年产5000吨食品级无水氯化钙(盐酸石灰石)可行性研究报告

年产 5000 吨食品级无水氯化钙 可行性研究 目 录 1、总论 1.1 项目提出的背景 1.2 项目承担单位概况 1.3 编制依据 1.4 编制原则 1.5 项目建设内容 1.6 项目的建设规模 1.7 项目建设方案 1.7.1 产品方案 1.7.2 产品的规格及质量指标 1.8 可行性研究结论 2、市场调查和需求预测 2.1 国内外市场调查 2.1.1 产品用途 2.1.2 市场预测 2.1.3 市场前景 2.2 产品方案、建设规模和市场预测 2.2.1 产品方案 2.2.2 生产规模 2.2.3 产品的规格及质量指标 2.2.4 市场预测 3、生产工艺 3.1 生产工艺 3.2 产品质量 4、项目实施方案 4.1 工艺方案 4.1.1 工艺技术 4.1.2 工艺技 术方案选择 4.2 工艺流程和消耗定额 4.2.1 工艺流程 4.2.2 材料消耗明细表 4.3 自控技术方案 4.4 主要设备的选择 4.5 本项目设计规范 4.6 工艺流程图 4.7 “三废”处理 4.7.1 “废水“处理方案 4.7.2 “废渣“处理方案 4.7.3 “废气“处理方案 4.8 建厂条件 4.8.1 地理位置 4.8.2 气象条件 4.9 公用工程和辅助设施 4.9.1 供排水 4.9.2 供配电设计 4.9.3 工厂运输 4.9.4 供热 4.10 贮运设施 4.11 采暖 4.12 维修及化验 4.13 生产定员和人员培训 4.13.1 组织机构 4.13.2 人员培训 4.14 项目实施进度计划 5、资源、原辅材料 5.1 原料供应 5.2 辅助原料、燃料供应 5.3 原料供应的可靠性 6、环境保护与劳动安全 6.1 环境保护 6.1.1 主要污染源及污染物 6.1.2 治理方案 6.1.3 预 期效果 6.1.4 环保管理 6.2 劳动保护与安全卫生 6.2.1 生产过程中的职业危害因素 6.2.2 职业安全卫生措施 6.2.3 劳动设施费用 6.2.4 安全与工业卫生管理 6.2.5 消防 7、投资估算与资金筹措 7.1 总投资估算 7.2 资金筹措 8、财务经济评价及社会效益评价 8.1 基础数据 8.2 成本估算依据说明 8.3 财务评价 8.3.1 评价的依据和说明 8.3.2 销售收入、销售税金及附金、利润及分配 8.3.3 评价结论 附 表： 1、综合技术经济指标 2、投资总额和资金筹措表 3、固定资产折旧费估算表 4、借款偿还计算表 5、流动资金估算表 6、生产成本和费用估算表 7、原材料、燃料、动力消耗和成本估算表 8、损益表 9、年销售额估算表 10、资金来源与运用表 11、资产负债表 12、财务现金流量表（全部投资） 13、财务现金流量表（自有资金） 14、建筑工程一览表 15、设备一览表 附 件： 1、委托书 附 图： 1、区域位置图 2、总平面布置图 3、工艺流程图 1 1、总论 1.1 项目提出的背景 聚合氯化铝又称碱式氯化铝或羟基氯化铝 .它是介于氯化铝和氢氧化铝之间的一种水解产物。 聚合氯化铝的主要用途是做水质净化处理的絮凝剂。由于聚合氯化铝是通过羟基架桥聚合而成的无机高分子化合物，因此，它易溶于水并发生水解，进而产生凝聚、吸附、沉淀等一系列的物理化学作用。它可以除去水中的铁、镉、氟、放射性污染物、浮油等杂物，还可以除浊、除臭、脱色，充分显示了该项产品的环保性。同时，它还具有腐蚀性小和对水质适应性宽的诸多优点。因此，它被十分广泛地用 于生活饮用水，工业给水，生活污水，工业废水，以及污泥处理等各个领域内的水质净化处理中。此外，工业还把它用做造纸上胶剂，耐火材料粘结剂、水泥速凝剂、纺织工业媒 聚合氯化铝 (P o lyalumi nu mC h lo r id e，简称 P AC)又称碱式氯化铝、羟基氯化铝，其通式为 Al2（ OH） nCl6 n m 或Alm（ OH） nC l3 m n（ m 10， n 为 1 5）。产品有液体和固体 2 种。液体 P AC 是淡黄色或无色透明液，但实际色泽因含杂质及盐基度大小不同而异，有黄褐色、灰黑色、灰白色多种。固体 P AC 色泽与液体产品类似，其 形状也随盐基度而变，盐基度在 30以下时为晶体；在 30 60%为胶状物；在60以上时逐渐变为玻璃体或树脂状。固体 P AC 盐基度在70以上时不易潮解，而在 70以下易吸潮并液化，不便保存。 P AC 味酸涩，易溶于水并发生水解，同时伴随着发生电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。加热到 110以上时发生分解，放出氯化氢，并分解为氧化铝。与酸作用发生解聚作 2 用，便聚合度和碱度降低，最后变成为正铝盐。与碱作用使聚合度和碱度提高，最终可生成氢氧化铝沉淀或铝酸盐。与硫酸铝或其它多价酸盐混合时易生成沉淀，一般会 降低或完全失之混凝性能。 