利用废渣拾水碳酸钠生产5000吨_年亚硫酸钠

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一,概论 概论 硫酸是一种基本无机化工产品,其用途极其广泛,在化 肥,农药,化工冶金,炼油,国防,医药,染料,食品等工 业中都使用着大量的硫酸,在化工产品中占有着重要的地位. 亚硫酸钠属于无机盐工业中较成熟的无机化工产品, 在 众多的行业中被广泛应用.印染工业作为脱氧剂和漂白剂, 感光材料中作为显影剂,有机化工中用作还原剂,水处理中 用于处理锅炉用水,制革业用作人造纤维的稳定剂,造纸工 业用作木质脱除剂等.另外,在电子行业,电镀行业,染料 行业,香料行业中也有应用. 硫酸按原料区分,目前主要有硫化物矿和硫磺二种,近 几年来,由于硫化物矿价廉易得,加之硫磺法对进口原料的 依赖性,硫酸磺进口价格逐年上涨,造成硫酸成本上升,带 动了国内硫磺价格的上涨,使硫化物矿(特别是硫铁矿)作 原料的硫酸成本优势愈发显现. 目前国内 SO2 亚硫酸钠的生产原料主要是有纯碱和 SO2, 的来源主要为硫磺法生产亚硫酸钠,故受硫磺市场价格的影 响,生产成本同样受到了一定的影响. 近年来,开始有硫酸厂从生产硫酸的 SO2 原料气中抽出 一部分来生产亚硫酸钠,既简化了亚硫酸钠生产工艺,降低 了生产成本,有利于硫酸厂的生产平衡,又可以用碱液吸收 硫酸尾气作为亚硫酸钠的原料,简化了硫酸尾气处理工序,
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解决了硫酸厂的环保难题,使得硫酸生产工艺得到简化,达 到节省投资和降低成本的目的. 亚硫酸钠生产的另一种主要原料纯碱,近几年由于受原 盐涨价的影响,其价格一直看涨,较大比重的左右着亚硫酸 钠的生产成本,若利用副产原料拾水碳酸钠生产亚硫酸钠, 则极大的降低了亚硫酸钠钠的生产成本,也节约了化碱用水, 同时也解决了附近厂副产品的销路问题,一举三得,十分有 利. 随着硫磺和纯碱市场价格的一路飚升,用生产硫酸的净 化二氧化硫气体生产亚硫酸盐的方法已引起广泛关注,考虑 到亚硫酸盐生产工艺及设备的相似性,也可以像精细化工生 产那样,同一套装置在不同条件下生产多种产品,如焦亚硫 酸钠,亚硫酸氢钠,硫代硫酸钠,保险粉等亚硫酸盐系列产 品,也可以用亚硫酸钠母液生产牛磺酸等,这样,企业就能 根据市场状况来调整产品种类,达到适应市场变化快,提高 经济效益的目的. 二,市场预测 , 2.1 亚硫酸钠 美国生产亚硫酸钠的大公司有 7 家,总产能 25.8 万吨/ 年,该产品除纸厂自产自用外,大部分工业产品来自二氧 化硫,碳酸钠(或烧碱)厂.在美国,亚硫酸钠(不含硫 代硫酸钠)

的需求如下:99 年为 11 万吨,2000 年为 11.2 吨,估计 2004 年为 11.7 吨.亚硫酸钠是成熟行业,平均年
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增长率为 1.9%.在美国,亚硫酸钠的消费构成为:纸浆, 造纸业占 55%, 水处理占 20%, 照相占 10%, 油回收占 5%, 其它(织物漂洗,食品保鲜,化学中间体和矿物浮选)占 10%,另外美国出口也占有较大的市场. 亚洲国家主要有日本,韩国,中国等国家生产,除国 内消费外,还出口南亚及欧洲等国,近几年来由于受原料 及环保等方面的影响,发达国家亚硫酸钠行业发展势头逐 步减缓,但市场要求却逐年增长,国外市场潜力较大. 在中国,亚硫酸钠的生产厂家约十多家,年生产能 力为 6 万吨左右,最大生产厂家为金川公司化工厂,年能 力为 25000 吨,其次为榆林化工厂,其年生产能力为 10000 吨左右,无水亚硫酸钠主品位在 90%左右,其余生产规模 均在 2000~5000 吨/年,国内厂家大多采用国标纯碱和进口 硫磺为原料生产.只有少数厂家依托硫酸厂或硫化物矿石 生产亚硫酸钠,但所用纯碱基本上为国标纯碱. 随着国内加工业的迅速发展,国内亚硫酸钠的市场需 求量逐年增长,增长速度为 3%左右,由于国内生产技术的 逐渐成熟,产品质量得到了保证,故出口量也在逐步增大, 因此,在工艺技术成熟,产品质量稳定,原料优势显著的 前提条件下,国内外市场较为可观. 2.2 硫酸 众所周知,磷肥,氮肥和其它多元复合肥的制造,都需要大 量的硫酸,此外,在农药,除草剂,杀鼠剂的生产中也需要硫酸,
