精品膜法脱硝项目研究建议书.docx
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精品膜法脱硝项目研究建议书
目录
1总论……………………………………………………2
1.1项目背景及项目概况...........…………………….2
1.2项目建设必要性…………………………………3
1.3主要技术经济指标………………………………4
2企业基本情况…………………………………………..5
3产品市场预测……………………………………….….5
3.1产品市场供需分析………………………………….5
3.2价格现状与预测……………………………………6
3.3市场竞争力与风险分析……………………………..6
4建设规模与产品方案……………………………….…….6
4.1建设规模……………………………………………6
4.2产品方案……………………………………………6
5厂址选择……………………………………………………7
6项目实施方案……………………………………………….8
6.1项目实施内容……………………………………….8
6.2技术方案及生产工艺流程…………………………...8
6.3主要设备方案……………………………………….9
7主要材料和能源供应………………………………………16
7.1主要原材料供应…………………………………….16
7.2能源供应…………………………………………….16
8总图运输与公用工程………………………………….……16
9投资估算及资金筹措……………………………….………16
10经济效益和社会效益分析………………………….………16
11结论………………………………………………………...19
1总论
1.1项目背景及项目概况
氯碱工业是基本化学工业的重要组成部分，电解食盐水溶液所生产的烧碱（NaOH）、氯气（Cl2）、氢气（H2）都是基本的化工原料，广泛用于化工、医药、轻工、冶金、航空航天等工业部门及农业部门，在国民经济中占重要地位。
我国自80年代中期引进国外离子膜制碱技术以来，发展迅速，目前烧碱生产装置能力已达到3000万吨/年，其中近五年所上的烧碱项目90%以上都是离子膜烧碱项目。
盐水精制工艺是烧碱生产过程中的主要工序之一，只有盐水质量达到要求，才能保证电解工序的正常运行。
在氯碱工业离子膜电解生产烧碱的流程中，SO42-会富集在淡盐水中，SO42-过高会增加电解过程中的副反应，导致电流效率普遍下降，工艺规定进入离子膜电槽的饱和精制盐水其硫酸根离子的浓度不得超过5g/L。
目前氯碱行业采用的原料盐如海盐、湖盐、卤水、井盐等质量悬殊，含硫酸根0.5-1.4%不等；我国地下盐卤矿多伴生硫酸盐，用水溶法开采的卤水中SO42-含量较高。
原盐溶解后所得的粗盐水一般采用化学精制方法，即加入精制剂使杂质成为溶解度很小的固体而分离除去。
亿利化学工业有限公司40万吨/年聚氯乙烯、36万吨/年烧碱项目目前仍采用氯化钡法去除硫酸根工艺，由于原盐来源复杂，质量难以控制，氯化钡和消耗远远大于同行业水平。
为了有效降低盐水精制成本，杜绝因使用氯化钡带来的环境污染和人生伤害事件，拟使用绿色环保、无毒害的膜法脱硝工艺。
1.2项目建设必要性
氯碱行业脱硝的传统技术有如下几种：
1）氯化钡法，即本公司现采用的方法，原理：
投加二水氯化钡，将硫酸根以硫酸钡的形式除去，适用于任何硫酸根含量去除要求。
该法虽设备投资少，操作较方便，但其运行费用高，且氯化钡有毒，废渣产生二次污染。
2）冷冻法，原理：
制备高芒盐水，将高芒盐水冷冻，将硫酸根以Na2SO4·10H2O的形式加以去除，适用于25g/L以上硫酸根含量要求。
优点：
可以副产芒硝。
缺点：
一次设备投资大，原料液中硫酸根含量小于25g/L没有经济性。
3）碳酸钡法，原理：
投加碳酸钡，将硫酸根以硫酸钡的形式除去，同时碳酸根可与盐水中的钙生成碳酸钙得以去除，适用于任何硫酸根含量去除要求。
优点：
除钙效果好，而且反应产物碳酸钠可以降低精制剂纯碱的加入量。
缺点：
反应时间较长，而且在硫酸钡沉淀中含有一定比例的碳酸钡，需要对沉淀进行处理后方可排放，操作复杂。
4）膜法脱硝法，膜法除硝技术是在高压下高分子无孔膜由于“Donnan”效应，在高浓度氯化钠盐水中纳滤膜对二价硫酸根离子有高效的截留作用。
膜法脱硝可降低运行费用，防止二次污染，并实现无毒化、“零排放”生产。
膜法脱硝工艺是氯碱协会推行的新型环保节能工艺，根据亿利化学工业有限公司40万吨/年聚氯乙烯、36万吨/年离子膜烧碱项目盐水精制实际运行情况吨碱消耗氯化钡22.5㎏，扩能4万吨/年烧碱投产后年总消耗氯化钡9000吨，氯化钡市场销售价格为2800元/吨，年采购氯化钡费用2520万元。
