氯碱装置清洁生产改造项目可行性研究报告优秀甲级资质资金申请报告Word格式.docx
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68.95%
2009年
274256
166599
88025
186232
299150
4622
7.63%
67.90%
1.3法人代表基本情况
徐何红,男,1967出生,汉族,中共党员。
1988年参加工作,1996年—1999年任公司供销公司副经理,2000年—2003年任焦作化电集团公司副总经理,2003年—2006年任公司副董事长、总经理、党委副书记,现任公司董事长、总经理、党委副书记。
2005年、2006年连续两年被省政府授予“优秀民营企业家”称号,获“焦作市劳动模范”、“焦作市优秀民营企业家”等多项荣誉称号。
河南省人大代表。
1.4企业生产现状
********化工有限责任公司下设4个独立生产体系,分别为沁阳氯碱分公司(装置规模为烧碱20万吨,PVC20万吨)、焦作氯碱分公司(装置规模为烧碱20万吨,PVC20万吨)、热电分公司(装机容量16万千瓦)、三达水泥公司(水泥15万吨),本项目涉及的改造范围为沁阳氯碱分公司。
********沁阳氯碱分公司位于沁阳市沁北产业集聚区********园区内,占地面积500亩。
分公司现有资产总额12.4亿元,主导产品离子膜烧碱、聚氯乙烯年生产规模各20万吨,液氯2.5万吨,下设四个分厂、四个处室,主要工艺技术装备包括离子膜电解槽、离心机,德国透平机,美国DCS控制系统,瑞典阿法拉伐板式蒸发器,以及国产副产蒸汽石墨合成炉、70m3聚合釜、自动包装机等。
沁阳氯碱分公司二期工程2010年12月将建成,装置规模为烧碱24万吨,PVC20万吨。
1.4.1工艺流程
1、离子膜碱生产工艺流程:
离子膜碱是连续生产工艺,主要包括一次盐水工段、二次盐水及制碱工段、氯处理工段。
主要工艺原理:
将精制好的二次盐水送入离子膜电解槽,电解后生成含31%的NaOH、氯气、氢气。
31%烧碱经过蒸发制得成品高碱,部分氯气与氢气经合成后生产HCl送至PVC分厂,或部分合成盐酸,剩余氯气液化后制得液氯销售。
Ⅰ、一次盐水工艺流程简述:
离子膜电解来的淡盐水,一部分加入BaCl2进入澄清桶沉降,除去部分SO42+后与另一部分淡盐水一起进入化盐水储罐中,化盐水通过盐层,获得饱和的粗盐水,粗盐水进入预处理器至HVM膜过滤至一次盐水储槽。
Ⅱ、二次盐水及制碱工段:
来自一次盐水的盐水送螯合树脂塔至精盐水高位槽进电解槽,电解生产的Cl2送往氯气处理系统。
阴极液由阴极液高位槽加纯水后至电解槽,在阴极室电解产生氢气和NaOH,去阴极液槽,氢气送往氢气处理系统,产品碱液送往烧碱中间槽后去罐区,淡盐水进入脱氯塔,脱氯后送至一次盐水工段。
电解反应:
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2+Cl2
Ⅲ、氯处理工艺流程简述:
由电解来的高温湿氯气,进入洗涤塔、钛管冷却器、水雾捕集器、干燥塔、酸雾捕集器进入透平机压缩加压后分别送至液氯和合成,电解来的高温湿氢气冷却进入氢气压缩机加压后,经水雾捕集器送到合成或排空;
来自氯气分配台的干氯气由氯气压缩机组压缩加压,进入液化器液化后去包装。
废氯气处理系统流程:
废氯处理系统为常开设备,来自氯氢、液氯、合成、离子膜电槽的废氯气及事故氯气进入废氯气吸收塔,被碱液高位槽的碱液或碱液循环泵的碱液吸收,尾气被引风机抽出排空。
合成反应:
H2+Cl2=2HCl
2、聚氯乙烯系统
主要生产原理:
采用电石乙炔法制得氯乙烯(VC),用悬浮法将氯乙烯聚合成聚氯乙烯高分子有机化合物。
生产工艺流程说明:
Ⅰ电石破碎系统:
将散装电石经破碎机破碎成粒度为25-50mm的电石,再经皮带、斗提机输送至电石料仓。
