重庆拟薄水铝石方案

-z.中国铝业分公司年产2万吨拟薄水铝工程项目建设案工程编号:SLSFA-1102铝厂设计院二Ｏ一一年五月中国铝业分公司年产2万吨拟薄水铝工程项目建设案工程编号:SLSFA-1102院长：原会民副院长：学武工程负责人：红俏铝厂设计院二Ｏ一一年五月主要参加编写人员学武任先廷红俏郭甲午庞瑾瑞耀飞宏伟瑞玲目录TOC\o"1-2"\h\z\u1.概述11.1编制依据11.2工程背景11.3工程实施的必要性11.4工程实施的可行性11.5、研究的主要围22．建立案22.1生产工艺路线22.2脱硅工艺32.3拟薄水铝生产工艺62.4土建122.5电力132.6自控132.7给排水系统132.8总图142.9建议143.工程总投资估算143.1估算编制依据143.2投资概况154.技术经济初步分析〔含脱硅〕154.1生产完成本钱154.2损益估算165.结论16-z.1.概述1.1编制依据中国铝业分公司?年产2万吨拟薄水铝工程?设计委托书。1.2工程背景拟薄水铝产品在化工及油化工行业用于催化剂、枯燥剂、吸附剂及载体等，我国是世界上催化剂增长最快的市场，每年以20%—45%速度增长，拟薄水铝市场销售良好，经济效益显著。目前我国拟薄水铝的年产量满足不了国市场需求，市场缺口较大。基于市场需求及公司的现有生产条件，中国铝业分公司拟规划实施年产4万吨拟薄水铝工程，一期先实施年产2万吨拟薄水铝生产线，这样不仅可满足国市场的需求，同时还可为公司开发生产新品种、创造新的经济增长点，对于公司的长远开展将会起到积极作用。1.3工程实施的必要性目前国市场拟薄水铝缺口较大，有较好的市场开展空间。分公司有生产拟薄水铝的原料、国有成熟的拟薄水铝生产技术、公司有专业的生产技术管理人员，工程有较好的经济效益，为了开发新的高附加值产品，提高公司的抗风险能力，建议实施经济效益较好的拟薄水铝工程是十分有必要的。1.4工程实施的可行性新建2万吨拟薄水铝生产线，采用的生产工艺是以氧化铝铝酸钠溶液为原料，用碳酸法工艺生产拟薄水铝，该生产工艺技术上成熟可靠，国的生产线已运行多年，因此技术上是可行的。分公司有从事拟薄水铝生产的专家及生产骨干，技术人员能得到保证，无后顾之忧。工程有可靠的资金保证和建立用地，因此工程的实施是可行的。1.5、研究的主要围本次新建年产2万吨拟薄水铝工程，按年产4万吨用地进展规划，生产线研究围以拜耳法一次赤泥洗液为原料，至生产出合格拟薄水铝产品为止,生产所需水、电、蒸汽、燃气、二氧化碳等项容由分公司确定来源，设计完成相应管网设计工作。2．建立案本次拟薄水铝生产线按4万吨年产量进展规划。先实施2万吨，预留2万吨生产线场地，以下的建立案按2万吨进展计算和设备选型。2.1生产工艺路线由于该生产工艺的特殊性，生产工艺采用连续生产，年生产天数按300天、三班连续作业、小时平均产量为20000/〔24*300〕=2.8吨。产品案:本工程产品质量按国化企业标准催化剂质量标准三级品进展设计,见下表:拟薄水铝理化指标指标名称指标SA-1SA-2SA-3Al2O3%≥70.0Si02%≤0.20≤0.30Fe2O3%≤0.015≤0.030Na2O%≤0.10≤0.30灼减%≤30≤30容重Kg/l≤0.75比外表积m2/g≤250容ml/g≥0.30胶容率%≥96.0≥70.0杂相含量%≤3≤5产品按出一种产品的案进展设计,即过滤机充分洗涤后的湿产品经烘干后灼减≤25%的干品作为产品，产品全部到达以上指标。生产拟薄水铝的溶液A/S要求在600以上，分公司氧化铝厂无可供直接选择的物料，有两种物料进展脱硅可满足要求，一种为“烧结法常压脱硅后与拜耳法溶出浆液的混合液A/S≈250〞，另一种为“烧结法一次洗液A/S≈280〞。