某硫酸厂脱盐水技术改造项目可行性研究报告文档格式.docx
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表1现脱盐水站使用的原水水质数据表
日期
CaO
Cl-
Fe
MgO
pH
SO4
2007-2-26
42.02
63.84
0.5
41.63
7.43
34.16
2007-5-21
38.77
54.46
0.55
41.49
7.56
36.22
2007-6-5
40.42
84.71
0.76
35.82
7.47
11.52
2007-7-16
31.39
74.55
0.58
30.64
6.64
5.76
2007-8-6
33.93
71
0.44
34.66
6.58
28.4
2007-9-4
24.68
66.83
33.87
21.4
2007-9-28
20.19
80.15
0.52
33.83
8.16
22.23
2007-10-9
24.65
36.5
0.36
35.45
7.75
10.29
2007-10-18
25.77
0.19
30.93
7.33
30.87
2007-10-19
22.41
46.52
31.42
8.03
2007-10-20
24.55
35.78
1.51
64.77
7.18
44.45
2007-12-5
29.86
77.3
0.24
34.02
7.39
2008-1-2
35.42
4.94
0.42
86.75
7.78
59.68
2008-1-7
37.64
73.97
0.65
60.49
7.44
2008-1-15
40.96
77.65
0.16
34.71
7.51
0.82
2008-1-22
38.75
64.24
0.2
35.02
7.19
24.7
2008-1-29
39.41
59.25
0.59
32.95
7.04
3.29
2008-2-4
38.25
57.11
0.14
29.93
7.94
2008-2-14
45
78.52
0.21
38.82
7.52
7.41
2008-2-19
60.67
7.22
8.23
2008-2-26
43.87
70.45
0.29
36.4
7.6
21.81
2008-3-3
44.06
0.35
32.8
7.8
27.99
2008-3-11
45.18
0.43
7.65
25.52
2008-3-18
44.73
61.72
0.41
36.66
7.81
15.23
2008-3-26
58.09
0.54
36.18
7.05
25.11
2008-4-1
42.62
0.57
35.48
7
22.64
2008-4-10
38.13
71.89
0.26
7.03
28.81
2008-4-14
65.35
0.47
43.55
41.16
2008-4-22
38.81
74.46
0.25
36.29
7.11
40.75
2008-4-28
38.58
74.47
0.4
34.35
20.58
2008-5-7
66.67
0.28
34.68
6.95
2008-5-19
38.6
70.93
0.49
38.17
7.5
2008-6-10
35.67
77.98
40.32
7.86
20
由于上述原因，硫酸厂现脱盐水装置在2006年先后两次试验性改造，但除盐效果仍不理想，阳床出口钠离子、硬度和阴床出口二氧化硅﹑硬度依然较高，锅炉岗位所产过热蒸汽品质达不到汽轮机所需的蒸汽品质要求。
正常运行情况下，汽轮机的检修周期为1年检修1次，但现在由于脱盐水品质差，导致过热蒸汽品质差，进而造成汽轮机结垢，汽轮机的检修长则半年一次，短则2－3个月就需检修一次。
此外，由于脱盐水品质差，锅炉换热效率降低，容易爆管，最短时2～3个月就爆管一次，严重影响正常生产。
经过对造成脱盐水质量不合格原因的深入分析以及对前两次试验性改造的认真总结，****公司硫酸厂提出本次技改方案。
通过技改，预期可达到如下效果：
1、经过反渗透（RO膜）除盐率可达96％以上，RO进水SiO2为活性硅，出水几乎为零，使得后续的离子交换系统运行周期延长，可有效降低再生废水量；
