重慶擬薄水鋁石方案

-z.中國鋁業(yè)分公司年產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁工程項目建設(shè)案工程編號:SLSFA-1102鋁廠設(shè)計院二Ｏ一一年五月中國鋁業(yè)分公司年產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁工程項目建設(shè)案工程編號:SLSFA-1102院長：原會民副院長：學(xué)武工程負(fù)責(zé)人：紅俏鋁廠設(shè)計院二Ｏ一一年五月主要參加編寫人員學(xué)武任先廷紅俏郭甲午龐瑾瑞耀飛宏偉瑞玲目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1.概述11.1編制依據(jù)11.2工程背景11.3工程實施的必要性11.4工程實施的可行性11.5、研究的主要圍22．建立案22.1生產(chǎn)工藝路線22.2脫硅工藝32.3擬薄水鋁生產(chǎn)工藝62.4土建122.5電力132.6自控132.7給排水系統(tǒng)132.8總圖142.9建議143.工程總投資估算143.1估算編制依據(jù)143.2投資概況154.技術(shù)經(jīng)濟初步分析〔含脫硅〕154.1生產(chǎn)完成本錢154.2損益估算165.結(jié)論16-z.1.概述1.1編制依據(jù)中國鋁業(yè)分公司?年產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁工程?設(shè)計委托書。1.2工程背景擬薄水鋁產(chǎn)品在化工及油化工行業(yè)用于催化劑、枯燥劑、吸附劑及載體等，我國是世界上催化劑增長最快的市場，每年以20%—45%速度增長，擬薄水鋁市場銷售良好，經(jīng)濟效益顯著。目前我國擬薄水鋁的年產(chǎn)量滿足不了國市場需求，市場缺口較大?；谑袌鲂枨蠹肮镜默F(xiàn)有生產(chǎn)條件，中國鋁業(yè)分公司擬規(guī)劃實施年產(chǎn)4萬噸擬薄水鋁工程，一期先實施年產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁生產(chǎn)線，這樣不僅可滿足國市場的需求，同時還可為公司開發(fā)生產(chǎn)新品種、創(chuàng)造新的經(jīng)濟增長點，對于公司的長遠(yuǎn)開展將會起到積極作用。1.3工程實施的必要性目前國市場擬薄水鋁缺口較大，有較好的市場開展空間。分公司有生產(chǎn)擬薄水鋁的原料、國有成熟的擬薄水鋁生產(chǎn)技術(shù)、公司有專業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)管理人員，工程有較好的經(jīng)濟效益，為了開發(fā)新的高附加值產(chǎn)品，提高公司的抗風(fēng)險能力，建議實施經(jīng)濟效益較好的擬薄水鋁工程是十分有必要的。1.4工程實施的可行性新建2萬噸擬薄水鋁生產(chǎn)線，采用的生產(chǎn)工藝是以氧化鋁鋁酸鈉溶液為原料，用碳酸法工藝生產(chǎn)擬薄水鋁，該生產(chǎn)工藝技術(shù)上成熟可靠，國的生產(chǎn)線已運行多年，因此技術(shù)上是可行的。分公司有從事擬薄水鋁生產(chǎn)的專家及生產(chǎn)骨干，技術(shù)人員能得到保證，無后顧之憂。工程有可靠的資金保證和建立用地，因此工程的實施是可行的。1.5、研究的主要圍本次新建年產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁工程，按年產(chǎn)4萬噸用地進(jìn)展規(guī)劃，生產(chǎn)線研究圍以拜耳法一次赤泥洗液為原料，至生產(chǎn)出合格擬薄水鋁產(chǎn)品為止,生產(chǎn)所需水、電、蒸汽、燃?xì)狻⒍趸嫉软椚萦煞止敬_定來源，設(shè)計完成相應(yīng)管網(wǎng)設(shè)計工作。