中華人民共和國海洋行業標準沸石離子篩法海水提鉀工程設計規范2021-02-09發布中華人民共和國自然資源部發布I本標準按照GB/T1.1—2009給出的規則起草。本標準由中華人民共和國自然資源部提出。本標準由全國海洋標準化技術委員會(SAC/TC283)歸口。本標準起草單位：河北工業大學、中國海洋大學。1沸石離子篩法海水提鉀工程設計規范1范圍本標準規定了沸石離子篩法海水提鉀工程設計的一般原則和方法，主要涉及廠址選擇、廠區規劃、本標準適用于新建、擴建和改建的沸石離子篩法海水提鉀工程設計，濃海水提鉀、鹵水及苦鹵提鉀工程設計可參照使用。2規范性引用文件下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB150(所有部分)鋼制壓力容器GB/T658化學試劑氯化銨GB3097海水水質標準GB/T3723工業用化學產品采樣安全通則GB/T3797電氣控制設備GB5083生產設備安全衛生設計總則GB/T6003.1試驗篩技術要求和檢驗第1部分：金屬絲編織網試驗篩GB/T6286分子篩堆積密度測定方法GB/T6288粒狀分子篩粒度測定方法GB/T6549氯化鉀GB/T6678化工產品采樣總則GB/T6679固體化工產品采樣通則GB/T6680液體化工產品采樣通則GB/T6988.1電氣技術用文件的編制第1部分：規則GB12348工業企業廠界環境噪聲排放標準GB/T12801生產過程安全衛生要求總則GB/T20406農業用硫酸鉀GB/T20784農業用硝酸鉀GB50007建筑地基基礎設計規范GB50009建筑結構荷載規范GB50010混凝土結構設計規范GB50011建筑抗震設計規范GB50016建筑設計防火規范GB50017鋼結構設計標準GB50034建筑照明設計標準GB/T50046工業建筑防腐蝕設計標準GB50052供配電系統設計規范2GB50160石油化工企業設計防火標準GB50489化工企業總圖運輸設計規范HG/T20229化工設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范HG/T20519化工工藝設計施工圖內容和深度統一規定HG/T20546化工裝置設備布置設計規定HG/T20549化工裝置管道布置設計規定HG/T20570(所有部分)工藝系統工程設計技術規范HG/T20688化工工廠初步設計文件內容深度規定3術語和定義下列術語和定義適用于本文件。一種具有硅鋁酸鹽骨架的礦石，骨架中具有可交換陽離子的孔道和空洞。改性斜發沸石modified沸石離子篩將斜發沸石經過飽和鹽水高溫改性后所得的沸石。沸石離子篩離子交換ionexchangebasedonzeoliteionicsieve基于離子交換應用沸石離子篩實現混合離子分離的過程。飽和吸附量saturatedadsorptioncapacity在一定條件下，離子交換達到平衡時每克沸石的最大吸鉀總量。4技術要求廠址選擇要求如下：a)廠址選擇應結合當地海洋經濟發展規劃，接近海水取水口或海水制鹽場、海水淡化裝置、海水冷卻裝置等擬用海水提鉀水源，以降低管道(或渠道)的輸送成本；b)取水口的選擇應遠離受污染河流的入海口或排污口，應充分考慮海流因素，不能受企業自身排水的影響，海水取水口的海水水質應優于GB3097第四類水質的要求；c)廠址應靠近淡水水源，保證供水的可靠性；d)沸石離子篩法海水提鉀工程設計應在服從建廠地區總體規劃的前提下，近遠期結合，以近期為主進行設計；3e)沸石離子篩法海水提鉀工程設計應優先考慮濃海水綜合利用，提高海水淡化和海水循環冷卻的綜合效益。廠區規劃應符合化工企業總圖運輸設計規范GB50489的有關規定。原料水源選擇要求如下：a)原海水或海水制鹽場的濃縮海水通過納潮或制鹽場揚水站的專用溝道從水源地輸送到蒸發b)海水淡化后濃海水及電廠等企業的海水冷卻排水通過管道或溝渠排至濃海水池，輸送至鉀富集車間。取水量設計要求如下：a)生產1t氯化鉀所需海水量根據海水中氯化鉀濃度與氯化鉀回收率的乘積進行計算，氯化鉀回收率一般按50%～70%計，需用3°B'e(海水中KCI>0.74kg/m3應符合GB/T6549中規定的方法進行測定)的海水1930m3~2700m3;b)未預見水量及明渠管網漏失水量的總和可按最高日用水量的5%～10%計算。離子交換劑優先選擇改性斜發沸石(沸石離子篩)。沸石離子篩選用參數如下：a)沸石堆積密度為：0.9g/cm3~1.2g/cm3(測定方法應符合GB/T6286規定);b)沸石對海水中鉀離子的飽和吸附量最低為18mg/g,測試方法見附錄A;c)沸石粒度20目(0.88mm)～40目(0.38mm)(測定方法應符合GB/T6288規定)。沸石離子篩法海水提鉀工程設計的一般規定如下：道、管件和建筑物與構筑物應采取良好的防腐措施，并應符合GB/T50046的規定；b)工程初步設計內容參見HG/T20688;施工設計內容參見HG/T20519。