采用膜法脱硝工艺可为我公司节约可观的盐水精制成本，并可避免使用氯化钡可能带来的二次污染。
1.3主要技术经济指标
主要技术经济指标如下：
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模
1
芒硝
㎏/h
1200
二
产品方案
1
淡盐水
m³/h
120
2
芒硝
㎏/h
1200
三
总投资
万元
1
总投资
万元
1500
四
经济指标
1
年总成本
万元
650
2
年销售总额
万元
2153
3
年利润总额
万元
1284.6
4
投资回收期
年
1.16
2企业基本情况
内蒙古亿利化学工业有限公司（以下简称公司）成立于2004年，是由亿利资源集团、华谊集团（上海氯碱）和神华集团共同出资组建。
公司是亿利能源化工循环经济产业园区中的主要企业之一。
公司注册资本金11.39亿元人民币，其中，亿利资源集团出资4.6665亿元，占注册资本的41%，相对控股；上海华谊集团出资3.873亿元，占注册资本的34%；神华集团出资2.8475亿元，占注册资本的25%。
公司目前主要设有乙炔厂、烧碱厂、聚氯乙烯厂、热动厂及生产管部等七个部室和四个公司。
公司拥有的40万吨/年聚氯乙烯、40万吨/年离子膜烧碱项目是目前世界上最大的乙炔法生产PVC项目和国内一次性投产规模最大的PVC项目。
在设备和技术方面有很多国内首创甚至世界领先，如：
一次盐水精制采用了新加坡凯膜过滤技术；电解槽采用世界最先进的意大利伍迪公司复极式自然循环电解槽；氯化氢合成采用日产100吨大型二合一石墨合成炉并采用了氯气尾气吸附工艺；片碱及包装工序引进了塞特公司成套技术；乙炔发生器选用了国内最大直径的发生器等。
3产品市场预测
3.1产品市场供需分析
本项目主要产品为脱硝盐水，盐水经过脱硝处理后回用到一次盐水化盐工序，作为电解工序原料循环使用。
另外还有副产品芒硝除可入药外，还可供给洗涤制品厂家，作为洗衣粉等产品的添加剂。
亿利能源化工园区即将建设的3万吨PVA项目是芒硝产品潜在的用户，年用量在5000吨左右，可以消化50%的芒硝产量。
3.2价格现状与预测
通过必要的市场调查，芒硝（无水）的现市场价格为530~600元/吨，由于经济的复苏及市场的波动调节，相信芒硝的价格会有一定的上升空间。
3.3市场竞争力及风险分析
本项目采用先进的膜法脱硝技术与冷冻技术相结合，同氯化钡法除硫酸根相比，运行成本大幅度降低，同时膜法技术在脱硝上已有成熟运行案例，本项目采用的技术又有了进一步改进，体现了高效、高质、低成本、环保的优势。
4建设规模与产品方案
4.1建设规模
根据工艺条件，产能40万吨/年离子膜烧碱（考虑扩能项目），原盐实物消耗以1.56t/tNaOH计，硫酸根平均含量以0.95%计，亚钠消耗以0.0013t/tNaOH计，一年以8000h计，则膜法脱硝设计产能为1200kg/h（以无水硫酸钠计）。
系统占地面积：
25.5×22.5m2
厂房占地面积：
25.5×15m2，如场地较小，可布置在18×15m2的范围内，三层框架结构。
4.2产品方案
1、120m³/h淡盐水（进槽硫酸根含量小于：
5g/L）；
2、副产品芒硝1200kg/h（以无水硫酸钠计）；
5厂址选择
本项目拟建在亿利化学工业园区，烧碱分厂一次盐水厂房北面的发展用地可为本项目提供所需的场地。
6项目实施方案（技术方案、设备方案和工程方案，详述）
6.1项目实施内容
本项目拟利用膜法脱硝代替现有的氯化钡法脱硝，达到降低运行成本、无毒化、防止由废渣产生的二次污染的目的。
6.2技术方案及生产工艺流程
（1）技术方案简述
淡盐水经PH调节，进入淡盐水缓冲槽，通过两级换热，两级（膜法）脱硝后的盐水进入二次盐水工序。
浓水经PH调节后依次进入结晶槽、沉硝槽，经结晶和沉降作用，最后得成品芒硝。
（2）生产工艺流程
淡盐水入水
PH调节及还原剂
循环水系统（用户自备）
透过水去化盐
浓水
PH调节
循环回流
冲洗系统
溢流清液回至缓冲水槽
回至结晶槽
6.3主要设备方案
1．
淡盐水缓冲槽
数量
容积
材质
产地
配套
：
1个
：
200m3
：
玻璃钢
：
国产
：
液位控制开关、管道连接
2．
增压水泵
型号
数量
流量
扬程
功率
材质
产地
：
（二用一备）
:
CZx65-200
：
3台
：
68.6m3/h
：
40m
：
18.5KW
：
钛材料
：
3．
一级钛板换热器
型号
数量
材质
产地
：
1台
：
钛材料
：
佛山澜石或同等质量国内名优产品
4．
二级钛板换热器
型号
数量
材质
产地
：
1台
：
钛材料
：
佛山澜石或同等质量国内名优产品
5.