2．建立案本次擬薄水鋁生產(chǎn)線按4萬噸年產(chǎn)量進(jìn)展規(guī)劃。先實施2萬噸，預(yù)留2萬噸生產(chǎn)線場地，以下的建立案按2萬噸進(jìn)展計算和設(shè)備選型。2.1生產(chǎn)工藝路線由于該生產(chǎn)工藝的特殊性，生產(chǎn)工藝采用連續(xù)生產(chǎn)，年生產(chǎn)天數(shù)按300天、三班連續(xù)作業(yè)、小時平均產(chǎn)量為20000/〔24*300〕=2.8噸。產(chǎn)品案:本工程產(chǎn)品質(zhì)量按國化企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)催化劑質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)三級品進(jìn)展設(shè)計,見下表:擬薄水鋁理化指標(biāo)指標(biāo)名稱指標(biāo)SA-1SA-2SA-3Al2O3%≥70.0Si02%≤0.20≤0.30Fe2O3%≤0.015≤0.030Na2O%≤0.10≤0.30灼減%≤30≤30容重Kg/l≤0.75比外表積m2/g≤250容ml/g≥0.30膠容率%≥96.0≥70.0雜相含量%≤3≤5產(chǎn)品按出一種產(chǎn)品的案進(jìn)展設(shè)計,即過濾機充分洗滌后的濕產(chǎn)品經(jīng)烘干后灼減≤25%的干品作為產(chǎn)品，產(chǎn)品全部到達(dá)以上指標(biāo)。生產(chǎn)擬薄水鋁的溶液A/S要求在600以上，分公司氧化鋁廠無可供直接選擇的物料，有兩種物料進(jìn)展脫硅可滿足要求，一種為“燒結(jié)法常壓脫硅后與拜耳法溶出漿液的混合液A/S≈250〞，另一種為“燒結(jié)法一次洗液A/S≈280〞。“混合粗液〞的氧化鋁濃度在180g/l左右，“一次洗液〞的氧化鋁濃度在80g/l左右〞，“混合粗液〞的氧化鋁濃度與擬薄水鋁生產(chǎn)需要的氧化鋁濃度〔約70g/l〕相差較大，需要進(jìn)展稀釋，增加了擬薄水鋁生產(chǎn)的用水量，因此本工程選用“一次洗液〞作為擬薄水鋁生產(chǎn)的原料，對“一次洗液〞進(jìn)展脫硅。2.2脫硅工藝2.2.1流程確定本次脫硅流程采用常壓脫硅，一次洗液通過泵送入本系統(tǒng)的常壓脫硅槽，在添加種子和灰乳的條件下進(jìn)展攪拌，脫硅反響三小時后出料，經(jīng)沉降槽別離出底流和溢流，底流的一局部返回加種子，另一局部經(jīng)壓濾機處理后外排。溢流經(jīng)葉濾機精制后產(chǎn)生合格精液，用于擬薄水鋁生產(chǎn)。為保證脫硅過程所需的溫度，采用蒸汽直接加熱。具體的流程如下：2.2.2工藝條件：表1一次洗液成分(g/l)工程名稱Al2O3Na2OkNa2OcSiO2浮游物H2O小計A/Sαk一次洗液787650.280.1988.1147.2781.6灰乳參加量8～10g/l；脫硅溫度：≮98℃；脫硅時間：2.5～3小時；種子參加量：10～30g/l〔計算時取20g/l〕2.2.3物料平衡計算結(jié)果〔以1L一次洗液計算〕表2脫硅物料平衡計算表(g/l)工程名稱Al2O3Na2OkNa2OcSiO2CaO浮游物H2O小計一次洗液787650.280.1988.011147.32灰乳104555脫硅種子及附液5.560.932.716.65116131.85脫硅原液〔合計〕83.5676.9352.9916.650.11149.011334.17硅渣及附液7.562.880.032.86160.