年产72万吨碳酸钾工程项目可行性研究报告

青海盐湖文通化工有限公司72万吨/年碳酸钾工程可行性研究报告L、总论1、L概述1、L、L项目名称、承办单位、编制单位（1）项目名称青海盐湖文通化工有限公司72万吨年碳酸钾工程（2）承办单位青海盐湖文通化工有限公司（3）编制单位青海盐湖技术中心1、L、2编制的主要原则（1）编制原则贯彻勤俭建国方针，设计方案既要考虑技术上的先进性和可靠什，又要结合国情，因地制宜，节约建设资金。选用先进的工艺技术，做到既先进又稳妥可靠，降低能耗，提高产品质量。认真贯彻执行国家及地方的环境保护法规，坚持防治污染和其它公害的设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投入使用的原则。设计中贯彻执行“一体化、露天化、轻型化、社会化和国产化”的五化原则。L、L、3项目建设的意义和有利条件L、L、3、1项目建设意义中国是缺钾国家，钾资源仅占世界总资源的1，其中已探明钾盐储量主要集中在青海省柴达木盆地的现代盐湖，其次是云南和四川自贡地区,总储量约5亿吨。柴达木盆地占全国总储量9692，为443亿吨。而青海省的钾资源特别是KCL资源95以上为农用，工业用品仅占5。为了提高钾资源的附加值，合理利用钾资源，必须加大钾工业用品生产的比重。碳酸钾是重要的基本无机原料之一，主要用于显像管玻壳、化肥合成气脱碳、医药、油墨、陶瓷、电焊、印染、洗涤助剂和食品等领域。20世纪90年代，随着世界范围内电视机特别是家用计算机需求的迅猛增加，刺激和推动了碳酸钾生产与市场持续走强，世界各地掀起了新建或扩建碳酸钾装置的热潮。中国碳酸钾生产始于50年代，但真正形成工业规模是60年代，70年代末80年代初是大发展时期。90年代初离子膜一流化床生产碳酸钾引进装置的投产，成为中国碳酸钾工业发展史上的一个重要里程碑。我国碳酸钾生产企业经几十年的发展、调整，逐步向大型化、现代化、自动化方向发展，一些小型企业在竟争中被淘汰，形成了以成都化工股份有限公司、山东鲁南化肥厂、河北眺山化工厂、湖南注磁口化工厂、济南东风化工厂和常熟化工厂为骨干的行业队伍。为适应国内外玻壳发展对碳酸钾的需求，近两年来，成都化工股份有限公司、常熟化工厂等分别与外商接触，引进离子膜一流化床法制碳酸钾的技术和装置。山东鲁南化肥厂、河北眺山化工厂部拟扩建其离子交换法生产装置，在原装置的基础上，再增加1万吨/年能力。由于国内盲目建设，目前碳酸钾已出现供过于求局面，许多生产企业规模小，多采用落后的离子交换法工艺，“三废”污染严重，产品品种少，质量差，达不到出口要求，在国内有限的市场中恶性竞争，竞相压价，导致效益低下。随着我国加入WTO日益临近，国内市场将国际化，市场竞争会更为激烈。因此，在今后几年里国内一些工艺落后、产品质量差、规模小、成本高的生产企业将关停，而工艺先进、规模较大、产品质量好、成本低的企业反而会得到发展。格尔木市位于柴达木盆地西北边，经过几十年的建设，工业发展取得了一定成就，初步形成了地方特色的工业体系。但从整个工业结构看，整体功能差，工业产品单一，效益低，资源初级产品多而高附加值的名优产品少。因此在格尔木市建设一套12万吨年离子膜法KOH生产装置，生产高纯度的KOH产品，进而建设一套72万吨年流化床法生产碳酸钾装置，生产高纯度的碳酸钾产品对于提高我集团公司的整体化工实力，合理利用钾资源，提高钾资源的附加值，缓和国内对高纯度碳酸钾的需求，有着十分重要的意义。L、L、3、2项目建设有利条件（1）有高品位的KOH资源。柴达木盆地内钾资源十分丰富，已探明储量443亿吨，目前年生产能力为50万吨，100万吨KCL项目正在建设之中，预计年底将投入生产阶段，随之而上的12万吨的离子膜KOH装置为建厂提供了较为可靠的原料来源。（2）电力资源有保证。新入市的330KV龙格电网为装置提供了较为可靠的电力资源。（3）交通运输方便。建厂区交通运输条件较好，青藏铁路和青藏公路（109国道）柳格公路（215国道）均通过该区，该区地方公路便利流畅。厂区到火车站台、柳格公路（215国道）均畅通。（4）给排水方便。格尔木市河水资源丰富，流经察尔汗的河道大小有十几条，能保证建厂所需生产、生活用水。厂建区无周围无居住区便于厂区生产、生活废水的排放。（5）厂址选在青海格尔木市察尔汗地区。1、1、4项目建设的必要性（1）该项目符合国家的产业政策国务院批准的国家经贸委、国家计委和外经贸部第16号令中西部地区外商投资优势产业目录中，将青海盐湖资源综合利用及产品生产列为优势产业并鼓励外商投资且享受有关优惠政策。本项目主要利用湖盐资源作原料，综合利用而形成产品链，资源利用充分，产品为国内短缺产品，项目建设具有原料优势和成本竞争优势，符合国家发展西部经济、缩小东西部差距的战略方针和产业政策。（2）是调整产业结钩，发展特色经济，振兴青海经济的有效途径青海省的经济基础薄弱，改革开放的步伐相对较慢，与东部地区的差距较大。但青海省是一个资源富集的地区，长期以来向东部地区输送廉价的原材料，自身经济发展缓慢。因此，充分利用青海丰富的盐湖资源，有效地进行产业结构的调整，规划和布局具有市场竟争力的产业和产品，逐步形成特色经济，构筑青海经济发展的支柱产业及相关产业链，变资源优势为经济优势，走持续发展的道路，是繁荣青海省经济的必由之路，也是落实国家西部大开发战略思想的具体体现。