工艺技术方案

工艺技术方案

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4.工艺技术方案

4.1氢氧化钾装置

4.1.1一次盐水精制工艺技术方案选择

当前一次盐水精制有传统的澄清桶工艺与薄膜液体过滤

工艺两种工艺。

(1)传统的盐水精制工艺

传统的盐水精制工艺是:先将粗盐水加精制剂反应后经澄

清桶澄清,再经砂滤器和a-纤维素预涂型过滤器过滤后进入

螯合树脂塔系统。该工艺所需澄清桶庞大、占地多，为了达到

好的澄清效果，须保证粗盐水中Ca/Mg大于1,但工艺成熟、

可靠、操作稳定。

(2)膜液体过滤工艺

流体经过滤元件，固液分离一次完成，得到几乎不含固态物

质的液体。与传统澄清桶工艺相比，薄膜液体过滤工艺不需大

型的澄清桶、砂滤器和"纤维素预涂型过滤器等设备。但由

于膜的开孔率极高，孔径小,过滤速度主要由滤膜表面形成的滤

饼透滤性能所决定，因此对颗粒大、刚性较好的CaCCh等不

溶物有很好的滤出性能。而有机高分子、菌、藻类以及

Mg(OH”(特别是胶体形态)则对滤速有较大影响。因而在应

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用膜过滤时需设置小的澄清桶先除SO4?-,再设置浮上桶于投