Ⅱ乙炔系统:
电石和水在发生器中进行反应生成粗乙炔,经降温、加压后,用次钠溶液除去粗乙炔气中的S、P等杂质,用烧碱溶液除去清净过程中产生的酸性物质,然后降温脱水后送至氯乙烯合成系统。
CaC2+H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑+130KJ/mol(3lkCal/mol)
Ⅲ氯乙烯合成系统:
乙炔与烧碱分厂来的HCL气体经混合器充分混合后,经-35℃盐水深度降温脱水、预热器加热后,进入转化器中,在催化剂的作用下两者反应生成粗氯乙烯,然后经除汞、降温,再净化除去未反应的HCL,送至精馏系统。
CHCH+HCl→CH2CHCl+124.8KJ/mol(29.8Kcal/mol)
Ⅳ氯乙烯精馏系统:
粗氯乙烯气体经压缩机提升压力,经全凝器冷凝成液相后,再分别经低沸塔、高沸塔除去粗氯乙烯中的低沸物、高沸物后,经成品冷凝器冷凝成液相进入单体槽,由泵送至聚合系统。
Ⅴ聚合系统:
氯乙烯单体在分散剂、引发剂等助剂的作用下在聚合釜中反应生成聚氯乙烯,然后回收未反应完的氯乙烯,再经汽提塔脱除浆料颗粒内部的氯乙烯后,进入浆料槽,送至离心系统。
nCH2=CHCl→(CH2CHCl)n+96.3~108.9KJ/mol
Ⅵ干燥系统:
PVC浆料经离心机脱除其中的水份后,经旋风干燥器进行深度脱水,然后再经旋风分离器进行气固分离、振动筛分离除去其中大颗粒等塑化物后,送至成品料仓,经自动包装后入库。
1.4.2企业原材料及能源消耗
********公司生产所需的主要资源和能源为盐、电石、水、电、煤等,其消耗水平在国内同行业中处于领先地位。
企业各生产系统主要原材料及能源消耗见表。
物料及能量消耗表
厂区
原盐单耗(烧碱)
电石单耗(PVC)
备注
沁阳分公司
1.6t/t
1.41t/t
********现有生产系统能耗表
单位
产品
产量
能耗(标煤)
烧碱
20万吨
361kgce/t
PVC
182kgce/t
1.4.3企业主要生产设备
沁阳氯碱分公司氯碱及PVC设备一览表
序号
设备名称
规格型号
数量
1
鄂式破碎机(小破机)
PEX250*1200
2
回转反吹袋式除尘器
ZC144-3000
3
ZC144-4000
4
鄂式破碎机(大破机)
PE600*900
5
乙炔发生器
Φ3200
6
循环液冷却器
130平方
7
文丘里反应器
DN320*1470
8
1#清净塔
φ2200*17800
9
2#清净塔
10
中和塔
11
水洗塔
φ2600*17600
12
乙炔气柜(气柜)
3000方
13
氯乙烯气柜(气柜)
14
混合器
φ2400*5400
15
16
碱洗塔
17
氯化氢冷却器
YKB280平方
18
合成气冷却器
YKB188平方
19
稀酸冷却器
YKB210平方
20
热水预热器
YB310平方
21
转化器
Φ3000
56
22
三塔冷凝器
E-2306
23
低沸塔
24
全凝器
E-2301
25
成品冷凝器
E-2304
26
尾气冷凝器
E-2302
27
高沸塔
28
VCM储罐(VCM储存)
29
VCM变压吸附装置
30
无填料冷却塔
CWLT-500
31
厢式压虑机(板框压虑机)
XMZ800/2000-U
32
安全水封罐
33
乙炔发生器仪表气缸
φ100/20*1700
34
逆水封罐
35
正水封罐
36
蒸汽冷凝水回收装置
TDQI-5F
37
冷水换热器
AU15/85/PN10/304
38
回收单体过滤器
FIL-1F/2F
39
汽提塔
φ1800*10*20115
40
纯水加热器
HE-1B
41
气流干燥塔
0616-001-30-03
42
气力输送系统设备
43
固体粉粒体(PVC)气力输送装置(气流输送系统)
44
旋流干燥床
0616-001-30-10
45
