6000吨超重法纳米碳酸钙生产线工程可行性研究报告.doc
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1、可 行 性 研 究 报 告工程名称:九里山6000t/a超重法纳米碳酸钙生产线建设工程目 录1. 总论11.1 概况11.2 建设规模及产品品种21.3 项目背景21.4 项目研究的依据21.5 研究范围和工作过程21.6 可行性研究报告编制原则与指导思想31.7 建厂条件41.8 技术方案的选择71.9 工程设计特点91.10项目主要技术经济指标101.11结论与建议122. 市场分析及预测132.1 我国纳米碳酸钙工业发展的现状132.2 纳米碳酸钙发展趋势152.3 河南省纳米碳酸钙工业发展的现状162.4 市场需求分析172.5 市场分析结论203. 石灰石资源213.1 概况213.
2、2 矿山交通位置213.3 矿山储量情况214. 生产工艺234.1工艺设计原则234.2工艺设计条件234.3物料平衡表234.4各种物料存储方式、储存量及储期244.5主要生产车间设备能力及工作制度254.6主要设备选型254.7工艺流程简介264.8生产工艺设计的特点305. 总图运输315.1概况315.2总体设计315.3工厂总平面布置315.4竖向设计及雨水排除325.5土方工程325.6交通运输325.7绿化设计325.8总图主要技术经济指标336. 电气及生产过程自动化346.1电气346.2生产过程自动化366.3通讯387. 给水、排水及消防397.1设计范围397.2用水
3、量397.3水源及水质407.4给水系统407.5排水系统417.6计量与检测417.7管网敷设418. 通风及空调428.1气象条件428.2通风428.3空气调节429. 建筑结构439.1建筑设计439.2结构4410.新技术4711.节能与资源综合利用4811.1节约能源4811.2资源综合利用4912.机械修理5012.1设计原则与规范5012.2装备水平5012.3辅助设施5013.环境保护5113.1 环境保护设计的依据5113.2 主要工艺及污染物概述5213.3 工程设计控制污染措施5413.4 绿化5513.5 环境管理及监测机构、环保投资5513.6 环境影响分析5514
4、.职业安全与卫生5714.1 设计依据及标准5714.2 本工程的地理位置5714.3 生产过程中职业危害因素的分析5714.4 本工程对各种危害因素采取的主要防范措施5814.5 职业安全卫生机构5915.组织机构及劳动定员6015.1 组织机构6015.2 劳动定员6015.3 劳动生产率6015.4 职工培训6016.建设进度的建议6317.投资估算6517.1 编制说明6517.2 编制依据6517.3 投资估算表6618.财务评价6818.1 概述6818.2 项目总投资及资金筹措6818.3 产品总成本费用测算6918.4 财务评价7018.5 不确定性分析7218.6 评价结论7
5、218.7 财务评价附表73附件1. 委托书2. 审查批准河南省焦作市回头山石灰石矿区详细勘查地质报告决议书3. 审查批准河南省焦作市交口石灰石矿区详细勘查地质报告决议书附图(1) 区域位置图(2) 总平面布置图(3) 工艺流程图(4) 配电系统图(5)给水排水系统图九里山6000t/a超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告1. 总论1.1 概况九里山乡隶属于焦作市马村区人民政府,位于焦作市城区东部距市区16km,是焦作的东大门。全乡总面积50km2,辖22个行政村,共有人口2.2万人,现有耕地面积5万亩。九里山乡资源丰富,条件优越,境内有五大国有煤矿及冯营、演马两大电厂,辖区内蕴藏有丰
6、富的煤、石灰石、铁等资源。电力条件得天独厚,地下水资源丰富易取,国家重点工程“南水北调”线路横贯该乡东西。九里山乡位于东经113,北纬35,气候属于典型的暖温带大陆性季风气候,季相分明,农业发达,物产丰富,全乡农业主产小麦、玉米,是我省优质粮食生产基地。工业产品以水泥、陶瓷、耐火材料、冶金为主。原材料就地取材,资源丰富,该乡具有都市的繁华,又不失乡村风韵,素有本地“小港台”之称和“东方明珠”之美誉。九里山乡有着良好的建厂条件,交通便利,公路、铁路四通八达。距省会郑州80km。南临焦(作)郑(州)高速公路,西临焦(作)晋(城)高速公路,东临京(北京)珠(海)高速公路。九里山乡有一个坚强的领导核心
