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1、年产5万吨化学级工业硅项目可行性建议书 1概述11项目概述 111项目单位 硅业有限公司工业硅矿热炉生产线112项目内容建设212500KVA工业硅矿热炉生产线及相关辅助生产设施113拟建规模工程项目年产165万吨化学级工业硅114建设地点12 承建单位概况121单位名称 硅业有限公司122单位地址 123承建单位概况硅业有限公司是一家是具有独立法人资格的民营企业公司成立于 年投资 万元建成投产 KVA工业硅生产线公司的发展战略是走电冶之路公司的地理位置优越公路铁路运输十分方便硅业有限公司地处 工业园占地 亩212500KVA化学工业硅矿热电炉工程于 年 月投产公司实行现代化的企业管理制度在生
2、产上拥有一批技术人员和一支技术过硬的职工队伍公司本着以人为本和谐发展的宗旨坚持以市场为导向以服务为根本效益为核心的企业方针坚持为客户提供最好的产品和优质的服务13 建设地点概况园区是在国家实施西部大开发战略中落实 政府十五期间建立硅工业基地决策于 年 月经 政府批准设立的 年 月 日正式成立随即又被列为省重点开发区14 编制依据141高耗能工业园区管理委员会关于 硅业科技有限公司建设化学硅工程项目的批复142中亚硅业科技有限公司提交的有关设计基础资料15 工程建设的必要性151 必要性1511中央实施西部大开发战略加快中西部地区的发展是我国现代化战略的重要组成部分是逐步缩小地区差距达到共同富裕
3、的必然要求该项目的实施对本地区的经济发展具有一定的促进作用 1512地处我国西北部腹地具有丰富的矿产资源和炼焦用煤资源丰富的水电资源和便捷的交通运输条件1513目标就是要把公司发展成为煤电冶结合152公司领导锐意进取有一定的市场竞争意识和经济价值观念企业在长期的生产实践中培养了一批优秀的工程技术人员和管理人员并有一支素质较高的熟练生产工人队伍这对工程顺利建设提供了可靠的技术保证153高耗能工业园区在基础建设税收政策上为本工程的实施提供了良好的条件也为公司的发展提供了良好的机遇16 厂址及建设条件161厂址位置扩建工程地址将在一期工程紧邻目前已做好场平162 建设条件1621 原料供应化学硅生产
4、的主要原料有硅石石油焦木炭木块木屑低灰分烟煤等由于化学级工业硅产品中AlCaFe的含量限制严格特别是Fe的含量故对各种原料质量要求很高硅石本地 等地有丰富的优质硅石资源可长期满足生产需要也可从 等地区购入其理化指标完全满足化学硅生产需要石油焦是冶炼化学硅的主要还原剂主要在湖南湖北新疆江苏等地购买低灰分烟煤采用低灰分烟煤和当地丰富的苞谷芯取代木炭不足部分从省外购买碳素电极1050的碳素电极国内技术相当成熟而且生产厂家较多木块木屑可以从本地的林场木材加工厂购木材的边角余料木炭由于资源短缺价格较贵可以采用高油焦无炭生产工艺但是工业硅炉的一次二次启动和处理异常炉况时还是要准备一些库存备用1622 供电
5、条件新建212500KVA化学级工业硅矿热炉工程电能由 35KV变电站引架空线路至厂区35KV配电室内供矿热炉及厂内动力用电1623 供水条件本工程新建的闭路软化冷却循环水系统能够满足生产用水生活用水和消防用水需求1624 交通运输条件硅业有限公司位于 工业园区规划建设面积 m2园区距 中心 Km距 火车站 Km距 飞机场 Km已经开的高速公路将贯穿园区交通十分方便1625 气象条件及地震烈度地区属于半干燥气候干热少雨干湿季节分明蒸发强烈日照充足冬无严寒夏无酷暑年平均气温 185204极端最高气温 398极端最低气温 -22年平均降雨量 800年日照时数 2745h主导风向 南风北风地震烈度1