“混合粗液〞的氧化铝浓度在180g/l左右，“一次洗液〞的氧化铝浓度在80g/l左右〞，“混合粗液〞的氧化铝浓度与拟薄水铝生产需要的氧化铝浓度〔约70g/l〕相差较大，需要进展稀释，增加了拟薄水铝生产的用水量，因此本工程选用“一次洗液〞作为拟薄水铝生产的原料，对“一次洗液〞进展脱硅。2.2脱硅工艺2.2.1流程确定本次脱硅流程采用常压脱硅，一次洗液通过泵送入本系统的常压脱硅槽，在添加种子和灰乳的条件下进展搅拌，脱硅反响三小时后出料，经沉降槽别离出底流和溢流，底流的一局部返回加种子，另一局部经压滤机处理后外排。溢流经叶滤机精制后产生合格精液，用于拟薄水铝生产。为保证脱硅过程所需的温度，采用蒸汽直接加热。具体的流程如下：2.2.2工艺条件：表1一次洗液成分(g/l)工程名称Al2O3Na2OkNa2OcSiO2浮游物H2O小计A/Sαk一次洗液787650.280.1988.1147.2781.6灰乳参加量8～10g/l；脱硅温度：≮98℃；脱硅时间：2.5～3小时；种子参加量：10～30g/l〔计算时取20g/l〕2.2.3物料平衡计算结果〔以1L一次洗液计算〕表2脱硅物料平衡计算表(g/l)工程名称Al2O3Na2OkNa2OcSiO2CaO浮游物H2O小计一次洗液787650.280.1988.011147.32灰乳104555脱硅种子及附液5.560.932.716.65116131.85脱硅原液〔合计〕83.5676.9352.9916.650.11149.011334.17硅渣及附液7.562.880.032.86160.0985154.7184.17精液7774.054.870.130.650.0015993.3111502.2.4流量计算根据物料平衡计算，脱硅局部的物料流量如下：表3脱硅物料流量计算表序号物料名称Kg/t-成品M3/t-成品设计平均流量(Kg/h)设计平均流量(M3/h)1一次洗液1205110.503374429.412灰乳27.690.5077.551.413脱硅种子及附液.161.21445.653.384硅渣及附液310.51.68869.54.725精液1210710.533390229.482.2.5主要设备选择计算〔1〕常压脱硅槽：按常压脱硅处理量最大流量34.2m3/h,选用Φ5*5M的机械搅拌脱硅槽，其有效容积88.35m3，预脱硅时间3小时。共需常压脱硅槽台数：〔34.2*3〕*1.15÷88.35=1.34(台)式中34.2为一次洗液及种子参加量和灰乳液量之和；1.15考虑备用系数，选用两台。两台脱硅槽采用单槽操作，单槽脱硅的期五小时，其中进料1小时，脱硅3小时，出料1小时。每台槽一天共产出4.8槽脱硅液，两台槽产出9.6槽，两台槽产出液量为9.6*88.35=848.16m3，每天需要脱硅液34.2*24=820.8。能够满足生产要求。〔2〕沉降槽沉降槽溢流能力确定为1.50m3/h.m2,采用Φ4.5*6M的沉降槽。沉降槽台数计算：34.2*1.15/(1.50*15.9)=1.5台。选用两台。〔3〕叶滤机叶滤机选用两筒50m2叶滤机，精液产能为65m3/h.筒,需叶滤机筒数为10.53*2.8*1.1/65=0.5筒，选用两筒50m2叶滤机。2.2.6配置脱硅系统共两层，采用钢构造厂房，其中一层配置两台脱硅槽、沉降槽、污水槽及精液槽，一层不进展封闭。二层配置叶滤机及压滤机。具体位置详见总平面配置图。2.3拟薄水铝生产工艺2.3.1工艺流程描述脱硅后的铝酸钠溶液〔A/S>600〕用泵通过管道送至稀释槽,用洗水稀释至AL2O3为42±5g/l。