0985154.7184.17精液7774.054.870.130.650.0015993.3111502.2.4流量計算根據(jù)物料平衡計算，脫硅局部的物料流量如下：表3脫硅物料流量計算表序號物料名稱Kg/t-成品M3/t-成品設(shè)計平均流量(Kg/h)設(shè)計平均流量(M3/h)1一次洗液1205110.503374429.412灰乳27.690.5077.551.413脫硅種子及附液.161.21445.653.384硅渣及附液310.51.68869.54.725精液1210710.533390229.482.2.5主要設(shè)備選擇計算〔1〕常壓脫硅槽：按常壓脫硅處理量最大流量34.2m3/h,選用Φ5*5M的機械攪拌脫硅槽，其有效容積88.35m3，預(yù)脫硅時間3小時。共需常壓脫硅槽臺數(shù)：〔34.2*3〕*1.15÷88.35=1.34(臺)式中34.2為一次洗液及種子參加量和灰乳液量之和；1.15考慮備用系數(shù)，選用兩臺。兩臺脫硅槽采用單槽操作，單槽脫硅的期五小時，其中進(jìn)料1小時，脫硅3小時，出料1小時。每臺槽一天共產(chǎn)出4.8槽脫硅液，兩臺槽產(chǎn)出9.6槽，兩臺槽產(chǎn)出液量為9.6*88.35=848.16m3，每天需要脫硅液34.2*24=820.8。能夠滿足生產(chǎn)要求。〔2〕沉降槽沉降槽溢流能力確定為1.50m3/h.m2,采用Φ4.5*6M的沉降槽。沉降槽臺數(shù)計算：34.2*1.15/(1.50*15.9)=1.5臺。選用兩臺。〔3〕葉濾機葉濾機選用兩筒50m2葉濾機，精液產(chǎn)能為65m3/h.筒,需葉濾機筒數(shù)為10.53*2.8*1.1/65=0.5筒，選用兩筒50m2葉濾機。2.2.6配置脫硅系統(tǒng)共兩層，采用鋼構(gòu)造廠房，其中一層配置兩臺脫硅槽、沉降槽、污水槽及精液槽，一層不進(jìn)展封閉。二層配置葉濾機及壓濾機。具體位置詳見總平面配置圖。2.3擬薄水鋁生產(chǎn)工藝2.3.1工藝流程描述脫硅后的鋁酸鈉溶液〔A/S>600〕用泵通過管道送至稀釋槽,用洗水稀釋至AL2O3為42±5g/l。稀釋液在稀釋槽與冷卻水間接換熱冷卻至30～40℃，冷卻后的稀釋液經(jīng)泵送入分解槽,向分解槽通入CO2進(jìn)展分解成膠，分解漿液自流進(jìn)入老化槽,向老化槽通入蒸汽提溫至80℃以上后保溫數(shù)小時，老化后的漿液經(jīng)泵送入緩沖槽，緩沖槽通過泵出料至過濾機，進(jìn)展別離和洗滌，其中洗液與母液混合后進(jìn)入外送槽，洗液循環(huán)使用；過濾機別離所得濾餅與熱水在濾餅槽混合后送至壓濾機別離,別離所得洗液為三次洗液，三次洗液自流入三次洗液槽，通過泵送入過濾機；別離得到的濕濾餅全部送入烘干系統(tǒng)進(jìn)展枯燥。烘干系統(tǒng)由喂料螺旋、旋轉(zhuǎn)閃蒸枯燥機、熱風(fēng)爐、產(chǎn)品別離系統(tǒng)等構(gòu)成，其核心設(shè)備為旋轉(zhuǎn)閃蒸枯燥機。旋轉(zhuǎn)閃蒸枯燥是將固體完全流態(tài)化的一種枯燥式，枯燥主機具有機械和氣流分散功能，同時對物料的粒度和結(jié)晶水進(jìn)展調(diào)整的功能。旋轉(zhuǎn)閃蒸枯燥機主要是針對膏狀、濾餅狀物料的枯燥，濕物料經(jīng)螺旋加料機送入枯燥主機，在熱風(fēng)和機械力的作用下，熱風(fēng)和物料形成雙旋流顆粒狀流態(tài)化運動，瞬間完成熱質(zhì)交換?？菰锖蟮奈锪线M(jìn)入收塵裝置進(jìn)展回收，獲得最終的枯燥產(chǎn)品，最突出的的特點是瞬間枯燥。