6、7工业硅的用途工业硅又称金属硅结晶硅被广泛应用于冶金化工电子等行业是现代工业尤其是高科技产业必不可少的原材料其主要作用有以下几个方面171工业硅在制取铝合金方面的用量约占总用量的50以上铝合金的耐热耐腐蚀性能好热膨胀系数小广泛用于汽车制造业航空工业电气工业和船舶制造等方面172化学级工业硅还是国家鼓励发展的现代高技术多晶硅单晶硅有机硅的原料化学级金属硅经多道工序加工处理提纯为高纯工业硅多晶硅单晶硅最后制成太阳能电池组件太阳能电池片和单晶硅硅片单晶硅片是集成电路电子元件必避可少的材料日本把钢铁铝和半导体硅统称为三大金属材料当今世界正进入信息时代电子信息技术已成为经济增长的强大动力信息化程度的高低
7、已成为衡量一个国家现代化水平的标志173工业硅在化学工业中用于生产有机化合物如硅油硅橡胶建筑物防水剂和防腐剂等它具有耐高温电绝缘耐腐蚀防水等独特性能被广泛用于科学研究以及电气航空机械化工医药国防等部门174工业硅在冶金工业中用于脱氧或作为合金元素可生产硅钢片和工具钢硅钢是最大的一种软磁材料在发电机电动机和变压器制造等方面大量应用工具钢含铬硅时能提高钢的淬透性适用于制造要求变形小的工器具和材料175工业硅还用作某些金属的还原剂用于制造新型陶瓷合金等目前金属硅的应用还在不断开发新领域制造太阳能电池组件进行光伏发电制造氮化硅和合成光纤等18工业硅的国内外市场目前世界上有近20个国家生产工业硅硅总生产
8、能力约120140万吨年我国已有工业硅生产厂家400多家工业硅生产能力达90万吨实际年生产量约为70万吨以上我国已成为世界上最大的工业硅生产国家出口的工业硅占总产量的6070以上截止2006年底我国的工业硅出口量在50万吨以上目前工业硅生产大国美国等国家在逐步关停工业硅和炭素生产线今年国内市场和国际市场工业硅供不应求价格上涨化学级工业硅15000元吨平均价格14500元吨还有国内铝合金和有机硅不断扩大规模工业硅提纯为高纯工业硅和多晶硅的迅速发展使国内对工业硅的需求量增加从世界范围看美国日本韩国和西方和欧共体国家对化学级工业硅高纯工业硅太阳能级的需求量在持续增长信息产业和光伏发电将成为最可靠的新
9、能源目前工业硅的价格化学级工业硅的销售价格为1450016000元吨2设计原则和设计方案 21 主要设计原则根据国家有关经济建设的方针政策结合工程的实际情况确定了下列建设原则211设计符合国家现行的技术法规和产业政策的要求212各专业设计符合国家有关设计规范的要求213采用成熟可靠先进的工艺技术214工程设计精打细算力求在满足工艺要求的前提下尽量节省投资215环保贯彻三同时的原则各种污染须经治理达标后排放22 主要设计内容对项目的建设内容进行了详细的分析研究并结合建设地区的特点和条件综合论证后确定项目的建设内容为212500工业硅矿热炉及其相关设施其主要内容包括两台工业硅矿热炉钢结构厂房原料场
10、地原料机械化制备机械化配料电炉设备制作高低压供电配电闭路软化冷却供水电炉冷却循环水厂区排水成品精整厂区道路绿化环保除尘及相关的配套设施23设计方案231方案的可行性论证本可行性研究对产品方案化学级工业硅市场工艺技术设备选型和总图布置都进行了研究电炉容量及数量确定为212500KVA工业硅矿热炉产品方案以生产化学级工业硅为主执行GB2881-2008规定的工业硅技术条件见表一表一工业硅技术条件GB2881-2008名称牌号化 学 成 分 应用范围Si不小于杂 质 不 大 于FeAlCaSPCTiA级硅Si-A9960020010002001500030030013化学用硅B级硅Si-B99200
11、3002000500200040030013C级硅Si-C990004002001000500501-D级硅Si-D987005003002000500501-一级硅Si-19960030-005冶金用硅二级硅Si-29930040010三级硅Si-29930050020注1 化学用硅指经化学处理后用于制取有机硅等所的工业硅冶金用硅是指冶金方面用语配制铝硅等各种合金所用的工业硅 2硅含量以100减去杂质含量总和来确定仅作参考3分析结果的判定采用修约比较法数值修约按GBT 8170的规定进行修约数位与表中所列极限值数位一致4表中是表示该杂质不受限制但必须分析并在质量证明书中报出结果5如有特殊要求
