2万吨年离子膜法片状固体氢氧化钾装置异地迁建改造项目建设可行性研究报告(优秀建设可行性研究报告).doc

证书等级：乙 级
证书编号：工咨乙13520070001

宁夏宝兰德化工有限公司
2万吨/年离子膜法片状固体氢氧化钾装置异地迁建改造项目
可行性研究报告

宁夏工业设计院有限责任公司
二○○八年十一月

宁夏宝兰德化工有限责任公司
2万吨/年离子膜法片状固体氢氧化钾装置异地迁建改造项目
可行性研究报告

院 长：张惠宁
总工程师：田 娟
项目负责人：张 晶

宁夏工业设计院有限责任公司
二○○八年十一月

编制人员组成
职 责
姓 名
专 业
职 称
备 注
总工
田娟
结构
高级工程师
国家一级注册结构师
负责人
张 晶
工艺
高级工程师
国家注册咨询工程师
编制
人员
周东方
工艺
高级工程师
国家注册化工工程师
尤惠琴
结构
高级工程师
国家二级注册建筑师
邢晓绥
规划
高级工程师
国家注册规划工程师
栾培玉
工艺
工程师

王建中
电气
高级工程师
国家注册咨询工程师
王金山
给排水
高级工程师

宋薇薇
技术经济
经济师

张晶
投资估算
高级工程师
国家注册咨询工程师

目 录

130
宁夏工业设计院有限责任公司 Ningxia Industry Design Institute
第一章 总 论
1.1 项目名称、建设单位
1、项目名称：2万吨/年离子膜法片状固体氢氧化钾装置异地迁建改造项目可行性研究报告
2、建设单位：宁夏宝兰德化工有限公司
3、项目建设地点：宁夏贺兰县暖泉工业园区
4、可行性研究报告编制单位：宁夏工业设计院有限责任公司
地址：银川市兴庆区凤凰北街190号
电话：[phone]
传真：[phone]
1.2 企业概况
宁夏宝兰德化工有限公司，是由宁夏银川制钠厂和宝鸡德瑞有色金属（集团）有限公司共同投资兴建的企业，2008年10月正式组建。
宁夏银川制钠厂创建于1988年，是中国三大金属钠生产基地中创立最早的和唯一的专业生产企业，也是银川（香港）美亚染化有限公司和宁夏冀宁化工有限公司最主要的参股企业。企业曾多次荣获国家、部委和自治区及银川市多项技术和管理荣誉，在国内外享有很高的知明度和信誉度。
宝鸡德瑞有色金属（集团）有限公司始建于1992年，是集科研、生产、加工于一体的钛、镍设备制造的专业厂家。企业取得三类压力容器、压力管道管件制造许可和质量体系、自营出口等证书，为中国钛业协会理事单位。
宁夏宝兰德化工有限公司依托宁夏银川制钠厂和宝鸡德瑞有色金属（集团）有限公司雄厚的技术力量和先进的管理手段及资金实力，遵循“以人为本，科技导向”的宗旨，根据市场需求和宁夏当地的资源、能源和市场优势，以填补和发展自治区空白的化工产品为进入点，力求发展成为产品系列化、多品种的化工生产企业，为宁夏的经济和社会发展做出贡献。
1.3 项目提出的意义和背景
氢氧化钾是重要的化工基础原料，广泛的用于化工产品、医药、农药的中间体、染料、纺织印染等生产。随着国民经济的高速发展和国家制定的西部大开发战略的深入展开，靛蓝等氢氧化钾下游产品发展迅速，使宁夏、内蒙古、乌海地区及周边区域的氢氧化钾用量大增，氢氧化钾的下游产品的需求量大量增加，氢氧化钾产品市场的进一步扩大给了氢氧化钾生产企业更大的发展空间。
离子膜法片状固体氢氧化钾装置是中石油宁夏炼化公司投资2.3亿元并于2001年10月建成投产，设计能力为氢氧化钾（片钾）20000吨/年，液氯12600吨/年。2006年12月，由于中国石油系统整合产品结构而停产。2008年9月，中国石油宁夏炼化公司对该装置进行整体拍卖，由宁夏宝兰德化工有限公司中标购得，并决定异地迁建至暖泉工业园区。
暖泉工业园区已有靛兰生产企业1家，2家靛兰生产企业在建（计划于2008年12月投产），装置生产能力达1.5万吨/年，年需用氢氧化钾1.2万吨。使靛兰生产使用的主要大综产品基本就地解决，可为园区循环经济建设发挥作用，充分发挥资源和能源优势，促进关联企业共同发展。
西北拥有能源优势，就近异地迁建本项目首先是充分地利用当地的能源优势，使本地的优势能源就地利用，就地转化成产品，对于发展宁夏经济，促进东西部优势互补，有着积极重要的意义，同时在暖泉工业园区生产氢氧化钾也能解决了这个产品的局部短缺问题，使已在此地建成的使用厂家缩短运输距离，降低运输费用，使产品的总成本降低，增加了产品在市场的竟争能力，共同地在西北这片沃土上发展壮大。
1.4 可行性研究的编制范围
（1）市场需求预测与建设规模
（2）建设条件与厂址
（3）工程技术方案
（4）环境保护
（5）劳动保护、安全卫生与消防
（6）企业组织及劳动定员