（3）对巩固国防、发展安定团结的大好局面十分必要青海省格尔木地区是我国西部地区的一个具有重要战略地位的新兴城市，是支援西藏、维护西藏稳定的重要支撑点，是巩固西南边防的战略要地，也是青海经济发展的重要增长点。格尔木地区资源富集，交通便利，基础条件较好，具有很强的经济吸引力和辐射力。因此，开发利用柴达木的优势资源，繁荣青海经济，对于维护祖国的领土完整、巩固国防、发展安定团结的大好局面具有十分重要的作用。（4）是吸引人才建设青海的重要举措长期以来，西部人才外流，形成了“孔雀东南飞”的态势，究其原因，有主存环境艰苦的因素，也有历史的因素，但还有一个重要的因素，就是如何配置生产要素、通过产业布局及项目的实施吸引人才。因此，该项目的实施有利于吸引人才、培养人才、留住人才。1、1、5项目研究的范围工艺流程主要有以下几个工序组成1由天然气燃烧产生氧化物CO2提供原料气体。2流体床反应器系统3排气、回收单元、洗尘器系统4筛分和排除尺寸不合格颗粒系统5冷却到可销售的产品6可销售的产品中间储存器和包装系统。2、产品需求预测2、1碳酸钾需求预测2、1、1产品用途碳酸钾是重要的基本无机原料之一，主要用于显像管玻壳、化肥合成气脱碳、医药、油墨、陶瓷、电焊、印染，随着应用技术的不断开发，碳酸钾在洗涤助剂和食品等领域的应用也日益扩大。2、1、2国外市场预测1995年世界碳酸钾生产能力约为50万吨，产量约30万吨；2000年生产能力约为72万吨，产量56万吨左右，而全球碳酸钾年需求量约为90万吨。其中绝大部分采用离子膜碳化法生产，只有美国VICKSBURG化学公司新近投产的25万吨/年装置采用离子交换法生产。目前世界碳酸钾主要生产国家和地区为美国、西欧、中国、日本和韩国。主要进口国有英国、荷兰、比利时、意大利等；主要出口国有德国、西班牙、韩国、美国等。美国ARMAND产品公司是世界最大的碳酸钾生产公司，1994年完成扩建后的能力达到11万吨/年，其次是日本ASAHI玻璃公司、法国POTASSE产品化学公司、德国HUELS和KALI公司。1994年美国碳酸钾产量占世界总产量的25，日本占24，西欧占40，其它国家和地区占11。随着世界范围内电视机特别是家用计算机需求的迅猛增加，刺激和推动了碳酸钾生产与市场持续走强，世界各地对碳酸钾的需求量也日益增大，需大于供也是碳酸钾价格持续增加的原因。2、1、3国内市场预测我国作为世界碳酸钾生产与消费的主要国家之一，随着90年代初国产彩电的逐步崛起，彩电显像管数量快速增加，同时我国化肥企业发展很快，尤其是中小型氮肥企业为了应对入世挑战，纷纷扩大规模，再加上我国方便面产量也高速增加等因素，推动了我国碳酸钾工业的快速发展。1995年我国碳酸钾生产能力为7万吨，2000年增加到15万吨，年均增长率高达165，成为亚洲最大的碳酸钾生产国。目前碳酸钾产品国内总生产量约为16万吨，主要生产厂家为山东鲁南化肥厂13万吨/年（实际生产能力达到20万吨/年）,山西文通钾盐集团9万吨/年，鲁南化肥厂（2万吨）、成都化工厂（15万吨）、浙江大洋化工厂（1万吨）、济源化工厂（1万吨）。随着电视机的日益普及和电子计算机和大屏幕彩电的兴起，对彩管级原料碳酸钾的需求趋紧，目前国内碳酸钾产品年需求总量为约20万吨，其中彩管级碳酸钾年需求量大于15万吨，而作为彩电玻壳所用原料彩管级碳酸钾大部分需进口，年进口量约4万吨。预计今后十年碳酸钾年增长率在6以上。碳酸钾消费领域所占比例为玻壳和特种玻璃占60，氨厂脱碳剂占12，医药、农药占6，橡胶助剂占4，电焊占2，用于生产钾类化合物及其它占15，出口占1。2、2产品价格分析国际的K2CO3价格近几年来由于需求增加，呈现稳中有升的态势，G高纯度碳酸钾（992）在19811996年十五年内最高价为410吨，最低为330吨，在1997年为322吨369之间波动，稳中有升。2000年后受国际金融危机的影响价格下跌，到2002年底国际经济复苏，价格有所回升，现国际市场价为365吨左右。目前,国内外的彩色显象管、陶瓷工业,釉面砖工业用量不断扩大,对碳酸钾需求量不断增加,目前碳酸钾的价格不断升高,对最近的成都市场了解,工业一级碳酸钾已由原来的3900元/吨上升至5500元/吨,优质品已上升至6000元/吨,医药品已上升至6500元/吨。整个国内市场每年约需增34万吨,货源紧张。本项目K2CO3价格暂定为3000元/吨。3、产品方案及生产规模3、1产品方案及生产规模序号产品名称生产装置（T/A）预计产量（T/A）备注1碳酸钾7200072000年操作时间氢氧化钾8000小时项目建设面积碳酸钾生产车间，建筑面积约4万M2。4、工艺技术生产碳酸钾的方法很多，世界碳酸钾工业化生产工艺依次经历草木灰法、吕布兰法、电解法、有机胺法、离子交换法和离子膜流化床法。前4种因产品质量差、生产成本高先后被淘汰。目前我国主要采用离子交换法，而国外发达国家主要采用离子膜流化床法。4、1离子交换法离子交换法是以碳酸氢铵和氯化钾为原料，利用阳离子交换树脂对钾、铵离子吸附性很近的特点，使碳酸氢铵和氯化钾精制液中的钾铵离子通过阳离子树脂进行离子交换，而分别得到碳酸氢钾溶液和氯化铵溶液，交换反应简单表示如下；KRNH4HCO3NH4RKHCO3NH4RKCLKRNH4CL式中R为树脂高分子骨架部分。