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在冶金工业中, 如钢材加工及其成品的酸洗, 有色冶金工业炼铝, 炼铜,炼锌也都需要大量的硫酸.对于基本化学工业来说,硫酸 是生产各种酸类和盐类产品的原料; 在有机化工方面, 它是塑料, 人造纤维,有机染料生产中必不可少的原料之一;在石油的炼制 过程中,使用大量的硫酸作为洗涤剂,以除去石油产品中的硫化 物和不饱和碳氢化合物:在国防工业中,浓硫酸和浓硝酸的混合 物,用于制取硝化甘油,硝化纤维,三硝基甲苯等炸药;原子能 工业及火箭工业中也大量使用硫酸.制革,制药,油漆,染料, 食品等工业中都使用着大量的硫酸. 但由于硫酸销售受到运距所限, 所以其销售市场应以生产厂 周边市场为主,以石嘴山为中心,周边乌海,大武口等就有较大 的市场,附近烧碱生产能力已超过 20 万吨/年,加上临近地区的 精细化工,其市场需求量已超过 5 万吨/年,加上其它用户,将 接近 6 万吨/年左右,而目前该地区只有 3 万吨/年的生产能力. 因此,周边临近市场即可解决销售问题. 三,产品方案及规模 3.1 产品方案的选择: 目前,我国硫酸的生产除采用硫磺,有色金属冶炼烟 气制酸外,主要是

使用硫铁矿和浮选尾砂为制酸原料.根 据我国资源状况及目前进口硫磺的价位,可以选择采用价 廉易得的国产硫铁矿为制酸原料,该方案技术成熟可靠, 被许多厂家采用. 亚硫酸钠采用制酸 SO2 与临近厂副产品拾水碳酸钠为原
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料的生产工艺方案,减少了 SO2 生产与净化工序,节省了 化碱稀释用水,与硫酸联合配套生产,相互补充,相互调 整,使整个生产线得以简化,降低了投资,优化了工艺, 提高了综合经济效益. 3.2 装置规模 硫酸(98%) 亚硫酸钠 GB9005-88 20000 吨/年 5000 吨/年
四,工艺技术方案 工艺技术方案 4.1 硫酸 工业生产硫酸有四个主要工序: ①二氧化硫气体制造工序:用硫铁矿焙烧制取二氧化硫气 体,其反应式为: 4FeS2+11O2=8SO2+2Fe2O3+Q 习惯上称这一过程为原料焙烧. ②炉气净化工序:又称为二氧化硫气的精制,除去炉气中 杂质的过程.用硫铁矿为原料制酸,虽出现过各种各样的 流程,其区别常常在净化工序.因此,二氧化硫气体净化 过程的工艺,便成了制酸工艺流程的重要标志.习惯上也 就按净化过程命名制酸流程.本工序采用闭路循环的湿法 净化工艺. ③接触氧化工艺:将二氧化硫氧化为三氧化硫,又称二氧 化硫的转化,其反应为:
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SO2+1/2O2=SO3+Q 这个反应在通常情况下很难进行,工业上为了加快反应速 度,需在一定的温度下,借助于催化剂来实现,接触法制 硫酸的名称即由此而来. ④三氧化硫吸收:传统的方法是用浓硫酸吸收 SO3,被吸收 的 SO3 与吸收酸中的水分子结合为硫酸.其反应为: SO3+H2O=H2SO4+Q 接触法硫酸生产工艺流程为:
硫铁矿 空气
焙烧
净化
转化
废气
尾气处理
水
吸收
成品酸 4.2 亚硫酸钠 无水亚硫酸钠有四个工序: ① 化碱工序:将拾水碳酸钠加热熔化与离心母液配制成一定 比重的碱液,用泵打入碱贮槽澄清过滤后,供下道工序使 用. ② 吸收工序:将已澄清过滤的碱液和硫酸装置来的净化的 SO2 在吸收塔内经二级吸收反应,进入中和器经中和反应 后得到亚硫酸钠溶液,总反应式为: N2CO3+SO2=N2SO3+CO2 在上述溶液中加入烧碱以增大 PH 值,使铁沉淀.
