年产15000吨食品级无水氯化钙可行性论证报告Word格式.docx
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⑴充分利用现有已有部分公用设施，减少工程投资；
⑵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；
⑶注重环境保护，对“三废”进行综合治理，搞好综合利用；
⑷提高装置的自动化水平，优化操作条件，提高产品质量；
⑸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：
⑴原料和成品储存工段；
⑵氯化钙合成工段；
⑶喷雾煅烧工段；
⑷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。
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/T2327-2004，见表1-1表1-1氯化钙质量标准：
HG/T2327-2004
项
目
指
标
无水氯化钙
二水氯化钙
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
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，%
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，%
CaO
MgO
CaO+MgO
SiO2+Al2O3
P
S
纯质石灰岩
Ⅰ
≥54
≤0.5
-
≤0.8
≤0.01
≤0.04
Ⅱ
≥52
≤3
≤2
≤0.02
≤0.1
Ⅲ
≥50
≤3.5
≤0.03
≤0.15
白云质石灰岩
≤8
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
硫酸盐（以SO4计）≤
0.007
氧化物（以Cl2计）≤
0.003
还原物（以SO3计）≤
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：
①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；
②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；
③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；
④该项目没有任何“三废”排放；
⑤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；
⑥该项目建设工期短，总工程量小；
⑦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；
⑧综合评价该项目也是可行的。
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。
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⑷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。
⑸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。
⑹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。
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。
2005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～2004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。
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：
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±
表2-1氯化钙质量标准：
指标名称
试剂级
（大包装）
工业级
优级品
氯化钙（CaCl2）含量
%≥
98.0
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
试验合格
碱度
[以Ca（OH）2]计
%≤
硫酸盐（以SO4计）
磷酸盐
0.005
钡
合格
硝酸盐
铁
0.002
锌
0.02
砷
重金属
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：
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。
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。
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1.12～1.13g/㎝3,其中CaCl2100g/L左右,NaCl43～50g/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CaCl238～42%，比重为1.39，温度20℃左右，PH值约为8，经澄清后送入蒸发器继续浓缩，使CaCl2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
CaCl2%
温度℃
真空度㎜Hg柱
蒸气压力㎏/㎝2
进液
出液
升膜器
38～42
64～65
40～60
125～130
400
3.5～5
降膜器
67～68
158～150
80～100
10～11
贮料槽
69～70
158～160
169～170
2、盐酸石粉法：
将工业盐酸（31%）和石灰石粉（通常含CaCO3＞95%）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：
CaCO3＋2HCl==CaCl2＋CO2＋H2O
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172～174℃，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：
①解决了浓缩过程中设备严重的化学腐蚀问题。
②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。
③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。
④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。
⑤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。
⑥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。
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
1
盐酸
t
220
2330
512.6
2
化工灰炭
30
1220
36.6
3
石灰
100
200
20
4
燃料煤
500
1000
5
电力
度
80
44
60
33
6
包装袋
条
1.5
40
7
化验费
元
8
人工工资
9
福利费
10
折旧费
300.0
11
机物料消耗
60.0
合计
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。
①“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：
CaCO3+2HCl=CaCl2＋CO2＋H2O
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8～9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。
②浓缩煅烧工段
③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
原料
消耗
化工灰岩（CaCO3＞95%）
1220㎏
盐酸（HCl30%）
2330㎏
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。
⑴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。
⑵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1000KgCaCl2计）见下图
图4--1氯化钙生产平衡图
⑶仪表用电
全厂仪表用电均由电器专业提供220V、AC至控制室，DCS系统的供电采用不间断电源供电。
4.4主要设备的选择
⑴合成槽
每吨氯化钙需化工灰岩1200公斤，盐酸2330公斤，选择合成槽型号为¢
2000×
3000型。
⑵二位一体逆流喷雾煅烧炉
年产5000吨的氯化钙生产工艺，每小时需浓缩氯化钙溶液成品2778公斤，需脱除总水分1423公斤。
需选择“二位一体煅烧炉”型号为ZGC650型。
4.5本项目设计规范
各专业设计采用的主要标准规范如下：
①《化工管道设计规划》HGJ——87
②《工业企业设计卫生标准》HGJ36——79
③《建筑设计防火规范》GB16——87
④《衬里钢壳设计规范》CD130A10——85
⑤《自动化仪表选型规定》HG20507——92
⑥《聚氯乙烯塑料设备技术条件》CD130A18——85
4.6工艺流
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