈉產(chǎn)品計 ) 序號 名稱 規(guī)格 單位 單耗 1 原鹽（折 NaCl100%） 91% t 2 Na2CO3 98% kg 3 NaOH 30% kg 4 BaCl2 98% kg 5 鹽酸 31% kg 40 6 聚丙烯酸鈉 kg 7 紅凡鈉 kg 8 電解電（直流電） KWh 5500 9 動力電 KWh 300 10 蒸餾水 m3 100 11 蒸汽 t 主要設(shè)備選型 按年產(chǎn) 5 噸氯酸鈉生產(chǎn)能力，主要設(shè)備選型見下表： 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 19 序號 主要設(shè)備名稱 規(guī)格 臺數(shù) 1 鹽水工段 化鹽桶 Φ 4600 4600 2 2 BaCl2高位槽 φ 2500 3000 1 3 純堿高位槽 φ 2500 3000 1 4 反應(yīng)槽 4000 500 500 2 5 溶解槽 φ 3000 3000 2 6 澄清桶 φ 8000 8000 1 7 過濾器 F=200m2 3 8 精 鹽水貯槽 Φ 8000 80000 2 9 泥漿貯槽 φ 6000 6000 1 10 壓濾機 150m2 2 11 濾液池 8000 6000 3000 1 12 配水槽 φ 8000 8000 2 13 電解工段 鹽水高位槽 φ 4000 5000 2 14 鹽酸高位槽 φ 5000 5000 2 15 電完液受槽 Φ 5000 5000 6 16 電完液貯槽 Φ 8000 8000 4 17 電 解 槽 2500t/a 20 18 氣體凈化塔 Φ 800 8000 2 19 水環(huán)真空泵 3 20 精制工段 電解液預(yù)熱器 F=180m2 1 21 I 效蒸發(fā)器 F=250m2 1 22 II 效蒸發(fā)器 F=250m2 1 23 旋液分離器 Φ 300 3000 1 24 鹽霧捕集器 Φ 1500 3000 1 25 真空結(jié)晶器 Φ 1000 10000 2 26 離心機 2 27 旋風分離器 1 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 20 序號 主要設(shè)備名稱 規(guī)格 臺數(shù) 28 成品貯槽 Φ 4000 10000 2 29 無油潤滑空氣壓縮機 2 5 原料、輔助材料及動力供應(yīng) 主要原料供應(yīng) 主要原料鹵水，由園區(qū)自備礦鹽及輸鹵管道工程直接供給。 調(diào)節(jié)部分次采用 EKD100 數(shù)字式調(diào)節(jié)器。 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 18 采用微型計算機對電解槽 PH 值進行控制。 EK 系列儀表由于設(shè)計水平高，生產(chǎn)工藝先進，使其具有質(zhì)量好、性能穩(wěn)定、功能完善、結(jié)構(gòu)合理、操作維修方便等特點。自動調(diào)節(jié)方案是經(jīng)過現(xiàn)場使用可行的，為了安全生產(chǎn)，對影響安全生產(chǎn)的參數(shù)設(shè)有信號報警系統(tǒng)和連鎖系統(tǒng)，操作人員可在控制室內(nèi)對現(xiàn)場進行監(jiān)視、控制和事故處 理，對一般參數(shù)則就地檢測指示，供操作人員現(xiàn)場巡回檢查用。 鹽泥系統(tǒng) 旋液分離器分離出來的鹽泥，進入鹽泥高位槽，靠位差進入濾鹽器進行固液分離，固體鹽泥用蒸汽冷凝水化鹽后送返鹽水工段，濾鹽器分離出的母液用泵送至真空結(jié)晶器進一步冷卻、結(jié)晶。開車或停車時，向反應(yīng)器中充 N2氣，以置換殘余的空氣或 H2 氣，防止形成爆鳴氣體。電解反應(yīng)物在反應(yīng)器里進行一系列化學反應(yīng)生成 NaClO3，由于重力作用，分離出 H2的電解液，再經(jīng)下循環(huán)管進入電解槽進行電解，如此周而復(fù)始，把 NaCl 不斷的轉(zhuǎn)化為 NaClO3，當電解液中NaClO3濃度達到規(guī)定要求后，精鹽水不斷進入電解系統(tǒng)，而電解完成液則連續(xù)地由反應(yīng)器溢流到貯槽，經(jīng)計量體積和分析其組分后送往蒸發(fā)潔凈工段。 