年产1万吨烧碱 NaOH生产线建设项目可行性研究报告.docx

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年产1万吨烧碱NaOH生产线建设项目可行性研究报告

年产1万吨烧碱（NaOH）生产线建设项目可行性研究报告

总论

近年来，正蓝旗旗委、政府抓住国家实施西部大开发和建设京津生态屏障的有利时机，全面推进农牧业产业化、工业化、城镇化进程，坚持“牧业富旗”不动摇，按照“因地制宜、突出重点、农牧结合、协调发展”的方针，调整优化农牧业产业结构，发展特色、绿色生态农牧业，使我旗农牧业初步走上集约化发展的道路。

该项目的实施，培育了正蓝旗的化工产业及周边地区硝、碱淖的开发利用。

极大提高地区工业的竞争能力和地方经济效益，对促进正蓝旗的经济发展、农牧民增收、社会和谐具有重要意义。

1.1设计项目背景简述

查干淖位于锡盟正蓝旗宝绍代苏木境内。

2007年锡盟怡翔商贸有限责任公司组织科技人员对该淖进行了初步勘探结果表明，该淖内储有纯碱（Na2CO3）、硝（Na2SO4）等多种无机化合物，是天然的无机化工原料。

由于受技术力量和储量等条件所限，该淖一直未能投资开发利用。

为此，2007年底经旗发改局引见并请示旗委、旗政府同意，决定对该淖进行开发治理。

同时在2007年底由锡盟怡翔公司组织科技力量对蓝旗境内的达格淖、桑根达来淖等进行了排查，发现这些淖相对集中在桑根达来镇、宝绍代苏木境内，

排勘察结果表明，因单个淖储量有限,无法进行规模化开发。

只能将这些分散的淖统一规划治理并传授技术于当地牧民,由牧民负责管理和采收原料，金山蓝化公司统一收购，集中提纯、加工生产。

可形成一个年产纯碱10000吨、烧碱10000吨的化工企业。

其具体实施计划如下：

一期工程为原料基地建设

投资500万元，项目形成后年生产基础原料日晒碱（Na2CO3）2万吨。

建设工期为（2008年3-6月）三个月。

二期工程为1万吨纯碱生产线建设

纯碱（Na2CO3）生产线为二期工程，投资800万元，项目形成后年生产纯碱1万吨。

建设工期为（2009年5月-10月）六个月。

三期工程为1万吨烧碱（NaOH）生产线建设

投资1300万元，项目形成后年产量1万吨烧碱，建设工期为（2009年10月-20010年10月）十二个月。

项目建设期为三年，共计投资2600万元，年生产总值近4000万元，预计年创利税600万元。

在本项目的工程设计中，由于没有其他设计文件可依，因此对工艺部分作了重点介绍（见：

一期工程湖区原料建设内容），（附表一：

工程进度表，附表二，湖区治理规划图）

1.2设计依据

1.2.1正蓝旗桑根达来纯碱项目立项批文

1.2.2锡盟怡翔商贸公司:

查干淖初探报告、矿样分析报告

1.2.3锡盟怡翔商贸公司:

达格淖初探报告、矿样分析报告

1.2.4国家建材局信息司资料:

<全国建材分布统计表>

1.2.5正蓝旗境内大小含碱淖成份统计表

1.3设计原则

立足本地资源优势，有选择地借鉴了全国化工界先进技术和设备，因地制宜、扬长避短，本着高效、低耗、环保、降低成本、增加机械化程度、降低工人劳动强度、提高产品产量和质量、增强企业在市场中竞争能力的原则，进行了此项设计。

1.4产品质量标准

1.4.1纯碱应符合GB5461-92中普通级一级标准。

感观指标:

色白、无可见外来杂物，味苦、无异臭。

1.4.2原料执行企业、行业标准。

1.5项目实施进度安排

为缩短建设周期，尽快建成投产，发挥经济效益，并结合查干淖、达格淖实际情况，本项目建设分为三期建成。

详见工程进度表

具体实施进度安排如下:

1.5.1第一期工程:

从2008年3月至2008年6月完成查格淖、达来淖湖区土建，7月开始在淖内制备原料,冬季采收为二期工程储备原料。

同时进行下一个周期的原料生产准备工作。

1.5.2第二期工程：

从2009年5月至2009年10月纯碱生产线土建、设备安装调试机，10月正式投入生产运行。

1.5.3第三期工程:

从2009年10月至2010年8月完成烧碱设备订购、安装、运输道路建设等基础工作，同时力争在2009年完成单机运行，2010年初全部投入生产。

1.6原料保障及生产依据

本设计主要依托查干淖、达格淖为原料基地,其它阿日淖等为辅助基地。

1.7主要原料碱（Na2CO3）

采用湖内的含碱低度卤水制卤、滩晒结晶、小管道输送、弧形筛脱水、堆坨淋卤及大坨集运等生产方法，具体特点如下：

1.7.1制卤区的池子规格大、沟道宽、泵站输水能力强、可实现快速、连续的生产节奏，劳动强度低。

1.7.2、结晶区采用新深长生产工艺、集中式布置，生产简单、产品稳定。

1.8工程地质

查干淖西南部（原料基地的位置）出露地层主要是第四系全系统的化学堆积和湖积。

堆积物主要为灰黑色含碱淤泥、硝淤泥、盐淤泥、灰色粒状淤泥、黑灰色泥质大粒沙硕等组成，卤水的储量、含量（Be′）随季节变化，变化明显。

1.9水文条件

查干淖湖具有封闭的地形条件，湖区四周高中间低，原始湖内储水储量大，有水资源的利用，大气降水和四周流入汇集是查干淖湖水的主要来源，其汇水面积约10-15平方公里，若大气降水丰富，则不便于施工，湖内卤水将被淡化。

达格淖湖同样具有封闭的地形条件，湖区面积较小，储水量小，降雨量的大小影响到日晒碱的产量，同样大气降水和四周流入汇集是达格淖湖水的主要来源，其汇水面积约5-8平方公里，若大气降水丰富，湖内卤水集聚增多，则便于施工。

1.10气象条件

在蓝旗盐碱淖分布较广区域内，特别是浑善达克沙地区域内属典型大陆性干旱荒漠气候，干旱少雨，风强沙多，蒸发量大，昼夜温差悬殊。

下面以1985年--.2004年20年的平

均值给出各要素值。

年平均气温:

5.4°C

极端最高气温:

36°C

极端最低气温:

-39.4°C

年平均降雨量:

370mm

年平均蒸发量:

2700mm

年平均风速:

4.2m/s

1.11企业组织与劳动定员

1.11.1管理机构见表2企业组织机构图

1.11.2劳动定员见表3技术经济指标

组织机构图2

表3主要技术经济指标

序号

指标名称

单位

数量

备注

1

总投资

万元

2600

原料基地土建及设备投资

万元

500

纯碱生产设备

万元

600

纯碱生产厂房及其它

万元

200

烧碱生产设备

万元

1100

烧碱生产厂房、征地等

万元

100

原料及成品存储设施

万元

30

办公设施

万元

50

其它

万元

20

2

定员

全场定员总计

人

200

原料生产厂

人

50

纯碱厂

人

60

烧碱厂

人

80

技术员

后勤服务

人

5

r

其它

人

5

第一期原料基地建设工程

原料基地的建设是整个项目的支柱,只有原料顺利投入生产其它工程才能有望实施。

淖内原料的生产周期是一年，所以原料必须提前一年投入生产，才能保证整个项目的连续性。

如果原料生产推后一年，那么整个项目同时推迟一年。

（详见查干淖、达格淖土建说明）

1.1厂址概述

1.1.1地理位置

查干淖湖位于宝绍代苏木北边、距苏木所在地30公里，地理坐标为:

东经115、51、07.77北纬:

42、73、00、29东与桑根达来相连，西距白旗80公里。

达格淖湖位于桑根达来镇西边、距镇所在地8公里，地理坐标为：

东经115、84、94、02北纬：

42、68、41、39扼守在张家口至锡林郭勒盟的207国道上，邻近京津与华北地区可以说是锡林郭勒盟的南大门。

1.1.2地形地貌

查干淖、达格淖湖处于沙漠丘陵地带，平均海拨1300米，地形起伏较小，水资源较为丰富，地表水分为两个水系，南部属滦河水系，北部属查干淖水系。

地表水系年均径流量为5104万立方米，地下水资源为32670万立方米。

1.2土建工程概述

1.2.1生产区

查干淖生产区布置在淖西边湖区附近,日晒池50万平米。

达格淖生产区布置在淖东边湖区附近，日晒池20万平米。

详见淖土建平面图。

1.2.2防风障

查干淖原料生产区在淖西边，风沙对生产影响比较严重，因此设计了1500米防风设施，主要以栽种红柳、沙柳等耐干旱、生长快的树木为主，在植被还没有完全能抵御风沙前，每年春季人工搭建草莲、苇莲等，以确保原料不被风沙污染。

1.2.3运输便道

查干淖为使原料能顺利运进原料存放场，设计了1000米运输便道。

达格淖为使原料能顺利运进原料存放场，设计了500米运输便道。

1.3生产工艺

1.3.1原料晒制：

本设计在晒制原料方面采用了目前北方湖区先进的“新、深、长”日晒法,此法的最大优点是充分利用大自然的能量晒制原料,生产成本低，产量大、连贯性强，一次生产多种产品。

原料晒制工艺流程图

1.3.2原料采收：

原料采收设备采用小管道水输，不但可达到收料的目的，更主要的是对原料质量的提高，效果显著，并可大大缩短采收时间，降低工人的劳动强度。

1.3.3采用依据

“新、深、长”生产工艺是目前我国北方湖区主要的生产模式，实践证明对原料质量的提高及增产有一定的帮助，小管道采收系统亦在海、湖区广泛使用，其最显著的优点是可以降低原料的可溶性及不溶性杂质，对料质有明显的提高作用，且操作简单，运转安全，投资较小。

综上所述，本设计采用如上述生产方法，可收到良好的生产效果及经济效益。

1.4技术经济

1.4.1技术经济情况论述

1.4.1.1技术的先进性

a、制卤区采用“留底水深水制卤”工艺，可增加光能的吸收利用率，提高制卤量，并具有一定的抗雨水稀释的功能。

b、结晶区采用:

“新、深、长”结晶工艺，活碴揉佑，具有高产、质优的特点。

c、采料方式采用连续性很强的水力小管道系统，在采收的同时，

兼有洗涤作用，对原料质量的进一步提高十分有利。

1.4.1.2经济的合理性

a:

设备投资少，经常性费用省、节省人力，产品成本低。

b:

动力及能源消耗少。

1.4.1.3生产的可靠性

a、生产工艺流程成熟，是在吸取了沿海地区大量经验的基础上形成的，已被实践证明是切实可行的。

b、采收设备选用沿海地区大量使用的水输小管道系统，质量可靠，性能稳定;扬水设备采用轴流泵及混流泵，由机电部骨干企业、专业生产轴流泵、混流泵的河北邢台水泵厂生产，其性能优越、综合效果好，经伊化碱湖试验站实际使用得到证实。

c、操作相对简单，具有初中以上文化程度者皆可操作。

1.4.2主要技术经济指标见表。

1.4.3全厂设备估算重量约计50T

其中:

通用设备:

34T

专用设备:

15T

非标设备:

2T

1.4.4环境保护

本项目基本无环境污染，排出的老卤在适当的时候，可考虑芒硝碱生产,作为副产品的原料。

1.4.5劳动保护

执行国家现行的有关标准和规定，贯彻安全第一的原则。

1.4.6工作制度

1.4.6.1制卤工段

全年工作240天，每天二班制，每班工作八小时，全年工作480班，全年工作时数3840小时。

1.4.6.2结晶工段

全年工作214天，每天二班制，每班六小时，全年工作428班，全年工作时数2568小时。

1.4.6.3堆坨储运工段:

全年工作160天，每天一班制，每班八小时，全年工作160班，全年工作时数1280小时。

1.5卤源保障

a、该工程年需12°Be'的卤水量为70万立方。

因查干淖、达格淖常年有水,只要按工艺制卤，即可满足生产需要。

b、根据查干淖、达格淖状况，对池底板作防渗及强度处理的设计，才能达到生产要求，决定加强冬季维修及加深死碴池板层的厚度。

1.6湖区总平面布置

1.6.1总平面布置的原则

在满足工艺要求的前提下，合理利用土地，保证生产运输畅通，减小施工量、压缩总投资，减轻原料厂的投资负担，布置方案见平面图。

1.6.2工厂出入口和堆厂的选择布置

1.6.2.1工厂出入口

在制卤区部分,出入口有两条,处于中低浓度区,主要用于冬季生产结晶碱用,在结晶区出入口有三条，分别处于结晶池的两边及中部,主要用于日晒碱的运输。

1.6.2.2堆厂的布置及选择

用于小管道采收的小料坨，处于结晶区三个出口处的三条道路旁，以利于管道采收，总原料地位于制卤区寓级区的东边，便于原料外运。

1.6.3竖向设计

1.6.3.1竖向设计的原则

满足工艺要求，减少施工土方，增强卤水运转能力。

1.6.3.2竖向布置方案

在整个布置区域内，地面标高差值很小，地势平整，无法形成自然落差，否责，施工土方量太大。

在对地形图综合研究后，将整个池底标高定为89.3m，沟底标高定为89.2m，蒸发区池捻标高定为90.3m，调节储卤库标高定为91.3m，结晶区池楼标高定为90.8m。

由于无落差设计，所以在设计中共设五个功能不同的泵站，以弥补落差不足带来的影响，具体布置位置见闸门、泵站位置图。

1.6.3.3土石方量估算及余缺平衡处理

由于地形起伏较小，所以只能作一般性粗估，查干淖、达格淖粗估数据见下表:

土方量估算表1

编

号

工程名称

土石方量（立方米）

备注

查干淖

达格淖

1

厂地平整

83000

106000

挖方包括部分碱碴

2

捻沟路挖

147000

用于成形填方

3

路面碎石

、

2400

外部调入

4

沟底铺石

830

外部调入

5

挖地铺石

2300

外部调入

6

土方短缺量

124000

外部调入

1.6.1总平面主要设计指标表2

序号

指标名称

单位

数量

备注

1

厂区水工建筑系数

%

0.16

2

厂区净面积使用系数

%

79.5

生产区

3

水工构筑物面积

平米

2080

4

.结晶区净面积

平米

307000

5

蒸发区净面积

平米

405710

6

土石方工程总量

立方米

465530

填挖方总和

7

全厂占地面积

平米

1007460

淖内或湖区

1.7湖区工艺流程

根据海区日晒工艺和现有日晒碱的生产经验和查干淖、达格淖具体情况，本着高效、低耗、降低成本、增加机械化程度，提高产品产量和质量，增强企业竞争力的原则，本设计采用了自然预蒸发制卤，日晒池结晶，小管道收碱，弧形筛脱水堆垃，汽车运输、集中坨存的"集中式"工艺流程。

具体工艺流程见图。

其工艺特点如下:

A、工艺机械化程度高、生产连续性强、工人劳动强度低。

B、设备成熟，运转平稳，操作简单，维修方便。

C、工艺流程合理，采用了水输收碱洗涤设备，有利于提高碱质，并彻底解决了苦卤排放问题。

D、由于采用了"集中式"晒碱的设计模式，生产管理便利。

E、相对投资少，效率高、降低了吨原料成本。

1.8生产操作

本工程的生产操作采用了全面集中控制，各段协调配合，段内就地控制的生产操作模式，有利于满足段与段之间及各段内的正常生产要求。

1.9蒸发制卤工段

1.9.1蒸发制卤工段的组成

蒸发制卤工段包括:

低度卤水的纳取、蒸发制卤操作、高浓度卤水保卤片淡等，负责结晶池卤水的供应和结晶池收碱时小管道洗涤输送液的供应。

1.9.2高低浓度卤水的吞吐能力

以12°Be'的卤水为低浓度起点，查干淖、达格淖则75万平米的制卤面积在制卤期（3-10月）需进滩卤水12°Be'75万立方米，可制成饱和卤（26°Be'）近38万立方米，具体要见计算。

1.9.3蒸发制卤区的确定

为适应规模化、机械化生产的要求，同时考虑到查干淖、达格淖现有实际状况，本次设计总体结构采用“集中式”设计，另外，考虑到资金投入的大小和土方量尽量减小的原则，最终将蒸发制卤区布置在查干淖、达格淖湖区位置上，同时为了满足本次设计制卤面积的需要，做了适当的面积调整和蒸发池规格的规划，这样，因该处地势平坦，大大缩小了施工的土方量，同时也没有因制卤面积的布置，缩小了自然淡水制卤的大湖面积，此布置方案相对来讲是最合理的。

蒸发制卤区的详细布置见蒸发区平面图，各组成部分的面积详见表3。

序号

名称

单位

面积

备注

1

制卤区总面积

平米

750000

2

12~14°Be'段'蒸发池

平米

150000

净面积

3

14~16°Be'蒸发池

平米

130000

净面积

4

16~18'°Be'

平米

80000

净面积

5

18~20°Be'

平米

60000

净面积

6

20~22°Be'

平米

40000

净面积

7

22~24°Be'

平米

50000

净面积

8

24~26°Be'

平米

380000

净面积

9

储卤调节池

平米

60795

净面积

10

集卤坑

平米

7500

11

沟道

平米

25100

以上口宽计

12

道路

平米

13000

13

池埝

平米

66837

蒸发制卤区各组成部分面积

1.9.4蒸发制卤原料的确定

1.9.4.1卤源的确定

查干淖、达格淖卤水的主要来源有两种，第一种是由自然降雨溶解地表硝、碱等无机物汇集于淖内，另一种是地下水上升与地表岩石层接触溶解部分无机物后形成的晶间淡卤水。

这两种卤水的质量见表

化学指标

单位

查干淖

达格淖

备注

Na2CO3

g/l

54.32

245.75

Na2SO，

g/l

34.64

67.49

NaCl2

g/l

41.76

5.56

NaHCO3

g/l

O.92

0.75

H20

g/l

884.64

905.07

计算值

注:

湖表卤水浓度25.5°Be'/18°C;可卤水浓度26.5°Be'/14°C。

为便于比较，以上湖农卤水为浓缩饱和后的化学成份。

1.9.4.2卤水浓度的确定

查干淖、达格淖湖表卤水"最低可保持在6-8°Be'而查干淖、达格淖湖表卤水主要是靠大气降水自然制卤后形成，所以湖水浓度受自然条件的影响极大，很不稳定。

在大气降水充裕，蒸发量相对较小的情况下，湖水浓度维持在最低浓度6-8°Be'，但在降水偏少、蒸发量很大的月份，湖水浓度将有一定幅度的增长，有时甚至会接近或达到饱和。

如果以6°Be'起进行制卤工艺设计，不但增加了项目总投资，给资金筹措带来很大的困难，而且将使制卤的面积达到100万平米之多，使自然制卤的大湖面积相对缩小，影响成卤量。

而且，湖表卤水为6°Be'的情况，在全年中仅占很小的时间比例，以此设计出的面积在全年的大部分时间里将有50%以上处于困置状态。

具体计算见表4-4、4-5及表4→6。

因此，在压缩投资、简化施工、尽量少占现有制卤的大湖面积的前提下，最终将预蒸发池的进卤浓度确定为12°Be'，作为工艺计算的基础。

1.9.5制卤工艺简述

大气降水在湖表自然制卤后，经集卤坑由泵站输送给总加卤沟，进入相应浓度的制卤区，经自然蒸发浓缩、遇雨保卤、达到饱和浓度26°Be'左右后，供给结晶池。

1.9.6制卤区工艺计算

1.9.6.1制卤区制卤期确定

根据内蒙古锡盟正蓝旗气象局1985-2004年20年气象要素平均值显示（见1.10.1.日，适合蒸发制卤的月份为每年的3-10月份，其中3月份的月平均气温为-5°C，10月份的日平均气温为3°C，除此之外的其它月份月平均气温皆在O°C以下。