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Fe+3+3OH-3——
Fe(OH)3
③ 结晶蒸发工序:将中和澄清后的亚硫酸钠溶液用泵打入结 晶蒸发器蒸发浓缩,使其结晶.根据结晶器液位,补充亚 硫酸钠溶液. ④ 离心干燥工序:将结晶物料加入离心机进行离心脱水,甩 干物料经过气流干燥后作为成品包装.离心母液用于化碱 配制或打入结晶蒸发器结晶. 无水亚硫酸钠生产工艺流程为:
水 SO2 SO2 尾气吸收塔 烧碱
溶碱
吸收(1) 母液
吸

收(2)
中 和 器
过 滤 器
结晶蒸发
离心机
气流干燥
成品包装
4.3 消耗定额 ⑤ 硫酸消耗定额; 按 98%工业硫酸计算. 序号 1 2 3 4 名称 硫铁矿 动力电 水 催化剂 规格 含硫量≥33% 380v 一次水 S102 单位 吨 KW/h 吨 Kg 消耗定额 1.0 214 16
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⑥ 序号 1 2 3 4 5 6 名称
亚硫酸钠消耗定额 规格 含量≥33% 含量≥10% 30% ≥0.4MPa 380v 25Kg 单位 吨 吨 Kg 吨 KW.h 只 消耗定额 3.5
0.56(折硫铁矿 0.84 吨)
拾水碳酸钠 SO2 烧碱 蒸汽 动力电 包装
30 4.5 100 40
五, 原料燃动力供应 5.1 原料供应 ① 原料名称 拾水碳酸钠 硫铁矿石 原料品种及规格: 规格 含量≥33% 含硫量≥32% 单位 吨 吨 数量 17500 24200
②拾水碳酸钠供应: 本项目一期年消耗拾水碳钠 17500 吨,由临近精细化 工厂副产品提供. ⑦ 硫铁矿石供应: 本项目一期年消耗矿石 24200 吨,由附近内蒙地区或 甘肃白银地区供应,运距较近. 5.2 燃料供应
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本项目所需蒸汽由硫酸装置余热利用的废热炉提供,基 本可以满足亚硫酸钠的生产用汽. 5.3 电力供应: 因本项目装置负荷较小, 就近 10KV 电网即可满足动力 用电. 六, 建厂条件及厂址 6.1 建厂条件: 石嘴山河滨工业园区位于宁夏回族自治区北端,煤 炭资源十分丰富,并与煤炭和其它矿产资源丰富的内蒙乌 海相邻,这里资源环境良好,市政设施齐全,公路,铁路 交通十分便利,各项优惠政策对投资者极具有吸引力. 由于园区内有完善的配套服务设施,如供电,供水,通讯, 消防设施等.该项目拟建在园区内,原料供应及产品销售 市场运输半径较小,降低了运输成本,使该项目的经济优 势愈发显著,并对今后的进一步发展奠定了基础. 6.2 厂址选择 根据工业园区的规划和原料供应就近的原则,本项 目厂址选择在河滨工业园区内. 七, 三废治理及环境保护 7.1 废气: 本项目废气主要有二部分组成:硫酸吸收尾气和亚硫酸钠 反应吸收尾气,该项目拟将二部分尾气合并后引入吸收塔, 用拾水碳酸钠溶液吸收后达标排放.吸收液又用于亚硫酸
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钠的生产,实现清洁生产. 7.2 废水: 本装置拟采用国内较为成熟的闭路循环硫酸生产工艺,亚 硫酸钠母液用于化碱配碱,循环使用,故无工业废水产生. 7.3 废渣: 每生产一吨硫酸,约需排出 700 公斤的烧渣,全年烧渣约 1.7 万吨,烧渣的主要成份是铁的氧化物,同时含有一定量 的有色金属,本项目的烧渣前期由水泥厂收购作水泥配料, 长期考虑将废渣综合利用,可用于炼铁,制氧化铁红,三 氯化铁,硫酸铁及颜料和涂料等. 亚硫酸钠的生产过程无废渣产生. 八, 消