稀释液在稀释槽与冷却水间接换热冷却至30～40℃，冷却后的稀释液经泵送入分解槽,向分解槽通入CO2进展分解成胶，分解浆液自流进入老化槽,向老化槽通入蒸汽提温至80℃以上后保温数小时，老化后的浆液经泵送入缓冲槽，缓冲槽通过泵出料至过滤机，进展别离和洗涤，其中洗液与母液混合后进入外送槽，洗液循环使用；过滤机别离所得滤饼与热水在滤饼槽混合后送至压滤机别离,别离所得洗液为三次洗液，三次洗液自流入三次洗液槽，通过泵送入过滤机；别离得到的湿滤饼全部送入烘干系统进展枯燥。烘干系统由喂料螺旋、旋转闪蒸枯燥机、热风炉、产品别离系统等构成，其核心设备为旋转闪蒸枯燥机。旋转闪蒸枯燥是将固体完全流态化的一种枯燥式，枯燥主机具有机械和气流分散功能，同时对物料的粒度和结晶水进展调整的功能。旋转闪蒸枯燥机主要是针对膏状、滤饼状物料的枯燥，湿物料经螺旋加料机送入枯燥主机，在热风和机械力的作用下，热风和物料形成双旋流颗粒状流态化运动，瞬间完成热质交换。枯燥后的物料进入收尘装置进展回收，获得最终的枯燥产品，最突出的的特点是瞬间枯燥。2.3.2物料平衡计算计算条件：铝酸钠溶液取以下成份名称Al2O3Na2OkNa2OcSiO2CaO浮游物A/Sαk精液7774.054.870.130.650.00155921.6精液温度：90℃稀释液成份：Al2O340±2g/l，温度30℃水解：1g-Al2O3/l〔以稀释液中Al2O3计〕精滤浮游物别离滤饼含水率：40%分解成胶初始温度：30℃洗水温度：85℃热水温度：90℃分解率:η=95%分解蒸水率:4%别离滤饼含水率:≤70%洗涤滤饼含水率:≤60%洗水量:40T/T-干品湿法系统损失：1%；烘干过程损失：0.5%成品拟薄水铝三级品标准。物料平衡流量表序号物料名称Kg/t-成品M3/t-成品设计平均流量(Kg/h)设计平均流量(M3/h)1精液1210710.533390229.482稀释洗水10201.7110.232177721.843水解28.310.0178.640.044精滤滤饼附液22.150.0261.540.065精滤滤饼及附液50.460.03140.160.086稀释液20202.1418.4856117.0651.327分解原液20151.6818.2855976.8850.788CO2483.24878.621342.342460.149分解浆液19861.6817.7855171.3249.3810老化冲淡进水1702.061.774727.944.9211老化浆液21563.7419.1859899.2853.2812分解母液18501.1816.8651392.1646.8213洗水36491.137.7101364.16104.7214洗液37263.6537.09103510.12103.0415洗涤滤饼及附液2283.891.736344.144.816烘干失水1271.983533.2817成品拟薄水铝100027782.3.3工艺配置本次2万吨拟薄水铝生产线分两局部:1、新建一钢构造厂房配置稀释槽、分解槽、老化槽等，该局部除操作室进展封闭，各层均不进展封闭；2、新建一钢构造厂房配置别离洗涤及产品烘干系统，该局部全部封闭；详细配置见附图。