（7）项目实施进度的建议
（8）建设项目招标
（9）投资估算和资金筹措
（10）财务评价
1.5 市场需求预测和建设规模
1、市场需求预测
我国是最大的发展中国家，随着西部大开发的逐步深入，产品结构调整的不断进行，国民经济正在持续、稳定、健康地发展。对氢氧化钾的需求也在不断增加，需求量逐年提高，发展前景广阔。
2、建设规模
根据氢氧化钾市场需求预测分析，结合全国氢氧化钾生产厂家分布状况，采用国内成熟工艺设备，建设年产2万吨氢氧化钾的生产线是适度可行的。
1.6 建设条件与厂址
本项目厂址选在宁夏贺兰县暖泉工业园区内，该园区具有良好的投资环境，便利的运输条件，工业园区内水、电、道路设施较为完善，在此建设可降低一次性基本建设投入，厂区远离居民区，便于“三废”处理。
1.7 工程技术方案
1、产品方案及生产规模
（1）本项目为生产装置拆迁异地建设项目，项目建设规模为氢氧化钾(片状)20000t／a(折100％)；
（2）副产品高纯盐酸：4000t／a×2套(31％HCl)；
（3）副产品液氯：5000t／a×2套(Cl2≥99．6％)。
2、生产工艺
本项目为异地迁建项目。原装置为年产２万吨离子膜氢氧化钾生产装置，其关键工艺和装备为引进技术和装备，电解装置为美国的0xytech公司离子膜法工艺技术和专用设备，片状固体钾碱装置采用瑞士Bertrams公司专利技术和专用设备。
事故氯气采用碱吸收方式处理。
3、总图运输
（1）总平面布置的原则主要考虑生产工艺流程的需要，符合消防、安全标准，保证生产安全运行顺畅，人流物流组织合理，尽量减少交叉，功能分区明确。
（2）项目年运输量为66159.45吨，其中年运入总量为28159.45吨，年运出总量为38000吨，原材料及产品的运输方式为汽车，由社会车辆解决。
4、建筑结构
全厂总建筑面积为17903.5㎡，其中生产车间建筑面积为9579.4㎡，公用辅助设施为4973.1㎡，办公楼及福利设施为3351㎡。
5、给排水工程
本项目日用水量为3720.5 m3，供水由工业园区内给水管网供应，供水压力P=0.35Mpa。供水水量、压力满足项目生产-生活-消防用水要求。
6、供热
全厂生产用蒸汽量为6.5t/h，选用一台DZL4-1.25-AII型燃煤蒸汽锅炉；根据厂区采暖热负荷为1.8MW,选用一台DZL2.8-1.0/90℃/70℃-AII型燃煤热水锅炉完全能满足本项目生产及采暖用汽要求。
7、供电
本项目厂区内0.4KV总装机容量为2399.25KW，计算有功功率为1727.46KW，无功功率为1230.82Kvar,全厂自然平均功率因数为0.81,经低压侧集中补偿后，功率因数可达0.92，计算视在功率为1877.3KVA。选用S9-2500KVA/35/0.4KV/，D/Yn11型号的变压器2台，负荷率为75.1%。
本项目中电解工序、氯氢处理工序、废气处理工序和消防负荷为一级负荷，循环水泵房中循环水泵用电负荷等级为二级负荷，其余负荷等级为三级。厂区供电电源由工业园区110KV变电站35KV两段母线侧引来两路35KV高压电源，其中两路电源互为备用，采用YJV22-35KV-3*150mm²高压电缆暗埋敷设接入厂区35KV变电所内。
1.8 环境保护
按照三同时的原则进行环境保护设计，厂区废气主要为事故状态下氯气处理，设计尾气处理工序处理事故状态氯气，液化尾气送至盐酸工序用于合成盐酸，盐酸合成尾气采用尾气吸收塔吸收处理。装置设置污水处理装置，用于生产污水处理。
1.9 企业组织与劳动定员
本项目企业组织实行公司领导下企业法人总经理负责制，全厂员工总人数212人，其中生产和辅助生产工人170人，管理人员17人，技术人员25人。
所需人员均按国家有关规定面向社会实行聘任制或合同制招聘。
1.10 项目实施进度
项目建设分为建设前期和建设期两个阶段共计18个月，主要完成可行性研究报告编制及审批工作、设备订货、施工图设计、土建施工、设备安装调试、系统试车直到建成投产。
1.11 投资估算及资金筹措
1、项目固定资产投资为5292.70万元
其中：设备购置费3337.50万元，占63.06%；
安装工程费378.75万元，占7.16%；
建筑工程费900.52万元，占17.01%；
其它工程费675.93万元，占12.77%。
2、流动资金估算782.86万元。
3、项目总投资6075.56万元，其中项目固定资产投资为5292.70万元，流动资金782.86万元，详见投资估算表。
4、项目总投资6075.56万元，全部企业自筹。
1.12 主要经济技术指标
项目主要经济技术指标见表1-1。
表1-1 主要技术经济指标表