P AC 可用作造纸上胶剂、耐火材料粘接剂、水泥速凝剂、纺织煤染剂，在医药、制革、化妆品等方面也有应用，工业上最大的用途是作水处理絮凝剂，具有混凝性能好、絮体大、用量少、效率高、沉淀快、适用范围广等优点，比传统的絮凝剂用量可减少 1/3 1/2，成本可节省 40以上，己成为国内外公认的一种优良净水剂。主要用于净化饮用水和给水的特殊水质处理，如除铁、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等，还用于生活污水、工业废水、污泥处理中。 目前 P AC 是世界上技术成熟，市场销量大的絮凝剂，已有逐步取代 传统絮凝剂趋势。西欧各国于 1976 年开始生产 P AC 用作水处理絮凝剂。美国、加拿大于己于 1983 年批准 P AC 用于城市给水和工业废水处理。随着 P AC 取代明矾，美国 P AC 市场有望在造纸业和市政水处理业上增长。这种改变已经发生在欧洲和日本，在欧洲 P AC 的应用约占整个市政水处理市场的70，在日本 P AC 的应用约占整个市政水处理市场的 90 。国外聚合氯化铝产品基本为液休产品，少数粉末产品为喷雾干燥法生产。国内固体聚合氯化铝产量大于液体，固体产品的工艺技术不同于国外一般液体生产工艺，固体产品及相应配方和生产工艺是我国的 独创技术。目前，国内工业上水、城市给水、污水处理需求絮凝剂达 100 万 t/a，这给 P AC 的生产开发拓展了广阔的市场空间，加之国内生产 P AC 的原料来源广泛，因此，采用先进生产技术开发生产 P AC 前景光明。 l 原料 生产聚合氯化铝的原料主要有两大类：一类是含铝矿物，包括铝土矿（三水铝石、一水软铝石、一水硬铝石）、 粘土、高 3 岭土、明矾石等；另一类是其他含铝原料，包括金属铝、废铝屑、灰铝、氢氧化铝、三氯化铝、煤矸石、粉煤灰等。只有以铝锭、铝屑、氢氧化铝为原料和以硫酸铝、二氯化铝为原料才能生产出较纯的聚合氯 化铝产品。 我国生产聚合氯化铝所采用原料主要是因地制宜地开发利用自身的矿物资源。我国聚氯化铝的起步源于铝灰作原料。由于铝灰原料成本低廉，生产工艺简练，其生产工艺七十年代在我国迅速普及。但铝灰生产的聚合氯化铝产品杂质较多，八十年代后已不用于自来水的净化。八十年代初，聚合氯化铝的生产原料主要采用粘土矿、高岭土矿和铝土矿生产出的聚合氯化铝产品，除铁以外，其它的指标可达到国外先进水平。但由于渣量较大，外观较差，加上我国铝业的迅速发展，九十年代初，我国聚合氯化铝生产所用原料已逐步转向氢氧化铝。此外，也有部分生 产厂使用氯化铝和金属铝等为原料。 由于国内合成盐酸含铁量高于日本等国，所以生产出的聚合氯化铝外观色泽偏黄。 2 生产工艺 P AC 的制法很多，按生产工艺可分为酸法、减法、中和法、热解法、加压反应法、混凝胶法、电渗析法、电解法等。固体P AC 是将液体 P AC 用喷雾干燥或滚筒干燥得到的，喷雾干燥是比较理想的干燥方式，适工大规模生产，而 生产规模较小的生产企业采用滚筒干燥也是可行的。 目前我国生产 P AC 的方法主要有金属铝（包括铝灰、铅渣）法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝（包括铝矾土、煤矸石等）法、结晶氯化铝法。现分述如下： 金属铝法 所用原料主要是铝加工的下脚料 铝悄、铝灰和铝渣等。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法三种。 4 目前，我国以金属铝为原料生产 P AC 的厂家大多采用酸法生产。 酸法具有反应速度快、设备投资少、工艺简单、操作方便的优点，但溶液中的杂质含量偏高，尤其是重金属元素含量通常容易超标，产品质量不稳定，设备腐蚀严重。碱法生产工艺则难度较高，设备投资较大，由于用碱大，还要大量盐酸中和至P H4 5，成本较高，其应用受到一定限制。 中和法的 特点是综合了酸法和碱法两者的优点。 中和法的关键在了合成 P AC 时，铝酸钠和三氯化铝溶液之间的配比必须严格控制，使盐基度达到标准要求。盐基度是否合格，是决定产品质量的一个重要指标。而且在合成时必须进行剧烈的搅拌。以铝灰为原料生产 P AC 主要技术经济指标如表 1所示。 表 1 以铝灰为原料的消耗定额（ t t 液体成品） 原料 酸法 碱法 中和法 铝灰（ 60%Al2O3） 0.220 0.4160.5 0.21 盐酸（ 30%Hc l） 0.175 0.670.800 0.42 5 NaOH(30%) 0.3840.46 0.133 煤 0.6250.75 0.010 氢氧化铝法 所用原料主要是拜尔法炼铝过程中的活性氢氧化铝。生产中采用过量的活性氢氧化铝和盐酸在较高温度（ 50 180）和压力（ 0 5MP a）下反应制得盐基度为 41 6% 48 6%的液体P AC 产品，然后经浓缩、烘干即得固体 P AC 产品。 