2.3.4主要设备选择计算1〕稀释槽按每班送料一次考虑，总体积为：V=8*51.32=410.56M式中51.32-稀释液流量，M3/H选择ф4.6*9M机械搅拌锥底槽,直筒高7M,锥底夹角120°，每台有效容积为：V=π*2.252*(5+0.6÷3)=82.69M32100米/槽冷却管束占有的体积V=π*(0.0535÷2)2*2100=4.72M3实际有效容积为:82.69M3/台-4.72M3/台=77.97M3/台需要台数410.56÷77.97=5.26台考虑清理检修，设计选八台2〕老化槽选ф3*7.6M锥底槽，直筒高6米,锥底夹角120°有效容积为V=π*1.5*1.5*(4.5+1.4÷3)=35M3/台保温时间4.5小时,进料时间30分钟,出料时间40分钟,提温时间40分钟,辅助时间20分钟,则操作期:T=(4.5*60+30+40+40+20)÷60=6.7h需槽子台数6.7*53.28÷35=10.2台考虑1.15最大流量系数,则需要台数为:10.2台*1.15=11.67台考虑清理检修,设计选16台式中53.28-老化浆液流量，M3/H3〕成胶槽(分解槽)选ф1.4*8.4M锥底槽，(锥底夹角60°,直筒高7.2米)有效容积为V=π*0.72*(4.8+1.2÷3)=8M3/台单槽进料时间8÷30=16分钟,式中30-进料泵流量M3/H为与老化槽匹配，四槽分解槽为一组，则进料时间为64分钟,另外出料时间30分钟,通气时间30分钟,分析时间30分钟,辅助时间30分钟,操作期(64+4*30)÷60=3.06h需槽子台数=3.06*50.78*1.15÷8=22.36台选24台即够,但考虑清理检修需要，备用两组8台槽。所以选32台ф1.4*8.4米分解槽与老化槽相匹配。4〕过滤机选36M2水平带式过滤机,根据该设备在现有生产线试验情况,过滤强度为35Kg/M2·小时,则过滤面积为：S=[年产量÷(一年工作日*日工作小时*过滤强度)]*1.2=[20000*103÷(300*24*35)]*1.2=95.24M计算需要台数：95.24÷36=2.64台设计选三台。5〕滤饼槽:洗水平均流量104.72M3/H，母液及附液平均流量5.3M3/H，合计小时平均流量为104.72M3/H+5.3M3/H=110.02M3/H选ф4.5*4M平底机械搅拌槽，每台槽有效容积V=π*22*3.2=40.2M3。选三台槽。6〕压滤机选240M2厢式压滤机，每台压滤机容积3.0M3,取填充系数0.85,则滤饼体积为V=3.0*0.85=2.55M3/台干料小时平均流量为2.776t/h,滤饼含水率为60%,则压滤机滤饼中含附液量：2776*60÷40=4164Kg滤饼及附液体积为:(2776+4164)÷1307=5.30M3压滤机台数=5.30÷2.55=2.07台选三台即可。7〕洗母液槽洗液平均流量103.04M3/H，母液平均流量46.82M3/H，合计小时平均流量为103.04M3/H+46.82M3/H=149.86M3/H选ф5*5M平底槽1台，有效容积V=π*2.52*4.3=84M3。8〕热水槽:洗水平均流量为104.72M3/H,选两台ф5*5M热水槽,可供压滤机工作84*2÷104.72=1.6个操作期。84为ф5*5M热水槽有效容积。9〕烘干系统成品需烘干的水量为3533.28Kg/t，选烘干能力为2T/h的枯燥器系统两套。2.4土建根据工艺及电力自控专业提资,新建一条20kt/a拟薄水铝生产线主要工程量包括以下局部：1〕脱硅系统：新建一座钢构造厂房15*15米，共两层，±0.000平面配置灰乳槽、精液槽，一层不封闭；第二层钢构造+7.500平面设计一台叶滤机和一台压滤机及叶滤机检修换布平台，二层封闭；脱硅槽、沉降槽露天布置。2〕拟薄水铝系统：①稀释、分解厂房：钢构造厂房32.4*30米，共四层，±0.000平面配置老化槽、缓冲槽及稀释槽根底，根底采用钢筋砼构造；第二层钢构造+13.500平面用于老化槽进料及分解槽出料的生产操作；第三层钢构造+17.500平面用于分解槽的根底支撑；第四层钢构造+24.000平面用于分解槽的进料操作。