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1、3万吨硫化钠项目可行性报告硫化钠项目可行性报告编制人：戴正川 日期： 第一章 总论硫化钠，别名硫化碱、臭碱，分子式Na2SnH2O，工业级硫化钠均含有一定量的结晶水（n=29）。纯品为无色结晶粉末，工业品是带有不同结晶水的混合物，并含有杂质，其色泽呈粉红色，棕红色，土黄色等，密度、熔点随组成不同而异。无水硫化钠为白色晶体，容易潮解，相对密度1.856（14），熔点884。硫化钠溶于水（10时溶解度为15.4g/100ml，90时溶解度为57.2g/100ml水），遇酸反应，产生硫化氢，微溶于醇，不溶于醚，水溶液呈强碱性。硫化钠有腐蚀性，有毒，在空气中易氧化生成硫代硫酸钠。硫化钠含量60%外观为
2、淡黄色、红色片状或粒状，在工业应用中具有十分广泛的用途。其中在染料工业中用来制造硫化染料，硫化青、硫化蓝或染料中间体还原剂、媒染剂等，在有色冶金工业中用作为矿石的浮选剂，制革工业中作为生皮的脱毛剂，造纸工业中作为纸张的蒸煮剂，镀银镉合金电解液中以及回收银等，同时其也广泛应用于其他颜料、橡胶等工业、日用化工、水处理中，具有广阔市场前景。攀枝花地处川滇交界处，物产丰富，资源配置得天独厚，经过几十年的现代化发展，形成以钢铁、冶金为代表的工业基础体系，各种工业废物产生量较大，据调查分析，这部分废物中大部分成分经各种物化、化学处理后均可变废为宝，二次利用潜力巨大，故攀枝花正惠源化工有限公司抓住市场机遇，
3、投资800万元在四川攀枝花钒钛产业园区内新建“3万吨/年硫化钠项目”，利用攀钢新钢钒股份有限公司攀宏集团生产五氧化二矾所产生的副产品硫酸钠、川投化学工业公司产生的黄磷尾气及白煤作为生产原料，采用碳还原法生产硫化钠。该项目用地原为攀枝花市磷通化工有限公司生产用地，占地面积9792m2，改建后项目建筑面积3277m2，新建三条生产线及一条400m长的煤气管道，每条生产线年产1万吨/年工业硫化钠。主要建设内容有：原料房（2间）及生产车间（2间），平式气化沸腾炉3座及其配套设施，除尘设施及除汽设施，办公生活设施等。本项目预计2010年12月投入使用。项目属于基础化学原料制造新建项目（C261），利用其
4、他企业产生的副产物和废料等作为原料生产硫化钠。根据国家发改委第40号令产业结构调整指导目录（2005年本），项目符合鼓励类第二十六条“环境保护与资源节约综合利用”中第41条“尾矿、废渣等资源利用”，且所采用工艺及设备均不属于其中的限制和淘汰类，因此本项目建设符合国家相关产业政策。第二章 建设规模及产品方案1）建设规模及产品建设规模产品方案见表2-1。表1-1 项目建设规模及产品方案产品名称生产能力规格备 注硫化片碱30000t/a25kg/袋60%Na2S2）产品质量本项目产品标准执行GB/T10500-2000中的1类合格品标准，详见下表2-2。表2-2 工业硫化碱产品质量标准指标名称指标（
5、工业品）1类2类3类优等品一等品合格品一等品合格品硫化钠（Na2S） 60.060.060.060.060.065.0亚硫酸钠（Na2SO3） 2.0硫代硫酸钠（Na2S2O3）2.0铁（Fe） 0.030.120.200.0030.0050.08碳酸钠（Na2CO3） 3.55.02.03.04.0注：1类为普通硫化钠（俗称红碱）；2类为低铁硫化钠（俗称黄碱）；3类为高含量硫化钠。3）建设内容及项目组成本项目由主体工程、公用工程及辅助工程组成。本项目建设五条生产线及煤气管道，每条生产线年产1万吨工业硫化钠，投入运行后可达到5万吨/年的生产能力。项目主要建设内容包括： 厂区修建生产车间及原料房
6、，平式气化沸腾炉5座及其配套设施。 一条煤气管线采取新设管架或地埋式敷设。4)平式气化沸腾炉的简介本投资项目所采用的生产硫化钠的主要设备“平式气化沸腾炉”是吸取了反射炉、长转炉、短转炉的优点和长处，而又不同于传统的这一系列的煅烧炉。“平式气化沸腾炉”是采用专利技术（专利号：201010242257.X），其特点在于以下几个方面：平式气化沸腾炉是完全根据其燃料为气体的特点而设计和改进的，其吸取了反射炉的低投资、维修成本少、运行成本便宜；长转炉的连续化生产、热效率高；短转炉的工艺易控制、消耗定额低的优点。进料方式：采用机械化设施由炉顶将硫酸钠加入炉内，炉内采内高压气体和机械翻滚原料的办法让原料均匀
7、受热，沸腾炉采用长转炉的长度让余热得到充分利用，炉后放置浓缩锅让剩余热量发挥到极限，还原方式采用气体还原和白煤还原相结合的方式让成本更低，出炉方式采用气体搅拌出炉为主，人工辅助出炉为辅。同时又避免了反射炉因其转化率低，热效率不高，劳动强度大。长转炉工艺条件不易控制，经常出现炉膛环形粘结和温度过高料稀放汤等现象，由于连续熟化，产生大量的碱雾，再加上碱尘，污染严重，投资大，消耗指示非常高，维修次数频繁，修炉的难度大，钢材、耐火材料的消耗大，且因其长径比大，为避免机壳的变形而不能长时间停机。短转炉不能连续出料和浸取，又由于炉子短尾气无法得到充分的利用，耐火材料相对较高，维修时间较长等缺点。综上所述平