此法生产工艺过程较简单，反应条件也较苛刻，对设备要求较高，腐蚀性强，一股市售搪玻璃反应釜都难以适应，生产中确保质量颇为不易。 以氢氧化铝用为原料 生产 P AC 主要技术指标如下： 原料 消耗量 (t t 产品） 氢氧化铝 0 165 盐酸（ 35%HCI） 0 315 三氧化二铝法 主要原料为三水铝石、铝矾土、高岭土、煤矸石等。此工艺的第一步骤是得到结晶氯化铝，第二步骤是通过热解法或中和法来得到 P AC 产品。 以铝矾土为原料生产 P AC 主要技术经济指标如表 2 所示。 表 2 以铝矾土为原料的消耗定额（ t t） 原料消耗量 铝矿粉 1.31.5 盐酸（ 30%） 1.5 煤 0.5 6 电 180kw.h 水 1.5 利用高岭土生产聚合氯化铝的工艺流程大致分为 3 步：精矿焙烧活化、酸浸 、酸浸液调整盐基度生成聚合氯化铝溶液。 利用高岭土生产聚合氯化铝，不仅可以产生很好的社会效益和环境效益，而且也有很好的经济效益。以 1t 精矿计，可生产 1 8 t 液体聚合氯化铝净水剂。 结晶氯化铝 结晶氯化铝是采用沸腾热解法工艺的，生产能力大。 结晶氯化铝经过一定温度加热后，便分解出一定量的氯化氢气体和水分而变成粉末状产物，即是聚合氯化铝单体（又称熟料）。将熟料加一定量的水搅拌，则在较 短时间内固化，形成树脂状产物，即为聚合氯化铝。沸腾热解法生产聚合氯化铝流程简单、操作方便，但由于生产中使用的结晶氯化铝来源所限，价格相对较高，限制了聚合氯化铝的生产。 以结晶氯化铝为原料生产 P AC 主要技术指标如下： 原料 消耗量 (t t 产品） 结晶氯化铝 1 25 煤 1 5 电 400kwh 3 产品质量及储运 聚合氯化铝产品标准以日本 JIS 标准最为严谨， GB15892 一1995 标准主要参考了日本 JIS K1 4 75 标准，只是 GB15 8 92 一1995 将 JIS 中的“铁”改成了“水不溶物”。 液体 P AC 产品可用清洁、耐酸碱的专用储罐（槽车）或聚乙烯塑料桶包装、运输。固体产品用内衬聚乙烯塑料袋的塑料包装袋包装。 P AC 应储存在阴凉、通风、干燥、清洁的库房中。运输过程中，要防雨淋和烈日暴晒，应防止潮解。装卸时要小 7 心轻放，防止包装破损。液体产品储存期半年，固体产品储存期 1 年。失火时，可用沙土、二氧化碳灭火器扑救。有腐蚀性，如不慎溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。 4 聚合氯化铝市场现状及分析 P AC 近三十年来发展迅速，目前世界产量虽已达 150 万 t/a左 右（以氧化铝 10液体产品计）， 其中日本约为 50 万 t/a，中国约为 40 万 t a，其它为法国、加拿大、德国、美国、俄罗斯、意大利和我国台湾等地所产。 根据国家环境保护总局等单位 2001 年的调查，与 199 7 年相比， 2000 年年收入总额增长了 268 。说明了我国环境保护产业发展势头强劲。 2000 年我国废水排放量达到最高值 415. 2 亿t，其中工业废水排放量 227 亿 t，市政污水排放量 22 0. 9 亿 t。我国的废水处理率一直很低，城市污水处理率一直小于 15，工业废水处理达标率也在 70以下。若达到 2010 年城 市污水集中处理率为 50的规划目标，预计在未来的十年中，国家需要投入 6500 亿人民币来治理工业废水和城市污水。因此说我国环保产业整体面临着巨大的市场需求，极其发展潜能，目前市场上对水处理药剂的需求是逐渐增大的，其中最大需求是城市与工业用水净化及循环处理水平不断提高，城镇居民饮用水和工业用水需求量持续增长，预计 2002 年后我国城市日供水能力将突破 2 亿 t，达到 2.4 亿 t, 同时城市及工业用水重复使用率也将从不足 50提高到 80%。预计 200 2 年后我国水处理药剂总需求量约为 150 200 万 t，絮凝剂 80 1 00 万 t。 目前，国内聚合氯化铝技术已经接近或达到国际先进水平，具有资源和技术上的优势，如中科院生态环境研究中心研制开发的聚合氯化铝生产工艺技术，同时也逐渐形成了一些区域性的生产基地，如河南巩义市生产聚合氯化铝的厂家是水处理药剂方面的代表，其年总产值均可达上亿元。但是，我国聚合氯 8 化铝企业总体上讲，仍以乡镇或民营企业为主，规模多是中小型。目前生产厂家已超过 300 个，总产量已超过 40 万 t/a（以氧化铝 10液体计） , 产地除西藏外，遍及全国各省市。生产规模最大的液体生产厂年产量已达 2 万 t 以上，最大固体 P AC生产厂年产销量已达 5000t 以上。其应用领域除自来水净化、上业水处理、污水、废水及污泥处理外，还应用于铸造、医药、催化剂、化妆品、造纸和皮革等非水处理行业。目前，我国的生活用水及生产用水所使用的净水剂主要是硫酸铝、三氯化铁等。这些净水剂普遍存在着成本高、固体原料粉碎困难，腐蚀性大，设备维修费用高，工人劳动强度大等缺点。