加化学品KC10.FeCL,以尽可能去除有机物和减少

Mg(OH)2的比例，以获得满意的过滤速度。也正由于粗盐水中

的杂质是分别去除的，该工艺对原盐的要求低于传统澄清桶工

艺。其缺点是流程长、操作复杂。

两种工艺各有优缺点，从技术方案的成熟、可靠和操作稳

定和满足可研设计进度考虑，本项目在可行性阶段采用传统的

澄清桶工艺,最终采用何种工艺路线在工程设计阶段再落实。

4.1.2电解(含二次盐水精制及淡盐水脱氯)工艺技术方案选择

(1)电解

采用氯化钾溶液电解制氢氧化钾、氯气和氢气的方法有

三种，即水银法、隔膜法和离子膜法。

因为汞污染严重，国内又无彻底治理的方法，中国已取消了

水银法电解，不再予以考虑。

隔膜法又分石墨阳极电解槽和金属阳极电解槽。石墨阳

极电解槽由于铅污染严重、电耗高、劳动强度大的缺点，当前

已逐步淘汰。金属阳极电解槽虽然克服了石墨阳极电解槽铅

污染严重、电耗高的缺点，但仍存在石棉绒污染、产品质量

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差、能耗较高、操作管理复杂、劳动强度较大、技术落后等

不足。

离子膜法是当前世界上工业化生产中最先进的一项技术,

与隔膜法、水解法相叱，本方法具有能耗低，产品质量高、三废

污染小（无隔膜法的石棉绒和水银法的汞污染，为清洁工艺）、

成本低及操作管理方便等优点，故本项目采用离子膜法。

离子膜电解技术分为复极式和单极式两类。复极式电解

槽和单极式电解槽主要特点比较下表

表4-1・1复极槽和单槽的特点比较表

项目

复极式单极式

槽型

通电情况小电流、高电压大电流、低电压

槽间电流分布均匀欠均匀

汇流铜排电槽之间用量较少较多

电解槽容量便于加大容量不易

电槽占地面积同样规模较小较大

电槽组装、折卸较简单较复杂

整流效率较高较低

电流泄漏较大（可加措施）较小

膜利用率较高较低

阴、阳极材料均好均好

投资较低较高

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从当前世界离子膜电解技术发展来看，采用自然循环复极

式电槽，高电流密度，大型化是其方向。故本项目采用自然循环

高电流密度复极槽技术。

(2)二次盐水精制

离子膜电解对盐水的质量要求高，从一次盐水工序来的过

滤精盐水还需经过离子交换，进一步降低Ca、Mg离子。

离子交换树脂塔有两塔流程和三塔流程之分。对大中型

项目，宜采用三塔流程。故本项目选用三台离子交换树脂塔，正

常情况下两塔串联运行，一塔再生。

(3)淡盐水脱氯

离子膜电解槽排出的淡盐水含有游离氯，腐蚀性高,必须脱

除游离氯后才能送回一次盐水工序进行重饱和。

淡盐水脱氯当前有下述几种方法：

a.压缩空气吹除

b.真空脱氯

鉴于压缩空气吹除产生浓度低的氯气,降低了氯气利用率,

对规模较大的装置不适用，故本项目采用真空脱氯。

真空脱氯分蒸气喷射、氯水喷射和真空泵三种，从节能和

运行稳定出发本项目采用能耗较低、操作稳定的真空泵作为

真空源。

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经真空脱氯后的淡盐水含游离氯＜30mg/l。然后加亚硫

酸钾进行化学脱氯以除净游离氯。

4.1.3碱液浓缩工艺技术方案选择

碱液浓缩有逆流和顺流之分，也有单效、双效和三效之区

别，对于中等偏大的规模,既可采用双效，也可采用三效,综合考

虑能耗与投资，本项目采用双效逆流降膜蒸发较为合理。

4.1.4固碱工艺技术方案选择

固碱生产有大锅法和降膜法两种工艺。传统的大锅法虽

有操作简便、成熟可靠等特点而被用于隔膜电解法生产的碱

液为原料的固碱生产。可是由于其操作强度大、生产条件恶

劣、环境条件差、不安全、间断生产、能耗高等缺点，在国外

已被淘汰。另外采用离子膜法电解工艺制得的系高纯度的碱

液，如用大锅法还存在被污染而变成含多种重金属的固碱而降

低在市场中的竞争力。在七十年代以降膜法生产固碱的技术

被开发以来，已广泛用于固碱的生产。降膜法生产固碱的能耗

低于大锅法，而且生产环境好、连续生产便于控制。

氢氧化钾固碱的加工有桶碱和片碱两种方法。桶碱包装

容易但使用非常麻烦，浪费大量高质量的镀锌铁皮还有被污染

的危险，现已较少使用。故本项目采用蜂膜法生产片装固碱。

4.1.5氯气干燥工艺技术方案选择

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氯气干燥有填料塔+泡沫塔，三台或四台填料塔以及填料

塔+泡罩塔等干燥流程。

由于填料塔+泡沫塔流程，含水量高(在200ppm以上)，当

前只有小规模装置还有使用；而三台或四台填料塔流程，设备

多、占地大，投资高。从而使填料塔+泡罩塔流程得以迅速发

展,该技术有以下优点：

(1)氯气干燥效率高(可使氯气中含水小于50Ppm),因而大