8、式气化沸腾炉的生产方法必将会引发硫化钠产业的革命，以后的硫化钠生产方式将以沸腾炉为主导，其它的生产方式因其成本的原因将逐步被淘汰。第三章项目投资及占地面积项目投资800万元。项目厂区占地面积6000平方米。3.1.主要设备配置及原辅料、动力消耗3.2主要设备配置项目投入运行后，主要生产设备清单见表3-1。表3-1 项目主要设备清单序号设 备 名 称单位数 量规格、型号备 注1平式气化沸腾炉台3N3601200新增2化碱器套3N230100新增3洗渣器套3N230100新增4浓卤器套3150180新增5浓缩锅套9N220450新增6制片桶套31800140新增7制片机台4D320新增8水冷式助渣
9、板阀台15新增9循环水助冷装置套3新增10煤气阻燃装置套1新增11煤气自动控制装置套1新增12出料车台30新增13上料装置套3新增14卤水专用运输泵阀套15新增15制片机水冷自动装置台3新增16蒸发锅台12D4500新增18离心机台2S2800新增3.3项目原辅材料、动力消耗及原辅材料成分 1）项目原辅料及动力消耗 项目投入运行后，建设三条生产线，每条生产线年产10000吨工业硫化钠，建设项目的主要原材料、燃料及动力消耗见表3-2。表3-2 建设项目主要原材料、燃料、动力消耗量类别名称单位用量来源原辅材料固废硫酸钠（硫酸钠68%）t/a50000攀宏公司白煤（固定碳70%）t/a2000外购，
10、生产用燃料、动力水m3/a30000园区电Kw/a10万园区煤气m3/a3000万川投公司 2）原辅材料成分分析 固废硫酸钠项目所用原料固废芒硝为攀宏公司所提供，其产生的芒硝成分见下表。表3-3 硫酸钠主要成分项目Na2SO4H20指标值90%10% 白煤白煤来源于攀枝花的低硫煤，根据建设单位提供数据，其煤质如下：表3-4 白煤煤质分析项目总固定碳灰分挥发分水分硫其他指标值70%15%10%4%0.50%0.50% 燃料性质生产燃料：本项目生产过程中所用燃料为川投公司的黄磷尾气，其成分比例见表3-5。表3-5 煤气组成成分项目COH2发热值指标值85%15%28000大卡 3.4劳动定员及生产
11、制度劳动定员：工程建成后配置员工每班18人生产制度：采取8小时工作制，年生产300天，实行3班倒工作制度。第四章 主要生产工艺营运期本项目利用攀宏公司生产过程中产生的芒硝与川投公司生产过程中产生的黄磷尾气来生产工业硫化钠，是综合利用废弃物生产的化工项目。本项目主要生产工艺为原料预处理工序，芒硝在平式气化沸腾炉反应工序，硫化钠的浸取、沉降过滤、洗泥工序，蒸发浓缩工序和硫化钠的制片、包装处理工序。本项目生产过程的尾气主要来源于沸腾炉反应工序、蒸发工序燃烧黄磷尾气时产生的废气，尾气经烟囱排放。生产用水循环利用，不外排（并可采用其它公司的碱性或中性废水用于生产，例如：造纸厂的废水）。洗泥工序产生的废渣
12、收集后外售。本项目从主要生产工艺可以看出，在生产过程中的主要原料为其他公司的废料，主要燃料为黄磷厂的废气，生产用水可采用其他公司的废水。生产过程中不会产生新的污染源，并能够创造很好经济效益的“三废”处理的企业。项目营运期具体生产工艺流程及产污位置如图3-1：芒硝原料房芒硝煤气（黄磷尾气）平式沸腾炉洗渣器浓卤器浓缩器制片/制桶成品循环水池冷却水余热锅水化碱器烟道烟囱H2O、CO2碱渣浓卤煤气（黄磷尾气）堆渣槽外售蒸发锅大苏打冷却水氧化水碱渣稀卤白煤产污环节工艺流程主线；蒸汽利用工艺水循环；图3-2 项目营运期生产工艺流程及产污位置图冷却水卤水H2O1、硫化钠生产的基本原理原料芒硝将采用两步还原方
13、式来进行还原生成优质的硫化钠。第一步还原方式是将原料芒硝加入平式气化沸腾炉中，经外供黄磷尾气直接加热，将煤气管道用特殊的方式埋入反应仓中，待原料被加热至熔化状态时采用黄磷尾气中的CO夺取原料中的氧。其主要的反应方程式如下： 第二步没有完全反应的硫酸钠在8501150进行还原反应，炽热的煤具有从硫酸钠内夺取氧的能力，而得到粗碱，经浸取、蒸发、包装即得到成品硫化钠。1）主要反应原料硫酸钠和原料煤粉在高温下，炉中的主要反应是： 大部分硫酸钠按式的反应被还原，少量硫酸钠按反应式被CO还原，生成的CO2与煤反应后重新变成CO；总的结果是使一部分过程按反应式进行。反应时，硫酸钠和煤的颗粒越小，接触面积越充分，硫酸钠转化为硫化钠也越充分。2）炉内粗碱生成的四个阶段进入炉内的硫酸钠和煤的还原反应过程可以分为预热、熔化、“沸腾”和成熟四个阶段。预热阶段：装入炉内的炉料，借助炉头燃烧煤