自动包装成套设备
46
带式浓缩脱水一体机
JHSND-1500
47
自吸式潜水曝气机
55-YBER
48
22-YBER
49
变压吸付制氮机
EVD-400
50
微热再生干燥器
FHWR-L
51
仪表空气储气罐
5000*7200
52
无填料凉水塔
L92-6
53
全自动无阀过滤器
JHSQ
54
加氯机
ZL-1/2型
55
7度冷冻机组
YKWFVBJ45DHFS
-35度冷冻机组
RWB-II676E
57
多介质滤器
SDF-3200
58
软化器
SSN-2500
59
离子交换混床
SMB-1600
60
61
62
63
盐水加热/冷却器板式
AS30/282/PN1.0/TiF=120.83m2
64
文丘里混合器
V=0.07m3
65
气水混合器
V=0.06m3
66
戈尔膜过滤器
HVM-150-CS/R-TMB
67
反应槽(立式)
V=119.2m3
68
化盐水贮槽(立式)
V=1145m3
69
预处理器(立式)
V=1185m3
70
一次盐水槽(立式)
71
电解槽
F=2.7m2
72
过滤盐水槽
V=780m2
73
废盐水储槽
V=201m2
74
废水储槽
75
阳极液放净槽
V=194m3
76
阴极液放净槽
V=167m3
77
螯合树脂塔
V=30m3
78
氯气液化器
F=289.7m2
79
氯气压缩机
AB600F
80
氯气缓冲罐
V=53m3
81
液氯贮槽
82
氢气压缩机
2BEA-403-1BG2
83
氯化氢合成炉
Q=100tHCI/d
84
一级石墨吸收器
F=100m2
85
二级石墨吸收器
F=70m2
第二章项目基本情况
2.1项目名称、建设性质及建设地点
项目名称:
********化工有限责任公司氯碱装置清洁生产改造项目
建设性质:
改造
建设地点:
河南省沁阳市(企业沁阳氯碱分公司现有厂区空地)
2.2项目建设的必要性
20世纪70年代以来,全球社会经济得到了迅速发展,但同时也造成了资源过度消耗和日益稀缺,环境问题日益严重,人们不得不开始对过去的经济发展模式进行反思,重新审视经济与环境和环境资源间的关系。
通过过去几十年的环境保护实践,人们逐渐认识到,仅依靠开发更有效的污染控制技术所能实现的环境改善十分有限,关心产品和生产过程对环境的影响,依靠改进生产工艺和加强管理等措施来消除污染更为有效,于是清洁生产战略应运而生。
清洁生产是环境保护战略具有重大意义的创新,是工业企业可持续发展的必然选择。
目前,我国经济发展是以大量消耗资源的粗放型经营为特征的传统发展模式,工业污染控制以“末端治理”为手段。
末端治理作为目前国内外控制污染最重要的手段,对环境保护起到了极为重要的作用。
然而,随着工业化发展速度的加快,末端治理这一污染控制模式已不能满足新型工业化发展的需要。
清洁生产彻底改变了过去被动、滞后的污染控制手段,强调在污染产生之前就予以削减,它通过生产全过程控制,减少甚至消除污染物的产生或排放,这样不仅能减少末端治理设施的建设投资,同时也减少了治污设施的运行费用,从而大大降低了工业生产成本。
我国政府对清洁生产战略积极响应,2002年全国人大通过了《中华人民共和国清洁生产促进法》,2009年财政部、工业和信息化部又提出了《中央财政清洁生产专项资金管理暂行办法》,优先支持重点行业、流域、区域的重大清洁生产技术示范项目,用以加快清洁生产技术应用推广,提高企业清洁生产水平。
工信部在《聚氯乙烯等17个重点行业清洁生产技术推行方案》中明确提出烧碱行业清洁生产总体目标为:
1、到2012年,烧碱单位产品综合能耗平均约700.5千克标准煤/吨,全行业降低消耗215.5万吨标准煤/年;
单位产品盐泥产生量降低9.1千克,盐泥产生总量减到90万吨/年,减排20万吨/年;
单位产品废水产生量降低1吨/吨,废水排放总量减到6050万吨/年,减排2200万吨/年;