随着我国经济的发展，水的处理量日益增多，因而原有净水剂的缺点日趋突出，迫切需要发展聚合氯化铝净水剂。 我国聚合氯化铝生产设备投资和生产成本远远低了国外，这是由于我国可因地制宜地利 用了自身资源和独自的工艺技术，因而投资聚合氯化铝风险不大。聚合氯化铝产品在国际市场上有较大竞争优势，我国 2001 年进口量 368 t，出口量 3736 t，净出口量 3368 t。目前中国已经加入 WTO，应抓住机遇，尽早建一套具有国际先进水平和一定规模的聚合氯化铝装置，可适应国际经济发展趋势的需要，经济效益显著。 5 投资回报 聚合氯化铝项目经济效益与规模及工艺路线有关，下面例举几个不同规模及工艺路线的 P AC 经济效益回报。 （ l） l 万 t/a 高岭土工艺 P AC（固体）生产装置 该装置还包括 1 万 t/a 煅烧高岭岩、 5142 t/a 硅粉填料。项目总投资 4946 74 万元，其中固定资产投资 3963 86 万元。项目投产后，年销收入 10134.86 万元，利润 2609.43 万元，投资利润 52.75。 （ 2）粉煤灰工艺 P AC（固体）生产装置 9 酸溶粉煤灰法生产 P A C，是一项变废为宝、生产成本低、工艺过程简单、操作安全的技术。利用粉煤灰生产高效净水剂P AC，每 t 产品需粉煤灰 1t、盐酸 1t 及少量助溶剂和碱液，同时可得 0 25t 氯化铵副产品，其沉渣还可用做制砖、铺路等综合利用。 3000 t/a 规模需工艺装置设备投资 105 万元、辅助生产投资 3 5 万元、公用工程及罐区投资 2 5 万元。由于该工艺在常温常压下进行，能耗低，安全性强， P AC 生产成本仅 4 5 0元 /t 左右。氯化铵收入忽略不计， 3000t/a 规模年利亦在 6 0 0万元左右。 （ 3） 1000 t/a 高效絮凝剂（复合聚合氯化铝）生产线 是采用由天然铝土矿加工的铝矿粉为原料，经盐酸反应高温聚合，复配加工而成。集有机絮凝剂（ HCA）和无机絮凝剂（聚合氯化铝）的优点于一体。该产品中配有少量铁元素，以满足人体的需要，克服了各种净水剂 单一使用的缺点，对各种浊度和温度范围的原水均能达到快速高效的净化效果。并对污染废水也有较好的净化作用。 年产 1000t 液体产品需 2 3t 反应釜一个，低压锅炉一台，各种规格耐酸池 10 个，包装塑料桶一批，共投资 10 万元左右，如需生产固体产品，只需加干燥设备即可。用电容量 67KW，自来水耗量 5t/日，生产用房 100 平方米，生产工人 10名，流动资金 20 万元。 经济效益分析：该产品的主要原料为高铝矿粉和盐酸，原料来源广、价格低，原料成本为 500 750 元 /t，工厂综合成本约为700 900 元 /t 。 市场售价 1400 150 0 元 / t ，全年产值为 140 150 万元。利税为 60 70 万元。 （ 4）煤矸石工艺 P AC 生产装 利用煤矸石为原料，工艺简单、操作方便，原材料消耗量少，产品质量易控制。该技术投资 50 80 万元，可形成 10 2000t/a 规模，产值 400万元左右，综合吨成本与用其它材料为原料相比，吨成本下降 100 300 元不等，年可增加经济效益20 60 万元。 （ 5） 3000t/a 矸石灰工艺 P AC（固体）生产装置（付产白炭黑系列产品） 原料要求：煤矸石、矸石渣、矸石灰或电厂灰 等，其中Al2O3 大于或等于 2 5 、 S i 02 大于或等于 55。 经济效益分析：对于含 Al2O3或等于 30 、 S i 02或等于 55的矸石灰，每吨能生产 0.6t 聚合氯化铝、水玻璃0.4t ，白炭黑 0.25t ，产品销售总值 3000 元 t，生产成本2000 元 t，这样一个年处理 500 0 t 矸石灰的工厂，基建设备总投资 450 万元，利税 500 万元。 总之，聚合氯化铝的投资回报较大，是一个好的投资项目。如果上项目建议规模要大，这样效益也大。目前新建聚合氯化铝装置一般在万吨级以上。我国 华南地区最大的化工企业内南宁化工集团公司年产 2 万 t 聚合氯化铝扩建工程日前开工，该项目投资 12 0 0 万元，将于年内出产品，满足市场需求。据介绍，聚合氯化铝市场看好，南化集团去年首期投产的 8000t/a 装置所生产的高纯聚合氯化铝目前供不应求，产品畅销国内外。 本项目经济效益良好。总投资 1020 万元，工程投产后，每年可创造利润 749.86 万元 ，可上缴国家税收 (200.11+738.66) 938.77 余万 元。 本工艺生产氯化钙与目前国内外现有工艺相比具有：生产成本低、产品质量好，生产工艺闭路循环无污染。 11 合成工段采用闭路循环工艺，合成工段无废水排放。浓缩工艺采用本工艺独创技术“二位一体逆流喷雾煅烧炉”，不仅降低了氯化钙的生产成本而且提高了氯化钙的产品质量，使成品氯化钙的灼减小于 0.5%，产品质量可达到国内先进水平。