该法主要特点是交换完成液碳酸氢钾溶液纯度高，原料碳酸氢铵成本低，工艺方法成熟，可连续性操作，项目投资少；原材料利用率较高，单耗氯化钾（折100）和碳酸氢铵（以实物计）最好水平分别为122T和15T。该法主要缺点是交换完成液浓度较低，蒸发成本高，单耗原煤34T；生产过程产生的氯化铵溶液随废水排放，不仅浪费资源而且污染环境，回收可作为生产氯化铵的原料，经蒸发浓缩等工序可制氯化铵，由于氯化铵生产蒸发能耗较高，设备腐蚀问题难以解决，使氯化铵生产受到限制，从而也制约碳酸钾的发展。山西文通钾盐集团有限公司采用离子交换法生产，解决了上述难题，降低了成本，在氯化铵回收上取得重大突破，实现了闭路循环，无水排放，现碳酸钾年生产能力为3万T，并正在实施新增年产2万T碳酸钾技术改造项目，是目前国内最大的碳酸钾生产企业。4、2离子膜电解一碳化法离子膜电解法是以氯化钾为原料，将精制为超纯盐水的氯化钾溶液泵至电解槽通电电解，分别得到氯气、氢气，在阴极生成3235的氢氧化钾，流至碱液循环槽，大部分碱液用泵循环并加人无离子水后再进人电解槽阴极室，成品碱液送至蒸发工段浓缩至48，供碳酸钾碳化或出厂销售碱液。48的氢氧化钾送人流化床碳化，生成碳酸钾，其反应式如下KCL十2H2OKOHCL2H2（电解）2KOHCO2K2CO3H2O该法主要优点是碳酸钾或氢氧化钾产品质量好，工艺流程短、生产自动化程度高，适于规模化生产，污染少，环境好，维护检修工作量少，操作条件好等。主要缺点是投资大，生产成本高，能耗高等，引进国外技术和设备费用较高，经济上难以承受。这些均制约了离子膜电解碳化法在碳酸钾行业的应用和发展。我国成都化工厂从美国引进年产1万T氢氧化钾（可产12万T碳酸钾）的离子膜电解装置，并采用日本流化床碳化干燥技术，于1990年正式投产，标志着我国碳酸钾生产技术达到世界先进水平，是我国碳酸钾发展史上的一个里程碑。由于离子交换法和离子膜电解一碳化法各自的缺点，限制了碳酸钾的生产规模，为振兴碳酸钾工业，有关企业和科研院所竞相开展攻关研究，并取得较大进展和突破。4、3碳酸钾生产工艺开发现状离子交换法由于生产过程中产生大量的氯化铵废水，因难以处理而一直困扰国内生产企业，规模越大越明显。该工艺环保压力过大，已不符合现代企业发展的要求。为了寻找符合国情、切实可行的碳酸钾合成工艺，国内科研机构和生产厂家做了大量的工作，并取得较大进展和突破。改进有机胺法它以氯化钾为原料，以高沸点、低毒性有机胺代替低沸点有机胺作萃取剂。与传统的有机胺法相比，改进后的工艺未反应氯化钾与有机相明显分层，易于分离，氯化钾可循环使用，避免了传统有机胺法产生大量难以治理的氯化铵废水的缺点。旋转式连续离子交换法该法由美国高级分离技术公司于1983年开发成功，经过不断完善，国外已成功应用于多个行业。国内部分企业对其用于碳酸钾生产进行了小型工业化试验，证明旋转式连续离子交换法采用小容积树脂床，可以使树脂得到最大限度的利用。据资料介绍，与国内现用的离子交换工艺相比，其一次性投资降低3050，操作费用降低4050，吸附剂用量减少30，且因实现了生产过程的连续化，可以彻底解决废液的排放问题。溶剂萃取法该法是在生产碳酸钠联碱法基础上，常温下以有机溶剂萃取氯化铵，并使碳酸钾从溶液中结晶出来。其具有流程短、设备简单、成本低、易于大规模生产等特点，目前正处于中试阶段。鉴于本项目是离子膜电解法生产氢氧化钾的后续项目，经对我国现有的几种碳酸钾生产工艺的综合比较，结合我公司拥有水电厂和330KV线路已到格尔木、电价便宜、所需原料在当地可发供应的现状，决定采用离子膜电解碳化工艺生产碳酸钾。即将氯化钾电解（离子膜法），得高纯度氢氧化钾，然后以CO2进行碳化，得碳酸氢钾，再经水洗、离心分离、煅烧得精制碳酸钾成品。4、4工艺流程转换苛性钾KOH至碳酸盐K2CO3的基础化学反应2KOHCO2K2CO3H2O上述反应中所有的水化学反应产生的水加上50KOH溶液中的水同时蒸发在沸腾床反应器中。所需的二氧化碳由部分天然气燃烧产生。为了使流体化和反应获得必需的连续气体,由风扇把周围空气泵入燃烧室且加热,和天然气点火燃烧。K2CO3优质颗粒经过旋风器C21后，干的颗粒沉积下来经由空气的运送装置B22送入流化床反应器。未沉积的碳酸钾进入吸尘器S21经由泵循环利用。从螺旋运送机SC21卸下的小颗粒碳酸钾经冷却器RC21和螺旋输送机RV21被冷却到55。被冷却的碳酸钾颗粒经斗式提升机输送到双层筛分机中，尺寸合格的产品送到料仓Z21中。特大号颗粒的碳酸钾在电动粉碎机M21中被压破并且和尺寸不合格颗粒分在一起,经由电动回转阀RV23和气力运送装置B23送入流化床反应器之内。料仓Z21的容量能保证自动包装机8个小时的包装，未能包装和产生的不合格产品被带有吸嘴的吸尘装置X1吸入并且在水中溶解。整个生产过程被仪器控制确保连续的自动化操作控制。操作人员只有在包装工序中需要。电解得浓度为30的氢氧化钾溶液，蒸发浓缩至氢氧化钾浓度为50时，冷却至3035析出氯化钾回收再利用。浓碱液稀释至44左右，进行预碳化，当氢氧化钾浓度达3G/L以下时，过滤除氢氧化铁沉淀，再经浓缩（50以上）除钠后，进行碳化得粗碳酸钾，继续碳化得碳酸氢钾结晶，结晶经水洗、离心分离、煅烧制得精制碳酸钾成品。漂洗时用软水或纯水，干燥器内热风温度不得低于25，以利于KHCO3的充分分解。尾气中的碳酸钾粉末可经水淋吸收。