5.1
5.2
亚硫酸钠加药装置
型号
数量
流量
压力
产地
配备
溶液箱
材质
产地
：
DC4D
：
1套
：
200L/h
：
10.0Bar
：
美国帕斯菲达或同等质量名优产品
：
MC500
：
PE
：
慈溪德顺
6.
活性炭过滤器
数量
流量
直径
直边高度
滤层总高度
滤料活性炭
设备本体材质
进水分布
下排布水结构
阀组
取样阀
压力表
反洗操作
产地
：
2台
：
68.6m3/h/台
：
2400mm
：
1800mm
：
1000mm
：
0.5-2.5mm,1000mm厚
：
碳钢衬橡胶
：
挡板
：
ABS水帽
：
1组
：
1个
：
2个/台
：
手动
：
7.
保安过滤器
数量
规格
型式
出力
工作压力
材料壳体
滤芯
滤芯数量
滤芯长度
滤芯精度
控制方式
生产厂壳体
滤芯
：
2台
：
Ø500×1000×25芯
：
垂直圆筒
：
68.6m3/h/台
：
0.6MPa
：
碳钢衬橡胶
：
熔喷聚丙烯
：
25支
：
40”
：
5μ
：
根据压差更换滤元
：
新普利公司
：
台湾或者合资厂
8．
一级高压泵
型号
数量
流量
扬程
材质
功率
产地
控制方式
:
DT85-45x6
：
2台
：
68.6m3/h
：
250m
：
钛材料
：
110KW
：
西安泵阀厂或同等质量国内名优产品
:
变频（1套/台）
9.
一级膜脱硝系统装置
数量
出力
给水条件
水温
给水SDI
残余氯
pH值
氯化钠
正常运行压力
：
2组
：
59m3/h/组（20℃）
：
40℃（设计值）
：
＜5
：
≤0.1mg/L
：
6-8
：
190～210mg/L
：
1.0～2.0MPa
10．
二级高压泵
型号
数量
流量
扬程
材质
功率
产地
控制方式
:
DT12-50x8
：
1台
：
13m3/h
：
300m
：
钛材料
：
37KW
：
西安泵阀厂或同等质量国内名优产品
:
变频（1套）
11.
二级膜脱硝系统装置
数量
出力
回收率
给水条件
水温
给水SDI
残余氯
pH值
氯化钠
正常运行压力
：
1组
：
6.2m3/h（20℃）
：
≥30-34%
：
40℃（设计值）
：
＜5
：
≤0.1mg/L
：
6-8
：
190～210mg/L
：
1.0～2.5MPa
12.
结晶槽
数量
规格
材质
产地
配套设备
功率
数量
控制方式
：
1台
：
Φ6000
：
碳钢衬玻璃鳞片
：
:
搅拌器
：
7.5kw
:
1套
:
变频（1套）
13.
浓缩液循环水泵
型号
数量
流量
扬程
功率
材质
产地
：
1台
：
290m3/h
：
35m
：
75KW
：
316
：
西安泵阀厂或杭州碱泵
14.
板式换热器
型号
数量
材质
产地
（一用一备）
：
2台
：
316L
：
佛山澜石或同等质量国内名优产品
15.
15.1
15.2
15.3
冷水机装置
冷水机组
型号
冷量
功率
数量
产地
冷水循环泵
型号
数量
流量
扬程
功率
材质
产地
冷水槽
数量
容积
材质
产地
水冷螺杆式低温
:
LJL-240WSM
:
384.8x103Kcal/h
:
150.9KW
：
2台
：
广州凌静制冷或同等质量国内名优产品
（一用一备）
：
2台
：
150m3/h
：
32m
：
22KW
：
304
：
上海凯泉或同等质量国内名优产品
：
1个
：
20m3
：
FRP
：
国产
16．
结晶体输送泵
型号
数量
流量
功率
材质
产地
:
GN16/1.6
：
1台
：
13m3/h
：
7.5KW
：
316
：
合肥精大或同等质量国内名优产品
17．
沉硝槽
数量
规格
材质
产地
：
1台
：
Φ2300
：
碳钢衬玻璃鳞片
：
18.