防及安全 本项目生产过程中无易燃易爆,有毒有害物品产生,按火灾 危险类别戊类设置消防设施. 硫酸为无色透明的油状液体, 能与水以任何比例混合放出大 量的热,腐蚀性极强,其酸雾能刺激和烧灼上呼吸道粘膜,损害肺 脏,溅到皮肤或眼内可引起严重灼伤.与硫酸有关的岗位操作工, 配备防酸工作服,护目眼睛,防酸手套等,岗位就近设置洗眼器等. 车间厂房合理布局,安全间隔合理,通风良好,人行通道畅通 无阻,管理制度齐全,安全措施到位,加强管理及教育工作. 九,企业组织及劳动定员 企业组织及劳动定员 9.1 企业组织 公司由厂部和车间两级机构管理,实行经理负责制,全面
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负责生产和经营活动, 车间按生产装置及功能分为硫酸车 间和亚钠车间,车间设主任,技术员等岗位,公司设置生 产技术,供销,财务,后勤等职能人员. 9.2 劳动定员 根据国家有关政策,劳动定员倒班按 4 班三运转制.全厂定员 83 人,非生产人员 10 人,生产定员 73 人,非生产人员占生产人员 14%,详见下表.为满足生产需求要招聘部分民工(包括搬运,包 装,破碎,装卸) . 9.3 人员培训 管理人员,生产技术骨干可在社会上公开招聘,竞争上岗. 经同类型企业培训学习,考试合格后方可上岗.日常教育由生 产职能人员负责. 定员表
序号 一 二 1 2 3 4 5
单位 管理人员 硫酸车间 粉碎上料 焙烧炉工 净化工 转化工 吸收工
班次 1
人数/班 8
总人数 8 30
备注
4 4 4 4 4
3 1 1 1 1
12 4 4 4 4
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6 7 三 1 2 3 4 5 6 7 8 四 1 2 3 合计
车间主任 杂勤 亚硫酸钠车间 化碱工 吸收工 中和工 蒸发工 离心工 干燥包装工 车间主任 杂勤 其它 化验维修 库管员
1 1
1 1
1 1 34
4 4 4 4 4 4 1 1
2 1 1 1 1 2 1 1
8 4 4 4 4 8 1 1 11
4 1 1
1 5 2
4 5 2 83
含电, 仪
十,投资估算和资金筹措 , 10.1 投资估算 本工程按每年 20000 吨硫酸联产 5000 吨亚硫酸钠规模进行估 算,包装硫酸生产装置,亚硫酸钠生产装置,辅助工程及仓储 办公设施等.
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本估算不包括征地费,环保费,工程设计费,排污费等.
项目投资估算表 序号 1 2 3 4 5 6 工程费用名称 硫酸装置 亚硫酸钠装置 公用工程 工程管理费 不可预见费 流动资金 合计总投资 10.2 资金筹措 本项目总投资为 400.7 万元,固定资产投资 353.7 万元,流动 资金 25 万元,全部为自筹资金. 十一,财务分析: ,财务分析: 11.1 基础数据 ①产品商品量 序号 1 2 产品名称 98%工业硫酸 一级亚硫酸钠 合 ②实施进度 计 单位 吨 吨 价格(元) 商品量 460 2000 20000 5000 25000 销售收入 万元) ( 92

0 1000 1920 投资费用(万元) 250 88.70 15 12 10 25 400.7 备注 含废热炉投资
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拟 6 个月建成,生产期 15 年,计算期为 15 年.