大延长了设备操作运行寿命，减少了维修工作量。

(2)设备台数少,整个系统只有1台填料干燥塔、1台泡罩

干燥塔、1台循环泵、1台板式换热器，与要达到相同效果的

三台或四台填料塔相比，少7〜9台设备。因而占地小、投资

省、操作简单。

本项目拟采用填料塔+泡罩塔技术。

4.1.6氢气处理工艺技术方案选择

由于电解槽出来的氢气温度较高，其中含有大量饱和水蒸

汽，同时还带有碱雾等杂质。需经过洗涤和冷却,使其中所带的

碱雾被洗涤掉，同时气体温度也得到降低，所含的饱和水蒸汽被

冷凝下来，使氢气得到净化。当前国内大多数氯碱厂采用的是

生产上水或含碱循环水直接喷淋洗涤冷却的方法，如用生产上

水，排水量大，只能在小规模装置使用，如采用含碱循环水，需要

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单独设置循环水系统，必将增加投资。为此本项目采用中国成

达工程公向设计的填料塔洗涤冷却的技术。

4.1.7氯化氢及盐酸工艺技术方案选择

氯化氢的生产一般采用二合一炉直接生产氯化氢气体，现

在国内二合一炉已有较成熟的技术。合成炉形式有普通的冷

却水冷却、热量回收副产热水和热量回收副产蒸汽三种形

式。

国内外生产盐酸的方法有三种，即三合一工艺;热回收分

体式工艺;分体式工艺。

(1)三合一工艺具有工艺流程短，操作简单等优点,但设备

维修量较大。

(2)热回收分体式工艺具有操作容易,设备维修简单，热回

收利用率高等优点，但工艺流程较长，设备加工要求高。

(3)分体工艺具有操作容易、设备维修简单、产品质量控

制容易等优点，但工艺流程较长。

考虑本装置主要以生产氯化氢气体作为氯乙烯的原料，而

盐酸主要以自用为目的，故本项目拟采用热量回收副产蒸汽的

二合一炉生产氯化氢气体，大部分直接送氯乙烯装置作为原料,

另按需要引入部分氯化氢气体进入氯化氢吸收单元生产高纯

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盐酸供钾碱装置生产自用。氯化氢吸收单元同时还作为下游

装置紧急停车后事故氯化氢气体的处理设施。

4.1.8引进技术及设备的范围和内容

当前世界上拥有离子膜法电解技术的专利商很多，如美国

的ELTECH公同、日本的旭化成、日本氯工程公司、英国的

ICI公司、德国伍德公司、伍德公司和意大利迪诺拉公司合

资的伍德诺拉公司以及引进了旭化成技术的北京化工机械厂,

上述各家技术各有特点，没有绝对优势。采用哪家技术，需经过

技术交流、现场考察和合同谈判，综合比较后确定。现阶段暂

按引进日本的旭化成公司的电解技术和设备考虑。

对于蒸发固碱技术，瑞士BETERAMS公司仍处于领先地

位,本项目暂按引进瑞士BETERAMS公司的技术和部分设备

考虑。

除电解和蒸发技术和设备外，还需引进国内无法解决的特

殊设备和特殊材科如二次盐水过滤器，脱氯真空泵，氯气压缩

机、熔融碱管等。引进设备范围见下表4-1-2。

表4-1-2引进设备范圉

序号引进内容

1二次盐水过滤器

2主体给料泵

3离子交换树脂塔（含树脂）

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序号引进内容

4树脂过滤器

5电解槽及其附件（包括部分修槽设备和工具）

6离子膜

7碱液循环泵

8脱氯真空泵

9氯气压缩机

10浓碱泵

11碱预热器、碱液换热器

12降膜蒸发器

13降膜浓缩器

14熔融碱阀和管道

15熔盐加热炉系统（包括烧嘴和控制系统）

16熔盐泵、熔盐阀和熔盐管

17片碱机、包装称及附属特殊设备

18程控阀和特殊仪表

4.1.9工艺流程及消耗定额

工艺流程简述

（1）一次盐水工序

原盐经皮带运输机送入溶盐槽，用化盐水槽来的化盐水溶

解制得饱和粗盐不。

粗盐水经粗盐水溜槽进入精制反应槽与定量加入的

BaCh,K2co3和KOH反应，然后进入凝聚反应槽与凝聚剂反

应后进入澄清桶澄清。

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从澄清桶上部溢流出的澄清盐水经一次盐水过滤器(矽滤

器)和二次盐水过滤器过滤后得过滤精盐水送电解工序。从澄

清桶底部排出的沉淀物BaSO4.CaCCh和Mg(0H)2送至盐

泥压滤机压滤，回收的盐水用作化盐用，滤饼用汽车送出界区。

(2)电解工序

电解工序包括二次盐水精制、电解和淡盐水脱氯三部

分。

a.二次盐水精制

一次盐水工序来的过滤精盐水进入离子交换树脂塔进一

步将盐水中微量Ca2\Mg2+等多价阳离子除去，使其含量小

于规定值。从离子交换树脂塔出来的二次精盐水进入盐水高

位槽，然后自流进入电解槽。

b.电解

二次精盐水在电解槽的阳极室进行电解被分解产生氯

气。反应式如下所示：

KC1-e—K++1/2Cl2f