12、供需双方另行协议 232主要工艺技术的选择根据国内的生产实践结合业主的实际情况设计选用成熟可靠的半封闭矮烟罩矿热炉1050mm碳素电极全液压电极升降抱紧电极压放电极全钢结构主厂房该方案可缩短建设周期减少建设投资降低设备运行成本提高电炉功率因数和电炉生产能力3半密闭式12500KVA工业硅矿热炉的设计31设计依据本项工作采用如下设计规范中国节能技术政策大纲2005冶金企业安全卫生设计暂行规定1988建筑设计防火规范GBJ16-87工业炉窑大气污染排放标准GB9078-1996工业炉砌筑工程施工及验收规范GB50211-200432设计内容321电炉变压器选型大容量矿热炉具有单炉产量大能量供应均衡
13、性好便于实现机械化便于余热综合利用热稳定性好便于操作等一系列优点是业界一致认可的矿热炉发展的方向为了促进国内工业硅行业冶炼水平的提高和设备装备的现代化因此设计采用12500KVA容量的矿热炉变压器12500KVA工业硅矿热炉变压器具体技术参数如下型号HKSSPZ20-1250035壳式强油水冷矿热炉变压器额定容量12500KVA可长期超载30 冷却方式OFWF 一次电压KV35 二次额定电压V151二次电压V175172169166163160157154151148145142139136133共15档 阻抗电压短路电压ex 4-6322矿热炉电气参数的确定在工业硅冶炼过程中矿热炉的状态与电
14、气参数的变化密切相关控制最佳的供电制度对保证取得好的经济技术指标十分重要一般而言提高矿热炉的二次电压在功率一定情况下电流就可以降下来这有利于提高线路功率因数和减少电损失但是过分提高矿热炉电压电极就不能深插炉膛料面就会过热热损失增加硅回收率降低因此每台电炉都有其适宜的二次电压值在设计电炉时往往利用米古林斯基公式6883来确定矿热炉正常工作时的二次电压V2 KP13式中K为电压系数取60-75P是变压器额定功率KVA因此这次设计时取二次电压V2 651250013 15085151V 二次电流I2 477952A323矿热炉结构设计正确设计矿热炉的结构是保障矿热炉工作性能的先决条件是设计工作者面临
15、的最大困难好的矿热炉结构设计不仅有利于炉子保障高产优质低能耗少故障的生产而且有利于节约筑炉成本方便其它设备布置保证操作顺畅33电极直径的选取在确定矿热炉其它结构尺寸之前必须先确定电极直径它决定着矿热炉其它结构尺寸的大小电极直径有许多计算方法一般根据电极电流和电极电流密度确定 d 1024cm 1024mm式中I2为电极电流AI为电极电流密度 55-61Acm2取58计算根据国内厂家生产碳素电极的标准取电极直径为1050mm34极心圆直径计算极心圆直径是一个对冶炼过程有很大影响的设备结构参数电极极心圆直径选得适当图5-1三根电极电弧作用区域部分刚好相交于炉心各电极反应区既相互相连又重叠部分最小在
16、这种情况下炉内热量分配合理坩埚熔池最大吃料均匀炉况稳定炉况也易于调节另外的极心圆设计就不适当热量不是过分集中图5-2就是热量分散图5-3这都会造成炉况调节频繁或根本无法调节的严重错误设计中极心圆直径可按下式计算 Dg ad 231050 2415mm式中a为极心圆倍数a 22-23这里取23计算结合矿热炉容量可调极心圆范围100留有实际电气参数调节空间这里取极心圆直径为2500mm图5-1 极心圆适当 图5-2 极心圆过小 图5-3 极心圆过大35炉膛内径计算在选择炉膛内径时要保证电流流过电极炉料炉壁时所受的阻力大于经过电极炉料电极或炉底时所受的阻力否则炉膛内径选择尺寸过大矿热炉表面散热面积大