11.2 产品成本测算 按总投入总出计算项目的总成本费用,年平均销售总成本费 用为 1093.03 万元. 电价按 10KV 公网电价 0.50 元计算. 烧渣按每吨 45 元计算冲硫酸成本. 蒸汽来自硫酸废热炉自产蒸汽,不计费用. 折旧费按固定资产 8%提取, 大修费按 4%提取 制造费按 8%提
① 序 号 一 1 2 3 4 名称 可变费用 硫铁矿石 动力电 一次水 催化剂 小计 二 折旧大修费
硫酸成本 规格 消耗 单位 定额 成本 单价 成本
含量≥32% 380v
吨 KW/h 吨
1.0 214 16
130 0.5 2.25
130 107 36 5 278
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5 6 7 三 8 四 9 五 10 11 12 六 ② 序 号 一 1 2 3 4 5
折旧费 大修费 制造费 人工费 人工费 车间成本 车间成本 工厂成本 企业管理费 工厂成本 烧 渣 吨 0.7 45
10 5 10
17.65
320.65
10 330.65 -31.5 299.15 亚硫酸钠成本
工厂成本
名称 可变费用 拾水碳酸钠 SO2 烧碱 动力电 包装袋 小计
规格
消耗 单位 定额
成本 单价 成本
含量≥33% 含量≥10% 30% 380v 25Kg
吨 吨 吨 KW/h 条
3.5 0.56 0.03 100 40
140
490
328.19 183.79 1200 0.5 2.0 36 50 80 839.79
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二 6 7 8 三 9 四 五 10 11
折旧大修费 折旧费 大修费 制造费 人工费 人工费 车间成本 工厂成本 企业管理费 工厂成本 40 989.45 80 949.45 11.83 6 11.83
11.3 财务评价 1) ,项目总投资:400.7 万元 2) ,固定资产投资:353.7 万元 3) ,资金:25 万元 4) ,销售收入:1920 万元 5) ,销售税收及附加:268.8 万元 6) ,总成本:1093.03 万元 7) ,利润(税前) :558.17 万元 利润(税后) :372.11 万元 8) ,投资利润率:93% 9) ,投资利税率:206% 10) ,投资回收期:1.08 年(不含建设期)
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十二,研究结论 , 石嘴山河滨工业园区是自治区级工业园, 它具有得天独厚的 区域优势,周边地区资源丰富,电力充足,工业企业发展迅猛, 协作条件良好, 在园区内建设 2 万吨/年硫酸联产 5000 吨/年亚硫 酸钠项目,其原料优势及产品市场是同行业无法相比的,从财务 评价可以看出,具有相当的成本优势,在同行业中颇具竞争力. 临近厂的副产拾水碳酸钠随着企业的发展其量将进一步的扩大; 随着周边地区烧碱规模的逐步扩大, 亚硫酸钠的销售市场将得到 进一步的拓展.因此,该项目建成后不但经济效益显著,而且具 有进一步发展的前景,开发亚硫酸盐系列产品,成为大型硫化工 企业. 综上所述,该项目在河滨工业园区建设是可行的.
附表 I:工业纯

碱与硫磺为原料生产亚硫酸钠成本测算表 附表 II:用硫酸厂 SO2 与工业纯碱为原料生产亚硫酸钠成本预测表 附表 III:用十水碱与硫磺为原料生产亚硫酸钠成本测算表
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附表 I
工业纯碱与硫磺为原料生产亚硫酸钠成本测算表
序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 消 单位 吨 吨 吨 KW/h 吨 条 耗 定额 0.84 0.28 0.03 100 3.5 40 成 单价 1400 1100 1200 0.5 50 2.0 本 成本 1176 308 36 50 175 80 30 80 1935 40 1975
名
称
烧碱 硫磺 烧碱 动力电 蒸汽 包装袋 折旧大修费 人工费 车间成本 管理费 工厂成本
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附表 II 用硫酸厂 SO2 与工业纯碱为原料生产亚硫酸钠成本预测表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名
称
消 单位 吨 吨 吨 KW/h 吨 条
耗 定额 0.84 0.56 0.03 100 3.5 40
成 单价 1400 328 1200 0.5 50 2.0
本 成本 1176 183.68 36 50 175 80 30 80 1810.68 40 1850.68
纯碱 SO2 烧碱 动力电 蒸汽 包装袋 折旧大修费 人工费 车间成本 管理费 工厂成本
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附表 III
用十水碱与硫磺为原料生产亚硫酸钠成本测算表
消 单位 吨 吨 吨 KW/h 吨 条 耗 定额 3.5 0.28 0.03 100 4.5 40 成 单价 140 1100 1200 0.5 50 2.0 本 成本 490 308 36 50 225 80 30 80 1299 40 1339
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名
称
十水碱 硫磺 烧碱 动力电 蒸汽 包装袋 折旧大修费 人工费 车间成本 管理费 工厂成本

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