因此该产品竞争力强。 1.2 项目承担单位概况 河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司年产五千吨氯化钙，厂址选在河南省新安县磁涧乡境内 。单位地址位于河南省新安县磁涧乡。该单位是为本项目而注册的公司，除注册登记资金 50万元外，另筹集数百万元作为该项目的筹集资金。新注册的企业没有任何经济负担 与社会负担，将采取全新的管理机制、灵活的人才机制，使企业更加具有活力和竞争力。 1.3 编制依据 依据化工建设项目可行性研究的内容和深度的原则规定，组织有关专业技术人员对国内外同行业技术的发展与现状分析总结，提出了较为合理的方案，并与多方交流意见，完成了本可行性研究报告的编制。 1.4 编制原则 根据国内外钙化工现有生产技术与设计技术，本研究按以下原则进行： 充分利用现有 已有部分 公用设施，减少工程投资； 12 积极采纳国内外成熟先进的生产经验，采用 自有 独创 的先进技术 ，提高技术水平； 注重环境保护，对“三废”进行综合治理，搞好综合利用； 提高装置的自动化水平，优化操作条件，提高产品质量； 改善生产条件，保护职工身体健康。 1.5 项目建设内容 本项目建设内容包括： 原料和成品储存工段； 氯化钙合成工段； 喷雾煅烧工段； 公用工程及辅助工程。 1.6 项目的建设规模 河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设规模为年产 5kt食品级无水氯化钙。 1.7 项目建设方案 1.7.1 产品方案 本项目产品方案为： 主产品： 食品级无水 氯化钙 5000 吨 /年。 13 1.7.2 产品的规格及质量指标 产品规格 :氯化钙包装采用塑料编织袋内衬塑料薄膜包装 ,每袋 25 0.5kg。 产品质量参照国家标准 HG/T 2 3 2 7 - 2004，见表 1-1 表 1-1 氯化钙质量标准： HG/T 2 3 2 7 - 2004 项 目 指 标 无水氯化钙 二水氯化钙 一等品 合格品 一等品 合格品 氯化钙 (CaCl2)含量， % 95.0 90.0 70.0 68.0 镁及碱金属 氯化物 (以 NaCl 计 )含量， % 2.5 4.0 4.0 5.5 水不溶物含量， % 0.20 0.30 酸度 通过试验 碱度 以 Ca(OH)2计 ， % 0.35 硫酸盐 (以 CaSO4 计 )含量， % 0.20 0.30 主要原料有 :化工灰和盐酸，质量控制参照有关国家标准进行，见表 1-2 和 1-3。 化工灰 一般工业指标 表 1-2 矿石品级 含 量， % C a O M gO C a O + M gO Si O2 + A l 2 O 3 P S 纯质 石灰岩 54 0.5 - 0.8 0.01 0.04 52 3 - 2 0.02 0.1 50 3.5 - 3 0.03 0.15 白云质 石灰岩 - 8 50 3 0.03 0.15 表 1-3 工业盐酸技术条件： GB1897-1995 项目 指标 总酸度 (以 HCl 计 ) 31.0 铁含量 0.001 14 硫酸盐 (以 SO4 计 ) 0.007 氧化物 (以 Cl2 计 ) 0.003 还原物 (以 SO3 计 ) 0.007 灼烧残渣 0.05 砷 (As) 0.0001 重金属 (以 Pb 计 ) 0.0005 1.8 可行性研究结论 通过大量的调查研究与论证，对河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设年产 5000t 氯化钙生产线的综合评价如下： 河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司建设年产 5000t 氯化钙生产线项目是必要的； 该项目的建设交通便利，水、电、汽供 应充足；化工灰、盐酸价格适宜； 该项目通过对国内外最新技术的消化吸收，采用 自有 独创技术，在国内属于先进水平，适合于河南省洛阳市钙帮食品化工有限公司的实际情况； 该项目没有任何“三废”排放； 该项目因充分利用、租赁他有房屋资产，建设总投资 1020万元，单位产品投资少； 该项目建设工期短，总工程量小； 该项目经济效益好，抗风险能力强，从技术及经济分析，项目是可行的； 综合评价该项目也是可行的。 15 2、市场调查和需求预测 2.1 国内外市场调查 2.1.1 产品用途 氯化钙是一种白色 结晶体盐。工业上氯化钙有无水和二水片状、颗粒状及粉末状产品，也有 30-45%氯化钙液体产品。氯化钙作为一种重要的无机化工原料，应用领域广泛，普遍应用于工业、农业、采矿、石油钻探、环境保护、食品等领域。 用于道路防冻，养护和灰尘控制：氯化钙是最好的道路融雪剂、防冻剂和防尘剂，同时对路面和路基有良好的养护作用。每年欧美地区都会在这方面使用大量的氯化钙。 