2.3.2物料平衡計算計算條件：鋁酸鈉溶液取以下成份名稱Al2O3Na2OkNa2OcSiO2CaO浮游物A/Sαk精液7774.054.870.130.650.00155921.6精液溫度：90℃稀釋液成份：Al2O340±2g/l，溫度30℃水解：1g-Al2O3/l〔以稀釋液中Al2O3計〕精濾浮游物別離濾餅含水率：40%分解成膠初始溫度：30℃洗水溫度：85℃熱水溫度：90℃分解率:η=95%分解蒸水率:4%別離濾餅含水率:≤70%洗滌濾餅含水率:≤60%洗水量:40T/T-干品濕法系統(tǒng)損失：1%；烘干過程損失：0.5%成品擬薄水鋁三級品標(biāo)準(zhǔn)。物料平衡流量表序號物料名稱Kg/t-成品M3/t-成品設(shè)計平均流量(Kg/h)設(shè)計平均流量(M3/h)1精液1210710.533390229.482稀釋洗水10201.7110.232177721.843水解28.310.0178.640.044精濾濾餅附液22.150.0261.540.065精濾濾餅及附液50.460.03140.160.086稀釋液20202.1418.4856117.0651.327分解原液20151.6818.2855976.8850.788CO2483.24878.621342.342460.149分解漿液19861.6817.7855171.3249.3810老化沖淡進(jìn)水1702.061.774727.944.9211老化漿液21563.7419.1859899.2853.2812分解母液18501.1816.8651392.1646.8213洗水36491.137.7101364.16104.7214洗液37263.6537.09103510.12103.0415洗滌濾餅及附液2283.891.736344.144.816烘干失水1271.983533.2817成品擬薄水鋁100027782.3.3工藝配置本次2萬噸擬薄水鋁生產(chǎn)線分兩局部:1、新建一鋼構(gòu)造廠房配置稀釋槽、分解槽、老化槽等，該局部除操作室進(jìn)展封閉，各層均不進(jìn)展封閉；2、新建一鋼構(gòu)造廠房配置別離洗滌及產(chǎn)品烘干系統(tǒng)，該局部全部封閉；詳細(xì)配置見附圖。2.3.4主要設(shè)備選擇計算1〕稀釋槽按每班送料一次考慮，總體積為：V=8*51.32=410.56M式中51.32-稀釋液流量，M3/H選擇ф4.6*9M機械攪拌錐底槽,直筒高7M,錐底夾角120°，每臺有效容積為：V=π*2.252*(5+0.6÷3)=82.69M32100米/槽冷卻管束占有的體積V=π*(0.0535÷2)2*2100=4.72M3實際有效容積為:82.69M3/臺-4.72M3/臺=77.97M3/臺需要臺數(shù)410.56÷77.97=5.26臺考慮清理檢修，設(shè)計選八臺2〕老化槽選ф3*7.6M錐底槽，直筒高6米,錐底夾角120°有效容積為V=π*1.5*1.5*(4.5+1.4÷3)=35M3/臺保溫時間4.5小時,進(jìn)料時間30分鐘,出料時間40分鐘,提溫時間40分鐘,輔助時間20分鐘,則操作期:T=(4.5*60+30+40+40+20)÷60=6.7h需槽子臺數(shù)6.7*53.28÷35=10.2臺考慮1.15最大流量系數(shù),則需要臺數(shù)為:10.2臺*1.15=11.67臺考慮清理檢修,設(shè)計選16臺式中53.28-老化漿液流量，M3/H3〕成膠槽(分解槽)選ф1.4*8.4M錐底槽，(錐底夾角60°,直筒高7.2米)有效容積為V=π*0.72*(4.8+1.2÷3)=8M3/臺單槽進(jìn)料時間8÷30=16分鐘,式中30-進(jìn)料泵流量M3/H為與老化槽匹配，四槽分解槽為一組，則進(jìn)料時間為64分鐘,另外出料時間30分鐘,通氣時間30分鐘,分析時間30分鐘,輔助時間30分鐘,操作期(64+4*30)÷60=3.06h需槽子臺數(shù)=3.06*50.78*1.15÷8=22.36臺選24臺即夠,但考慮清理檢修需要，備用兩組8臺槽。