2、经过混床除盐后，钠离子＜100μg/l,二氧化硅≤100μg/l,硬度≈0μmol/l，达到锅炉用水所需的水质要求；
3、脱盐水水质和锅炉蒸汽品质提高，从而改善汽轮机蒸汽品质，提高汽轮机以及硫酸装置运行率；
4、减少废水排放量，实现节能、减排的生产目标，实现清洁生产；
5、降低生产成本和工作强度。
1.2研究结论
（1）**公司是**化工股份有限公司国家磷复肥基地的骨干企业，本技改项目是国家磷复肥基地建设和生产的重要组成部分，项目实施符合国家的产业政策。
（2）本技改项目是企业在生产和发展中急需要解决的问题，立项正确。
（3）技改项目充分利用企业自身技术人员在多年生产实践中所积累的经验，技术方案论证充分，可靠性高、针对性强，具有较好的经济效益和社会效益。
（4）技改项目充分利用具有经验丰富的管理人员及熟练的操作人员，不需要外出培训。
（6）***公司具有较强的技术管理和企业文化竞争优势，可缩短建设周期，保证工程质量，降低工程投资，使项目早日发挥经济效益和社会效益。
（7）本项目总投资1393万元，项目实施可以延长脱盐水装置阴、阳离子交换床的使用周期，避免树脂受到污染和老化，提升脱盐水水质和锅炉用水品质，提高汽轮机运行率，保证****公司磷复肥生产的正常运行。
综上所述，本综合技改项目是可行的，投资是必要的。
2、市场预测
脱盐水工序是某化工股份有限公司某分公司生产硫酸产品的重要工序，目的是保证供给数量足够、质量合格的化学除盐水,消除水汽品质不良而造成的隐患，防止水汽系统的腐蚀、结垢、积盐和污堵，从化学方面保证热力设备的安全和经济运行。
本项技改的目的是解决原系统产品质量不达标，影响热力设备安全、经济运行的问题，同时提高阴、阳床的使用周期，避免床子的树脂污染和老化。
本项技改完成后脱盐水生产能力没有变化，产品全部用于热力系统生产，不存在市场容量和市场风险问题。
3、技改方案和规模
3.1确定原则
技改规模的确定主要遵循在保证产品质量的前提下，生产装置生产能力的协调匹配、上游与下游生产工序的物料平衡、公共系统功能程度及能源动力供给能力最佳配置的原则，遵循***公司“守法、降耗、防污染、持续改善环境绩效”的环境方针和“让质量为用户和公司创造更多的满足”的质量方针来进行生产装置的技术改造。
3.2规模程度及范围
脱盐水工序共有三套脱盐水系统，每套系统又包含如下内容：
✧预处理系统，包括三台活性炭过滤器。
✧一级除盐系统一套，包括二床三塔型除盐装置两个系列及再生装置，浮动床树脂体外擦洗装置。
✧混床精制水系统包括二台混合离子交换器及再生装置。
✧贮酸碱装置一套。
本次技改在原有脱盐水工序的基础上进行，所涉及的内容如下：
1、拆除停用的3个40t/h固定床系列；
2、增设成品水量为330t/h的反渗透装置，同时配套滇池水预处理装置，确保原水水质指标达到阴、阳离子交换器进口水质要求；
3、购买相关仪表、显卡，引入DCS系统，完成相关电气备件采购和安装。
3.3主要产品规格及质量指标
根据下游工序对本工序产品质量的要求,技改后脱盐水质量符合
下列要求：
表2脱盐水指标
序号
指标名称
单位
指标值
备注
1
硬度
μmol/l
～0.0
2
电导率
μs/cm
＜0.2
3
PH值
8.5～9.2
4
Na+
μg/l
100
5
SiO2
4、技改技术方案
4.1技改技术方案的选择
4.1.1脱盐水工序现行采用的生产流程
某公司现行脱盐水工序的主流程如下：
来自给水管网的清水进入清水箱经清水泵加压，送入活性炭过滤器除去水中余氯和部分有机物，直接进入阳双室浮动床除去水中的阳离子，然后进入鼓风式除二氧化碳器，除去水中的二氧化碳，自流入中间水箱，经中间水泵加压后，送入阴双室浮动床除去水中的阴离子，制得一级除盐水后直接进入混合离子交换器，除去水中残留的阴阳离子后制得精制水送入除盐水箱，再由除盐水泵（加氨调pH值）送往锅炉使用。
4.1.2现行生产流程导致脱盐水产品质量不达标的原因分析
根据某公司硫酸厂长期的生产实践和经验总结，现行脱盐水生产流程存在以下缺陷：