废石棉绒产生量减到460吨/年,减排620吨/年。
2、加大技术攻关力度。
加大氧阴极技术攻关力度,争取在2012年之前建立10万吨级生产示范工程。
3、加强新技术的示范应用。
加强国产化离子膜技术、隔膜法烧碱三相流蒸发技术和超声波防除垢节能技术应用示范工程建设。
4、推广先进适用的清洁生产技术。
到2012年,离子膜法烧碱比例达到85%;
普通隔膜法烧碱全部完成扩张阳极、改性隔膜改造;
完成300万吨烧碱产能应用零极距电解槽;
完成约1000万吨烧碱产能应用膜法脱硝技术,行业普及率达到40%;
推广200万吨烧碱产能应用三效逆流膜式蒸发技术;
推广300万吨产能氯化氢合成余热利用技术。
聚氯乙烯行业清洁生产总体目标为:
1、到2012年,力争我国电石法聚氯乙烯行业低汞触媒普及率达50%,降低汞使用量208吨/年,并全部合理回收废汞触媒;
盐酸深度脱吸技术推广到50%以上,处理废酸25万吨/年;
全部利用电石渣,减排电石渣1258万吨;
废水排放减到4230万吨/年,减排3990万吨;
COD排放减到5770吨/年,减排13460吨;
节约标煤200万吨。
2、加大分子筛固汞触媒技术研究力度,加大无汞触媒技术投入。
3、争取控氧干馏法回收废汞触媒中的氯化汞与活性炭技术及高效汞回收工艺的示范工程建设。
到2012年实现我国电石法聚氯乙烯行业低汞触媒产能普及率达50%;
完成260万吨产能的干法乙炔工艺的新建及技术改造,并配套完成780万吨干法水泥生产装置的投产;
完成3600万吨的聚合母液废水处理工程;
盐酸深度脱吸技术配套硫氢化钠处理含汞废水技术普及率达到50%;
进一步推广精馏尾气变压吸附技术。
********化工有限责任公司是以烧碱、聚氯乙烯树脂为主业,与之相配套的自备热电厂、电石厂、盐厂、水泥厂和PVC深加工为一体的综合性企业集团。
公司的主导产品是烧碱和聚氯乙烯,其烧碱和聚氯乙烯树脂规模在全省同行业均居首位,均达到40万吨。
在河南省16家氯碱企业中,公司规模和效益均排名第一。
公司的主导产品均属高能耗产品,公司对此有着非常清醒的认识,为此开展了许多节能减排工作。
目前公司的各项技术经济指标虽在国内同行业中处于领先地位,但与国际先进水平相比仍有一定差距,具有较大的挖掘潜力。
为此公司加强资源管理力度,不断进行技术创新,快速发展循环经济,通过节能降耗增强企业自身的竞争力。
为贯彻落实《中华人民共和国清洁生产促进法》,进一步加强环境保护、节能减排工作,提高清洁生产水平,企业提出了利用国家推荐的清洁生产技术对现有氯碱装置进行技术改造。
2.3主要建设内容
本项目是针对企业沁阳氯碱分公司20万吨烧碱及20万吨PVC树脂装置,采用国家推荐的清洁生产技术建设的清洁生产示范项目,具体改造内容如下:
1、利用烧碱用盐水膜法脱硝技术对企业现有一次盐水工序进行改造,新增一套膜法脱硝和冷冻装置,处理脱氯淡盐水规模为180m3/h,副产芒硝3200t/a。
2、利用“零极距”离子膜电解槽技术,改造企业现有8台高电密自然循环式电解槽。
3、利用生化处理技术,对PVC聚合母液废水进行处理,设计处理规模为200m3/h,使其可回用于生产。
2.3.1膜法脱硝技术改造
1、企业生产现状
企业现有脱氯淡盐水脱硝系统采用化学沉淀法,向盐水中添加氯化钡脱除硫酸根,年消耗BaCl23600吨,存在钡法工艺需要投入氯化钡,有毒、有害,副产品为硫酸钡,作为废弃物对环境存在危害,不符合环保的要求。
配制氯化钡溶液对人的身体健康造成危害,且氯化钡的运输保管不方便。
钡法化学沉淀法还存在产生大量固体废物垃圾等问题。
2、膜法脱硝工艺流程简述
工艺说明
(1)水源情况
水源是经电解槽后的淡盐水。
设计NaCl含量200~215g/l,Na2ClO3含量~10g/l,SO42-含量~8g/l,PH值为8-11,游离氯≤20ppm,温度~75℃,压力~0.35MpaG,流量~180m3/h
