3万吨固体硅酸钠泡花碱可行性研究报告(编辑修改稿)

3万吨固体硅酸钠泡花碱可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

状。 其相对密度随模数的降低而增大。 无固定熔点。 （ 2）产品用途 主要用作纸箱、焊条、铸造、耐火材料的粘合剂；制造肥皂的填型 号 级 别 指 标 含 量 18 充剂以及土壤稳定剂、橡胶防水剂。 也用于纸张漂白、矿物浮选、合成洗涤剂。 是无水涂料、硅胶、分子筛、白碳黑等硅系列产品的原料。 （ 3）生产工艺 A、干法 纯碱法：将纯碱和石英砂按一定比例均匀混合，在 1400— 1500℃熔融反应，熔融物经冷却为固体 泡花碱。 其反应式如下： mSiO2+ Na2CO3→ Na2O. mSiO2+ CO2↑ 硫酸钠法：先将硫酸钠（芒硝）和煤粉均匀混合，再加入硅砂混合均匀后，加入炉内进行反应，反应完成后，生成物出炉冷却，溶解沉淀制得 泡花碱。 其反应式如下： mSiO2+2C +2Na2SO4→ 2Na2O. mSiO2+S+ SO2↑ + 2CO2↑ B、湿法 将液体烧碱和硅砂按适当比例混合加入压热釜中，通入直接蒸气加热待反应釜中压力升至 后，停止通往直接蒸汽，用夹套蒸气保温，维持此压力，反应数小时，将反应物过滤浓缩制得 泡花碱。 泡花碱 生产工艺比较 干法 可生产不同模数的 泡花碱 ，湿法比较适合生产低模数 泡花碱。 干法中纯碱法所出产品质量好，适合规模化生产 ， 但因纯碱价格高，成本偏高，利润低。 硫酸钠法成本低，但环保不易达标 ，产品质量也差，正被 逐步淘汰。 泡花碱 生产工艺选择 19 综合以上分析，本项目工艺选用采用干法生产。 经过技术论证和小试实验产品验证，我公司决定 以石英砂和 天然碱 废渣 为原料，搅拌均匀后在熔炉内于 13001400℃温度下熔化生成硅酸钠。 其中天然碱废渣 来自 河南中源化学股份有限公司外排母液沉淀池。 其工艺过程为：原料→计量→搅拌→进料→熔融→出料→ 冷却→出模→检验→包装→成品。 工艺流程和消耗定额 （ 1）工艺流程： 纯 碱→ → → → → 石英砂→ 图 41 固体硅酸钠的工艺流程图 （ 2） 泡花碱 生产消耗定额 表 泡花碱 生产消耗定额（单耗） 序号 名称及标准 单位 单耗 备注 1 天然碱渣55% T 55%为折合纯碱百分比 2 石英砂 98% T 3 煤≥ 6000k T 4 水 T 1 5 电 Kw/h 18 计 量 混合 熔融 反应 出料 冷却 成品 20 主要设备的选择 熔炉在 泡花碱 的生产中使配合料经高温而形成 泡花碱 溶液的熔制过程是在熔炉内进行的，故熔炉是 泡花碱 干法生产的主要设备。 目前使用的熔炉按火焰在炉中的路线可分为：横火焰炉、纵火焰炉、马蹄焰炉、双拱顶池炉等。 横火焰炉又叫侧火焰炉或西门子炉，它是将若干对小炉对称地分布在熔化部的两侧，其火焰的流动方向与窑池纵轴互成垂直。 小炉既是喷火口，又是高温度废气的排出口，因小炉分设在窑池的两侧，与马蹄焰炉、纵火焰炉相比，窑炉火焰分布合理，对玻璃液的覆盖面积大，易于调节炉内纵向温度，压力等且热点位置易于 控制，能有效的提高熔化率，但它存在设备多、占地大、厂房高、操作管理较复杂、热点位置可能周期性移动等缺点。 纵火焰炉：纵火焰炉的熔池面积比较小，一般为 2040m2，通常采用间歇式的进料和出料，热效率较低。 双拱顶炉：双拱顶炉与单拱顶炉相比减少了拱顶的散热，热利用率有所提高，但内处于高温下，又被粉料浸蚀，影响了窑炉的使用寿命，熔池宽度也不能太大，熔池面积一般小于 30m2。 马蹄焰炉：马蹄焰炉炉内火焰呈马蹄形，在熔池的前端设置一对小炉，配有蓄热池，换热池，火焰在炉内行程较长，有利于燃料的充分燃烧。 炉的两侧宽敞。 便于维护检修，其热效率平均达到 50%左右。 根据拟建立 泡花碱 的生产能力，本报告推荐采用马蹄焰炉一台，熔池面积 60m2，生产能力 30Kt/a，根据资金能力，窑炉用材按 3 年 21 配材。 