第二章 市场预测及价格分析
KOH为白色半透明斜方结晶。易溶于水，并有极强的吸水性。在空气中吸水而潮解，吸收二氧化碳转化成碳酸钾。主要用作化工生产原料，如生产高锰酸钾、碳酸钾、磷酸二氢钾等钾盐。在制药行业中用在黄体酮、丙酸睾丸素等生产中。在轻工业中用于制造雪花膏、洗发膏、冷霜和剃须膏、钾肥皂、海运的洗污肥皂、碱性蓄电池等。在染料工业中用于三聚氰胺染料，快色素大红3R和还原蓝RSN的制造。用于聚酯纤维的制造，亦是造纸、香料、印刷油墨、颜料制造中的原料。也用于织物漂白、电镀、石板雕刻等方面。
近年来，由于靛兰等染料行业及农药中间体行业的持续增长，使氢氧化钾产品的销售形势呈上升趋势，氧化钾在国内外市场中供应较为紧张，价格也较高，生产能力利用率均接近90%。国内30%的氢氧化钾用于生产碳酸钾产品，最近几年碳酸钾在液体洗涤剂和化肥方面的需求量增长保持旺盛；碳酸钾在用作洗涤剂组份和水处理化学品方面的增长也很强劲，预计今后几年的年均增长率将接近5%。国内碳酸钾的75%应用于生产阴极射线管的玻璃，近几年该市场的年均增长率接近5—8%，但是由于经济疲软以及平面面板的应用，年均增长率将下降到3%以下。但预计碳酸钾在其他工业方面的应用将出现较快的增长，因而氢氧化钾产品市场发展前景是比较乐观的。
随着我国西部大开发的进一步深入，国内部分化工产品项目向西部地区转移，宁夏、内蒙古等地区靛蓝、医药中间体已建成和扩建项目增多，形成了区域性的氢氧化钾下游产品品种及能力快速增加，造成区域性的缺口，而国内主要的氢氧化钾生产企业都远离西部地区，邻近企业只有内蒙乌斯太工业区内泰兴泰丰化工有限公司一家生产企业，不能满足区域性氢氧化钾市场增加的需求。
暖泉工业园区已有靛兰生产企业1家，2家靛兰生产企业在建（计划于2008年12月投产），装置生产能力达1.5万吨/年，年需用氢氧化钾1.2万吨，使靛兰生产使用的主要大综产品基本就地解决。销售前景看好。
液氯是重要的化工原料，其用途广泛。由于属危险化学品且包装的特殊性（使用专用的压力容器即钢瓶贮存包装），其安全性是非常可靠的。市场主要为化工原料和造纸业。目前液氯的下游产品不继地拓宽，用氯企业增加，所以液氯的使用更广泛。用量呈增长趋势，销售前景看好。
盐酸也是化工的基础原料，靛兰在生产过程中也要消耗一部分盐酸来进行水洗，所以盐酸的销售也是不成问题的。
根据氢氧化钾市场需求预测分析，结合全国氢氧化钾生产厂家分布状况，采用国内先进成熟工艺设备，异地迁建建设年产2万吨氢氧化钾的生产线是适度可行的。
第三章 建设条件及厂址
3.1主要原材料、能源的供应
3.1.1主要原材料的供应
表3-1主要原材料供应
序号
原料名称
单位
单耗量
年耗量
原料来源
1
氯化钾KCl ≥99％
吨
1.350
27000
外购
2
98%硫酸
吨
0.0136
272
本地
4
氯化钡BaCl2 ≥98％
吨
0.002
40
外购
5
碳酸钾K2C03 ≥98.5％
吨
0.005
100
外购
6
聚丙烯酸钠20%
吨
0.00012
2.4
外购
7
a-纤维素
吨
0.0005
10
外购
8
螯合树脂
吨
0.0000125
0.25
外购
9
亚硫酸钠Na2S03 ≥95％(折100％)
吨
0.00024
4.8
外购
3.1.2 主要能源的供应
1、水
本项目年需水量为11.6万m3，由工业园区给水管网供给生产及生活用水量，且水质完全符合生产、饮用水标准。
2、电
本项目年需用电量为1512万KWH，宁夏电力资源丰富，价格适中，适合发展高耗能产品。
3、煤
本项目年需用煤约24472吨，宁夏煤炭资源，可保证供应。
3.2 厂址
3.2.1 厂址选择的原则
厂址的选择应综合分析与权衡厂址的地形条件以及有关的自然和经济资料，进行多方案的技术经济，安全可行性的比较，合理选择做到安全可靠。厂址的安全可靠主要涉及工程地质条件的优劣，厂区范围能否适应总平面布置和安全距离的要求；自然灾害的威胁程度及抗御的可能性，能否避免由于企业间发生事故时而引起二次灾害；能否便于治理“三废”以及同外部的联系与协作等因素。
本项目厂址的选择考虑到以上诸多因素，选择在贺兰暖泉工业园区内，有良好的投资环境，便利的运输条件，有较好的可利用的公用工程配套设施。
3.2.2 自然条件
一、厂区位置
项目拟建厂址在贺兰暖泉工与园区内。南距银川市22公里，109国道在工业园区东面通过。
贺兰县位于银川市北，属银川市管辖，东以黄河为界，南和银川市兴庆区、金凤区相连，西至贺兰山分水岭与内蒙古阿拉善左期接壤，北于平罗为邻，地理座标在东经105°53′—106°36′，北纬38°27′—38°52′之间，土地总面积1208平方公里。是一个以粮食种植为主的农业县。交通十分便利，石中高速公路、109国道和包兰铁路横穿南北，是宁夏经济较发达、水土资源相对丰富的地区。
二、基本条件
厂区用地总面积209174.38㎡，合313.61亩。
需要进一步落实地貌、工程地质情况。
三、气象
项目区属大陆性季风气候区。位于南温带与中温带过渡带中间，具有光照充足，热量丰富，昼夜温差大，干燥少雨，蒸发强烈，春暖快、夏热短、秋凉早、冬寒长等气候特征。根据近十年的气候资料统计，年平均气温9℃，最低气温-27.4℃，最高气温38.1℃，无霜期155天，多年平均降水量178.6毫米，且年内年际降水量分布不均，降水量集中在6-9月份。多年平均蒸发量1694.9毫米，为降水量的9.5倍。由于春季风大少雨，蒸发量大，因此春旱较突出。主要自然灾害有霜冻、大风、沙尘暴、冰雪、热干风、低温冷害、暴雨、连阴雨和山洪等。
3.2.3 地质地貌
项目区为黄河冲积平原，土质以冲积、洪积物为主，其基底构造为封闭式断陷盆地类型，第四纪沉积物厚达1600m主要以粉砂、细砂为主，间夹粘砂土、砂粘土透镜体，下伏沙层，南高北低地面坡度由1/1600～1/3500缓至1/6000～1/7000。
3.2.4 厂址选择结论
1、本项目在贺兰暖泉工业开发区内建设，具有良好的投资环境，便利的运输条件。
2、工业园区水、电、道路设施较为完善，在此建设可降低一次性基本建设投入。
3、厂区远离居民区，便于三废处理。
因此在工业园区内建设本项目，条件良好，较为合理。
第四章 工程技术方案
4.1 国内外工艺技术概况
氢氧化钾生产方法和烧碱生产方法基本相同，都是采用电解法。氢氧化钾生产主要有隔膜法和离子膜法二种工艺。
传统的隔膜法是采用石墨阳极。其缺点是电槽极间距随石墨阳极消耗逐渐变大，电耗较高，产品质量差、修槽作业中铅蒸汽、沥青蒸汽、炭板加工粉尘对环境污染严重，修槽频繁。六十年代末金属阳极隔膜法电槽实现工业化生产。金属阳极与石墨阳极相比，具有阳极使用寿命长、电流密度大、单槽产量高、修槽作业中三废污染轻等优点。目前世界工业发达国家隔膜法已逐步被离子膜法取代。
离子膜法是七十年代末发展起来的先进生产方法。较之传统的隔膜法具有能耗低、产品质量高、无污染、节省占地面积等突出优点。由于离子膜法投资和产品成本均优于其它方法，使其得到迅速发展。目前，世界离子膜法烧碱装置能力已占主导地位，我国近年来离子膜烧碱发展较快，但将离子膜法用于钾碱生产并形成一定规模，则是近些年的事情。目前国外钾碱生产以离子膜法为主，我国大多数厂家仍采用隔膜法，工艺落后、能耗高、产品质量差，三废污染严重。
4.2 工艺技术选择
离子膜电解技术的研究，以美国、日本、意大利、英国为最早，经过多年开发，于一九七四年首先在日本旭化成、旭硝子实现工业化生产，并相继得到了迅速发展，目前能够提供离子膜电解槽的专利商有旭化成、伍迪、氯工程、北化机等厂家，这几家公司的技术都是成熟的。早期还包括日本CEC、美国的0xytech、英国ICl、意大利迪诺拉等几家公司。掌握离子膜制造技术的有美国的杜邦公司、日本的旭硝子和旭化成。其中以美国杜邦膜市场占有率最高，旭硝子次之。
离子膜法之所以能得以如此迅速发展，主要是它具有能耗低、产品质高、三废少、操作负荷弹性大、占地小、开停车容易等突出优点。
离子膜法和隔膜法能耗、质量指标比较如下：
1、能耗比较
名称
单位
隔膜法桶装固碱
离子膜法片状固碱
差值
电耗
度／吨
2300～2400
1945
3 5 5～365
蒸汽能耗
度／吨
8.2
2.0
5.7
折交流电
度／吨
2050
625
1 425
合计(折电)
度／吨
4350～4400
2570
1 780～l 880
合计折标煤
吨／吨
1.538～1.556
0.909
0.629～0.665

