年产10万吨离子膜烧碱膜法除硝工艺设计(3)
6 车间布置设计 36
6.1 概述 36
6.2 布置原则 36
致谢 37
参考资料 38
附录 39
附录一：膜法除硝PFD图 39
附录二：膜法除硝工艺流程图 39
附录三：除硝车间布置图 39
1 概述
1.1课题背景
1.1.1 课题来源
南化公司2007年7月29日建成投运了10万吨/年离子膜烧碱装置。原设计原料盐为固体海盐，除硝系统采用传统的氯化钡法工艺。
近年来，随着固体海盐的来源日趋紧张和价格的不断上涨，南化公司氯碱生产局部尝试井矿盐和液体卤水盐的使用。液体卤水盐折合吨盐价格与固体盐价格有180~220元/吨的差价，在价格上有明显优势。10万吨/年离子膜烧碱装置最大限度改用液体卤水盐，可以降低企业生产成本、提高经济效益。
现有盐水精制装置中去除硫酸根的方法采用传统的氯化钡法。氯化钡属于一类毒物，受管制，生产产生的硫酸钡盐泥~2.7t/h，处理难度较大，影响环境。若采用卤水制碱，卤水中SO42-≤6.0g/l，而固盐中SO42-≤0.7g/l，需要去除更多的硫酸根，如仍然使用现有的氯化钡除硝工艺，除硝药剂费用高，增加装置运行成本，增加卤水与减少固盐节省的原盐成本几乎与增加卤水需要多消耗氯化钡的费用相当，原料路线改变对制碱成本降低不明显。本技术改造考虑采用先进、成熟、可靠的CIM膜法除硝技术，既可降低除硝成本，又能回收副产品硫酸钠，不需药剂氯化钡，实现无废液排放，减少环境污染。
该改造项目由上海三夫工程技术有限公司承接设计，我于2012年10月至今在该公司实习，在实习期间我参与了该设计任务的部分工作。为积极响应学校的校企联合做毕业设计的倡导，我与毕业导师商定，并经过公司的许可：选取该项目的部分内容作为毕业设计的课题，利用现有的条件作为我的毕业设计任务的条件。
1.1.2 课题范围
采用卤水制碱，原装置需改造的内容为：
1）增加一套氯酸盐分解系统；
2）对现有卤水除氨系统进行改造；
3）增加一套膜法除硝系统；
4）增加一套淡盐水浓缩系统；
5）增加相应的公用工程管线及对部分设备进行改造。
本设计主要介绍了其中氯酸盐分解系统和膜法除硝系统的工艺流程的部分的设计。
1.2 项目建设的必要性
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。
近年来，我国两碱行业发展迅速，用盐量越来越大，原盐产量已不能满足需要，除扩大卤水用量之外，必须采用进口填补缺口。2011年我国烧碱产量为2466万吨，折原盐消耗量约3800万吨；纯碱产量2300万吨，折原盐消耗约2700万吨，两碱行业2011年消耗以原盐计超过6500万吨。实际上2011年我国实际生产原盐为6429万吨，包括食用盐及其它工业用盐。我国原盐需求大于实际产量，已从原盐净出国变成净进口国，两碱用盐扩大卤水用量势必在行。从原料来源条件考虑，南化公司离子膜烧碱装置，紧邻长江北岸，已建成相关的液体码头和卤水储罐设施；长江南岸的金坛、丹徒等地，拥有丰富的地下岩盐资源，液体盐卤水已形成较大的生产规模和供应能力，长江沿岸的用盐企业也已纷纷扩大液体盐的使用规模。从经济效益考虑，原盐及卤水间有较大的差价，离子膜烧碱装置利用卤水替代原盐，可以降低生产成本，提高企业经济效益。
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