表 43 固体硅酸钠生产主要设备 序号 设备名称 规格与数量 材质 备注 1 硅酸钠熔炉 60m2/套 耐火材料 2 混料装置 2 3 加料装置 2 4 出料装置 2 原材料及燃料的供应 原料供应 主要原料的品种规格，年需用量来源及运输条件 表 51 主要原料品种、规格、年用量、来源、运输条件 序号 名称 规格 年用量 来源 备注 1 石英砂 60100 目≥ 95% SiO2≥ 98% Al2O3≤ % CaO≤ % Fe3+≤ % 24kt 附近石英砂 矿 加工厂 2 天然碱渣 折合纯碱含量 55% 24kt 河南中源化学股份有限公司沉淀池 22 厂址选择 位置 选址原则 选址：不能处在镇居民区主导风向上 交通便利 土方工程量小 靠近高压输电线 与村庄居民区保持距离 原料来源的可靠性 综上所述，本项所需石英砂由枣阳市新市石英砂公司提供，纯碱来自 天然碱卤水 蒸发 浓缩 结晶 产品 ，完全能满足本项目需要，原料来源有保障。 建厂条件和厂址方案 建厂条件 厂址的地理位置及地貌概况 （ 1）厂址的地理位置 工厂选址在 XXXX 市 安棚化工园区，该区位于安棚镇南 1 公里，距XXXX 市 县城 45 公里，距 312 国道 7 公里，距宁西铁路安棚站 5 公里，距 G40 高速入口 25 公里，交通十分便利。 地质概况 （ 1）地质结构 厂区地势平坦，根据邻近工厂建设时所做的工程地质勘探报告，拟建厂址无不良地质现象， 地下水对混凝土无浸蚀性，适宜建厂。 （ 2）水文 23 根据 XXXX 市 县水文地质资料及现有水源情况，厂区附近地下水源储量丰富，水质良好，满足生产、生活用水质量要求。 气象条件 厂址所在区域属暖温带大陆型季风性湿润气候，四季分明。 极端最高温度 43℃，极端最低气温 ℃，年平均气温 ℃。 主导风向冬季为北风，夏季为西南风，年平均风速。 年平均降水量 1109 mm，年平均相对湿度 72％，年平均气压。 交通运输条件 工厂选址在安棚化工园区，距宁西铁路安棚站 5 公里， 向北沪陕高速入口 25 公里，向南距 312 国道 8 公里，距随岳高速入口 35 公里。 公路铁路四通八达。 安棚周边运输业发达，社会上务类车队较多，运输能力较强，运价适中，安全能满足工厂、原料、燃料、产品的运进运出。 水源 (2) 供水、水源情况 该项目消耗用水很少，用水全部为生活用水，工业用水为设备冷却用水，全部循环使用，不向外排放。 电源 本项目总装机容量 300KW，年耗电量 540000kW•h，项目电源由距厂址约 2Km 的变电所以 10kV 电压专线引入供电，能充分满足用电需要。 厂址方案 本项 目选址 XXXX 市 化工产业集聚区氧化镁项目院内 ，占地 30 亩。 24 公用工程及附属设施 运输设计 XXXX 市 县位于豫鄂边境，宁西铁路 312 国道及信南高速、焦桐高速贯穿全境。 全县乡乡油路相通，村村公路相连。 并与许多省级及地方公路相通，公路四通八达。 厂址紧靠 312 国道，距 XXXX 市县安棚乡火车站货运场 2 km，成品通过公路、铁路均可顺利发送，交通运输十分便利。 给排水 （ 1）本项目工业用水，采取在厂区内打井，取地下水，建蓄水池。 生活用水，消防用水及生产用水均用此水作为水源，为节约水资源主要用水循环使用。 生产生活 .消防用水合并管网，最大用水量 80 立方 /h，日用水总量 1350 立方。 供电 （ 1）电源 厂区现有 1600kva 变压器一台，可以满 足 使用。 （ 2）用电负荷 300 KVA 装机 余 量 500KVA 使用系数 60% （ 3）供配电设计 利用 现有配电设施可以 满足 要求。 （ 4）照明及防雷接地保护 储运设施 原料及产品均为固体，储运方式为库房储存，物料储存天数及储 25 存量列于表 71 表 物料储存天数及存量 序号 名称 储存期（天） 存量（ t） 备注 1 石英砂 10 800 2 天 然碱渣 10 800 3 煤炭 20 400 4 泡化碱产品 20 1600 罐区布置在主要车间附近，库房根据物料用途就近布置。 