能耗比较表明：每吨离子膜法钾碱比隔膜法节电3.55～3.65度，节汽5.70吨，综合能耗年节标煤l.26～1.33万吨。
2、质量比较
项目
隔膜法桶装固碱
离子膜法片状固碱
KOH
94%
≥95％(wt)
KCl
＜2.0%
＜0.02ppm(wt)
K２C0３
＜2.5%
＜0.3%(wt)
离子膜法钾碱纯度高，既可销往国外，亦可销于国内，销路宽阔，且对市场应变能力强。
4.3 产品方案和建设规模
1、本项目为生产装置拆迁异地建设项目，项目建设规模为氢氧化钾(片状)20000t／a(折100％)；
2、副产品高纯盐酸：4000t／a×2套(31％HCl)；
3、副产品液氯：5000t／a×2套(Cl2≥99．6％)。
4、本项目为异地迁建项目。原装置为年产２万吨离子膜氢氧化钾生产装置，其关键工艺和装备为引进技术和装备，电解装置为美国的0xytech公司离子膜法工艺技术和专用设备，片状固体钾碱装置采用瑞士Bertrams公司专利技术和专用设备。该装置2001年建成投产，2006年停产。
4.4 工作制度
本项目按四班三运制组织生产，年操作小时按8000小时设计。
4.5 产品和原料质量指标
1、氢氧化钾
产品氢氧化钾执行国标GB/T1919-2000 Ⅰ类优级品质量标准。
表4-5-1 氢氧化钾产品质量标准（GB/T1919-2000）
项目
固体
Ⅰ类
Ⅱ类
优等品
一等品
一等品
合格品
氢氧化钾含量(KOH) ≥%
95.0
90.0
90.0
88.0
碳酸钾(K2CO3)含量 ≤%
1.0
1.4
2.5
3.0
氯化物(以Cl计)含量 ≤%
0.01
0.02
1.0
1.4
铁(Fe)含量 ≤%
0.001
0.002
0.05
0.07
硫酸盐(以SO4计)含量 ≤%
0.05
0.05
-
-
硝酸盐及亚硝酸盐(以N计)含量≤%
0.001
0.002