（1）某公司脱盐水原水是来自**的预处理水，水中的余氯含量（77.55mg/l）、浊度（7度）、耗氧量（12.00mgO2/L）三项指标均超过了现有脱盐水系统对进入离子交换器的水质要求（浊度＜5mg/l，余氯＜0.1mg/l，耗氧量＜2mg/l），仅靠现有预处理
系统的三台活性炭过滤器无法有效降低这三项指标；
而且余氯是极强的氧化剂，易氧化高分子树脂基团，生成低分子量的树脂链，从而破坏树脂的分子结构，降低树脂的交换容量，缩短树脂的使用寿命，增加运行成本；
（2）脱盐水A﹑B﹑C三套系列均为一级除盐装置，在工艺上主要起到初步除盐作用。
脱盐水经一级除盐后，出水含盐量＜5mg/L、出水二氧化硅≤100mg/l，远远不能满足锅炉给水水质要求（钠离子＜100μg/l,二氧化硅≤100μg/l,硬度≈0μmol/l），导致锅炉岗位所产过热蒸汽品质达不到汽轮机所需的蒸汽品质要求，锅炉和汽轮机检修周期大幅缩短，严重影响锅炉和汽轮机正常生产。
4.1.3技术改造方案
为使脱盐水水质符合国家GB/T12145-1999水汽质量标准，有效减少脱盐水站产生的含Cl-废水量，改造方案选定为：
预处理系统+反渗透除盐系统（RO膜）+一级除盐系统（现有双室浮动床）+深度除盐系统（现有混床）。
根据GBJ109-87规定，水中TDS（溶解固形物总量）大于500mg/L，应采用膜分离法。
***公司现脱盐水装置使用的原水电导率约500us/cm，含盐量在300～350mg/L，已超出离子交换除盐系统合理的工作范围，同时，由于原水水质不稳定，双室浮动离子交换工艺不能满足水质处理要求。
本次技改拟采用反渗透工艺预除盐处理，将水中的大部分盐除去，再利用现有的离子交换除盐系统进行深度除盐。
反渗透（RO膜）除盐率可达96％以上，
RO进水SiO2为活性硅，出水几乎为零，使水质得到有效保证。
此外，因为现有的进水水质不能满足RO膜的处理要求，为保持膜组件良好性能和安全运行，延长膜的使用寿命，需要对原水在进入反渗透工序前进行预处理。
表3常规卷式复合膜反渗透进水水质要求
项目
建议值
最大值
控制值
污染指数（FI）
＜4
总有机炭（TOC）（mg/L）
＜3
温度（°
C）
25
SiO2（mg/L）
浓水中SiO2＜100
浊度（FTU）
＜1
Ca、Sr、Ba
硫酸盐离子积0.8KSP
压力（MPa）
1.0～1.6
4.1
LSI
pHb-pHs＜0
游离氯（mg/L）
0.1
水中溶氧≥5mg/L时
铁含量（mg/L）
＜0.05
pH值
2～11
11
现脱盐水生产装置已有部分预处理设备和离子交换器（阳床、阴床、混床），需要将预处理系统扩建和改进，使水质满足要求；
新建反渗透装置，而深度除盐则采用现有的离子交换设备，即：
经过反渗透装置除盐的水先进入阳离子交换器、阴离子交换器后再进入混合离子交换器，这样阳、阴离子交换器实际已相当于混合离子交换器，由于反渗透装置已将大量的盐除去，离子交换器的运行周期将大大延长，在生产中既能保证产出足量的、合格的脱盐水，又能有效减少酸碱性废水量，利于环保。
同时，由于运行周期延长，可将阳床的再生全部改用硫酸再生，彻底消除含Cl-废水。
改造后的工艺流程
各工序生产能力的确定：
1.反渗透系统：
反渗透处理水量：
硫酸装置用水量为324.7t/h，混床再生及置换清洗用脱盐水，耗水率取bH=2%，则混床制水能力为：
QH=QC/（1－bH）=324.7/（1～2%）=331.3t/h。
为避免反渗膜污堵影响装置正常运行，采用三套反渗透装置，单套装置产水量110t/h，并联使用；
一级除盐系统（阳床、阴床）再生及置换清洗用脱盐水，耗水率取bH=4%，则混床制水能力为：
QH=QC/（1－bH）=331.3/（1～4%）=345t/h；
一级除盐系统的进水由反渗透供给，反渗透产水量：
QR=QH=345m3/h；
反渗透回收率取Y=75%，反渗透进水量：
QRJ=QR/Y=345/0.75=460m3/h。
2.预处理系统：
预处理系统各级过滤出水量应满足反渗透进水量要求，自身反洗
耗水量由反渗透浓水提供，则各级过滤水量：
QL=QRJ=460m3/h。
4.1.4技改工程内容