電解工段 自鹽水工段來的合格精制鹽水，經(jīng)鹽水高位槽，按一定量加入 Na2Cr2O7，并用稀鹽酸調(diào)節(jié) pH 至 6 左右，經(jīng)轉(zhuǎn)子流量計計量進入反應(yīng)器，再經(jīng)下循環(huán)管進入電解槽。 工藝流程簡述 氯酸鈉電解工藝流程示意圖 圖 1 氯酸鈉電解工藝流程示意圖 工藝流程簡述 鹽水工段 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 16 本工段的主要任務(wù)是把固體食鹽溶成粗鹽水，除去鈣、鎂離子、硫酸根離子及水不溶物等雜質(zhì)，制成飽和鹽水，供電解工段使用，其主要工藝流程敘述如下： 原鹽由鹽庫經(jīng)皮帶運輸機和斗式提升機計量后進加入化鹽桶，制成飽和鹽水進入反應(yīng)槽，同時加入精制劑 以除去鈣鎂離子，經(jīng)反應(yīng)后的混鹽水經(jīng)過折流槽進入道爾頓澄清桶，靠重力沉降澄清為清鹽水，再經(jīng)無伐過濾進一步過濾后進入中間貯槽，用泵送至電解工段供用。真空冷卻法比鹽析法、蒸發(fā)法能耗低，產(chǎn)量高，設(shè)備占地面積小，且實現(xiàn)了連續(xù)化生 產(chǎn)，有操作穩(wěn)定、控制容易、產(chǎn)品質(zhì)量好的特點。過量的微晶可隨母液在澄清區(qū)的 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 15 頂部排出結(jié)晶器，經(jīng)母液外循環(huán)系統(tǒng)中的細晶消除器，用加熱的方法消除母液中的細晶。在這種情況下蒸汽噴射泵（或機械真空泵）僅承擔排出不凝性氣體及少量蒸汽的任務(wù)，可顯著降低能耗。 真空冷卻法 的基本原理是把電解完成液送入密閉結(jié)晶器中，器內(nèi)維持較高的真空度（為 絕壓，真空的產(chǎn)生和維持靠用多級蒸汽噴射真空泵完成），使其中溶液的沸點較進料溫度低，此熱濃溶液在結(jié)晶器中閃蒸并冷卻到與器內(nèi)壓力相對應(yīng)的平衡溫度（約 30℃）。與蒸發(fā)法相比，鹽析法的生產(chǎn)成本低；可省去除次氯酸鹽和溴酸鹽操作；電解液不必去除鉻酸鹽；可得到較大的顆粒的氯酸鈉晶體。在此溫度下向溶液中加入氯化鈉進行鹽析，氯化 鈉 即在溶液中達到飽和狀態(tài)，然后將溶液冷卻至 5℃，此時氯酸鈉也達到飽和狀態(tài)而析出氯酸鈉結(jié)晶。 近年來，我國有 少數(shù)廠家采用 鹽析法生產(chǎn) 氯酸鈉。為此，蒸發(fā)法需增加除母液中重鉻酸鈉工序，同時還要去除溴酸鹽和次氯酸鹽，以防腐蝕設(shè)備。這種方法的缺點是能耗高、工序多、蒸發(fā)器等設(shè)備腐蝕嚴重。 蒸發(fā)法結(jié)晶的過程是將電解完成液送入蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，使氯酸鈉的濃度提高到 800g/L 以上，在 90100℃溫度下 ，溶液中氯酸鈉因過飽和而成固體析出。 綜上所述，本項目選用國產(chǎn)雙設(shè)備型復(fù)極式電解槽制氯酸鈉工藝。雙設(shè)備及三設(shè)備系統(tǒng)電解槽由于設(shè)備密封好，從而可得到純度較高的副產(chǎn)品氫氣，可以利用。由于電解槽和反應(yīng)器分開，使電 化學反應(yīng)完成后的電解液即時地離開電解槽進入反應(yīng)器進行反應(yīng)，避免了 ClO、 ClO3 在陽極還原。 雙設(shè)備及三設(shè)備系統(tǒng)是由外循環(huán)式電解槽及反應(yīng)器組成，每個反應(yīng)器并聯(lián)著若干個電解槽，組成一個電解單元，整個電解系統(tǒng)由若干個這樣的電解單元組成。 老式電 解槽都是單設(shè)備系統(tǒng)，它是將電解、化學反應(yīng)、冷卻三部分組成一個整體，三者同時進行。 在氯酸鹽電解工藝中，由于電解、化學反應(yīng)、冷卻三個單元操作的不同組合，形成了不同的電解系統(tǒng)。 金屬陽極電解槽分為單極式電解槽 和復(fù)極式電解槽兩種，二者各有特點。