-
钠(Na)含量 ≤%
1.0
1.0
2.0
2.0
氯酸钾(KClO3)含量 ≤%
0.1
-
-
-

2、盐酸
产品盐酸执行国标GB320-93优级品质量标准。
工业盐酸为无色或浅黄色透明液体。在温空气中发烟，并有刺激性臭味。
工业盐酸质量（GB320-93）质量指标见表4-5-2。
表4-5-2 工业盐酸产品质量标准（GB320-93）
指标
优级品
一级品
合格品
总酸度（HCl） %≥
31
31
31
铁 %≤
0.006
0.008
0.01
硫酸盐（SO4） %≤
0.005
0.03

砷 %≤
0.0001
0.0001
0.0001
灼烧残渣 %≤
0.08
0.1
0.15
氧化物（Cl2） %≤
0.005
0.008
0.01

3、液氯
液氯产品质量执行国标一等品标准。液氯质量（GB/T5138-2006）质量指标见表4-5-3。
表4-5-3 液氯产品质量标准（GB/T5138-2006）
项目
指标
优等品
一等品
合格品
氯的体积分数%/　　　　　≥
99.8
99.6
99.6
水的质量分数/%　　　　　≤
0.01
0.03
0.04
三氯化氮的质量分数/%　　≤
0.002
0.004
0.004
蒸发残渣的质量分数/%　　≤
0.015
0.1
--
　　注：水分、三氯化氮指标强制。

4、氯化钾
原料氯化钾产品质量执行国标（GB6549-1996）I类标准。
表4-5-4 氯化钾产品质量标准（GB6549-1996）
项目
指标
I类
II类
优等品
一等品
合格品
氯化钾（K2O）含量，≥
62
60
59
57
水份（H2O）含量≤
2
2
4
6
钙镁（Ca+Mg）含量≤
0.2
0.4
--
--
钙（Ca）含量≤
--
--
0.5
0.8
镁（Mg）含量≤
--
--
0.4
0.6
氯化钠（NaCl）含量≤
1.2
2
--
--
水不溶物含量，≤
0.1
0.3
--
--
注：除水份外，各组份含量均以干基计算

