12万吨每年氢氧化钾工程可行性研究报告(编辑修改稿)

12万吨每年氢氧化钾工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

为 ，这些微粒无法溶解。 螯合 树脂只能吸附 Ca2+、 Mg2+离子，所以采用加入盐酸的方法来降低盐水的 PH值， 使 Ca2+、Mg2+微粒完全溶解，而被螯合树脂 吸附， 且 螯合 树脂在 PH值为 吸附量是最大的。 一次盐水经盐酸中和后进入螯合树脂塔，盐水中微量 Ca2+、 Mg2+离子和螯合树脂形成螯钳物，当 吸附的金属离子 达到一定量时 ，加入盐酸控制 PH值为 1左右 进行 脱洗，原先络合的金属离子全部洗脱，在已洗脱金属离子的树脂中加入 KOH溶液，调节 PH值为 14左右， 螯合平衡 移动，树脂又会到吸附前的状态，完成螯合树脂 的 再生过程。 盐水 经串联操作的二个螫合树脂塔，盐水中钙、镁离了含量可降至 30PPM（ Wt） 以下 ，满足离子膜电槽全部性能和稳定操作的要求。 螯合树脂塔的操作和再生是自动控制的，再生周期用微机控制。 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 13 在再生用盐酸槽里加入 31％盐酸和纯水配成 5％的再生用稀盐酸。 在再生用氢氧化钾槽中加入 35％氢氧化钾和纯水配成 4％的再生用稀碱液，供螯合树脂再生用，再生时排出的废液经泵送至盐水一次精制化盐用。 盐水二 次精制工艺流程 见附图。 （ 2）电解 二次精制盐水自高位槽靠位差自流入电解槽的阳 极室， 从水站来的无离子水流如电解槽的阴极室， 通直流电进行电解。 阳极室产生氯气和淡盐水，淡盐水入贮槽用泵送脱氯塔，氯气送至氯氢处理工段。 阴极室产生氢气和 32％（ Wt） KOH， 32％ %（ Wt） KOH进入碱液循环槽。 经泵部分作成品送至蒸发生产固碱，一 部分加纯水控制一定的 KOH浓度循环回电槽，产生的氢气送去氯氢处理。 离子膜电解工艺流程 见附图。 （ 3）淡盐水脱氯 在淡盐水贮槽中加入盐酸，调节 PH值至 — ，用泵送到脱氯塔，脱氯塔与真空泵相连，使塔内呈真空状态，减少了在淡盐水中的溶解氯，脱出的氯气送氯氢处理。 在脱氯盐水槽中加入 35％氢氧化钾，调节淡盐水 PH值在 7— 9之间，游离氯含量在 — 25mg/l，用泵经管道加 SO2进一步脱除游离氯后送作盐水一次精制。 淡盐水脱氯工艺流程 见 附 图。 3 氯氢处理 （ 1）氯气处理 由电解来的湿氯气（常压、 t＝ 85℃）进入氯气洗涤塔与循环氯水进行热交换。 使氯气温度下降到约 45℃，然后进人氯气冷却器与冷冻水（ 10℃ ） 进行换热，热交换后的氯气（ 12℃）经水雾分离器进入泡沫干燥12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 14 塔和填料干燥塔下部与硫酸高位槽下来的 95％ 硫酸（ 15℃）逆流接触进行干燥， 出塔氯气温度约 35℃ ，含水 400ppm。 干燥后的氯气进入 氯气压缩机压缩，再经 酸分离器及酸捕沫器 除去液酸 后，送至 氯化氢合成 工段。 98％硫酸由外管送入硫酸贮槽后由液下泵打入硫酸高位槽，然后自流入 填料干燥塔 作为液环介质。 出 填料干燥塔 的硫酸温度约为 52℃，经酸冷却 器 冷却 后酸温达 40℃，浓度 95%，由 硫酸液下泵打入 95％硫酸高位槽，靠位差自流入泡沫干燥塔上部，吸水后出塔硫酸浓度为 75％，再自流入稀酸贮槽，靠 稀硫酸泵打 入 槽车运出。 氯气处理工艺流程 见 附图。 （ 2）氢气处理 电解来的湿氢气（常压、 t＝ 85℃）进入氢气冷却塔下部，由塔上部加 入的生产上水直接喷淋冷却。 出塔氢气温度 40 ℃ ，由氢气压缩机压缩后、再经水分离器、水雾捕沫器， 经水冷却器冷却 后送去合成氯化氢。 氢气冷凝塔中的上水经水封和虹吸收后回收一部分氢气，下水用水泵输送到水循环装置使用。 氢气处理工艺流程 见 附图。 （ 3）硫酸回收 由氯气处理工段来的质量分数为 75%左右的废硫酸进入稀酸储罐，用酸泵打到高位槽。 