(2)一级钛板换热器
经过电解槽后的淡盐水先进入一级钛板换热器降低温度,冷源用一级膜法产水,回收热量用于化盐系统等。
(3)二级钛板换热器
用于进一步降低淡盐水的温度,以满足膜脱硝系统装置的运行要求35℃±
3℃。
冷源用工业循环冷却水。
(4)亚硫酸钠加药装置
为保证淡盐水进膜前的游离氯始终稳定,系统配套自动加亚硫酸钠装置,该装置根据ORP表信号自动启动并调节加药量。
(5)PH调节装置
由于电解槽后的淡盐水的PH一般在8~11,需通过PH调节装置将PH值调节在6~8之间,以满足膜脱硝系统的运行要求。
该系统可以根据PH值数据通过高位水箱用阀门调节加药量。
(6)缓冲水槽
缓冲水槽对淡盐水的供给起到缓冲作用,协调淡盐水的供给量与增压水泵的输入量。
当淡盐水的供应量超过增压水泵的输水量时,缓冲水槽水满,通过缓冲水槽的液位控制使淡盐水供给停止。
当淡盐水供应量小于增压水泵的输水量时,缓冲水槽空,增压水泵停止运行,起到保护输送泵的作用。
缓冲水槽采用FRP材质制造,并配置液位控制。
(7)增压水泵
设置3台增压水泵(二用一备)。
用于对淡盐水加压,为后续设备提供稳定的流量和压力。
该泵具有耐腐蚀、体积小、高效率及低噪音等特点。
(8)活性炭过滤器
活性碳过滤器其内部装填的滤料是活性炭颗粒,该颗粒的多微孔结构可吸附水中的余氯,以防止后级膜系统中的膜元件受其氧化降解。
虽然正常运行时淡盐水中的余氯很微量,但考虑到系统有可能会因为某一故障可能会导致余氯透过,损害膜系统,故设置活性炭过滤器。
同时活性炭过滤器还能吸附从前级漏过来的低分子有机物等污染性物质,对水中重金属离子、COD等有较明显的吸附去除作用,也能减少水中异味,色度和臭味。
经过活性炭颗粒处理的产水,其游离氯含量正常情况下小于0.1mg/L。
作为膜脱硝系统前处理装置,活性碳过滤器可有效防止反渗透的有机物污染及氧化降解,而不受本身进水温度、pH值和有机混合物的影响,可以进一步降低反渗透进水的SDI值。
(9)保安过滤器
为防止微小颗粒进入膜系统,堵塞膜元件,系统设置1台过滤精度为5微米的过滤器。
(10)特殊反渗透膜脱硝系统
本系统的主要作用是把经过预处理后的淡盐水进行膜分离脱硝,由于它的膜孔直径刚好介于一二价离子之间,并具有负电荷,所以它对硫酸盐有极高脱除能力,而氯化钠溶液有很好的透过能力,且运行安全、灵活,操作简单。
它包括下列单元设备:
一/二级高压泵;
一/二级膜本体装置;
清冲洗系统。
本系统按二级膜法脱硝系统装置设计:
一级出力为2×
24.8m3/h;
二级出力为2.6m3/h;
并配置相关的附属设备。
1)一/二级高压泵
高压泵的作用是为膜脱硝系统本体提供足够的进水压力,保证膜组的正常运行。
根据膜本身的特性,膜组需要一定的推动力去克服渗透压等阻力,才能达到设计的产水量及脱盐效果,根据膜本身的特性,设计温度为35±
30C时要求提供的进水压力不小于2.0MPa。
本系统选用优质高压泵,该泵具有耐腐蚀、体积小,效率高,噪声低,维护量低,节省能量的特点。
2)一/二级特殊反渗透膜脱硝装置(膜组)
膜脱硝系统装置(膜组)是本工艺方案中的关键设备,且造价昂贵,为了保证膜脱硝系统装置的长期稳定运行,必须对进入膜脱硝系统装置前的淡盐水的各项指标进行严格监控,以避免膜元件被氧化或受到其它损害,监控范围包括:
余氯含量、水温、压力及PH等。
3)中间水槽
中间水槽对淡盐水的供给起到缓冲作用,协调一级浓缩液的排放量与二级高压泵的输入量。
当浓缩液的供应量超过高压泵的输水量时,中间水槽水满,通过中间水槽的液位控制使浓缩液供给停止。
当浓缩液供应量小于增压水泵的输水量时,中间水槽
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