本项目生产工艺流程如图所示。碳酸钾生产工艺流程示意图30氢氧化钾冷却离心碳化浓缩浓缩母液CO2NA2CO3FEOH24、5原料消耗制取碳酸钾的主要原料为氢氧化钾和二氧化碳。氢氧化钾来源于盐湖预碳化过滤碳酸氢钾沸腾干燥碳酸钾产品来自电解活性CACO3KCL包装120热空气热风3550浓度CO2集团综合利用项目中的12万吨/年氢氧化钾装置（以氯化钾为原料、采用先进的离子膜电解工艺），二氧化碳来源于天然气的燃烧产物。主要原材料、辅助材料、燃料的种类、规格、年需求量及供应来源见下表名称规格单耗年需求量供应来源氢氧化钾501626T/T117万T来自12万吨/年氢氧化钾装置电100KWH720万KWH天然气153KG11万吨外购包装袋25KG42个/T3024万个外购蒸汽910BAR38T/H2736T/H新鲜水885184万软水15108万4、5生产原料及产品的规格4、5、1氢氧化钾数量120吨/天KOH100规格50液碱温度80压力6BARG4、5、2天然气含CH4100VOL燃烧值55000KJ/KG压力04BARG4、5、3碳酸钾规格995W/W氢氧化钾025W/W水025W/W温度55密度12301430KG/最大颗粒12最小颗粒024、6主要设备设备编号设备名称规格数量材质电机功率KWB21PROCESSAIRFANWITHELECTRICMOTOR电动空气鼓风机Q17500M3/HH0,2BARG1CS碳钢1200B22PNEUMATICCONVEYINGDEVICEWITHINJECTOR带注入器气动输送设备Q420M3/HH0,8BARG1CS碳钢1185B23PNEUMATICCONVEYINGDEVICEWITHINJECTOR带注入器气动输送设备Q250M3/HH0,5BARG1CS碳钢175B24PROCESSGASFANWITHELMOTOR电动燃气鼓风机Q3500M3/HH0,2BARG1CS碳钢145BE21BUCKETELEVATORWITHMOTORDRIVE斗式提升机L25M1SS/CS不锈钢/碳钢140D22PROCESSGASDUCT工艺气管道1030MML6000MM1SS/HRS不锈钢/耐热钢D27PRODUCTDISTRIBUTINGDEVICE1SS不锈钢产品分料器H21HEATINGCHAMBERWITHBURNERSYSTEMFORNATURALGAS带天然气燃烧系统燃烧室3850KW1HRS/CS耐热钢/碳钢M21MILLINGMACHINEWITHMOTORDRIVE电动粉碎机1SS/CS不锈钢/碳钢1110N21BELTCONVEYORWITHMOTORDRIVE皮带机1SS/CS/RUBBER不锈钢/碳钢/橡胶115N22BAGCLOSINGMACHINEWITHMOTORDRIVE封口机AUTOMATIC1SS/CS不锈钢/碳钢115R21FLUIDBEDREACTORWITHKOH/K2CO3SOLUTIONSPRAYINGDEVICE流化床反应器带KOH/K2CO3溶液喷嘴3300MM1INC/SS铬镍铁合金/不锈钢RV21ROTARYVALVEWITHMOTORDRIVE电动回转阀DUSTPROOFDESIGN防尘设计1CI/CSSPEC铸铁/碳钢特种115RV22ROTARYVALVEWITHMOTORDRIVE电动回转阀DUSTPROOFDESIGN防尘设计1CI/CSSPEC铸铁/碳钢特种115RV23ROTARYVALVEWITHMOTORDRIVE电动回转阀DUSTPROOFDESIGN防尘设计1CI/CSSPEC铸铁/碳钢特种115RC21PRODUCTCOOLER产品冷却器2500MML9500MM1CS碳钢1220SC21SCREWCONVEYORWITHMOTORDRIVE螺旋输送机200MML3000MM1SS不锈钢111SM21SCREENINGMACHINE,DOUBLEDECKTYPEWITHDRIVEVIBRATINGTYPE1SS/CS不锈钢/碳钢250双层筛分机VC21VIBRATINGCONVEYOR振动输送机200MML2000MM1SS/CS不锈钢/碳钢102W21MAUNUALBAGGINGSCALE,MECHANICALGROSSWEIGHINGTYPE,WITHCONTROLPANELTOFILLK2CO3GRANULESINTO25KGBAGS手动包装机1SS/CS不锈钢/碳钢C21CYCLONE旋风分离器2300MML8000MM1SS/CS不锈钢/碳钢D21ADUCTFOREXTERNALPROCESSGAS外部工艺气体管道350MML5000MM1CS碳钢D21BDUCTFOREXTERNALPROCESSGAS外部工艺气体管道310MML5000MM1CS碳钢D22AAIRDUCT空气管道530MML5000MM1CS碳钢D23EXHAUSTAIRDUCTREACTORCYCLONE尾气管道995MML6000MM1CS碳钢D24EXHAUSTAIRDUCTCYCLONESCRUBBER尾气管道895MML8000MM1CS碳钢D25OFFGASDUCTFORSCRUBBER1400MM尾气净化器排放气管道1400MML6000MM1SS/CS不锈钢/碳钢D26SETOFGRANULATEDUCTS颗粒产品管道组200MMTOTALLENGTHAPPROX4050MSS不锈钢P24PUMPFORK2CO3SOLUTION,WITHELMOTOR碳酸钾溶液泵Q52M3/HH35MLC11SS不锈钢2150P25PUMPFORK2CO4SOLUTION,WITHELMOTOR碳酸钾溶液泵Q14M3/HH45MLC11SS不锈钢222P26PUMPFORWASHSOLUTION,WITHELMOTOR洗涤液泵Q12M3/HH20MLC1SS不锈钢122S21EXHAUSTAIRSCRUBBER尾气净化器2400MML9500MM1SS不锈钢S22STACK烟筒400MML20M1CS碳钢SG21STEAMGENERATOR蒸汽发生器Q38T/H1SS/HRS不锈钢/耐热钢T1WASHSOLUTIONTANK洗涤液水箱V16,0M31CS碳钢X1DUSTSUCKOFFDEVICE吸尘设备CONSISTINGOF1ASPIRATIONFAN1DISSOLVINGTANK1CS碳钢105Z21SILO料仓VACCTOCLIENTREQUIREMENTCS碳钢4、7标准化4、7、1采用的标准及规范4、7、1、1工艺设备（1）钢制压力容器（GB131501998）（2）钢制管壳式换热器（GB15189）（3）钢制焊接常压容器（JB/T47351997）（4）钢制塔式容器（JB47101992）（5）机械搅拌设备（HGT2056994）（6）压力容器安全技术监察规程1999，国家质量技术监督局4、7、1、2管道（L）化工管道设计规范（HG/T20695）（2）管法兰HG2059220635974、7、1、3电气、仪表（1）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB5005892）（2）建筑物防雷设计规范（GB5005794）（3）供配电系统设计规范（GB5005295）4、7、2进口设备标准化说明标准采用国际上通用的标准。4、8自控技术方案4、8、1自控水平和主要控制方案采用DCS控制系统，通过过程检测控制站对离子现场各类变送器和马达运转及停止状态信息等进行数据采集、数据处理及过程控制输出。以操作站作为人机接口和过程控制窗口，操作系统WNDOWSNTWORKSTATION40，具有良好的人机界面，操作人员在控制室内通过键盘操作可介入生产，实现对各工段重要工艺参数的集中显示、过程控制及操作管理等。当过程控制参数越限时DCS系统发出声光报警，提醒操作人员注意。对于重要工艺参数设立联锁停车装置，当联锁发生时除DCS内部发出声光报警外，控制室设置DCS外部声光报警联锁台柜，同时发出声光报警，当某一停车联锁参数超越安全极限值时，DCS系统将无条件执行装置安全联锁停车命令。DCS系统每台操作站都具有实时监控、操作管理的功能，且互为备用，当某一操作站发生故障时，可自动切换到另一操作站进行操作。同时，DCS系统还具有冗余设置的通讯网络、主控制卡、数据转发卡以及重要IO卡件的冗余设置。此外，为了确保碳酸钾的质量，对工艺所有自控间阀门的操作均采用可编程序控制器PLC来实现程序控制。4、8、2DCS系统配置DCS系统由操作站（2套）（包括DCS外部联锁报警台柜、打印机台及打印机）、现场控制站（2套）（包括端子转接柜、继电器输出柜、安全栅柜等）、工程师站（1套）等组成。（1）操作站采用落地式操作站，配有落地式操作台柜、21CRT彩色显示器、标准操作员键盘（PVC薄膜防水、防尘、防腐，金属封装）标准二键或三键式鼠标、工控机（主频800MHZ，内存容量128MRAM以上，硬盘20G以上），具有集中显示、操作管理的功能。此外，操作室内配有落地式打印机台、打印机、DCS外部报警台柜，用于联锁报警及打印报表。（2）现场控制站采用柜式结构，内装冗余的中央处理控制单元、电源单元、数据转发通讯单元、内部通讯网线及冗余或不冗余的I/O卡件等，其作用是用于对过程参数的采集、数据处理及控制。此外，机柜室内设置端子转接柜、继电器柜及UPS不间断电源等装置。（3）工程师站通过冗余的通讯网络与操作站、现场控制站相连接，具有操作站的所有功能及系统组态等功能（主机配置操作系统软件、监控、组态软件及其它应用软件）。DCS系统具有集中管理和分散控制的特点，同时系统具备良好的兼容性和开放性，为以后的扩容和联网提供开放性平台。采用DCS控制有利于节能、降耗、提高产品质量，提高生产方案变化的灵活性和适应性，提高事故分析的实时性和科学性；同时代化整个装置的管理水平，为全厂的现代化管理奠定坚实的基础。4、8、3仪表选型（1）温度仪表温度远传测量仪表，采用PT100的铂热电阻；就地显示温度仪表，采用双金属温度计。（2）压力仪表压力远传测量仪表，主要采用普通压力变送器和带隔离装置的压力变送器；就地指示压力表，采用普通的不锈钢压力表或隔膜式压力表。（3）流量仪表远传的流量仪表，对于导电性较强的腐蚀性介质通常采用带衬里的流通式电磁流量计，导电率较低的工艺介质采用涡街流量计，对于小流量的测量点采用金属转子流量计或节流装置；就地指示流量计，采用金属管转子流量计。（4）调节阀普通工况采用柱塞型阀芯P孔单座调节阀；高差压的减压阀采用套筒导向多级减压降噪调节阀流通能力大、泄露等级要求不高的场合采用双座调节阀，或偏心旋转调节阀；对于强腐蚀性介质选用衬塑阀或全塑阀；用于腐蚀性的剧毒介质可采用波纹管密封的结构形式，普通介质采用填料密封式结构。