4.6 生产工艺及工艺流程简述
4.6.1 生产工艺
氢氧化钾生产工艺采用离子膜法电解氯化钾水溶液生产工艺，氯气液化生产工艺采用冷冻液化工艺，氢气使用液氯液化尾气合成盐酸。电解碱液经降膜蒸发装置制成合格的片状氢氧化钾产品。
4.6.2 盐水一次精制工序
一次盐水工序采用化学法精制、道尔型澄清桶澄清、无阀过滤器过滤、压滤机处理盐泥。
原盐(KCL)经斗式提升机送至化盐桶，用来自配水的化盐水进行化盐，饱和的粗盐水（KCl 305～310 g/l）自流进入精制反应槽，与精制剂KOH、K2C03、BaCl反应而除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、S042-等杂质，经粗盐水泵送入凝聚反应槽，与凝聚剂聚丙烯酸钠(TXY)混合后自流至澄清桶，澄清后的清盐水经盐水过滤器过滤后用31%盐酸调整PH后进入一次精盐水贮槽，用泵送至电解工序。
盐水精制反应如下：
Ca2+ + K2CO3 = CaCO3↓ + 2K+
Mg2+ + 2KOH = Mg(OH)2↓ + 2K+
SO42+ + BaCl2 = BaSO4↓ + 2Cl-
澄清桶出来的废盐泥进入泥浆槽，用泵打人压滤机，处理后的滤饼用汽车送出界区，滤液自流至杂水槽。
盐水过滤器的反冲洗水进入杂水槽，经泵送配水槽用于化盐。
来自电解工序经脱氯后的淡盐水、过滤再生返洗水、杂水槽杂水等进入配水槽，采用蒸汽加热加热至60℃，经配水泵输送至化盐桶化盐。
4.6.3 电解工序
电解工序包括过滤、二次盐水精制、电解、淡盐水脱氯等工艺过程。
1、一次精制盐水过滤
一次精制盐水中所含少量的固体悬浮物(SS)，经PP过滤管过滤器进一步过滤，将一次精盐水中SS含量由10PPM降至1PPM。
盐水过滤系统由进料／预涂泵、预涂混合槽和二台盐水过滤器组成。正常操作时一台运转，另一台返洗或待用。
盐水过滤部分为三个步骤：
(1)预涂：助滤物质仅一纤维素加入预涂混合槽中与一定量的一次精制盐水混合，溶液用进料／预涂泵送人盐水过滤器，在过滤元件表面形成一均匀的助滤层以提高过滤效率延长过滤操作周期。
(2)进料与过滤：一次精制盐水用进料／预涂泵送人盐水过滤器，从盐水过滤器出来的过滤盐水经盐水错流换热器被加热到70℃左右后送往离子交换塔。
(3)返洗：当过滤元件表面的固体悬浮物和过滤助剂增加到一定厚度时，或者过滤器进出口压差达到2kg／cm²时自动报警，单塔停止操作，同时系统自动进行切换。已停止运行的盐水过滤器用过滤盐水进行返洗。含有固体悬浮物和过滤助剂的返洗盐水排入地坑中，用泵送到盐水一次精制工序配水槽。
2、二次盐水精制
过滤盐水经串联操作的二个蝥合树脂塔，盐水中钙、镁离子含量可降至20PPb(wt)，满足离子膜电槽全部性能和稳定操作的要求。
离子交换塔出来的盐水中Ca2+、Mg2+含量符合规定时，精盐水进入精盐水贮槽，用盐水加料泵送到盐水换热器，在此盐水被加热到80—85℃，经精盐水高位槽送到电解槽。
离子交换塔的操作和再生是自动控制的。在正常情况下二塔串联操作，但再生期间只有一个塔在线操作。供离子交换塔再生用的酸、碱分别为31％(wt)盐酸和纯水配成的15％(wt)盐酸溶液及31％(wt)氢氧化钾和纯水配成的l5％(wt)的氢氧化钾溶液。再生过程为程控进行，再生系统排出废液经再生废水池用泵送盐水一次精制工序配水槽。
3、电解
电解槽采用美国OxyTech公司MGC-3×6型单极槽，三槽式使系统电压提高，整流效率也就上升，电耗下降。阴极液为部分强制循环，阳极液是内部自然循环。电解槽容量大，操作稳定安全；阳、阴极均采用活性涂层，材质好，结构合理、重涂容易、可在现场完成；离子交换膜面积适中，利用率高；采用氯氢气压差控制，操作稳定，调节灵活。
从盐水高位槽来的二次精盐水进入电解槽的阳极室，通以直流电进行电解。电解后，阳极产生的氯气和淡盐水经阳极液出口管分别进入氯气总管和淡盐水贮槽。
阴极室产生的氢气和32％的氢氧化钾经阴极液出口管分别进入氢气总管和碱液循环槽，碱液经碱液循环泵部分作为成品送蒸发片碱工序，大部分加纯水后循环返回电槽，产生的氢气送氯氢处理工序。
本装置采用OxyTech离子膜电解技术，电解槽选用14台3×6 个单元组成的MGC电解槽，其主要参数如下：
电解槽型式 MGC一3×6
设计电流 30KA
单槽电压 3.4V
膜有效面积 1.5 m²
阴极电流效率 96％
KOH浓度 32％(wt)
操作温度 90℃
阳极材料 Ti涂以DSA涂层
阴极材料 Ni(活性)涂层
4、淡盐水脱氯
淡盐水采用真空脱氯工艺，脱出氯气可以充分利用，减少废气处理量。
在淡盐水贮槽里加入31％(wt)盐酸溶液，调节PH值到l.5～2，淡盐水经泵送到淡盐水真空脱氯塔顶部。由上部出来的氯气进入脱氯塔冷却器冷却，经脱氯塔真空泵压缩后经氯气总管送氯气处理工序。由真空脱氯塔下部流出的淡盐水进入脱氯盐水槽,加人32％KOH 溶液调节淡盐水PH在7～9之间，经脱氯盐水泵输送泵输送至一次盐水工序配水槽。在脱氯盐水泵出口加入Na2SO3，除去淡盐水中残余的游离氯。
5.6.4 片碱工序