17、还原剂烧损严重出硅口温度低出硅困难炉况会恶化炉膛内径选择过小电极炉料炉壁回路上通过的电流增加反应区偏向炉壁将使炉内热量分散炉心反应区温度低炉壁腐蚀严重炉况也会恶化炉膛内径可按下面经验公式计算 Dn rd 581050 6090mm式中r为炉膛内径倍数r 58-60这里取58炉膛内径设计中取为6200mm36炉膛深度计算在选择炉膛深度时要保证电极端部与炉底之间有一定的距离电极有效插入的深度和料层有一定的厚度炉膛深度若过深电极与炉底距离远电极不能深插高温区上移炉底温度低炉底SiC会沉积炉底上抬堵塞出硅口炉况变差炉膛深度若太浅料层厚度将很薄炉口温度升高硅挥发损失增加容易露弧操作能耗增大合适的炉膛深度
18、可按下面经验公式计算 h d 251050 2625mm式中为炉膛深度倍数 25-28这里取25炉膛深度这次设计中取为2700mm37炉体与炉底的结构尺寸及材料选择一般而言炉衬炉底结构包含了工作层保温层隔热层绝热层钢板层5个主要层次但是每个层次的具体尺寸却是很有技术含量的因为这涉及到筑炉成本炉子性能炉子寿命等许多经济因素炉衬厚度过厚引起筑炉成本上升占地面积扩大炉衬表面积增加散热面积也增大炉衬厚度过薄抑或炉衬强度不够抑或无法保温炉底厚度亦是如此国内外对炉衬炉底散热强度计算表明保持炉衬与炉底热损失为2-4是合理的范围内84或者保持炉衬表面温度在70-120是允许的因此按照这个条件以及结合所选择材料
19、的使用温度根据传热学知识可确定炉衬与炉底工作层保温层隔热层绝热层的厚度钢板层的厚度根据强度需要而定我们在设计中工作层都使用自焙碳砖保温层选用新型隔热耐火粘土砖热导率 044Wmk隔热层使用纳米隔热材料绝热层使用复合硅酸铝纤维毯钢板选用炉壳14mm厚的锅炉钢板炉底钢板18mm厚的锅炉钢板如图一1电极孔 2烟罩上盖板 3烟囱孔 4冷却水道 5观测孔 6捣料炉门 7红砖 8隔热耐火砖 9纳米绝热材料 10复合硅酸铝纤维毯 11钢板 12出硅口 13高铝砖 14自焙炭砖 图一12500KVA工业硅矿热炉结构图38出硅口位置结构与材料选择 出硅口是矿热炉上非常重要的一个部位它的位置结构形状尺寸材料选择都
20、是需要仔细斟酌的位置布置不当出硅口部位温度低出硅不畅或者是操作不方便结构形状尺寸不当也会导致出硅不畅或者封堵困难或者出硅时间延长材料选择不当容易氧化腐蚀维修频繁出硅口设计二个每个出硅口水平位置与炉底齐平并比炉底水平线下倾斜30角度位置它处于炉心与电极中心两点的延长线与炉壁的焦点上出硅口应当设计成圆形便于烧穿与封堵尺寸根据出硅时间要求计算并结合实际操作需要来决定大小为直径100-120mm出炉口材料选择碳化硅刚玉砖改变原组合式炉门碳砖39炉门结构与材料选择大容量炉最大的问题是炉缘距离炉心远上料困难特别是国内强调以人工精细加料来取得好质量与低能耗产品的观点下普遍认为在大容量炉子在国内不如6300K
21、VA炉子的性能因此一次又一次的阻碍了投资方建造大容量炉子的热情我们设计了3个捣料炉门上料操作机械化上料系统来完成克服了大容量炉存在的最大恼人的问题机械化上料系统将炉料分别配送在大小炉门料位人工加料捣炉功能通过窥视孔根据需要打开捣料炉门进行捣炉操作捣炉机要求设绝缘捣炉炉门门槛下部与炉沿等高门槛长1200mm高1500mm使用单独水冷结构不需要捣炉时炉门关上密闭冶炼310烟罩结构与材料选择大容量矿热炉炉膛尺寸跨度大烟罩设计较困难同时从烟罩通过的电流大处理不好涡流损失大为了解决烟罩结构强度与防止涡流损失我们采取用水冷钢管隔磁做骨架并起吊固定在三楼楼板梁底部上下盖板采用水冷盖板电极中心盖板采用不锈钢材
22、料1cr18ni9Ti制作通水冷却烟罩高度离炉沿2400-2500mm直径与炉壳直径等同水冷盖板厚度90mm设水冷立柱上下两道绝缘尽量扩大出烟口设两个出烟口设置通水冷却集烟罩每台炉两根钢烟囱烟囱直径不小于1800mm烟囱下段4000mm为水冷循环设计每根烟囱上部直段设气动翻板阀一个开闭烟道设置三个大炉门双扇两节对开用于捣炉投料作业设置三个小炉门用于投料和拨料作业炉门按烟罩的弧线制作炉门背面焊接锚栓用耐火浇注料捣打炉壁剩余部位用耐火砖砌筑外围再覆盖钢板矮烟罩要求封闭好排烟气顺畅隔离热辐射降低炉台的操作温度311电极把持器系统参数及制作 电极把持器的结构由压力环单向油缸导电铜瓦每相8块导电铜管水冷