用于石油钻探：氯化钙溶液密度较大，其中含有大量的钙离子，因此作为钻井添加剂，可以起润滑和有利于取出钻探泥浆的作用。另外氯化钙在石油开采中可与其它物质 混合作为封井液，这些混合物在井口就象形成了一个塞子，能够长期起作用。 用于工业领域：氯化钙在工业领域被广泛用作干燥剂，可对氮气、氧气、氢气、二氧化硫等工业气体进行干燥；也可用作醇、酯、醚和丙烯酸树脂的脱水剂。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要致冷剂。 用于采矿业：氯化钙主要用来生产一种表面活性溶液，喷洒在坑道上和矿井中，控制粉尘量，可降低矿井作业的危险性。另外也可将氯化钙溶液喷洒在露天煤层上，使煤层防冻。 用于食品业：氯化钙可作为添加剂添加在饮用水或饮料里以增加矿物质含量并作调味剂。另外 也可用作食品速冻的致冷剂和保鲜剂。 用于农业：用一定浓度的氯化钙溶液喷洒小麦，喷洒水果可长期保存。另外氯化钙也可用作牲畜饲料添加剂。 16 2.1.2 市场预测 无水 高纯粉状 氯化钙广泛应用于众多加工行业，如化工、塑料、碳氢化合物、钢铁、纸浆和造纸、生产各种钙化学品、橡胶加工中乳胶的凝聚，从石油产品中脱水，以及煤的防冻剂等等。在钢铁工业中氯化钙作为一种添加剂加到团矿中以减少高炉料中的碱含量，在造纸工业中氯化钙用作干燥剂，以提高波纹纸卷强度和回收纸脱墨后的干燥。此外氯化钙也用于水处理。 2003 年国内生产能力约 15 万吨，需求量为 25万吨。 2 00 5年 无水氯化钙国 内需求将达到 35 万吨，出口量达到 7 万吨，总需求增加到 42 万吨。 2002 年 200 4 年无水粉状食品级无水氯化钙市场售价为 3600 4300 元 /吨，目前无水粉状食品级无水氯化钙市场售价为4000 元 /吨，产品供不应求。本工艺生产过程在全封闭状态下生产，极大地提高了产品纯度。随着市场的日渐扩大，本工艺产品将迅速取代目前市场现有产品。 2.1.3 市场前景 该公司采用 自有 独创技术生产氯化钙不仅搞高了产品质量，避免了对环境的污染，而 且生产的氯化钙具有较低的生产成本，与目前国内外先进设备相比生产每吨氯化钙可降低生产成本 300 多元。利用“二位一体逆流喷雾煅烧炉”煅烧氯化钙，可使氯化钙的成本灼减达到 0.5%左右。 该项目产品质量优，生产成本低，生产无污染，必然对目前国内外现有的氯化钙生产工艺起到一定的推动作用。因此该产品具有极强的竞争力，为垄断省市市场、辐射全国、走向世界打下坚实的基础。 17 2.2 产品方案、建设规模和市场预测 2.2.1 产品方案 本工程是在大量实验的基础上进行建设的，产品方案为： 主产品： 食品级无水 氯化钙 5000 吨 /年。 2.2.2 生产规模 河南省目前食品级氯化钙生产企业 还很少 ,河南是人口大省，按每人每年 2 公斤计，仅本省市场需年求量在 2 万吨以上。 本项目拟建设规模为年生产氯化钙 5000t。 2.2.3 产品的规格及质量指标 氯化钙规格 :产品包装用塑料编织袋内衬塑料薄膜包装 ,每袋 25 0.5kg。 表 2-1 氯化钙质量标准： HG/T 2 3 2 7 - 2004 指 标 名 称 试剂级 （大包装） 工业级 优级品 一等品 合格品 氯化钙（ C a C l 2 ）含量 % 95.0 98.0 95.0 92.0 镁及 碱金属氯化钠含量 % 2.00 2.50 4.00 水不溶物含水量 % 0.10 0.2 0.20 酸度 试验合 格 碱度 以 C a ( O H ) 2 计 % 0.05 0.10 硫酸盐（以 SO4 计） % 0.05 0.10 磷酸盐 % 0.005 钡 % 合格 硝酸盐 % 合格 铁 % 0.002 18 锌 % 0.02 砷 % 0.0005 重金属 % 0.002 不溶物及氢氧化铵沉淀物 % 0.03 镁及碱金属 % 0.50 2.2.4 市场预测 1998 年以来国标一级 无水 氯化钙的 价格基本稳定在 3500-4500 元 /吨之间。特级氯化钙的价格基本稳定在 6800-7200 元/吨之间。本项目产品价格初步定为 4000 元 /吨。按年产 5000吨生产能力计算，每年产品销售收入可达 2000 余万元。 3、生产工艺 3.1 生产工艺 盐酸 化工灰 氯化钙溶液 浓缩 高浓度氯化钙溶液 喷雾干燥 包 装 冷却 收粉器 3.2 产品质量 该工艺生产氯化钙，其理化性能及各项技术指标均可超过传统 工艺 生产氯化钙质量指标，生产质量稳定，成品合格率在 99%以上。