所以選32臺ф1.4*8.4米分解槽與老化槽相匹配。4〕過濾機選36M2水平帶式過濾機,根據(jù)該設(shè)備在現(xiàn)有生產(chǎn)線試驗情況,過濾強度為35Kg/M2·小時,則過濾面積為：S=[年產(chǎn)量÷(一年工作日*日工作小時*過濾強度)]*1.2=[20000*103÷(300*24*35)]*1.2=95.24M計算需要臺數(shù)：95.24÷36=2.64臺設(shè)計選三臺。5〕濾餅槽:洗水平均流量104.72M3/H，母液及附液平均流量5.3M3/H，合計小時平均流量為104.72M3/H+5.3M3/H=110.02M3/H選ф4.5*4M平底機械攪拌槽，每臺槽有效容積V=π*22*3.2=40.2M3。選三臺槽。6〕壓濾機選240M2廂式壓濾機，每臺壓濾機容積3.0M3,取填充系數(shù)0.85,則濾餅體積為V=3.0*0.85=2.55M3/臺干料小時平均流量為2.776t/h,濾餅含水率為60%,則壓濾機濾餅中含附液量：2776*60÷40=4164Kg濾餅及附液體積為:(2776+4164)÷1307=5.30M3壓濾機臺數(shù)=5.30÷2.55=2.07臺選三臺即可。7〕洗母液槽洗液平均流量103.04M3/H，母液平均流量46.82M3/H，合計小時平均流量為103.04M3/H+46.82M3/H=149.86M3/H選ф5*5M平底槽1臺，有效容積V=π*2.52*4.3=84M3。8〕熱水槽:洗水平均流量為104.72M3/H,選兩臺ф5*5M熱水槽,可供壓濾機工作84*2÷104.72=1.6個操作期。84為ф5*5M熱水槽有效容積。9〕烘干系統(tǒng)成品需烘干的水量為3533.28Kg/t，選烘干能力為2T/h的枯燥器系統(tǒng)兩套。2.4土建根據(jù)工藝及電力自控專業(yè)提資,新建一條20kt/a擬薄水鋁生產(chǎn)線主要工程量包括以下局部：1〕脫硅系統(tǒng)：新建一座鋼構(gòu)造廠房15*15米，共兩層，±0.000平面配置灰乳槽、精液槽，一層不封閉；第二層鋼構(gòu)造+7.500平面設(shè)計一臺葉濾機和一臺壓濾機及葉濾機檢修換布平臺，二層封閉；脫硅槽、沉降槽露天布置。2〕擬薄水鋁系統(tǒng)：①稀釋、分解廠房：鋼構(gòu)造廠房32.4*30米，共四層，±0.000平面配置老化槽、緩沖槽及稀釋槽根底，根底采用鋼筋砼構(gòu)造；第二層鋼構(gòu)造+13.500平面用于老化槽進(jìn)料及分解槽出料的生產(chǎn)操作；第三層鋼構(gòu)造+17.500平面用于分解槽的根底支撐；第四層鋼構(gòu)造+24.000平面用于分解槽的進(jìn)料操作。該局部鋼構(gòu)造除操作室進(jìn)展封閉，其它各層可不進(jìn)展封閉。②過濾、烘干廠房：鋼構(gòu)造廠房36*63米，總高度15米，共兩層。±0.000平面配置各種泵及濾餅槽等設(shè)備，各工藝設(shè)備根底采用二級耐堿砼，+7.500平面配置三臺膠帶過濾機、壓濾機、烘干系統(tǒng)等設(shè)備。為改善操作條件，廠房頂開天窗及設(shè)置窗戶進(jìn)展通風(fēng)；③.除生產(chǎn)廠房外，還需建立變壓器室及配電室，共兩層，一層配置三臺變壓器及主控室，二層為低壓配電室；1500平米倉庫；辦公樓600平米。2.5電力用電負(fù)荷，擬薄水鋁2.0萬噸系統(tǒng)〔含脫硅〕，預(yù)計用電負(fù)荷約為2000KW左右〔未含二氧化碳送風(fēng)機用電〕。新增兩臺1250KVA變壓器和相應(yīng)數(shù)量的低壓柜。