23、保护大套下把持筒电极密封圈导向轮上把持筒摩擦环式上下抱闸座式液压升降油缸压放油缸组成压力环采用Q345R钢板隔磁制作厚度18mm高度450m三层水冷设计压力环内置单相液压缸碟簧顶紧导电铜瓦能保证足够的压力将铜瓦与电极压紧铜瓦采用锻造铜瓦每相压力环构成1个循环水路做到有效冷却延长铜瓦的使用周期水冷保护大套为节约投资可以采用Q345R钢板隔磁制作钢板厚度外部10mm内部8mm大套厚度80mm安装在压力环上部分为两个半圆制作安装时组合便于铜瓦事故抢修的拆装锻造导电铜瓦材料T2号厚度80mm导电铜管6010与铜瓦连接采用锥形压接方式压接的接触导流面积大便于铜瓦的拆装不渗漏水压接选择不锈钢压板和螺栓下把
24、持筒采用Q345R钢板厚度12mm隔磁制作法兰厚度18mm采用不锈钢制作上把持筒采用钢板制作电极密封圈12mm Q235A钢板隔磁分为两体制作通水冷却底部与水冷盖板绝缘处理可靠上部设4个导向轮顶紧保护大套密封圈连接不锈钢螺丝设调节极心圆长孔密封采用定做的轻质保温耐火砖电极的密封在水冷保护大套上部采用硅酸铝纤维毡座式升降液压缸每相2个固定在三楼钢制的调整框架平台上向上提升下降电极把持筒工作行程1200mm最大行程1600mm油缸直径200mm设计上下2个摩擦环式抱闸抱闸内置6个单相液压油缸碟簧一对一顶紧方式摩擦片采用耐热硫化橡胶板厚度15mm德国进口的钢与橡胶的胶水粘接牢固压放电极采用液压升降油
25、缸技术指标参数设计完成以后有关该炉的技术参数与性能如下电极直径1050mm极心圆直径2500mm炉膛直径6200mm炉膛深度2700mm炉壳直径8000mm炉壳高度4618mm烟罩高度2500mm理论日产量25吨理论电单耗量12800KVAh吨不含动力电消耗312电炉短网烧穿短网电炉短网由温度补偿器水冷电缆短网铜管导电铜管等组成铜管规格6010温度补偿器规格2000mm2长度800mm水冷电缆规格2000mm2长度2600mm吊挂绝缘夹板采用不锈钢制作螺栓为不锈钢绝缘采用3240烧穿短网由铜排吊挂夹板大电流开关软铜绞线电缆组成烧穿短网自电炉短网的其中一相接出 313钢平台接电极平台3131钢平
26、台是固定液压升降油缸调节电极极心圆的钢结构框架采用400槽钢和工字钢制作3132接电极平台是接长电极和压放电极的操作平台材料选择300槽钢工字钢花纹钢板等制作3134电炉使用碳素电极1050mm吊装电极选择LDA型单梁电动葫芦吊车接长电极的附属装置有铝合金电极接头液压电极卡具等314其他附属设备其他附属设备如下1液压工作站2个2QDY165t桥式双梁双制动吊车2台3LD-A型10t单梁电动葫芦吊车2台4LD-A型5t单梁电动葫芦吊车2台5空气压缩机站含空气储罐2台1开1备6液态氧气储罐1套7全液压增速捣炉机6台8底部吹氧精炼硅水抬包10个9分体组合式硅水地模30002000六套10出炉口引风机
27、2台11水冷烧穿器4套12电动硅水抬包车4台13备用抬包车4台14硅块运输平台车15硅块半自动夹具1个16电极临时卡具6个17水洗硅石电动滚筒筛1台18皮带输送机4台19锤式破碎机1台20电动直线振动筛3台21电磁铁3套22移动轮式水洗木炭槽1个23圆盘锯手提电锯各1台24门形吊钩1个252吨地上衡2台不采用机械化配料原料检斤用26自动电子吊钩秤2台2730型装载机1台28叉车1台315高低压电气设备112500KVA电炉变压器2台23500KVA电力变压器1台335KV高压进线柜2台435KV电炉变压器柜2台535KVPT柜2台6直流电源屏2台7配电操作台2台8低压进线开关总柜1台9低压配电