4、8、4仪表电源DCS、ESD系统和主要现场仪表采用不间断电源（UPS）供电。当外电源中断时，UPS电池至少可供系统正常工作30分钟。总用电量约240KVAAC220V50HZ4、8、5仪表气源要求气源为无油、无尘、干燥、洁净的压缩空气。气源压力0508MPA（G）含油量8PPMNM3含尘粒径3UM露点40总用气量约2500NM3H储气能力1015分钟。4、8、6仪表修理4、8、6、1仪修车间的主要任务负责全厂仪表、自动化系统、DCS系统的日常维护、检修和调校工作，保证仪表及自动化系统稳定、准确、可靠地运行。负责全厂自动化仪表技术档案的管理工作。负责全厂仪表配件的供应及备品备件的购置和保管，以保证在线仪表的完好无损。协助工艺操作人员正确、合理地使用生产过程控制仪表，以保证生产装置正常、安全运行，不断提高过程仪表的完好率、开表率、自控率。4、8、6、2组织机构设置仪修规模初定为小修，大修拟尽量依托社会力量。仪修车间设置如下管理部门、计量科、检修班、现场维护班、金工班、DCS组等。4、8、6、3仪器、设备的配置仪表检修及校验用仪器、设备根据维修仪表的品种和台数进行配置。对于DCS、ESD系统的检修和备品、备件的供应，可由DCS、ESD承包商在我国设立的维修中心来解决。4、9水电气供应4、9、1供水格尔木市有丰富的地下水资源，主要河流有格尔木河。格尔木河发源于昆仑山支脉阿克坦齐钦山，海拔高度约在5500米以上，上游由三条支流汇合而成西支奈齐果勒河（奈金河），流长130公里，为河流之主流。南支道尔金巴尔登河（清水河）长504公里，在昆仑桥南三岔口与西支汇合而称格尔木河。东支雪水河，流长约314公里，在昆仑桥下游约8公里处汇入格尔木河。多年平均流量246米3/秒，年总水量约78亿米3。其中大部分河水经渗漏进入地下，因此，格尔木市拥有丰富的地下水资源。本项目拟由格尔木二水厂供水，格尔木二水厂年供水能力为876108M3100000M3/H,其中为格尔木全市年供水10138912M3115741M3/H，而本项目直流用水量62万M3/年（82M3/H），可见，格尔木二水厂供水能力能远远满足本项目的需求。至于从格尔木市至青海盐湖工业集团工业区管道的铺设，由项目规划时与格尔木市自来水公司协商解决。格尔木二水厂供水按工业用水价格为092元/吨（其中包括002元/吨的资源费）。如果采用盐湖集团现有的自备井，则水的成本为047元/吨。4、9、2供电本项目所需电力约720万KWH。本工程厂址拟建在格尔木察尔汗地区内，目前随着西部开发建设进展，从青海东部电网330千伏送电己成现实。由龙羊峡一乌兰一格尔木330千伏输电线路己经建成投用，格尔木330千伏变电所也己经在建成。线路输电最大能力为400MW，成为本地区的骨干电网。同时青海省正在筹建和本工程同步建设一座装机容量为300MW的天然气发电厂并将该电厂与330KV电网并网，充足的电源为新建项目提供了良好的基础条件，其供电能力和可靠性均能满足工程对用电的要求。根据持续用电负荷条件，本工程用电负荷低压负荷1745KVA,高压负荷1828KVA。依照工艺生产特点和国家标准GB5005295“供配电系统设计规范”的有关规定，本整体工程生产规模大，化工产品品种较多，原料和产品大多具有易燃、有腐蚀、有毒等特点，生产连续性较强，中断供电将会造成较大经济损失、损坏设备或局部产生爆炸，恢复时间较长，故对供电可靠性要求较高，负荷等级属二级，生活及其它用电均属三级。4、9、3电讯本工程拟建在格尔木市察尔汗地区。格尔木市现己建成格尔木至西宁480路数字微波和C3长途自动交换中心。另外，西宁至拉萨通讯电缆，花土沟卫星通讯地面站和格尔木市40000门程控电话己投入运行，其通讯设施可满足目前发展的需要。本工程电信数据接入盐湖集团电信程控系统，所需的程控直拔行政电话（约20门）全部接至程控系统。拟建电信设施生产调度电话系统，本工程设一级生产调度来统一指挥、协调生产装置及辅助装置的生产，拟设调度电话约15门。根据生产装置的特点，设置有火灾探测器及火灾报警控制系统。4、9、4供汽本项目年需蒸汽约208万T，压力为910BAR，拟由项目锅炉系统供汽。4、10配套设施察尔汗经过多年的发展，已建有完善的配套设施，因此项目所需配套设施将统一规划后进行整体布置，以满足办公、生产所需。5、厂址选择5、1厂址方案方案一格尔木市昆仑经济开发区。该工业园为开发区，地势平坦，四周无大、中型建筑物，厂区道路及厂区外运输道路易予修建。109国道，格尔木市黄河路均穿越昆仑经济开发区工业园。格尔木市淡水资源丰富，昆仑经济开发区工业园已建一期淡水工程每日可供水6万吨，二期工程8万吨/日正在建设中，能保证建厂所需生产、生活用水。格尔木330千伏变电站已并入格尔木市电网。该变电站距本项目厂址约为3公里，昆仑经济开发区工业园已建110千伏变电站，该变电站可提供35KV供电电源解决本工程供电，该电源可靠，能满足项目的用电需要。方案二格尔木市察尔汗盐湖。该区处于无人居住区，也无任何植被覆盖，厂址选在国道315西侧，介于青海盐湖钾肥股份有限公司办公楼与青海盐湖发展有限公司之间的空地，该空地地势平坦，四周无任何建筑物，地域宽阔，便于厂区道路及厂区外运输道路的修建以及厂房的布置。