1、高位水池预处理水的气浮池最大处理量400t/h，技改后预处理水量需达460t/h，并应留有适当的余量以满足水质变化时对水量的要求，技改将气浮池的产水量扩建到500t/h。
2、现在的预处理水（净化水）不能满足RO膜的水质要求，为保证水质稳定和延长RO膜的使用寿命，增加机械过滤器6台和活性碳过滤器3台作为预处理设备，新增的三台活性碳过滤器与现有的3台并联使用。
3、拆除现在停运的40t/h固定床E、F、G系列（除酸、碱贮槽厂房外），拆除的设备可用于小型水处理装置。
4、新建反渗透装置三套，单套产水量为110t/h（含加药、清洗装置等配套设施）。
5、新建一个10m3硫酸贮罐和一个0.8m3硫酸计量箱，将A、B系列阳床再生剂由盐酸改为硫酸。
4.2技改设备选型原则
技改方案较新产品开发相对简单直观，针对硫酸厂脱盐水工序现有装置和本次技术改造的实际情况，研究范围仅包括单个设备、设施的功能及实用性，并只进行单纯的个体分析。
技改中所选生产设备、电气设备、仪表及控制设备应是先进、可靠、适用的，能保证长期、安全生产运行。
总体上参照近年来在行业或****公司应用成功的、较实用的进行选用。
4.3主要设备的选择
根据生产工序、装置、设备、设施生产控制参数及运行、使用、环境状况，选用国产化、先进的节能环保型设备，达到既满足生产、安全又满足节能、环保需要。
本次技改新增成品水量为330t/h的反渗透装置，同时为保证水质稳定、延长RO膜的使用寿命，配套滇池水预处理装置：
设置6台Φ3200的机械过滤器和3台Φ2800的活性碳过滤器与现有的3台Φ2800活性碳过滤器并联使用。
离子交换系统沿用现有双室浮动床和混床。
表4新增330t/h的反渗透装置设备
设备名称
规格
数量
反洗水泵
Q=187m3/h,H=44m,p=37KW
4台
阻垢剂投加设备
1套
PH值调节设备
消毒剂投加设备
还原剂投加设备
6
管道混合器
DN300
1台
袋式过滤器
Ф600×
1350
6台
8
5μ精密过滤器
1000
9
板式换热器
BBFR032-24
10
高压泵
Q=55m3/h,H=60m,p=37KW
反渗透装置
110m3/h
3套
12
冲洗泵
Q=60m3/h,H=23m,p=7.5KW
2台
13
清洗水箱
Ф2250×
3900
14
3μ精密过滤器
5、原材料、辅助材料及燃料的供应
5.1原料、辅助材料供应
某公司现用原水来源于滇池，其供应充分利用原来的给水系统。
本次技改不涉及供水能力的增加。
当前的原水水质质量指标如下表：
表5原水水质指标
名称及项目
数据
单位
一
原水水质
浊度
NTU
HCO3-
68.34
mg/L
7.36
15
NO3-
暂时硬度
1.12
mmol/L
16
77.75
总硬度
2.84
17
PO43-
总碱度
18
CO32-
溶解性总固体
319.20
19
总阴离子
总硅
26
SiO2（可溶）
Na++K+
30.60
21
游离CO2
10.33
Ca2+
26.85
22
化学耗氧量
Mg2+
18.23
23
SO42-
49.70
0.017
NH4+
4.14
总阳离子
79.837
脱盐水装置技改采用的反渗透膜、滤袋、滤芯、药剂从市场采购，目前市场供应充足。
阳离子树脂再生辅料硫酸来自本厂自产。
5.2燃料
本次技改所用能源仅有电能一种，不涉及煤、天然气等矿物燃料。
6、技改项目建设条件和初步方案
6.1建设条件
某公司位于滇池磷矿带，资源优势明显。
工厂现在的水、电、汽等公用工程有一定的富余，辅助设施如小修、中修、大修、运输等有较大的富余能力，工厂的技术力量非常雄厚，技改项目可充分利用工厂的现有潜力进行扩建改造，依托老厂可加快建设进度，节省投资，并可改善老厂的装置布局和环境。
此项目充分利用工厂现有装置，无需征地，充分利用工厂的预留空地。
6.2安装位置方案
脱盐水装置技改只是在现有系统中作局部或单元设备的优化改造，在现有脱盐水离子交换装置中，已充分考虑了大型设备的安装、维修和填料的装卸作业，对机泵、混床、原水处理装置留有新增能力的安装和维修空间，同时考虑了
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