28、柜 9-13台10机旁控制箱18个11检修电源箱6个12照明配电箱6个13电缆线控制电缆安装耗材根据需要4供水冷却循环水系统根据对水质进行检验的结果供水系统应采用闭路软水冷却循环水设计此设计可以缓解水源不足又可以解决水质存在的问题对水质进行软化处理可以解决电炉通水部位的严重结垢问题延长设备的使用寿命水经过净化提供生活用水通过冷却塔对电炉循环后的热水进行冷却处理可以保证电炉变压器电炉设备安全运行供水系统设计方案选择四川省成都市恒通源水处理公司的设计41设计简介 本系统是用于需方每小时00立方米软化水闭路循环水系统含冷却塔系统m3h软化水系统m3h冷却塔系统原水水源水质未知421设计规模4211最
29、终补充水处理系统产水量20m3h冷却塔量为700m3h4212运行方式24小时运行422原水水质未提供的水质报告设计原水悬浮物50mgl进水硬度8 mgNL423生产水水质系统水质要求见下表补充水系统处理出水水质如下硬度006mgNL悬浮物 PH值稳定的产品且关键设备元件都采用进口整个系统设计简捷合理易于操作4247方案设计合理运行稳定产水的品质满足设计要求并已在多项类似工程中得到应用及检验425设备性能指标A多介质过滤器1单台序号参数名称单位设计值保证值备注1出力m3h20202浊度NTU113SDI554承压MPa0606B软化器单台序号参数名称单位设计值保证值备注1出力m3h20202硬
30、度mgNL060625426规定和标准4261国产设备制造及设计标准JBT2932-1999水处理设备制造技术条件GB 50050-2007 工业循环冷却水处理设计规范管道法兰执行化工部HGJ4591标准GB 182411-2001 橡胶衬里 第1部分 设备防腐衬里HG-T20678-2000 衬里钢壳设计技术规定HGT20677-1990 橡胶衬里化工设备ph50Hz 220V1ph50Hz4275消耗品调试过程所消耗的药品水电由用户提供4276废水处理排入厂区排水管网4277其它涉及的设计基础条件将在技术讨论中确定43工艺系统描述431工艺流程系统m3h可以去除水中的钙镁离子防止在系统内部
31、结垢具体如下433钠离子交换器软化水系统钠离子交换器软化水系统包括软化床及再生装置等设备组成系统配置两台直径为1200软化床一用一备软化床材质为碳钢衬胶软化床树脂装填高度为1200mm离子交换水处理是指采用离子交换剂使交换剂中和水溶液中可交换离子产生符合等物质的量规则的可逆性交换导致水质改善而交换剂的结构并不发生实质性化学的变化的水处理方式在这种水处理方式中只有阳离子参与交换反应的称阳离子交换水处理只有阴离子参与交换反应的称阴离子交换水处理既有阳离子又有阴离子参与交换反应的称阳阴离子交换水处理由于原水的水质千差万别而对出水水质的要求又多种多样所以有许多种类型的离子交换及某组合的水处理方法采用这
32、些水处理方法而使原水软化除碱和除盐离子交换剂中参与交换反应的离子是钠离子Na时此方法称为钠Na型离子交换法此交换剂称为钠Na型阳离子交换剂 钠型离子交换法是工业锅炉给水最通用的一种水处理方法当原水经过钠型离子交换剂时水中的Ca2Mg2等阳离子与交换剂中的Na进行交换降低了水的硬度使水质得到软化故这种方法又称为钠离子交换软化法 4331交换过程 碳酸盐硬度暂硬软化过程 Ca HCO3 2 2NaRCaR2 2NaHCO3 Mg HCO3 2 2NaRMgR2 2NaHCO3 非碳酸盐硬度永硬软化过程 CaSO4 2NaRCaR2 Na2SO4 CaCl2 2NaRCaR2 2NaCl MgSO4
33、 2NaRMgR2 Na2SO4 MgCl2 2NaRMgR2 2NaCl 也可以用综合上述反应式的离子式表示 Ca2 2NaRCaR2 2Na Mg2 2NaRMgR2 2Na 4332再生过程 在钠离子交换过程中当软水出现了硬度且残留硬度超过水质标准规定时则认为钠离子交换剂已经失效为了恢复其交换能力就需要对交换剂进行再生或还原再生过程是使含有大量钠离子的氯化钠NaCl溶液通过失效的交换剂层恢复其交换能力的过程此时钠离子又被离子交换剂所吸着而交换剂中的钙镁离子被置换到溶液中去钠型离子交换剂的再生过程可用如下反应式表示 CaR2 2NaCl2NaR CaCl2 MgR2 2NaCl2NaR M