根据查干淖、达格淖湖水含碱大的特点，不适合在低温条件下制卤，故制卤期定为每年的3-10月份。

1.96.2制卤工序可利用气象站蒸发量计算

蒸发量是工艺设计计算中最为重要的技术数据。

一般都以当地气象站观测记录的年蒸发和月蒸发总量的多年平均值为依据。

在制卤工序中，由于受气候的影响，不可能全年连续进行正常生产，因而也不可能利用年度中的全部蒸发量，即使在正常生产期间，由于某些

图（6-2）制卤区工艺流程图

集卤坑集卤

低度卤水

蒸发制卤

1.9.6.3制卤工序中有关技术参数的确定

A、浓缩各阶段的起止浓度:

按照湖碱区制卤一般经验，每步蒸发的浓度梯度定为2°Be'

B、浓缩过程卤水浓缩率:

C=ClOO-B2）（B1-0.15）ClOO-B1）（B2-O.15）

其中B1、B2•为每步的起止浓度。

C、浓缩过程卤水比蒸发:

F=100-（0.1987m-0.0017）

其中m为制卤期平均相对湿度;F为浓缩过程平均浓度。

D、浓缩过程卤水日平均渗透:

K=l.5mm/日（由于该淖技术资料积累，又无测试条件，所以K值为估计值）。

E、生产中各级卤水的保卤系数:

L18-20=5%;L20-22=10%;L22-24=15%;L24-26=20%;式中18、20等均为该步蒸发段的起止浓度。

由于高浓度卤水十分珍贵，所以从18°Be'

开始，须进行保卤操作，且卤度越高，保卤要求越高，故而浓度越高，L值越大。

F、大面积自然蒸发综合系数:

U=0.1315+0.3737eQ.7752m式中:

c=2.7183;m:

制卤期平均温度。

G、降雨损失蒸发量:

E=F+~R/F）（1-L）

式中R:

影响制卤降水量mm;F:

卤水比蒸发;L:

保卤系数。

1.9.6.4制卤能力工艺计算

制卤能力工艺要见计算。

1.9.7制卤工艺操作控制

1.9.7.1制卤操作原则

在露天自然条件下进行制卤操作，均受自然条件的限制，认识自然规律，充分发挥自然条件的优越性，是我们制卤操作的总原则。

在实际生产过程中，应该注意:

（1）雨季应尽量缩短成卤周期、减少遇雨损失，进行必要的保卤;

（2）坚决杜绝老卤回头，不进行掺兑制卤;

（3）根据蒸发情况、掌握好加卤深度及跑卤深度。

1.9.7.2制卤操作的走水路线及方法

根据查干淖、达格淖格局，本工艺设计实行”平赶卤飞”,由北往南逐步浓缩,走水方法总体上实行"留底水深水制卤"。

这样，既可适应查干淖、达格淖蒸发量大，降雨少的气候特点，同时"留底水深水制卤"可在一定程度上弥补自然落差小的缺点。

尽管如此，也需在制卤区的适当位置上增设一些泵站，以增强卤水进出操作的灵活性。

1.9.7.3制卤区级差控制

根据现有海湖区的经验，每级制卤区的级差定为2°Be'，本工艺共设七步蒸发区，由低往高每步的浓度为:

第一步:

12-14°Be'

第二步:

14-16°Be'

第三步:

16-18°Be'

第四步:

18-20°Be'

第五步:

20-22°Be'

第六步:

22-24°Be'

第七步:

24-26°Be'

在每日走水前及午后均应进行一次浓度检查，以便掌握各池的卤浓，防止脱节。

1.9.7.4制卤卡放周期及操作:

在正常气象条件下，每步蒸发池之间走水卡放应为一日一次，卡放时从第七步开.始，将一定量26°Be'的卤水从第七步