离心机
型号
数量
处理量
材质
产地
功率
:
P-500
：
1台
：
4-8t/h
：
1Cr18Ni9Ti
：
杭州轻机
：
22+45KW
7主要原材料和能源供应
7.1主要原材料供应
序号
名称
主要成分
连接
界区条件
成分名称
含量
温度（℃）
压力（Mpag）
1
亚硫酸钠
Na2SO3
工业级
袋装
2
柠檬酸
化学纯或更高
袋装
3
磷酸
化学纯或更高
袋装
4
高纯盐酸
HCl
31%
管线
环境
5
氢氧化钠
NaOH
32%
管线
环境
6
EDTA-4Na
96%（化学纯）
袋装
7.2能源供应
电力可由本公司的烧碱分厂高、低压配电室提供。
8总图、运输与公用辅助工程
本项目拟布置在烧碱分厂一次盐水厂房北侧发展用地。
除需将产出的副产品芒硝，进行储存、运输外，基本无需增加运输。
9投资估算及资金筹措
9.1投资估算表
设备投资
材料费用
安装费用
土建费用
总投资
1100万元
100万元
100万元
200万元
1500万元
9.2资金筹措
本项目以自有资金为主，在项目立项后争取获得部分国家和自治区节能减排专项资金支持。
10经济效益和社会效益分析
10.1成本分析
1、氯化钡法去除硫酸根费用分析
吨碱氯化钡实际消耗按0.0225计，吨氯化钡市场采购价按平均价2350元/吨计则年氯化钡消耗如下（因氯化钡法加料系统设备投资较小，设备折旧忽略）：
40万吨烧碱/年×0.0225吨氯化钡/吨碱×2800元/吨（固体氯化钡价格）=2520万元，年消耗2520万元氯化钡。
由于氯化钡的投入会产生硫酸钡和氯化钠，硫酸钡沉淀析出，氯化钠会留在盐水系统中，年产生氯化钠量为8150吨，按市场价450元/吨计算年节约原盐367万元。
因此氯化钡法除硫酸根费用为2153万元/年。
2、膜法去除硫酸根每年的费用分析
膜法脱硝运行费用主要包括电费、药剂费、膜折旧费、人员工资和设备折旧费和财务费用等。
其中电费约244.8万元，药剂费142.9万元，膜折旧147万元（详见下表）。
膜法脱硝装置的运行人员任利用原一次盐水氯化钡工序的运行人员，人员工资按不增加考虑。
膜法脱硝项目总投资为1500万元，减去膜投资294万元按2年折旧考虑以外，其它设备和厂房按15年折旧考虑，设备折旧每年约80万元。
其它费用按35.3万元/年估计。
膜法脱硝年运行费用总计650万元。
序号
项目
单位
运行量
周期
单价
单位处理量
单位价格
天合计（元）
年合计（万元）
备注
1
电费
KWH
765.04
24
0.4
7,344.38
244.8
*1
2
亚硫酸钠
L/h
25
24
0.125
75.00
2.5
*2
3
盐酸
L/h
300
24
0.5
2
1
3,600.00
120.0
4
烧碱
L/h
20
24
0.7
336.00
11.2
5
滤芯
支
25
2个月
100
41.67
1.5
6
活性炭
公斤
5300
2年
25
220.83
6.6
7
膜元件
支
147
2年
20000
1.225
4,900.00
147.0
8
膜清洗
项
1
3个月
2000
22.22
0.6
9
油品等其他耗材
项
1
一年
5000
16.67
0.5
10
合计
￥4.46
16,556.77
534.7
膜法脱硝装置运行费用分析表
10.2经济效益分析
从以上分析可以看出膜法脱硝项目具有明显的成本优势，较氯化钡法去除硫酸根工艺项目年节约运行费用1503万元。
另副产品芒硝年产15008吨（十水芒硝），可为园区内兄弟企业廉价提供，按100元/吨芒硝计算，去除销售等费用，年实现销售收益150.08万元。
膜法脱硝项目建成投产后可为公司降本增效1653.08万元/年，税后利润1284.6万元/年，1.16年可回收全部投资。
10.3社会效益分析
膜法除硝与旧工艺（氯化钡法）相比，由于其技术先进、生产过程比较清洁，不再使用除硝药剂，无毒无害，因此，除了可节约原材料成本外，对环境基本不产生污染，可达到环境保护的要求。
并且产出的脱硝透过液可循环使用，实现了节能、节水，降本降耗的目标，进一步优化了我公司的产业结构，具有良好的社会效益。
11结论
膜法脱硝工艺是氯碱协会推荐使用的新型环保、节能除硝工艺，在氯碱行业内已经得到广泛的推广和成功的使用。
在目前复杂经济环境下，本企业只有通过技术革新和装备升级，不断优化工艺，以更低的能源消耗和更高的生产效率实现降低成本生产，才能使得我公司在当前局势下稳步发展。
因此建议尽快实施膜法脱硝工艺装置，取得更多的经济效益和社会效益。
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