产品质量参照氯化钙质量标准 ： 表 3-1 氯化钙质量标准： HG/T 2 3 2 7 - 2004 指 标 名 称 试剂级 工业级 19 （大包装） 优级品 一等品 合格品 氯化钙（ C a C l 2 ）含量 % 95.0 98.0 95.0 92.0 镁及碱金属氯化钠含量 % 2.00 2.50 4.00 水不溶物含水量 % 0.10 0.2 0.20 酸度 试验合 格 碱度 以 C a ( O H ) 2 计 % 0.05 0.10 硫酸盐（以 SO4 计） % 0.05 0.10 磷酸盐 % 0.005 钡 % 合格 硝酸盐 % 合格 铁 % 0.002 锌 % 0.02 砷 % 0.0005 重金属 % 0.002 不溶物及氢氧化铵沉淀物 % 0.03 镁及碱金属 % 0.50 4、项目实施方案 4.1 工艺方案 4.1.1 工艺技术 国内氯化钙的生产方法有氨碱废液回收法、盐酸石灰法和氯酸钾废液回收法三种。其中纯碱废液回收法，是回收 利用氨碱蒸氨废液中的氯化钙和氯化钠。根据其溶解度不同的特性，经净化、澄清、蒸发浓缩，当氯化钙含量达到 40%左右时，先将氯化钠结晶分离出来，再加工制成再制盐；分离氯化钠后的母液，经进一步澄清和加热蒸发浓缩，氯化钙含量达 70%左右，冷凝后即为块状二水氯化钙，或者将溶液进一步加工成片状、粉状、粒状产品。 20 国内生产的氯化钙产品以二水和无水为主，产品多为片状或块状，固体氯化钙生产一般用砖砌的烘干窑，用煤火直接加热，脱出水分后再用粉碎机粉碎，不能连续生产，脱水时间长，生产能力小，劳动强度大。我国尚无 高纯度的粉状 状氯化钙 生产。 为此本项目采用公司 自有独创 的连续喷雾闪速气流一步法生产高纯度的无水氯化钙。 该工艺采用蒸馏盐酸与高纯度石灰石在塑料容器中反应生成纯的氯化钙水溶液，将纯的氯化钙水溶液在高压水泵的作用下，连续不断打入“逆流式闪速气流喷雾塔”，在“逆流闪速式喷雾塔”中迅速将纯氯化钙水溶液浓度提高到 45%左右，流入带有保温的塑料集液槽中。经高压水泵的作用，将 45%浓度的高纯氯化钙水溶液连续不断打入“顺流闪速式喷雾塔”中，在“顺流闪速式喷雾塔”中，迅速将高纯氯化钙水溶液浓缩蒸发并脱去结构水，随着来自高温热源的热气流进入高效收 粉器，经高效收粉器收集、经连续闭风器、经包装，既得高纯无水氯化钙产品。经高效收粉器后的高温尾气在高负压的作用下，进入“逆流闪速式喷雾塔”中，浓缩氯化钙原溶液，浓缩后的气体经高压引风机后排入大气，完成全部工艺过程。 该工艺使物料在雾化状态下连续浓缩，解决了目前常规生产工艺在铁制容器中浓缩形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，从本质上提高了产品质量，可使产品质量达到食品级和试剂级。本工艺燃料消耗和电耗均低于常规酸法二水氯化钙生产工艺。 21 4.1.2 工艺技术方案选择 氯化钙的生产方法因 原料不同其生产工艺也不同，目前按其主导工艺分为两种： 1 、废液回收法：废液回收法的主导产品是纯碱废液回收，其次还有氯酸钾废液回收法、羟基氯化钙法、磷酸钙废液回收法等。 其工艺流程如下： 氨 碱 法 纯 碱 生 产 中 的 蒸 馏 废 液 ， 密 度 为 1.1 2 1 .13 g/ 3 , 其中C aC l2 10 0 g/ L 左右 ,N aC l4 3 5 0 g/ L、少量溶解态的石膏，氢氧化钙和氢氧化铵及悬浮杂质。经净化和澄清后，在多效蒸发器中蒸发，当氯化钙含量达到 40 % 左右时溶液中的氯化钠几乎全部沉淀，经离心分离后，可返回作纯碱生产原料，也可制成精盐。 分离 出 NaCl 后 的母 液， 含 C aC l2 38 42 % ， 比重 为 1 .3 9 ， 温度20 左右， PH 值约为 8 ，经澄清后送入蒸发器继续浓缩，使 C aC l2 含量达到 60 70 % ，注入包装桶，冷凝而得成品。蒸发器可用升膜蒸发器和降膜蒸发器连续操作，主要控制条件如下： 设备名称 Ca Cl2 % 温度 真空度Hg 柱 蒸气压力 / 2 进液 出液 进液 出液 升膜器 38 42 64 65 40 60 125 130 400 3 . 5 5 降膜器 64 65 67 68 125 130 158 150 80 100 10 11 贮料槽 67 68 69 70 158 160 169 170 80 100 10 11 2、盐酸石粉法： 将工业盐酸（ 3 1%）和石灰石粉（通常含 C aC O 3 9 5% ）按 2. 2 :1 的配比投入反应器 ,在搅拌下进行反应：其反应式如下： C aC O 3 2HC l= C aC l2 CO2 H2 O 生成的酸性氯化钙溶液送入有搅拌的澄清槽内，再加入石灰 乳 ，使溶液 PH 值为 8.5 9 ，这时氢氧化铁、氢氧化镁沉淀析出，经澄清过滤除去。 净 化 后 的 中 性 氯 化 钙 溶 液 经 预 热 后 ， 在 蒸 发 器 内 蒸 发 至 17 2 22 174，经结晶、分离、干燥（ 220 240）后，即得成品。 上述这些方法虽然技术成熟，但工艺较落后，能耗高，产品质量差，生产环境污染严重，危害工人身体健康。不仅浪费资源，而且 浓缩时造成对环境的严重污染，自动化程度低、操作复杂、生产成本高、设备腐蚀严重。