电解后的低浓度盐水称为淡盐水送脱氯塔脱氯。

在电解阴极室，水被分解产生氢气，反应式如下：

H20+efOH-+1/2H2t

OH-与由阳极室迁移来的K+结合生成32%碱溶液。

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电槽阴极室生成的32%碱液流入碱液受槽后分为两部

分。一部份碱液经过加入纯水来控制碱液浓度后循环回到电

解槽;另一部份则送蒸发片碱工序。

电解槽阳极室和阴极室产生的C12和小被分别送至氯处

理和氢处理工序。

C.淡盐水脱氯

电解产生的淡盐水进入脱氯塔，在真空下溶解在淡盐水中

的游离氯被脱出,脱氯后的淡盐水含游离氯约30mg/l经加入

碱调节PH后加入K2s03溶液进一步除去游离氯。脱氯后的

淡盐水送至一次盐水工序。脱氯分离出的氯气经脱氯冷凝器

冷却、分离水分后由真空泵送氯气总管。

(3)蒸发片碱工序

从电解工序来的32%KOH,经过双效效逆流降膜蒸发后,

使碱液中K0H浓度达48%,一部分送至浓缩单元生产片碱，另

一部分送碳酸钾装置或经冷却后进入48%液碱槽贮存。蒸发

单元采用蒸汽做II效蒸发器热源,11效蒸发器中产生的二次蒸

汽又作为I效蒸发器的热源。

48%的碱液月经降膜预浓缩器和浓缩器浓缩成熔融碱。

熔融碱经片碱机冷却制片后，包装出售

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降膜浓缩器夹用熔盐作为热载体，在系统中循环使用，熔盐

的加热采用天然气。降膜浓缩器中产生的二次蒸汽作为降膜

预浓缩器，故系统中不需外加蒸汽,热利用率高。

(4)氯气处理工序

从电解工序来的湿氯气先经氯气洗涤塔洗涤后，进入氯气

冷却器以冷冻水进行冷却，使氯气温度冷到12-15C,经水雾

分离器送到填料塔与硫酸逆流接触进行第一步脱水，从填料塔

出来的氯气再送到泡罩塔与浓硫酸进行逆流接触进一步脱水,

从泡罩塔出来后的氯气经酸雾捕沫器后，其氯中含水量低于

50Ppm，然后经氯气压缩机压缩加压后送氯气用户。

干燥过程中产生的稀硫酸经过浓缩装置提浓后循环使

用。不足部分由外购浓硫酸补充。

(5)废气处理工序

装置开停车及事故状态时的氯气先在吸收塔内用循环槽

来的吸收碱液进行吸收，吸收反应后的尾气再进入尾气塔进一

步用碱液吸收，使排出尾气达标后经风机在25m高处排至大

气。同时可根据市场需要将吸收液制戌10%NaCIO产品。

(6)氢气处理单元

由电解工序来的湿氢气,温度约85C,进入氢气洗涤塔下

部，与塔内喷淋冷却水直接进行冷却和洗涤，氢气中所含碱雾及

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蒸汽冷凝水被冷却水带走,氢气温度降至45C。再送入氢气压

缩机增压至0.15MPa.G,温度约60C,再经I、II段氢气冷却

器冷却至10C,除去一定的水分后，送至分配台，最后送出界

区。开车时浓度较低的氢气经氢气分配台的放空管道和氢气

阻火器排入大气。

(7)液氯工序

自氯氢处理二序来的氯气进入液化器，在液化器中，氯气与

致冷剂换热被液化，经液氯分离器分离后,液氯流入液氯贮槽,

再经液氯泵加压后装瓶。

液氯分离器顶部出来的不凝气，经分配台送往废气处理或

HC1合成及高纯盐酸工序。

(8)氯化氢合成及高纯盐酸工序

氯气处理工序的氯气及液氯工序的液化尾气经氯气缓冲

罐和氯气管道阻火器、氢气处理工序的氢气经氢气缓冲罐和

氢气管道阻火器分别送入二合一石墨合成炉，在炉内进行燃烧,

生成氯化氢气体。生成的氯化氢气体经氯化氢冷却水槽和氯

化氢冷却器冷却后经过氯化氢分配台部分送VCM装置作原

料,部分送高纯盐酸吸收系统。

(9)消耗定额

a.32%KOH

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32%KOH消耗定额（包括一次盐水、二次盐水精制及电

解、氯气处理、废气处理和氢气处理）详见下表4.1-3。

表4-1・332%KOH消耗定额（以1吨100%KOH计）

序号名称及技术规格单位数量备注

1原盐(KC197.39%)kg1390

2碳酸钾(K2co3298%)kg8

3高纯盐酸(31%HC1,折100%HCl)kg46

4氯化钢(BaC12.2H2O^98%)kg7

5亚硫酸钾K2so3295%kg1.5

6纯水电阻率21义ICPQ.cmm32.8

7离子交换树脂10.0091

8过滤助剂（a-纤维素）kg0.29

9凝聚剂（TXY）kg0.03

1()钾碱（K0H以100%计）kg40

11低压蒸汽0.3Mpa（G）t0.5

12循环水△t=10"Cm396

13生产上水25℃m33

14硫酸98%kg15.0

15动力电380VkWh150

16直流电耗DCKWh158()