该局部钢构造除操作室进展封闭，其它各层可不进展封闭。②过滤、烘干厂房：钢构造厂房36*63米，总高度15米，共两层。±0.000平面配置各种泵及滤饼槽等设备，各工艺设备根底采用二级耐碱砼，+7.500平面配置三台胶带过滤机、压滤机、烘干系统等设备。为改善操作条件，厂房顶开天窗及设置窗户进展通风；③.除生产厂房外，还需建立变压器室及配电室，共两层，一层配置三台变压器及主控室，二层为低压配电室；1500平米仓库；办公楼600平米。2.5电力用电负荷，拟薄水铝2.0万吨系统〔含脱硅〕，预计用电负荷约为2000KW左右〔未含二氧化碳送风机用电〕。新增两台1250KVA变压器和相应数量的低压柜。2.6自控生产过程工艺参数自动检测与自动控制设计应当在稳妥、可靠、实用，而且经生产实践证明是成熟的根底上力求先进，应能适应生产过程中的恶劣环境。物位检测用单法兰液位变送器；压力检测选用耐腐隔膜压力表及压力变送器；流量检测选用电磁流量计；温度检测采用热电阻和热电偶；二次显示表用智能数字式显示表。2.7给排水系统生产上水：洗涤拟薄水铝需用新水，年用新水量约90万m3,从就近的上水管道上接出。生活上水：生活用水量较小，从就近的生活上水管道上接出。排水：生产上水洗涤拟薄水铝后，洗液返回到氧化铝生产系统；生活污水排入企业现有的生活污水管道，统一进展处理，雨排水通过道路下雨排水管道排走。2.8总图根据工艺提资，本次新建一条20kt/a拟薄水铝生产线，同时预留一条20kt/a拟薄水铝生产线，整体规划按年产4万吨进展。总平面布置应结合现有生产系统统一考虑,竖向、道路和雨排水应结合地形合理规划，室外管网与道路要充分结合。平面配置仅供参考，可根据甲要求进展调整。2.9建议1、工程建立的外部条件应具备，本工程的外部条件主要容如下：蒸汽、冷却水、CO2、燃气〔天然气或煤气〕、电源等；新建一条20kt/a拟薄水铝生产线主要的原材料消耗见下表：序号名称单位数量备注1一次洗液m3/h29.482二氧化碳m3/h2460浓度≮35%3压缩空气Nm3/h4000压力≮0.4MPa4蒸汽t/h6绝压≮0.6MPa饱和蒸汽5新水M3/h110t=256天然气Nm3/h根据烘干设备厂家计算7电KWH20003.工程总投资估算3.1估算编制依据3.1.1建筑工程参照?省建筑工程预算定额?〔2005〕、?2011年第一季度建立工程材料指导价格?及类似工程编制。3.1.2安装工程参照?省建筑工程预算定额?〔2005〕、?2011年第一季度建立工程材料指导价格?及类似工程编制。3.1.3设备价格标准设备价格按询价；非标准设备主要为槽、罐，按?省建筑工程预算定额?〔2005〕及?2011年第一季度建立工程材料指导价格?进展计算。3.1.4材料价格按?2011年第一季度建立工程材料指导价格?。3.1.5工程建立其它费用参照?有色金属工业工程建立其它费用定额?并根据本工程的实际情况计取。3.1.6根本预备费按工程费和其它费之和的5%计算。3.2投资概况本工程为扩产2万吨拟薄水铝工程，工程利用分公司已有场地，工程投资中未考虑土地费用。工程总投资估算9140万元，其中：工程直接费用7090万元〔脱硅850万元，拟薄水铝6240万元〕，工程其它费用560万元，根本预备费380万元，建立投资8030万元；铺底流动资金1100万元。4.技术经济初步分析〔含脱硅〕4.1生产完成本钱1〕原购原材料：经核算约1500元/〔吨产品〕2〕外购燃料及动力：经核算为1450元/〔吨产品〕3〕工资按50人，人平均年工资3