年产15000吨食品级无水氯化钙可行性研究报告Word文件下载.docx

1、 充分利用现有已有部分公用设施，减少工程投资； 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； 注重环境保护，对“三废”进行综合治理，搞好综合利用； 提高装置的自动化水平，优化操作条件，提高产品质量； 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： 原料和成品储存工段； 氯化钙合成工段； 喷雾煅烧工段； 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

2、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250.5kg。产品质量参照国家标准HG/T 2327-2004，见表1-1 表1-1 氯化钙质量标准：HG/T 2327-2004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，% 95.090.070.068.0镁及碱金属氯化物（以NaCl计）含量，%2.54.05.5水不溶物含量，% 0.200.30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， %CaOMgO

3、CaO+MgOSiO2+Al2O3PS纯质石灰岩540.5-0.80.010.0452320.020.1503.50.030.15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） 0.00051.8 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： 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

4、产线项目是必要的； 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； 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； 该项目没有任何“三废”排放； 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； 该项目建设工期短，总工程量小； 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； 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30-4

5、5%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。 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。 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。 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

6、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。 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。 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。 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

7、，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36004300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

8、.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

9、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%98.092.0镁及碱金属氯化钠含量%2.002.504.00 水不溶物含水量0.100.2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0.502.2.4 市场预测1998年以来国标一级无

10、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

11、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

12、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

13、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

14、1.13g/3,其中CaCl2100 g/L左右,NaCl4350 g/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CaCl23842%，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6070%，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38426465406012513

15、04003.55降膜器6768158150801001011贮料槽69701581601691702、盐酸石粉法：将工业盐酸（31%）和石灰石粉（通常含CaCO395%）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：CaCO32HCl= CaCl2CO2H2O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8.59，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172174，经结晶、分离、干燥（220240）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

16、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：解决了浓缩过程中设备严重的化学腐蚀问题。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。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。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。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

17、资1020万元即投入生产使用。减少了系统的固定资产投资。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t2202330512.62化工灰炭30122036.63石灰100200204燃料煤50010005电力度804460336包装袋条1.5407化验费元8人工工资9福利费10折旧费300.011机物料消耗60.0合计4.2 工艺流程

18、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。 “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= CaCl2CO2H2O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89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。浓缩煅烧工段 成品冷却工段来自浓缩煅烧工段的氯化钙成品，温度在2

19、80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（CaCO395%）1220盐酸（HCl 30%）2330石灰（CaO95%）2004.3 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。 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

20、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。 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1000 KgCaCl2计）见下图图4-1氯化钙生产平衡图 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 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20003000型。 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： 化工管道设计规划HGJ87 工业企业设计卫生标准HGJ3679 建筑设计防火规范GB1687 衬里钢壳设计规范CD130A1085 自动化仪表选型规定HG2050792 聚氯乙烯塑料设备技术条件CD130A18854.6 工艺流