17离子膜m20.006

18仪表空气0.6MpaGNm327

19工艺空气0.6MpaGNm3/h400间断

20氮气0.6MpaGNm3/h400开停车

21冷冻水+10℃At=3℃m312

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序号名称及技术规格单位数量备注

22钾碱（KOH以100%计）Kg/次2800开或停

车一次

b.蒸发（KOH溶液从32%浓缩到48%）

蒸发消耗定额详见下表4-1-4。

表4J-4蒸发消耗定额（以每吨100%KOH计）

序号名称及技术规格单位数量备注

132%KOHkg3125

2中压蒸汽0.9MpaGkg750

3循环水二10℃m345

4纯水电阻率21X105Q-cmm30.4

5生产上水25℃m30.4

6仪表空气Nm32

7动力电38OVkWh7.5

c.片碱（KOH溶液从48%浓缩到95%）

片碱消耗定额详见下表4-1-5O

表4・1.5片碱消耗定额（以每吨100%KOH计）

序号名称及技术规格单位数量备注

148%KOHkg2080

2燃料热值kJ3.6X106

3熔盐（一次填充）kg

4动力电（380V）kWh55

5食糖kg0.25

6循环水△t=10℃m335

7氮气Nm32

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序号名称及技术规格单位数量备注

8仪表空气Nm38

d.液氯

液氯工序消耗定额详见下表4-l-6o

表4.1.6液氯工序消耗定额（以每吨100%液氯计）

序号名称及技术规格单位数量

1氯气C12=100%kg1003

2动力电（包括冷冻量）380VkWh95

3硫酸98%kg1.4

4仪表空气Nm32

5循环水（冷冻机组用）△t=10℃m360

e.氯化氢及高纯盐酸

氯化氢合成及高纯盐酸工序消耗定额详见下表4-1-7O

表4-1-7氯化氢合成及高纯盐酸工序消耗定额

序号名称及技术规格单位数量

氯化氢（以每吨100%氯化氢计）

1氯气C12=100%kg980

2氢气H2=100%kg30

3循环水△［二］（）℃m34

4软水（回收热量副产蒸汽用）m30.75

高纯盐酸（以每吨31%HC1计）

1氯气CI2=100%kg305

2氢气H2=100%kg9.5

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序号名称及技术规格单位数量

3纯水电阻率21X105C-cmm3().85

4循环水△t=10℃m340

5动力电380VkWh1()