拟采用瑞士Bertrams公司技术进行设计，从电解来32％碱经降膜蒸发至48％，再经熔盐降膜浓缩至95％，熔碱冷却制成片碱。采用高效降膜蒸发，最终浓缩器的二次蒸汽完全被利用，采用热效率极高的熔盐加盐炉，使系统能耗大大降低，节能显著。
来自电解的32％KOH进入片碱工序碱贮槽，经碱泵输送进入降膜蒸发器，碱液浓度由32％升到48％。48％碱液通过浓碱泵打入降膜浓缩器，通过降膜一次浓缩后，KOH被脱水至95％。高浓度的熔融碱在重力作用进人片碱机，经冷却形成片碱。片碱由重力作用进入的包装机，成品采用塑编袋包装，合格的片碱至片碱库。
降膜蒸发器产生的二次蒸汽在表面冷凝器中冷凝，冷凝水进入冷凝水贮槽，用泵送至一次盐水工序化盐。降膜浓缩器产生的二次蒸汽用于加热降膜蒸发器。
降膜浓缩器的热源由熔盐供给。熔盐槽内的熔盐用熔盐泵进行循环，熔盐在熔盐加热器内被煤气间接加热至420℃后经降膜浓缩器返回熔盐槽。
4.6.5 氯氢处理工序
1、氯气流程
电解工序来的湿氯气(常压，t=85℃)进人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℃，然后进入氯气冷却器与冷冻水(10℃)进行热量交换，热交换后的冷冻水回冷冻站，冷却后的氯气(12 ℃)经水雾分离器后进入填料于噪塔，再至泡沫干燥塔下部与浓硫酸高位槽下来的95～98％硫酸(15℃)逆流接触进行干燥，出塔氯气约35℃，含水400PPM。干燥后的氯气进入氯泵，然后经酸分离器及酸捕沫器后，分别送盐酸及液氯工序。氯水自流入氯水贮槽再经泵送脱氯塔回收氯气。
2、氢气流程
电解工段来的湿氢气(常压，t=85℃)进入氢气冷却塔下部，经塔上部来的循环水直接喷淋冷却。出塔氢气温度40℃，经氢气压缩机压缩后，再经水分离器、水雾捕沫器，然后送至合成盐酸工序。
3、废气处理流程
废气处理采用操作弹性大的填料塔作吸收塔，来处理生产负荷相差较大的氯气，即电解工序来的事故氯气及开停工期间产生的氯气，并配与相应的循环泵及循环冷却器，以确保达到废气的排放标准。
电解工序来的事故氯气入吸收塔底部，与预先配制好的15％NaOH碱液逆流循环吸收，其化学反应式如下：
C12 + 2NaOH = NaCl0 + NaCl + H20
由于该化学反应为放热反应，反应热使循环碱液的温度升高，一方面造成循环碱液对氯气的吸收能力下降，另一方面还会造成次氯酸钠产生分解，其化学反应式如下：
3NaCl0 = NaCl03 + 2NaCl
开、停车及发生事故时，由氯气处理工序送来的氯气先进人l段吸收塔，用预先在配碱槽中配好的稀碱液吸收，尾气进入Il段吸收塔，再用稀碱液吸收，达到环保排放标准的最终废气经风机排人大气。本工序为开停车、事故发生时常开装置。
系统安全水封跑氯及各有关贮槽的含氯气体，由风机抽入Il段吸收塔，与喷淋下来的稀碱液逆流接触，氯气被充分吸收，废气达环保排放标准后排人大气。本系统为常开装置。
吸收液经冷却后循环使用，当达到次氯酸钠成品浓度时，打人成品贮槽，作为副产品装槽车出售。
5.6.6 液氯工序
氯气液化采用中压法(R22作冷冻剂)生产液氯、用液氯泵输送包装。
氯气处理工序送来的原料氯气，经捕沫器后进人氯气液化器，与R22进行间接热交换后，R22在氯气液化器内吸收氯气的热量而蒸发，氯气冷凝成液氯。
氯气液化器出来的液氯和不凝氯气，在液氯分离器中分离。不凝氯气经尾气分配台和液氯计量槽的释放氯气，送至高纯盐酸工序用于合成盐酸。液氯由液氯分离器从底部流出至液氯计量贮槽。
液氯贮槽的液氯由槽底排出进入液氯中间槽，经液氯液下泵输送至液氯包装工序包装。
氯气液化器、液氯中间槽和液氯分离器定期排出含三氯化氮(NCl3)的污液至排污槽，氯气由纳氏泵抽出，送到废气处理工序。含NCl3的残液从排污槽底部排出至中和槽，在中和槽内加碱中和，加水稀释后排出至排污管线。
从氯气液化器返回的R22蒸汽，被带经济器螺杆冷凝机组吸入，压缩并冷凝为高压液体，出机组后经节流为蒸发压力下的低温低压液体进入氯气液化器壳程，将管程中的氯气的热量吸收，使之冷却液化，R22液吸热汽化后，重新返回带经济器螺杆冷凝机组。
5.6.7 高纯盐酸工序
由氯氢处理工序来的氯气和氢气经氯气和氢气缓冲罐进入三合一炉，通过合成、冷却、吸收后的氯化氢尾气，进入尾气吸收塔，用纯水吸收制得稀盐酸并自流回到合成炉作为吸收剂进一步吸收氯化氢气体，从合成炉出来的31％高纯盐酸，经盐酸液封槽后进入盐酸贮槽，用泵打到界区外，供电解使用或作为成品出售。
从尾气吸收出来的尾气用水流喷射器抽至下水。与其它工序酸性下水汇合调节PH值合格后，送全厂污水处理场，集中排放。
4.7 原材料、辅助材料及动力消耗
1、32％KOH消耗定额(以每吨1 00％KOH计，包括盐水、电解、氯氢处理工序):
序号
名 称
规 格
单位
每吨产品消耗定额
1
钾盐
KCl ≥99％
kg
1350
2
氢氧化钾
KOH 32％(wt)
kg
36.25
3
碳酸钾
K2C03 ≥98.5％
kg
5
4
氯化钡
BaCl2 ≥98％
kg
2
5
聚丙烯酸钠
20%
kg
0.12
6
a-纤维素