维修设施 装置基本 为维修设施 供热 来自 厂区锅炉 土建设计依据及原则 （ 1）按照国家现行的标准、规范、规程和有关规定及工艺要求进行土建设计。 采用新材料，新技术，使设计做到安全适用，经济合理，技术先进，美观大方。 （ 2）根据生产工艺要求及各车间特点，着重解决好通风、采光、防尘、防震、消防、隔声及降噪等技术问题。 （ 3）认真贯彻因地制宜，就地取材，厉行节 约的原则，结合当地特点，建筑结构柱网布置心尽量符合统一建筑模数制，合理选型选材，以加快施工进度，缩短建设周期，节约建设投资。 主要技术方案 26 （ 1）熔制车间、该车间含纯碱库，石英砂库、 泡花碱 熔制厂房，其中石英砂库、纯碱库采用钢结构罩棚，宽度 15m 长度 50m，梁底标高 5m，熔制主厂房采用钢结构排架厂房，宽度 16m，长度 42m，梁底标高 12m。 （ 2）成品库钢结构罩棚长 48m，宽 20m，梁底 5 米。 辅助厂房含机修厂房、配电房、门卫房、综合办公数、职工住室。 机修厂房采用单层钢构厂房，长 15M，宽 7m，梁底标高 5m，门卫房、配电房采用砖混结构长 12M，宽 5M，层高 3m，办公楼及职工住室采用柜架结构，长 40m，宽 11m， 3 层，层高 3m，全厂总占地20 亩，建设总面积 5224m2。 建筑特征一览表 71 序号 项目 结构形式 层数 占地面积 m2 建筑面积 m2 1 天然 碱与石英砂库 钢结构 1 750 750 2 熔制车间 钢结构排架 2 672 1344 3 煤气车间 钢结构排架 4 770 770 4 煤库 钢结构 1 5 泡花碱 成品库 钢结构 1 960 960 6 配电房 备品库 砖混 2 60 60 7 门卫房 砖混 1 20 20 8 办公住房、餐厅 框架、砖混 2 层 440 1320 9 烟囱 碳钢 H=50m，上口直径 10 蓄水池 混凝土 80m2 27 合计 5224 节能 用能标准和节能规范 本项目建设地点为河南省南阳市 XXXX 市 化工产业集聚 区内，应遵循国家以及河南省的用能标准及设计规范： （ 1）《中华人民共和国节约能源法》 （ 2）《中华人民共和国再生能源法》 （ 3）《中华人民共和国电力法》 （ 4）《国华人民共和国建筑法》 （ 5）《中华人民共和国清洁生产促进法》 （ 6）《中华人民共和国计量法》 （ 7）《中国节能技术大纲》 1996905 号 （ 8）《国务院关于加强节能工作的决定》国务院令 58 号 （ 9）《清洁生产审核暂行办法》国家环保总局令第 16 号 （ 10）《节能中长期专项规划》国家发改委 [2020]2505 号 （ 11）《重点用能单位节能管理办法》国家纪检委第 7 号 （ 12）《节能用电管理办法》国家纪检委 [2020]1256 号 （ 13）《建设工程质量管理等比例》（国务院 279 号令） （ 14）《能源效率标准管理办法》（国家发改委质检总避 2020 年17 号令） 工业类相关标准及规范 （ 1）工业企业能源管理导则 CB/T155872020 28 （ 2）评价企业合理用电导则 CB/T34851998 （ 3）工业窑炉保温技术通则 CB/T166181996 （ 4）三相配电变压器能效限定值及节能评价值 CB202022020 （ 5）通风机能效限定值及节能评价值 CB/T19712020 （ 6）工业燃料加热装置 JC5691994 （ 7）绿色建筑评价 GB/T503782020 （ 8）外墙保温工程技术规程 JGJ1442020 （ 9）建筑采光设计标 准 能源单耗及年消耗量 表 81 泡花碱 能耗指标及年消耗量 序号 项目 单位 单耗 年用量 1 电 Kwh 18 54 万 kwh 2 煤 t/t 产品 6kt 3 水 t/t 产品 1 30kt 项目的节能措施及效果分析 节能措施 节能措施综述 本项目在节能设计中充分考虑利用现有资源提高设备运行效率和优化设备的技术参数，以达到整体的节能效果，主要措施如下： （ 1） 泡花碱 窑炉采用蓄热式马蹄焰窑炉，以煤利用 二段煤气发生炉转换为洁。