4.1.10主要设备方案

(1)主要设备的选型

a.电解槽

离子膜电解槽是离子膜技术的关键设备。本项目暂按日

本旭化成的高电流密度复极式电解槽考虑。其主要规格如下：

电解槽型式ACILYZER-ML32NCH

每槽单元数98

设计电流密度4.70kA/m2

膜有效面积2.7m2

阳极材料钛/活性涂层

阴极材料银/活性涂层

整流器设计参数14.4kA/370V

b.石墨合成炉

石墨合成炉是提供VCM装置所需氯化氢原料的关键设

备,VCM装置和离子膜烧碱装置自用盐酸所需的氯化氢的总

量约为225吨/天，结合国内当前已有成熟的正压合成炉生产

能力，选用单台生产能力大于80吨/天的正压二合一石墨合成

炉3+1套。

(2)主要设备表

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序」；设备名称材料数量备注

、一次盐水工序

1精制反应槽Q235-A2

2凝聚反应槽Q235-A1

3化盐水换热器Ti1

4一次盐水过滤器Q235-A/FL14-1

5盐泥压滤机CS/PP1+1

6溶盐桶给料泵Ti1+1

7凝聚反应槽加料泵Ti1+1

8氯化软溶液泵PVDF1

9碳酸钾溶液泵PVDF1

10凝聚剂泵PVDF1

11澄清桶泥浆泵UHMWPE2

12精盐水泵Ti1+1

13精盐水给料泵Ti1+1

14反洗盐水泵PVDF1+1

15盐泥压滤机给料泵UHMWPE1+1

16化盐水槽FRP1+1

17溶盐桶Q235-A/FL1

18氯化钢溶解槽Q235-A1

19碳酸钾溶解槽Q235-A1

20凝聚剂槽FRP1

21澄清桶Q235-A/FL1

22精盐水受槽FRP1

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序」；设备名称材料数量备注

23精盐水槽FRP1

24泥浆受槽Q235-A1

25反洗盐水槽Q235-A1

26泥浆贮槽Q235-A1

（二次盐水过滤）

1一次盐水槽FRP1

Q235-

2预涂槽1含搅拌

A/HRL

Q235-

3主体给料槽1含搅拌

A/HRL

4过滤盐水槽FRP1

5二次盐水过滤器CS/HRL1+1引进

6一次盐水泵Ti1+1

7预涂泵Ti1

8主体给料泵PP1+1引进

9盐水过滤器泥浆坑泵CI1

10过滤盐水泵Ti1+1

11盐水过滤器返洗泵Ti1

12破+FRP含搅拌

盐水过滤器泥浆坑1

二次盐水精制及电解工

":

序（包括脱氯）

（一）二次盐水精制

1树脂过滤器20/RLL1引进

2回收盐水槽FRP1

3废水槽FRP1

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序」；设备名称材料数量备注

4盐水高位槽TA21

5盐水加热器TA22

6回收盐水泵CS+F41

7废水泵CS+F41

8离子交换树脂塔16MnR/RLL3引进

9离子交换树脂捕集器16MnR/RLL1

（二）电解及修槽

1碱液中间槽Ni/Q235-A1

2盐酸槽FRP1

3纯水槽FRP1

4淡盐水受槽TA21

5碱液受槽N6+16MnR1

6碱液高位槽N6+16MnR1

7阳极液排放槽FRP1

8阴极液排放槽0Crl8Ni91

9碱液中间换热器N61

10仪表冷却器TA21

11阴极液冷却器N61

12碱液中间槽泵20合金1+1

13盐酸泵PVDF1+1

14纯水泵304SS1+1

15淡盐水泵Ti1+1

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序」；设备名称材料数量备注

16碱液泵Ni1+1引进

17阳极液排放槽泵Ti1

18阴极液排放槽泵20#合金1

Ti/A283Gr.