稀硫酸通过转子流量计加到存有母液的浓缩锅内，经过升温、浓缩、冷却成温度为 15℃ 左右，质量分数为 96%以上的合格产品。 经计量罐后进入储罐，返回氯气处理工段干燥室再利用。 工艺指标如下 ： 废硫酸浓缩各项工艺指标 项目 指标（干燥酸） （废） w（ H2SO4） /% 75～ 80 废硫酸流量 视炉膛温度 塔顶 130～ 180 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 15 炉膛温度 /℃ 600～ 750 冷却水 水温适宜，及时开关 酸槽液面高度 高度适宜，及时输送 浓硫酸密度 视浓度和温度不同查表 （浓缩） w（ H2SO4） /%≥ 96 l、 4 氯化氢合成 由氯氢处理来的氯气经缓冲罐、阻火器， 进入二 合一 石墨氯化氢合成炉的下 部。 氢气经缓冲罐 ，用氢泵打入氢气分水器、 阻火器， 从二 合一 石墨氯化氢合成 炉下 部侧口进入，经合成 进入 石 墨冷却器换热， 冷却，用稀酸吸收后得 31％的高纯盐酸，送入盐酸贮槽用泵送作离子膜电解用或经计量罐包装外售。 在三合一合成盐酸炉中未被吸收的尾气进入尾气吸收塔用软水吸收，尾气塔中 未被吸收的微量废气由水力喷射器抽出经气液分离器分离后排放。 氯化氢合成工艺流程 见 附图。 l、 5 蒸发及固碱 32％ KOH进入预蒸发器经浓碱泵 蒸发器、浓碱泵 进入最终浓缩器得熔融碱，再经片碱机制成片状固碱，再用包装机包装产品。 生蒸汽进蒸发器，蒸发器的二次蒸汽及最终浓缩器出来的二次蒸汽一起进入预蒸发器，不凝性气体由真空泵抽出 排至大气中。 熔盐经泵、熔盐加热炉、 最终浓缩器再回流到熔盐贮槽循环使用。 蒸发及固碱工艺流程见 附 图。 l、 6 废气处理 用 30%氢氧化钾碱液和纯水加入碱液底位槽，配成 20%氢氧化钾碱液，再用碱泵送入碱液高位槽。 当 开停车及事故处理时， 氯气压力≥ 600Pa时，12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 16 氯气就冲出水封槽进入 氯气 吸收塔的低部，气动阀自动打开，风机自动启动，碱高位槽中的碱液进入氯气吸收塔，从不同高度的喷头呈雾状喷出，与逆流而上的氯气充分接触，进行了化学反应，反应后生成的次氯酸钾从塔底流进碱底位槽 ，当达到次氯酸钾成品浓度时，打入成品贮槽。 作为副产品装车出售。 未被吸收的氯气达到环保排放标准 后 从塔顶排入大气。 当碱液低位槽氢氧化钾的质量分数降 至 10%时，从旁路泵去制备次氯酸钾。 此时碱液低位槽纯新配置质量分数为 20%的液碱。 吸收液经冷却后循环使用 当碱液高位槽碱液到低位时，碱泵连锁自动送碱至碱液高位槽。 达到高位时，碱泵自停。 本系统为开停车、事故发生时即开装置。 废气处理工艺见附图。 2 消耗定额 1 氢氧化钾 氢氧化钾液碱（≥ 32%折 100%计）消耗 序号 名 称 规 格 单 位 吨产品 消耗定 额 备 注 1 钾盐 KCl以 100%计 kg 1350 2 氢氧化钾 KOH 35% kg 3 碳酸钾 K2CO3 8% kg 4 氯化钡 BaCl2 20% kg 10 5 次氯酸钾 KClO 100% 计 kg 自供 6 三氯化铁 FeCl3 100% 计 kg 7 戈尔膜 摊入吨消耗 8 螯合树脂 C476 kg 9 盐酸 HCl 31% kg 1 二氧化硫 SO2 % kg 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 17 0 11 浓硫酸 H2SO4 98% kg 18 12 纯水 电阻率 1 105Ω .cm m3 2 13 生产上水 22℃ m3 25 14 循环水 32℃ m3 100 15 直流电 KWh 1760 16 动力电 380V . 50HZ KWh 185 17 蒸汽 饱和 kg 100 18 装置空气 Nm3 103 19 仪表空气 Nm3 227 20 离子交换膜 NX550 kg 以寿命 2年计 片碱（以 1吨 100%KOH计）消耗定额 序号 名称 规格 单位 吨产品 消耗定额 备注 1 电解液 KOH 32% kg 2986 2 食糖 食品级 kg 3 消泡剂 kg 4 溶盐 吨 约 开车时一次投料 5 生产上水 22℃ m3 10 6 循环水 32℃ m3 148 7 蒸汽 吨 8 动力 380V . 