34、gCl2 生产中多采用食盐NaCl溶液作为再生剂因为食盐比较容易得到而且再生过程中所形成的产物CaCl2MgCl2是可溶性盐类很容易随再生液排出去再生用食盐大都采用工业用盐其中杂质含量不宜过多食盐溶液需澄清过滤后使用通常认为10食盐溶液的硬度不应超过40mmolL悬浮物不应大于2离子交换剂再生时一般要用经过澄清的810的盐溶液总的再生接触时间随离子交换树脂交联度的不同而变化对于一般交联度7左右的强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂再生剂和树脂总的接触时间最低应保证45min以上434精密过滤器为了保证系统出水悬浮物5mgl要求系统终端配置精密过滤器过滤精度为50m内装聚丙烯滤芯外壳为不锈钢结构当滤器进
35、出口压差达到08kgcm2时需要更换滤器内滤芯在正常工作条件下滤芯可维持3-6个月以上的使用寿命44系统设计技术要求 441工艺系统4411多介质过滤器1 每台设备的接管装有国产优质手动阀门2 进出管设压力表 3 设备制作要求设备采用玻璃钢罐体设备内部进水和集水装置的布水均匀所有容器内部装置管件部件等在发货前在容器内安装固定好防止遗漏零件以及在运输过程中的损坏或丢失4412 软化器 1 每台设备的接管装有国产优质多路控制阀 2 进出管设压力表 3 设备制作要求设备玻璃钢罐体设备内部进水和集水装置的布水均匀所有容器内部装置管件部件等在发货前在容器内安装固定好防止遗漏零件以及在运输过程中的损坏或丢
36、失4413 精密过滤器 1 精密过滤器的结构满足快速更换滤元的要求 2 进入精密过滤器的水管上设排放阀 3 精密过滤器运行流速不大于10m3m2h 以滤芯表面积计 4 精密过滤器的滤元过滤精度为5um 5 精密过滤器设备本体为SUS304不锈钢 6 精密过滤器顶部设有排气阀414 水处理部分系统管道1 整个系统的管道设计避免死角以防止生长细菌2 过滤器出水的给水管道防腐管道采用UPVC415水泵 所有水泵计量泵的防腐性能满足其所用水质的要求416 冷却塔 风冷喷淋喷淋水经过喷淋泵成雾状喷洒到换热管表面致使一层极薄水膜包裹在换热管四周被换热管内部的高温介质加热促使水膜蒸发水由液态蒸发成气态吸收汽
37、化潜热较相同状态介质的温升多吸收数十倍热能同时由于风机的强劲抽力迅速将蒸发的水汽带走低湿度空气由进风格栅被充进来如此循环不断水汽带走的部分水滴由收水器回收滴落与未蒸发的喷淋水均回落到底部集水槽中由喷淋泵抽出泵入上部的喷淋管路中重复利用冷却介质由循环泵驱动在换热管内封闭循环通过换热管释放的热能被流动的空气和热蒸汽吸收起到降温的作用42系统仪表的设置4421流量表1 多介质过滤器进水管装设管式流量计4422压力表1 保安过滤器机械过滤器软化器进出口管道上装设压力表2 各水泵出口设置压力表4423液位计各类水池设置液位开关 4424化学仪表 5主要工艺设备 51循环水池原水自流进入循环水池保证系统进
38、水量稳定池有效容积为400m352 杀菌除藻剂加药装置加药装置由一只溶液箱及一台进口计量泵一套SS304不锈钢材质的搅拌装置以及辅助设备管路阀门ABS等组成整套设备的电控柜管道阀门等全部都固定在一个碳钢底盘上整套加药装置全部设计有整套完整的控制箱需供给380V220V50Hz电源整套控制箱设有一台搅拌机和两台进口加药计量泵的控制操作开关加药计量泵的自动控制全部设计在继电器控制箱内设有低位自动停机的功能53循环水泵原水自流进入循环水泵保证系统进水量稳定及稳定水压提升水量400m3h台提升压力32m数量4台三用一备54冷却塔主要技术参数处 理 量250m3h台数 量3台运行压力028MPa冷却温差