19电解槽6引进

C/Ni

20电解槽用吊车组合件1

油压动力单元

21组合件套引进

（含泵、冷却器等）1

油压分配器（右）

276套引进

（含油缸和阀组）

油压分配器（左）

286套引进

（含油缸和阀组）

29修槽设备1套部分引进

30离子膜6x98张引进

（三）淡盐水脱氯

脱氯真空泵

1引进

含分离器和冷却器

2亚硫酸钠槽0Crl8Ni91含搅拌

3脱氯塔冷凝器TA2/16MnR1

4仪表冷却器TA22

5脱氯盐水泵Ti1+1

6亚硫酸钠泵304SS1+1

7脱氯塔TA21

蒸发固碱工序

（一）蒸发单元

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序」；设备名称材料数量备注

1I效降膜蒸发器SS1引进

2H效降膜蒸发器LC-Ni/CS1引进

3碱换热器LC-Ni/CS1

4碱预热器LC-Ni/CS1引进

HAC-

5成品碱冷却器1

276/CS

632%KOH泵SS31614-1

743%KOH泵SS3161+1

848%KOH泵Ni1+1引进

948%KOH输送泵SS3161+1

1032%KOH贮槽SS3161+1

1148%KOH贮槽SS3161+1

12表面冷凝器SS/CS1

13真空泵cs1+1

（二）浓缩、片碱单元

1降膜预蒸浓缩器Ni/SS1引进

2降膜浓缩器Ni/SS1引进

3闪蒸器Ni1引进

456%KOH泵Ni1+1引进

5片碱机Ni/SS/CS1引进

6冷却水冷却器SS304/CS1

7冷却水泵CS1+1

8冷却水槽16MnR1

9包装秤SS/CS1+1引进

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序」；设备名称材料数量备注

10输送机SS/CS1

11封袋机CS1

12燃烧系统CS1引进

13助燃空气风机CS1引进

15Mo3/16M

14熔盐加热器1引进

o3

15助燃空气预热器CS1引进

16熔盐泵HRS1引进

17熔盐槽CS1

18熔盐

19烟道气烟囱CS1

20表面冷凝器SS/CS1

21真空泵CS1+1

22冷凝水泵SS1+1

23冷凝水槽SS1

24糖液计量泵SS1+1引进

25糖溶解槽SS304L2含搅拌

四氯气处理工序

氯气压缩机组

1CI2成套引进

含冷却器和气液分离器

2氯水冷却器Ti1

3氯气冷却器Ti1

4循环酸冷却器HAC-2761

598%硫酸冷却器316L1

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序」；设备名称材料数量备注

引进Monsanto

6水雾分离器FRP1

过滤元件

引进Monsanto

7酸捕沫器16MnR1

过滤元件

8氯水循环泉Ti1+1

9硫酸循环泵HAS-C1+1

1()98%硫酸泵PVDF1+1

11浓硫酸泵PVDF1

12稀酸泵HAS-C1

13氯气洗涤塔FRP1

14填料干燥塔PVC/FRP1

15泡罩干燥塔PVC/FRP1

1698%硫酸贮槽Q235-B1

1798%硫酸高位槽Q235-A1

18稀酸贮槽PVC/FRP1

19稀硫酸回收单元组合件1套成套

20单梁桥式吊车组合件1

五废气处理工序

1循环液冷却器Ti1

2尾气塔冷却器Ti1

3吸收塔FRP1

4尾气塔FRP1

5循环槽FRP1+1

6配碱循环槽FRP1+1

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序」；设备名称材料数量备注

7成品贮槽FRP1

8NaOH贮槽SS3162

9吸收塔循环泵Ti14-1

10尾气塔循环泵Ti1+1

11成品输送泵Ti1

12NaOH泵SS3161

13风机Ti1+1

・、・

八氢气处理工序

氢气压缩机组

1CI2+1成套引进

含冷却器和氢水分离器

2氢气冷却器16MnR2

3循环液冷却器SS1

引进Monsanto

4水雾捕沫器16MnR1

过滤元件

5氢气洗涤塔16MnR1

6洗涤液循环泵304SS1+1

7冷凝水收集槽Q235-A1

8单梁桥式吊车组合件1防爆

七液氯工序

氯气液化装置

1含螺杆式冷凝机组、液组合1+2

化器、液氯分离器

2硫酸冷却器201

3吊车CS1

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序」；设备名称材料数量备注

4液氯泵16Mn1+1

5液环泵CI1+1

6试压泵cs1

7硫酸分离器16MnR1

8液氯贮槽16MnDR3+1

9液氯汽化器16MnDR1+1

10排污槽16MnDR1

11中和槽PVC1

12废气缓冲罐!6MnR1

13磅秤CI4+1带过装报警仪

14液氯钢瓶16MnR40

16MnR100

氯化氢合成及高纯盐酸

八

工序

与二合一石墨合

1氯化氢冷却器石墨3+1

成炉配套

与二合一石墨合

2氯化氢冷却槽石墨3+1

成炉配套

特大号，随合成炉

3水流喷射器石墨2+1

成套供货

4氢气管道阻火器CS/（砾石）3+1

5氯气管道阻火器CS/（砾石）3+1

6循环液泵PVDF1+1

7高纯盐酸泵PVDF1+1

8二合一石墨合成炉不透性石墨3+1副产蒸汽

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序」；设备名称材料数量备注

随二合一合成炉

9降膜吸收器石墨2

成套供货

随二合一合成炉

10尾气吸收塔石墨2

成套供货

11氯气缓冲罐16MnR1

12氢气缓冲罐16MnR1

13循环液槽FRP1

14高纯盐酸贮槽FRP2+1

15冷凝酸液封槽FRP1

16盐酸液封槽FRP2

4.2碳酸钾装置

4.2.1工艺方案的比较及选择

碳酸钾的生产方法主要有离子交换法、隔膜电解氢氧化

钾二次碳化法（简称电解法）、离子膜氢氧化钾流化床制碳酸

钾化法（简称流化床法）三种工艺。

（1）离子交换法

离子交换法是将氯化钾溶液逆流经过阳离子交换柱使R-

Na树脂变成钾型R-K除氯;用碳酸氢皴顺流过树脂交换柱使

R-K变成R-NH3制得KHC03和NH3HCO3混合溶液;再将

氯化钾溶液送入离子交换柱中,使锻型树脂再生为钾，循环使用,

所得氯化镀溶液,可作为肥料。

经离子交换得到的碳酸氢钾和碳酸氢钺混合溶液经浓缩

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分解碳酸氢镶得碳酸钾，经除氯化钾和钾钠复盐后，所得溶液再