kg
0.5
7
螯合树脂

kg
0.0125
8
高纯盐酸
HCl 31％(wt)
kg
51.61
9
亚硫酸钠
Na2S03 ≥95％(折100％)
kg
0.24
10
纯水
电阻率≥l×105Ω.cm
m³
2.5
11
生产上水
15℃ 0.35MPa G
m³
5
12
不含碱循环水
28℃ 0.4MPa G
m³
80
13
含碱循环水
28℃ 0.4MPa G
m³
20
14
低压蒸汽
0.4MPa G
t
0.5
15
冷冻量
t1:10℃，t2:13℃
KJ
140000
16
浓硫酸
H2S04 ≥98％(wt)
kg
13.6
17
装置空气
0.4MPa G
Nm³
80
18
仪表空气
0.4MPa G
Nm³
100
19
直流电
DC
kwh
1660
20
动力电
380V 50Hz
kwh
164
21
离子交换膜

m²
0.01
22
氮气
N2 ≥98％(vol)
Nm³

2、液氯消耗定额(以每吨100％Cl2计):
序号
名称
规格
单位
单耗
1
干燥氯气
Cl2≥97.5％(v01)
t
1.003
2
生产上水
15℃，0.35MPa．G
m³
2.5
3
蒸汽
0.40MPa．G
kg
0.1
4
冷冻量

KJ
363000
5
硫酸
H2S04 98％
kg
1.4
6
装置空气
0.4MPa．G
Nm³
2
7
动力电
380V， 50Hz
kWh
12.85
注:液氯装置规模为5000吨／套(2套)

3、高纯盐酸消耗定额(以每吨31％盐酸计):
序号
名 称
规 格
单位
单耗
1
氯气
以100％Cl2计
kg
305
2
氢气
以100％H2计
kg
9.5
3
循环水
28℃