也有利于废渣的堆放。供水可利用格尔木西河和东河的水资源，两河的水量可满足建厂所需生产、生活用水。龙格电网已输送至该地区，能满足项目的用电。综上所述比较，昆仑开发区厂址有足够的用地面积和发展用地，天然气接管方便；开发区内公用工程水、电、汽供给条件便捷，与其它企业协作方便，距城市较近，生活设施方便；但距原料供应地较远，原料和产品运输对城市交通和环境卫生会造成一定影响；铁路专用线接轨条件较好，但接轨线路较长，投资高（如果由开发区工业站接轨，距离较近）。察尔汗厂址场地平坦开阔，在原料地（盐湖），运输便捷；100万吨铁路专用线通过厂址，线路短捷，工程量较小；厂址工程地质和水文地质条件较好，有足够的用地面积和发展用地。供水、排水、供电、供汽条件较好，对外协作条件好，天然气接管方便，距离城市远，生活不便。但有盐湖通勤运输公司的通勤车，对上下班带来了方便。因此拟推荐察尔汗厂址为本项目拟建厂址。5、2建厂条件5、2、L厂址自然地理概况本项目初步选址在青海省格尔木市东北方60公里处，察尔汗盐湖内。格尔木市位于柴达木盆地西南边缘，东距省会西宁市830公里。（1）气象条件年平均气温51绝对最高气温335绝对最低气温297最热月平均气温153最冷月平均气温90年平均气压7353MB最高月相对湿度44最底月相对湿度18平均降雨量24MM最大冻土深度1400MM常年主导风向WWS最大风速253M/S平均风速53M/S年最大蒸发量37702MM（2）地质条件察尔汗盐湖是柴达木盆地的一部分，项目建设区域地貌属昆仑山前第四系沉积物组成的洪积、湖积平原。地势南高北低、平坦开阔，地形坡度极小，远离湖区的河边湿地或低洼处生长有少量的芦苇、红柳等耐盐植物。该区域属盐渍土、盐湖地区。地表地层为岩盐层，含盐量达52，地基允许承载力为150KPA；加工厂和公用工程分布于盐渍土地区，地表地层为轻亚粘土层、亚粘土互层，属超氯盐渍土中等软弱地基，溶盐量为8165，天然地基允许承载力75100KPA。盐渍土对混凝土有严重结晶分解复合性腐蚀；对钢铁结构有强腐蚀性。最大地震列度为7度，建筑物设防烈度为8度。5、2、2社会经济状况格尔木市位于柴达木盆地西南边缘，隶属于青海省海西蒙古族藏族自治州。总人口50万多人，以汉族为主，市区流动人口较多，占总人口的60，其经济以第三产业和工业为主为主，随着国家开发大西北的优好形势，经济发展迅速。格尔木市土地资源比较丰富，矿产资源丰富，富产钾、镁、钠、钙等资源，经过几十年的建设开发，工业发展取得了一定成就，初步形成了地方特色的工业体系，如钾肥、石油产品系列、建材、塑料制品等。以成为青海省的第二大经济、文化城市。5、2、3外部交通状况格尔木市交通运输条件较好，青藏铁路和国道109、国道215平行通过该市。地方公路畅通。青藏铁路年运输能力为285万吨，近两年将扩到500万吨。青藏铁路二期工程正在建设中。6、公用工程及辅助设施6、1总图运输6、L、L厂址概况该厂拟建在格尔木市察尔汗盐湖，具体位于青海盐湖发展有限公司办公楼与青海盐湖钾肥股份有限公司办公楼之间，靠近215国道，占地1500公顷。此地地质情况较好，便于建筑施工，且交通方便，道路易于畅通，原料来源较近，故确定为本厂厂址。6、L、2总平面布置总平面布置按满足工艺流程和主要物品运输的要求，符合防火、防爆、卫生等防护规范的要求，因地制宜，节约用地，在合理布置的前提下，力求厂区整齐、美观、功能分区明确的原则进行。6、1、3竖向设计竖向设计的原则是满足生产、运输、装卸对高程的要求，并为其创造良好条件，因地制宜，充分和合理改造地形，使场地设计标高尽量与自然地形相适应，力求场地平整，土石方工程量最小，适应建构筑物基础和地下管线埋深要求，场地标高和坡度的确定，应保证雨水排放通畅。厂区地势平缓，海拔高度在28452855之间。6、1、4运输设计本工程原料和成品部分采用铁路运输，部分采用公路运输。公路运输需汽车考虑到部分原料和成品可利用社会运输力量解决，故不增运输设备和运输工具。运输量详见下表。运输量表（单位吨）序号名称原料运入成品运出运输方式备注L氢氧化钾（50）117000短途导运自供3天然气110005化学品120铁路公路6包装袋3024万个公路合计120不含自供部分1碳酸钾72000合计72000本工程原料和产品部分采用铁路、公路联合运输或公路运输。其公路运输及交通设备可视公司发展的需要，利用社会运输力量解决。6、1、5道路设计（1）厂区道路成环行布置，方便生产联系，满足车间交通运输，施工安装，设备检修，消防等要求。考虑了人，货流组织，并与厂外道路有方便的联接。（2）道路形式的选择采用城市型道路。路面宽度为主干道10米，次干道7米，路面结构为水泥混泥土路面，一般厚1822厘米；其中运输原盐行驶32吨自卸汽车的路面厚30厘米。6、2给排水本设计为青海盐湖文通化工有限公司年产72万吨碳酸钾工程配套，设计内容包括生产、生活给水、除盐水、循环水消防给水以及厂区排水。6、2、1给水6、2、1、1水源格尔木市淡水资源丰富，流经察尔汗的河道大小有十几条，能保证建厂所需生产、生活用水。6、2、L、2新鲜水本项目新鲜水用量为682M3/H，新鲜水由厂区管网供给，根据厂区生产、生活和消防用水对水质、水压及水温的要求，以节约用水为原则，并结合水源的供水水质，制定了全厂水平衡方案。