工藝設計內容如下：a)沸石離子篩法海水提鉀工程工藝設計內容應包括：工藝設計說明書、工藝流程圖、設備布置圖、4管道布置圖、管段詳圖、管段統計表。b)工藝設計說明書包括設計依據、工藝及系統說明設計范圍等內容。c)工藝流程圖內容應包括：設備選型(應標出設備型號、主要技術參數、設備位號等內容);設備之間及設備內部的管路連接(應注明管路公稱直徑、材質、公稱壓力、管段編號等內容);手動和動力閥門(應注明閥門類型、公稱直徑、材質、公稱壓力、編號等內容);儀表(應注明儀表類型、編號等內容)。d)管道布置圖、管段詳圖應符合HG/T20549的要求，設備布置上應符合HG/T20546的要求。e)管段統計表應符合HG/T20519的規定。4.4.3設備設計4.4.3.1容器類設備設計容器類設備設計應滿足以下要求：a)容器類設備設計屬于非標準類的，設計應能滿足加工制作的要求，并應給出計算書和所需設備、材料清單，設計圖紙應包括：1)技術特性表：包括設備的使用壓力、設計壓力，使用溫度、設計溫度，工作介質、焊縫系數、腐蝕裕度等；2)管口表：包括工程尺寸、連接尺寸、連接面標準及管口用途等；3)技術要求：包括焊接選用材料、焊接工藝，焊接接頭形式及尺寸標準，焊縫處理工藝；水壓試驗標準等；4)設備明細表：包括設備所有零部件名稱、數量、規格及重量等。b)容器類設備設計屬于標準類的，應標明名稱及型號。4.4.3.2支架類設備設計支架類設備設計應滿足如下要求：a)支架類設備的設計應能滿足施工及裝置運行的要求，并應給出計算書及所需材料清單。b)支架類設備的設計圖應包括：支架的三視圖；加工尺寸；材料的使用數量及重量；焊縫工藝、焊接材料、焊縫處理工藝；防腐涂裝工藝、涂裝遍數。4.4.4土建設計土建設計內容如下：a)結構載荷的確定應符合GB50009的要求，地基基礎的設計應符合GB50007的要求。b)應按照GB50011規定確定抗震設防烈度及抗震設防標準。c)工程的結構設計應符合GB50010、GB50017的要求。d)建筑設計應符合GB50016規定的要求。4.4.5電氣與控制設計電氣與控制設計內容如下：a)電氣設備的設計應符合GB50052的要求。b)電氣系統的原理圖、配線圖、工藝流程圖應按照GB/T6988.1c)電氣系統的控制應符合GB/T3797的要求。5工藝設計的一般要求如下：a)沸石離子篩法海水提鉀工程的工藝設計既要考慮裝置的一次性投資，又要考慮裝置的運行、維護費用和使用壽命。b)沸石離子篩法海水提鉀工程的工藝設計應符合GB150(所有部分)、GB5083、GB12348、GB/T12801、GB50034的規定。4.4.6.2設備一般要求設備的一般要求如下：a)沸石離子篩法海水提鉀工程的沸石吸附設備、蒸發器應設置隔熱層，隔熱類型的選用見HG/T20570(所有部分)。b)設備宜采取防腐措施，應符合HG/T20229的有關規定。管道的一般要求如下：a)管道宜采取防腐措施，應符合HG/T20229的有關規定。蒸汽管道、熱物料管道等應設置隔熱層，隔熱類型的選用見HG/T20570(所有部分)。b)管道穿過建筑物承重墻或基礎時，應預留開口；管道的位置，不應妨礙生產操作、交通運輸和建筑物的使用。c)管道應在1.25倍設計壓力下不破裂、不滲漏。4.4.7消防消防要求應符合GB50160的相關規定。4.5產品質量沸石離子篩法海水提鉀工程的主要產品有氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀和氯化鉀銨。產品質量為：a)氯化鉀：應符合GB/T6549。b)硫酸鉀：應符合GB/T20406。d)氯化鉀銨：K?O(質量分數)≥24.0%(干基),N(質量分數)≥12.0%(干基);總養分最低為4.6海水綜合利用海水提鉀產生的貧鉀海可用于制鹽或鹽化工企業生產鹽、溴、鎂等化工產品。5分析檢測采樣系統設計應確保安全并能取得有代表性的樣品。各樣品采樣應符合以下要求：a)氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀和氯化鉀銨采樣應符合GB/T6678、GB/T6679;6b)原料海水、濃海水及中間料液等采樣應符合GB/T6678、GB/Tc)所有樣品采樣均應符合GB/T3723。產品分析檢測方法如表1所示；中間產品分析檢測采用通用的檢測方法如表2所示。氯化鉀硫酸鉀硝酸鉀表2原料及中間料液分析檢測方法四苯硼鈉容量法EDTA容量法EDTA容量法EDTA容量法下自然通入800mL～1500mL海水(鉀離子濃度約為0.38g/L),流量2.0mL/min,測定吸附前后鉀a)按GB/T6679確定的采樣數采樣，采樣時用采樣器自袋中心深入袋3/4處采取樣品，每袋采樣量應不少于20g,