國內(nèi)技術(shù)與國外技術(shù)相比有著投資省、見效快的優(yōu)點，但也有一定的差距。 1989年進行外循環(huán)式復(fù)極電解槽的工業(yè)性實驗獲得成功。這些引進技術(shù)使得我國氯酸鹽生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了質(zhì)的飛躍。與國外氯酸鹽生產(chǎn)設(shè)備相比，這三種電解槽的共性是體積大、陰極腐蝕嚴重、壽命短、電流密度低、電效率差、直流電耗高。 氯酸鈉工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)核心是電解部分。國外典型的氯酸鈉生產(chǎn)技術(shù)有法國克萊伯斯工藝，美國龐沃特工藝，休倫工藝以及意大利德諾拉工藝等。電解法是目前氯酸鈉生產(chǎn)廠家主導工藝路線。有潮解性，在濕度很高的空氣中能吸收水氣而成溶液 ， 有毒 。與酸類（如硫酸）作用放出二氧化氯。加熱到 300℃ 以上易分解放出氧氣。 綜上所述，氯酸鹽市場的發(fā)展前景是樂觀的。由此可見，由氯酸鈉衍生的穩(wěn)定性二氧化氯的廣泛應(yīng)用，亦將為氯酸鈉帶來廣闊的市場空間。 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 10 氯酸鈉與酸作用產(chǎn)生二氧化氯，二氧化氯與穩(wěn)定劑經(jīng)特殊 加工處理后可制成穩(wěn)定性二氧化氯。與臭氧消毒相比，二氧化氯消毒投資少，產(chǎn)率高，在水中的滯留時間長，能夠有 效地殺除和控制各種細菌，同時也不會與水中的溴化物，次溴酸物反應(yīng)產(chǎn)生對人體有害的物質(zhì)。近幾年國家有關(guān)部門在對飲用水的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，各地的飲用水中有各種不同屬性的有機物約 300 多種，其中三氯甲烷（ THMs）含量最為突出，在一些地方的飲用水中 THMs 含量高達 310μ ｇ /Ｌ。 氯酸鈉在水處理方面主要是應(yīng)用氯酸鈉 衍生的二氧化氯。 隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，國內(nèi)市場對紙張的需求增大，同時對紙張的質(zhì)量要求也在不斷提高。 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 9 加上國外許多公司在中國建設(shè)的合資和獨資造紙廠，則到 2021 年我國在造紙行業(yè)對氯酸鈉的年需求量將超過 15 萬噸。 未來氯酸鈉產(chǎn)品的市場潛力較大。 目前國內(nèi)氯酸鈉的消費量約為 13萬噸，隨著造紙工業(yè)發(fā)展，二氧化氯廣泛應(yīng)用，氯酸鈉市場需求將會越來越大。 日本氯酸鈉 73%用于造紙業(yè)， 6%用于氧化劑及其它氯酸鹽的制備， 5%用于除草劑， 16%用于紡織漂白及其它。北美氯酸鈉 98%消費在紙漿和造紙業(yè)高氯酸鹽、礦業(yè)及其它消費占 2%。氯 酸鈉目前的市場報價約為 37004500元之間。由于經(jīng)濟走強，今年北美和歐洲的需求將增長 6%，需求強勁增長以及產(chǎn)能增加有限使北美和歐洲開工率接近 100%。 2021年第一季度北美市場的氯酸鈉價格平均上漲了 15美元 /噸，達到425～ 465美元 /噸的水平。 2021 年北美地區(qū)的氯酸鈉市場需求量增加 年產(chǎn) 10 萬噸氯酸鈉項目 可行性研究報告 8 %，總量將達到 198 萬噸，這促使北美地區(qū)氯酸鈉生產(chǎn)商的裝置開工率提升到 93%。 21 世紀之前，世界氯酸鈉的生產(chǎn)能力相對于快速發(fā)展的造紙業(yè)已顯不足。 1998年世界氯酸鈉產(chǎn)量超過 230 萬噸，其中北美為 163 萬噸，占 總產(chǎn)量的 71%，西歐為 萬噸，占 總產(chǎn)量的 21%，日本為 萬噸，占 總產(chǎn)量的 2%。占 73%； 1996 年產(chǎn)量為 ，其中北美 。另外 ，目前我國已有上海、重慶、安徽蕪湖及江蘇省海門等城市已將二氧化氯應(yīng)用于飲用水的處理，為