2.6自控生產(chǎn)過程工藝參數(shù)自動檢測與自動控制設(shè)計應(yīng)當(dāng)在穩(wěn)妥、可靠、實用，而且經(jīng)生產(chǎn)實踐證明是成熟的根底上力求先進(jìn)，應(yīng)能適應(yīng)生產(chǎn)過程中的惡劣環(huán)境。物位檢測用單法蘭液位變送器；壓力檢測選用耐腐隔膜壓力表及壓力變送器；流量檢測選用電磁流量計；溫度檢測采用熱電阻和熱電偶；二次顯示表用智能數(shù)字式顯示表。2.7給排水系統(tǒng)生產(chǎn)上水：洗滌擬薄水鋁需用新水，年用新水量約90萬m3,從就近的上水管道上接出。生活上水：生活用水量較小，從就近的生活上水管道上接出。排水：生產(chǎn)上水洗滌擬薄水鋁后，洗液返回到氧化鋁生產(chǎn)系統(tǒng)；生活污水排入企業(yè)現(xiàn)有的生活污水管道，統(tǒng)一進(jìn)展處理，雨排水通過道路下雨排水管道排走。2.8總圖根據(jù)工藝提資，本次新建一條20kt/a擬薄水鋁生產(chǎn)線，同時預(yù)留一條20kt/a擬薄水鋁生產(chǎn)線，整體規(guī)劃按年產(chǎn)4萬噸進(jìn)展?？偲矫娌贾脩?yīng)結(jié)合現(xiàn)有生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)一考慮,豎向、道路和雨排水應(yīng)結(jié)合地形合理規(guī)劃，室外管網(wǎng)與道路要充分結(jié)合。平面配置僅供參考，可根據(jù)甲要求進(jìn)展調(diào)整。2.9建議1、工程建立的外部條件應(yīng)具備，本工程的外部條件主要容如下：蒸汽、冷卻水、CO2、燃?xì)狻蔡烊粴饣蛎簹狻?、電源等；新建一條20kt/a擬薄水鋁生產(chǎn)線主要的原材料消耗見下表：序號名稱單位數(shù)量備注1一次洗液m3/h29.482二氧化碳m3/h2460濃度≮35%3壓縮空氣Nm3/h4000壓力≮0.4MPa4蒸汽t/h6絕壓≮0.6MPa飽和蒸汽5新水M3/h110t=256天然氣Nm3/h根據(jù)烘干設(shè)備廠家計算7電KWH20003.工程總投資估算3.1估算編制依據(jù)3.1.1建筑工程參照?省建筑工程預(yù)算定額?〔2005〕、?2011年第一季度建立工程材料指導(dǎo)價格?及類似工程編制。3.1.2安裝工程參照?省建筑工程預(yù)算定額?〔2005〕、?2011年第一季度建立工程材料指導(dǎo)價格?及類似工程編制。3.1.3設(shè)備價格標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備價格按詢價；非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備主要為槽、罐，按?省建筑工程預(yù)算定額?〔2005〕及?2011年第一季度建立工程材料指導(dǎo)價格?進(jìn)展計算。3.1.4材料價格按?2011年第一季度建立工程材料指導(dǎo)價格?。3.1.5工程建立其它費用參照?有色金屬工業(yè)工程建立其它費用定額?并根據(jù)本工程的實際情況計取。3.1.6根本預(yù)備費按工程費和其它費之和的5%計算。3.2投資概況本工程為擴產(chǎn)2萬噸擬薄水鋁工程，工程利用分公司已有場地，工程投資中未考慮土地費用。工程總投資估算9140萬元，其中：工程直接費用7090萬元〔脫硅850萬元，擬薄水鋁6240萬元〕，工程其它費用560萬元，根本預(yù)備費380萬元，建立投資8030萬元；鋪底流動資金1100萬元。4.技術(shù)經(jīng)濟初步分析〔含脫硅〕4.1生產(chǎn)完成本錢1〕原購原材料：經(jīng)核算約1500元/〔噸產(chǎn)品〕2〕外購燃料及動力：經(jīng)核算為1450元/〔噸產(chǎn)品〕3〕工資按50人，人平均年工資3