拟设置生产生活低压消防给水系统、高压消防给水系统和循环水系统。各系统的初步方案如下生产、生活给水系统新鲜水由格尔木自来水公司输水管线直径1000MM供水管T形接出，管径为600MM，为了供水的安全和便于厂区用水不均衡的调节，在厂区内设置二级泵站一座，由清水池和泵房组成。新鲜水先引入清水池，经加压后再送至各用水单元。清水池容积2000M3（包括消防水储备量）,泵房内安装给水泵三台（二开一备）,给水压力03MPA。并在全厂范围内设置环状生产、生活及低压消防联合给水管网。高压消防给水系统该厂同一时间内火灾处数按二处，用水量为1188M3/H,连续3小时的供水量3564M3储存于清水池中，平时不被动用。设消防水泵三台（二开一备）,消防稳压泵二台（一开一备）,平时运行稳压泵，当火灾发生时通过压力开关自动启动消防水泵，供水压力11MPA。在化工装置区和罐区四周设置环状消防给水管网，并安装水炮和消火栓。循环水补充水由厂区管网供给。6、2、2除盐水6、2、2、1给水系统工程部分生产工艺用水要求其水质为纯水，纯水需求量为1421M3/H，由项目软水系统统一提供。6、2、3、2除盐水水质进水水质PH81总含盐量450MG/L总硬度1066MGL总碱度325MMOLL出水水质电导率10S/CM6、2、3、3流程简介新鲜水活性炭过滤器阳床除CO2器阴床除盐水箱车间6、2、4排水本项目生产、生活污水排水量共为71M3H。其中生活污水经化粪池处理后同生产清下水一起排放。生产污水汇入除盐水站中和池，中和处理后排放。7、三废排放7、1污水排放7、1、1废液本装置生产过程中仅在碳酸钾过滤、洗涤过程中有洗涤水产生，但这部分水在系统中循环使用，不向外排放。7、1、2废渣预碳化过程中除杂质时，会有少量FEOH2及CA、MG渣产生，可用于垫路与填坑，或与其它装置的废渣一起集中堆放。7、1、3废气本装置在生产过程中碳化工序有尾气排放，碳化尾气中主要含有二氧化碳和夹带微量碳酸钾粉尘，通过水喷漆吸收后尾气直接排放，可达到国家排放标准。7、2供电及电信7、2、1供电范围本工程包括年产72万吨碳酸钾以及辅助设施的动力、照明及防雷、接地的设计。7、3、2用电负荷及负荷等级本工程用电负荷约为960KW。本工程的生产装置为连续性生产的化工装置，突然停电将引起生产混乱，从而造成较大的经济损失，因此本工程大部分负荷为二级负荷，办公及生活等用电负荷则属三级负荷。7、3、3供电电源及可靠性格尔木330千伏变电站已并入格尔木市电网。该变电站距本项目厂址约为3公里，该变电站可提供35KV供电电源解决本工程供电，该电源可靠，能满足项目的用电需要。7、3、4供电方案本工程交流负荷均为380V用电设备，用电负荷约为960KW，故拟建一个35KV配电室以及一个35/04KV降压变电所。因本工程用电负荷较小故由项目群公用工程统一布置，提供配电。7、3、5主要电气设备一览表1铜芯35KV电力变压器35/04KV1600KVA台1235KV手车式高压开关柜台63抽出式低压开关柜台104直流电源装置套15控制屏，保护屏等台47、3、6电信本工程电信数据接入盐湖集团电信程控系统，所需的程控直拔行政电话（约6门）全部接至程控系统。拟建电信设施生产调度电话系统，本工程设一级生产调度来统一指挥、协调生产装置及辅助装置的生产，拟设调度电话约30门，由整个项目群来承担。根据生产装置的特点，设置有火灾探测器及火灾报警控制系统。7、4供热7、4、1概述由于工艺用汽量较少，用汽压力为中压。因此采用锅炉产汽直接供给方式。在满足生产要求条件下，系统尽量简化，以节约投资，降低成本，提高经济效益，增强竞争能力。7、4、2供热方案根据蒸汽平衡可知在非采暖期需供蒸汽38T/H，采暖期需88T/H。7、4、3热力系统给水系统及蒸汽系统均采用集中母管制。由软水站送来软水经除氧器除氧，锅炉给水泵加压，通过给水调节阀进锅炉，产汽经母管10MPA引出直接向用户供汽。7、5维修7、5、1机修本项目是新建项目，设计机修车间，满足工程小修及日常维修的需要，由于技术力量的限制，在建厂之初不可能具有大修能力。在设计中预留空间，以便在生产中逐渐建立与生产规模相符合的机修7、5、2电修本项目是新建项目，在设计中考虑电修设备以满足本工程日常电气维修工作需要。电气设备的大修可与集团公司协作解决。7、5、3仪修本项目是新建项目，新上的DCS系统要求仪修水平较高，本项目按需要设置相应设备和仪器，并进行相关人员培训，以满足生产要求。7、6化验分析7、6、1任务根据本工程的装置组成和产品种类，为节省投资人员和占地面积，便于管理，本工程由项目群只设置一个化验室，可利用原集团公司动力公司化验室负责原料、中间产品、产品的检测分析及生产操作指标的控制分析工作。具体任务如下（1）负责原料及辅助材料、燃料的分析；（2）负责产品的质量检验；（3）负责中间物料的生产控制分析；（4）负责水质分析及杂项分析；（5）负责生产操作岗位有害气体的安全分析；（6）检验所需溶液及试剂的配制；（7）分析仪器的校验及日常维修。7、6、2仪器设备的配置根据原料、成品以及中间物料的控制分析项目，化验室配备有各种分析仪器、测试仪器等，另外，还配置有玻璃仪器及化学药品等易耗品。7、7土建7、7、1建筑结构研究原则建筑设计贯彻“技术先进、经济合理、安全适用，在可能的条件下注意美观”的设计方针。贯彻