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大型硝鹽連續(xù)生產(chǎn)工藝研究三元相圖測定繪制工作技術(shù)要求KJSC-08-2024-REQ-001招標(biāo)版C12025721說明版次日期設(shè)計(jì)校核審核審定設(shè)計(jì)單位中海油石化工程有限公司設(shè)計(jì)階段科研文件名稱：三元相圖測定繪制工作技術(shù)要求版次C11/4目錄1目的22工作內(nèi)容33技術(shù)要求331執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范332軟件要求333技術(shù)要求334其他44成果4文件名稱：三元相圖測定繪制工作技術(shù)要求版次C12/41目的近年來，隨著新興太陽能產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，熔鹽級硝鹽（硝酸鈉、硝酸鉀、亞硝酸鈉）在太陽能蓄熱發(fā)電中用作蓄熱介質(zhì)，用量呈逐年上升趨勢。2022年現(xiàn)有國內(nèi)規(guī)劃/在建配套光熱儲能的“光伏+光熱”項(xiàng)目帶來的熔鹽需求增量在116萬噸左右，其中硝酸鈉69萬噸，硝酸鉀50萬噸。目前全國共有十幾家兩鈉生產(chǎn)企業(yè)，2022年全國兩鈉總產(chǎn)量120萬噸左右，單廠最大規(guī)模是海油石化工程2022年設(shè)計(jì)投產(chǎn)的山東?；A龍新材料20萬噸/年硝鹽裝置自上世紀(jì)八九十年代采用硝酸尾氣法生產(chǎn)硝鹽，到目前氨氧化法生產(chǎn)硝鹽，技術(shù)升級實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，單套產(chǎn)能由4萬噸躍升至20萬噸，且一改往日間歇法生產(chǎn)為連續(xù)化生產(chǎn)，能耗比傳統(tǒng)工藝極大降低。現(xiàn)有工藝流程如下：散裝純堿經(jīng)刮板從純堿廠純堿皮帶刮到堿倉，或外購散堿暫存于堿倉，經(jīng)卸料埋刮板將純堿輸送至溶堿槽內(nèi)，配制新鮮堿液經(jīng)泵送往堿吸收工段與來自氨氧化工段的氧化氮?dú)怏w在1#~5#堿塔內(nèi)發(fā)生吸收反應(yīng)。堿吸收后得到的中和液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、烘干后得到亞硝產(chǎn)品，亞硝母液與硝酸反應(yīng)經(jīng)轉(zhuǎn)化后得到轉(zhuǎn)化液，轉(zhuǎn)化液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、離心、烘干后得到硝酸鈉產(chǎn)品?，F(xiàn)有工藝存在的核心問題是市售純堿原料含有氯化鈉雜質(zhì)，原料中所含氯化鈉最終進(jìn)入硝酸鈉母液系統(tǒng)，造成硝酸鈉產(chǎn)品中氯化鈉累積，雜質(zhì)含量高，質(zhì)量無法滿足熔鹽級用戶的要求。如何解決氯化鈉的排出系統(tǒng)、生產(chǎn)高價(jià)值熔鹽級硝酸鈉產(chǎn)品是擺在各個企業(yè)面前的普遍困難。水鹽體系相圖主要應(yīng)用包括：（1）溶解度研究：可以直觀的顯示不同溫度和濃度下溶解度的變化規(guī)律；（2）結(jié)晶過程控制：可以分析水鹽體系中的結(jié)晶行為，并確定結(jié)晶溫度和濃度范圍。通過控制溫度和濃度，可以實(shí)現(xiàn)溶液中鹽類的結(jié)晶過程，制備純度較高的產(chǎn)品；（3）蒸發(fā)結(jié)晶工藝優(yōu)化：可以確定鹽類溶液的飽和度條件和晶體生長的溫度范圍，優(yōu)化結(jié)晶工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量；（4）鹽類分類與提純：通過調(diào)整溫度和濃度，可選擇性的溶解或結(jié)晶某種鹽類，實(shí)現(xiàn)分離和純化；（5）結(jié)晶動力學(xué)研究：相圖可以提供結(jié)晶過程的動力學(xué)信息，如結(jié)晶速率、晶體生長形態(tài)等。為開展大型直接法硝鹽生產(chǎn)工藝，研究兩鈉蒸發(fā)結(jié)晶工藝，研究高溫文件名稱：三元相圖測定繪制工作技術(shù)要求版次C13/4蒸發(fā)結(jié)晶除氯技術(shù)，解決硝酸鈉產(chǎn)品中的氯化鈉含量高的難題，產(chǎn)品質(zhì)量期望達(dá)到熔鹽級硝酸鈉產(chǎn)品要求，在自有專有技術(shù)基礎(chǔ)上形成更為完備的技術(shù)成果。2工作內(nèi)容相圖是用來反應(yīng)水鹽體系平衡規(guī)律的幾何圖形，比表格法、解析法更集中更形象，分析和處理水鹽體系更全面。鹽類溶解度受溫度影響，同時不同鹽類又相互影響。目前掌握的《氮肥工藝設(shè)計(jì)手冊硝酸硝酸銨》、《硝酸工學(xué)》、《水鹽體系相圖及應(yīng)用》以及科技文獻(xiàn)中，硝酸鈉-氯化鈉-水的三元相圖信息缺失，核心數(shù)據(jù)掌握在青島康景輝環(huán)保公司、中藍(lán)長化工程科技有限公司等專利設(shè)備或?qū)I(yè)設(shè)計(jì)院手中，即使在項(xiàng)目中有技術(shù)合作，核心數(shù)據(jù)也難以得到分享。硝酸鈉-氯化鈉-水的三元相圖測定和繪制技術(shù)服務(wù)主要工作內(nèi)容包括：材料準(zhǔn)備（化學(xué)試劑）、實(shí)驗(yàn)儀器準(zhǔn)備、相圖繪制軟件準(zhǔn)備、三元組分溶解度測量、相圖測繪、相圖預(yù)測、報(bào)告資料整理、成果提交等。通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸和軟件模擬，完成氯化鈉、硝酸鈉的溶解度曲線和Na+//Cl-、NO31-－H2O三元水鹽體系相圖，為工業(yè)裝置高溫除鹽工藝或高鹽廢水中的雜鹽分質(zhì)結(jié)晶提供理論數(shù)據(jù)支撐。3技術(shù)要求31執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范參考執(zhí)行《水鹽體系相圖及應(yīng)用》。32軟件要求FactSage軟件。33技術(shù)要求a)完成硝酸鈉-氯化鈉-水的三元水鹽體系相圖。b)按構(gòu)成體系的各鹽的分子式書寫相圖。c)圖面百分比按照相圖的常規(guī)要求，圖形勻稱實(shí)用，線條粗細(xì)、虛實(shí)分明。d)相圖字母標(biāo)識要清晰、規(guī)范、有規(guī)律。