与以上各种传统生产方法相比“二位一体逆流喷雾煅烧炉”生产工艺具有以下优点： 解决了浓缩过程中设备严重的化学腐蚀问题。 直接在气流状态下完成产品的浓缩和煅烧，由于控制了煅烧尾气温度，可保证产品质量，可使产品质量达到试剂级，提高了产品质量。 尾气排放温度为 80，与目前蒸 熬法尾气温度 300降低了生产能耗，提高了经济效益 。 由于特殊的反应条件，解决了 浓缩和煅烧 生产过程中设备严重腐蚀的难题。 目前国内年产 5000 吨无水氯化钙生产装置，须投资 2500 万元，采用“二位一体逆流喷雾煅烧炉”产工艺，年产 5000吨投资 1020 万元即投入生产使用。减少 了 系统的固定资产投资。 本工艺生产天数可达到 300 天以上，极大地提高了设备的利用率。 该技术是在大量的实践经验基础上研制成功的，工艺技术新颖，技术属于国内首创。 表 4-1 为为普通 蒸馏 法、 熬制 法和本项目主要原料消耗和生产成本 比较。 23 表 4-1 主要原料消耗和生产成本比较（元 /t 氯化钙） 序号 规格及名称 单位 单价 元 /吨 二位一体炉 蒸发器 数量 金额 数量 金额 1 盐酸 t 220 2330 512.6 2330 512.6 2 化工灰炭 t 30 1220 36.6 1220 36.6 3 石灰 100 200 20 200 20 4 燃料煤 t 500 500 200 1000 500 5 电力 度 5.5 80 44 60 33 6 包装袋 条 1.5 40 60 40 60 7 化验费 元 8 8 8 人工工资 元 30 30 9 福利费 10 10 10 折旧费 元 60 300.0 11 机物料消耗 元 10 60.0 合计 元 错误 !未指定书签。 错误 !未指定书签。 4.2 工艺流程和消耗定额 4.2.1 工艺流程 本项目氯化钙生产装置主要包括“二位一体逆流喷雾煅烧炉”生产装置、合成装置和氯化钙成品冷却装置三部分。 “合成”工段 本工段的是将化工 灰岩 (青石 )与盐酸分别加入反应釜中 ,控制反应条件与搅拌速度 ,生成氯化钙溶液，制取反应式为： 24 C aC O 3+2HCl= C aC l2 CO2 H2 O 将 31%的工业盐酸按比例加入带搅拌的合成槽中 ,开动搅拌 ,再将粉碎到 80 目左右的化工灰岩按比例加入合成槽中，控制搅拌速度，用 石灰乳 调整溶液酸碱度，使溶液的 PH傎控制在 89 左右。反应结束后，将反应液经水泵送入板框过滤机，过滤后的清液送入暂存罐。 浓缩煅烧工段 该工艺采用蒸馏盐酸与高纯度石灰石在塑料容器中反应生成纯的氯化钙水溶液，将纯的氯化钙水溶液在高压水泵的作用下 ，连续不断打入“逆流式闪速气流喷雾塔”，在“逆流闪速式喷雾塔”中迅速将纯氯化钙水溶液浓度提高到 45%左右，流入带有保温的塑料集液槽中。经高压水泵的作用，将 45%浓度的高纯氯化钙水溶液连续不断打入“顺流闪速式喷雾塔”中，在“顺流闪速式喷雾塔”中，迅速将高纯氯化钙水溶液浓缩蒸发并脱去结构水，随着来自高温热源的热气流进入高效收粉器，经高效收粉器收集、经连续闭风器、经包装，既得高纯无水氯化钙产品。经高效收粉器后的高温尾气在高负压的作用下，进入“逆流闪速式喷雾塔”中，浓缩氯化钙原溶液，浓缩后的气体经高压引风机后排入大 气，完成全部工艺过程。 该工艺使物料在雾化状态下连续浓缩，解决了目前常规生产工艺在铁制容器中浓缩形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，从本质上提高了产品质量，可使产品质量达到食品级和试剂级。本工艺燃料消耗和电耗均低于常规酸法二水氯化钙生产工艺。 成品冷却工段 来自浓缩煅烧工段的氯化钙成品，温度在 280左右。高温氯化钙成品经高效收粉器下的连续闭风器，落入夹层无轴冷却螺旋输送机 25 中，物料经夹层无轴冷却螺旋输送机后，温度降到 30左右后，进入集料箱中，经包装即得成品 。 4.2.2 材料消耗明细表 氯化钙生产中原材料消耗见下表 : 表 4-2 氯化钙生产中原材料消耗表 序号 原 料 消 耗 1 化工灰岩 (C aC O 3 95%) 1220 2 盐酸 (HC l 30%) 2330 3 石灰 (CaO 95%) 200 4.3 自控技术方案 自控技术方案包括两个主要工段，即合成工段和浓缩干燥工段。 根据工业生产过程的要求及当今自动化水平发展，决定采用分散控制，集中管理的控制方案。 控制系统选择 自动控制系统采用 DCS 系统，该系统对于连续生产过程控制是十分理想的 。 该系统为进一步提高自动化及管理水平打下一个良好的基础，只需进一步作好软件工作。例如一些优化控制的软件，即可进行优化控制，提高产品质量、产量。 仪表选型 本工程部分生产装置区具有腐蚀。根据要求，采取相应的防腐措施。有防腐要求的选用非接触式的仪表或特殊耐腐蚀的材料制造的仪表。 年产 5000 吨氯化钙平衡图：（以 1000 KgC aC l2 计）