50HZ KWh 60 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 18 9 燃料 KJ 104 10 氮气 N2≥ 98% Nm3 2 11 装置空气 Nm3 60 2 氯化氢 （以 1吨 31%HCl计）消耗定额 序号 名称 规格 单位 吨产品 消耗定额 备注 1 氯气 kg 以 100%Cl2计 2 氢气 kg 以 100%H2计 3 循环水 32℃ m3 25 4 动力 380V . 50HZ KWh 1 5 生产上水 22℃ m3 9 6 氮气 Nm3 开停车用 7 纯水 电阻率 1*105Ω CM m3 3 单位消 耗 总量及产品量 序 号 名 称 规 格 单 位 吨产品 单位价 备 注 消耗定额 （元） 1 钾盐 KCL以 100%计 kg 1350 2 碳酸钾 K2CO3 8% kg 自供 3 氯化钡 BaCL2 20% kg 10 4 戈尔膜 摊入吨消耗 5 螯合树脂 C476 kg 200 6 次氯酸钾 KClO 100% 计 kg 自供 7 三氯化铁 FeCl3 100% 计 kg 8 二氧化硫 SO2 % kg 9 盐酸 HCl 31% kg 自供 10 浓硫酸 H2SO4 98% kg 18 11 离子交换膜 NX551 m2 5930 以寿命 12 食糖 食品级 kg 3 13 消泡剂 kg 25 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 19 14 原料煤 吨 140 15 新鲜水 m3 16 电 kW 2020 17 包装袋 个 2 18 蒸汽 吨 5 总计 序 号 项目名称 规 格 单 位 数 量 单 价 备 注 （元） 1 氢氧化钾 ＞ 95% 吨 1 1800 2 氯化氢 ≥ 93% 吨 1600 总计 3 自控技术方案 1 自控水平和主要控制方案 采用 DCS控制系统，通过过程检测控制站对离子 钾 碱现场各类变送器和马达运转及停止状态信息等进行数据采集、数据处 理及过程控制输出。 以操作站作为人机接口和过程控制窗口，操作系统 WndowsNTworkstation ，具有良好的人机界面，操作人员在控制室内通过键盘操作可介入生产，实现对离子膜 钾 碱各工 段 重要工艺参数的集中显示、过程控制及操作管理等。 当过程控制参数越限时 DCS系统发出声光报警，提醒 操作人员注意。 对于重要工艺参数设立联锁停车装置，当联锁发生时除 DCS内部发出声光报警外，控制室设置 DCS外部声光报警联锁台柜，同时发出声光报警，当某一停车联锁参数超越安全极限值时， DCS系统将无条件执行装置安全联锁停车命令。 DCS系统每台操作站都具有实时监控、操作管理的功能，且互为备用，当某一操作站发生故障时，可自动切换到另一操作站进行操作。 同时， DCS系统还具有冗余设置的通讯网络、主控制卡、数据转发卡以及重要 I／ O卡件的冗余设置。 此外，为了确保二次精盐水的质量，对盐水过滤和二次盐水精制工艺所有自控间 阀 门 的操作均采用可编程序控制器 PLC来实现程序控制。 12 万吨 /年氢氧化钾可行性研究报告 20 2 DCS系统配置 DCS系统由操作站（ 2套）（包括 DCS外部联锁报警台柜、打印机台及打印机 ）、 现场控制站（ 2套）（包括端子转接柜、继电器输出柜、安全栅柜 等）、工程师站（ 1套）等组成。 （ 1）操作站 采用落地式操作站，配有落地式操作台柜、 21＂ CRT彩色显示器、标准操作员键盘 （ PVC薄膜防水、防尘、防腐，金属封装 ） 标准 二 键或三键式鼠标、工控机（主频 800MHZ，内存容量 128 MRAM以上，硬盘 20G以上 ）， 具有集中显示、操作管理的功能。 此外，操作 室内配有落地式打印机台、打印机、DCS外部报警台柜，。