39、5外形尺寸500024002800重 量438吨台 风机功率38KW255混凝剂加药装置补充水处理加药装置由一只溶液箱及一台进口计量泵一套SS304不锈钢材质的搅拌装置整套加药装置全部设计有整套完整的控制箱需供给380V220V50Hz电源整套控制箱设有一台搅拌机和一台进口加药计量泵的控制操作开关加药计量泵的自动控制全部设计在继电器控制箱内设有低位自动停机的功能56多介质过滤器补充水处理多介质过滤器主要去除水中的悬浮物和胶体通过在其进水管道投加PAC絮凝剂采用微絮凝过滤方式使水中大部分悬浮物和胶体变成微絮体在介质滤层中截留而去除多介质过滤器的反洗可根据运行时间或流量来决定反洗本系统中设置多介质
40、过滤器1台1主要技术参数规 格DN1500处 理 量20m3h台设计压力06MPa设计温度502每台过滤器配有手动球阀3过滤器配管采用UPVC管57软化器补充水处理软化器主要去除水中的钙镁离子通过离子交换树脂交换水中钙镁离子降低水硬度 软化器的再生可根据运行时间或流量或硬度检测仪来决定再生本系统中设置软化器2台一用一备1主要技术参数规 格DN1200处 理 量20m3h台设计压力06MPa设计温度502每台过滤器配有多功能控制阀3软化器配管采用UPVC管58精密过滤器补充水处理5m精密过滤器采用蜂房式聚丙烯滤芯作滤元进一步去除水中的固体颗粒不让破碎的树脂泄漏出去提高出水水质本系统中设置精密过滤
41、器2台一用一备1主要技术参数规 格DN400处 理 量20m3h台设计压力06MPa设计温度502每台过滤器进出口配有手动球阀3过滤器配管采用UPVC管4设备本体采用不锈钢SUS3045设备本体设有排气阀一个6电气 61电气供货范围包括低压配电机旁操作箱等全部电控电器设备62供配电软化水站用电设备电压等级为380220VAC63电气设备控制所有电动机旁均设有就地操作按钮64接地接地根据有关规程规范所有需要保护接地的电气设备均可靠接入相应的接地系统主要包括配电装置机电设备控制盘柜等的接地65系统控制本项目采用继电器对水处理系统进行自动控制现场就地控制可进行自动与手动运行方式的切换在各水池水箱设有
42、液位控制用液位开关控制泵当各水池的液位低于一设定值时则相应的自动停止各提升泵以确保动力设备的安全66主要控制661水泵控制原水泵等均根据相应的水池液位自动控制启停同时联锁整个系统设备的启停662过滤器的控制过滤器的启动运行反洗正洗停机等过程均由人工手动操作实现663软化系统的控制软化器的启动运行反洗再生正洗停机备用等过程均由多功能控制阀操作7公用工程 71给水系统生产用水采用本装置生产的净化水水量20m3h72排水系统生产污水主要是用于反洗过滤器软化器再生后外排 化学品及投加量序号名称型号外观形态有效成分包装形式投加量用途1絮凝剂PAC固体3025kg袋装根据试验确定混凝投加2再生剂NaCl固
43、体50kg袋装20软化再生3除藻剂 液体 25kg桶装根据试验确定冷却塔杀菌除藻8技术规范 81循环水池数量冷热各1座容积合计500 m3材质钢筋混凝土厂商用户自建附件液位开关1台82循环水泵数量4台3用1备型式卧式离心泵转速1450rmin型号IS200-150-315流量400m3h扬程32m功率55kw过流材质铸铁83杀菌除藻加药装置搅拌箱溶液箱数量台容积1000 L 工作压力常压材质PE产地附件搅拌器1台开关1台计量泵形式机械隔膜泵数量台出力0-44 Lh扬程10 MPa过流件材质PVC制造商LMI就地控制盘1台底盘配管1套028MPa冷却温差5外形尺寸500024002800重 量438吨台风机功率38KW285机械过滤器型式立式圆筒型号HTYG-020数量1台设备出力200m3h台运行流速10-14mh设备直径1500mm罐体材质玻璃钢滤料精白石英砂筒体高度2400mmA 水反洗强度8-10 Lm2S运行压差 设备进出口 002-005 Mpa内部装置进水配水