经碳化得碳酸氢钾，再经结晶、分离、水洗、煨烧后，即得精制

碳酸钾成品。

该工艺的特点是:原料易得、工艺流程较短、设备简单;

但能耗高、成本高、产生大量氯化钱废液。

(2)电解法

电解法是将氯化钾溶液电解得浓度为10〜15%,再经蒸发

浓缩并除氯化钾，经预预碳化得粗碳酸钾,继续碳化可得碳酸氢

钾结晶，晶体经离心分离、水洗和煨烧后，即得精制碳酸钾成

品。

该工艺的特点是:原料易得，但工艺流程长、设备较复杂、

能耗较高,投资大，占地多。使用金属阳极电解槽有石棉绒的污

染。

(3)流化床法

流化床法是揩采用先进的离子膜电解制得高纯的32%氢

氧化钾先经蒸发浓缩到48%KOH,然后送入流化床反应器内

将碳化、蒸发、结晶、燃烧等工序一步完成，得到高纯的碳酸

钾成品。也可用43%KOH先在碳化塔中碳化得K2CO3乳液,

经过滤后送入流化床内完成蒸发、结晶和煨烧得到高纯的碳

酸钾成品。

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该工艺的特点是:工艺先进、流程短、操作控制简单、节

能、设备少、投资少、占地少。

随着离子膜电解技术的普及，流化床工艺的优点越来越明

显,得到了迅速的发展。囚此本项目将采用先进的流化床工艺

技术。考虑到采用流化床反应器更为简单，可研阶段暂按使用

流化床反应器来考虑。

4.2.2工艺流程及消耗定额

(1)工艺流程简述

自氢氧化钾装置来的48%KOH经加料泵进入流化床反应

器的喷嘴,KOH液被雾化;自合成氨装置来的CCh与天然气燃

烧炉燃烧后生成的高温CO2混合使气体被加热,然后进入流化

床反应器底部，使雾化的KOH被碳化，同时排出尾气揩水分带

走而得到K2CO3颗粒。碳酸钾颗粒从流化反应器下部流出

经振动输送机、冷却器、斗式提升机送入振动筛进行筛分，粗

颗粒经磨碎后与细颗粒一并作为晶种次回流化床反应器;合格

的碳酸钾颗粒经分配漏斗、振动给料器进入碳酸钾料仓，经包

装、缝袋后送入仓库。

流化床反应器的不凝气和水蒸汽,经旋风分离器，大部份碳

酸钾粉末分离返回流化床反应器内，气体经洗涤塔洗涤后放

空。洗涤塔的循环液达到一定浓度后可送回流化床反应器c

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(2)消耗定额，见表4-2-1

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表4-2J碳酸钾消耗定额（以每吨100%碳酸钾计）

序号名称及技术规格单位数量备注

1二氧化碳（C02:100%）Nm395.00

2天然气Nm398.00

3氢氧化钾（10（）%KOH计）吨0.813

4循环水△l=10℃m38

5仪表空气（）.6MPaGNm320

6装置空气0.6MPaGNm39

7动力电380VkWh100

8纯水吨1.5

4.2.3自控技术方案

（1）本装置采用生产控制水平较高的DCS（集散控制系统）

系统及与其相应配套仪表，在控制室之经过DCS系统和其它

自动化设备对整个装置实现集中监视和集中控制。

（2）本装置的仪表及自动化设备的选用，基本上立足国内,

可选用合资企业或引进技术生产的性能优良的仪表。

由于本装置采用的是国外的先进工艺技术，工艺流程短，不

单独设立摔制室,将和其它装置合用。

4.2.4主要设备方案

（1）主要设隹的选型

a.流化床反应器

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采用将48%KOH的碳化、蒸发和燃烧一步完成的先进设

备。该设备具有投资省、操作方便、节约能源等优点