7、,团结奋进的领导班子和一支素质较高的技术人员和职工队伍。多年来积累了丰富的兴办工业、基建和生产管理经验,可以用在新建纳米碳酸钙生产线上。所有这些均为加快项目建设速度,在较短的时间内达标达产提供了可靠保证。1.1.1项目名称、负责人项目名称: 九里山6000t/a超重法纳米碳酸钙生产线建设工程项目负责人:杨晓剑1.1.2资金来源自筹40,银行贷款60。1.2 建设规模及产品品种1.2.1建设规模建设一条6000t/a超重法纳米碳酸钙生产线,年产纳米碳酸钙6000t。1.2.2产品品种 以1530nm为主,并可根据市场要求调节产品品种。1.3 项目背景 焦作市马村区九里山乡人民政府为充分发挥当地资
8、源优势,走工业强乡的发展之路,通过对国内多家技术中心、生产企业和市场情况调查,决定以高新技术产业为突破口,使本乡工业化迈上一个新台阶,拟兴建6000t/a超重法纳米碳酸钙生产线。1.4 项目研究的依据(1) 九里山乡人民政府委托书(2) 九里山人民政府提供的基础资料1.5 研究范围和工作过程1.5.1研究范围本可行性研究的范围包括自原料进厂至纳米碳酸钙成品包装发货的整条纳米碳酸钙生产线。可行性研究报告涉及的专业包括原料、总图运输、工艺、环保、动力、电气、自动化、给排水、建筑、结构、工程经济、技术经济等。1.5.2工作过程河南建筑材料研究设计院受九里山乡人民政府之邀,派出该项目工程组,在乡有关领
9、导的陪同下考察了石灰石矿山、厂址等,双方就项目的分工、主要方案设想、要求等进行了深入探讨并达成了共识。在可行性研究报告编制过程中,按照河南建筑材料研究设计院质量手册规定的要求,由总设计师编制工程开工报告,明确研究依据、范围、原则、要求等。各专业人员在研究过程中对主要方案满足业主要求,符合开工报告规定等方面进行了单专业及综合的设计审核。1.6 可行性研究报告编制原则与指导思想(1)坚持“客观、公正、科学、可靠”的原则,真实、全面地反映项目的有利和不利因素,提出可供业主决策的建议,为国家有关部门审批项目提供可靠的依据。(2) 严格贯彻执行有关环保、劳动安全、工业卫生、计量、消防等方面的标准,吸取国
10、内同类工厂环境保护的成功经验,采用先进、成熟、可靠的环保技术装备,将工厂建设成为花园式工厂。(3) 贯彻“生产可靠、技术先进、节省投资、提高效益”的设计指导方针。以生产可靠为前提,采用先进可靠的生产工艺和装备,以保证生产线连续稳定生产,降低产品成本,取得较好的经济效益。(4) 采用先进、可靠的技术和设备,主机设备立足国内,在确保生产稳定可靠基础上降低设备投资。(5) 提倡技术先进,尽可能采用先进的工艺配置、自动控制等技术方案。(6) 工艺方案、总图布置在满足生产要求的前提下,充分考虑少占土地,力求紧凑、合理,节约投资。(7) 采用超重法碳化工艺,提高生产稳定性。(8) 重视节能,采用节能工艺过
11、程和节能机电设备。(9) 在满足生产和环保要求的前提下,设备尽可能露天布置,优化建筑结构设计,降低土建工程造价。(10) 采用先进、可靠的DCS集散式计算机控制系统,以达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的,最大程度地减少操作岗位定员,降低成本。1.7 建厂条件1.7.1原、燃材料资源1.7.1.1石灰石矿山石灰石采自于两处矿山,即回头山水泥灰岩矿和交口水泥灰岩矿。储量分别为14154万t和4307.1万t,质量满足生产要求。民采民运汽车进厂。1.7.1.2燃料本项目拟采用山西泽洲县的焦碳,数量及质量均可以满足生产要求。汽车运输进厂。1.7.2电源本项目总装机容量约800kW,计算负荷约56
12、0kW,焦作市供电局九里山乡农电管理站承诺保证为该项目提供电力供应,确保生产需要。1.7.3供排水1.7.3.1水源该地区地下水蕴藏丰富,补给条件良好。本项目建成后生产、生活日用水量为396m3/d,其中生产用水量356m3/d,生活用水量30m3/d。本项目生产、生活、消防用水采用地下水,完全可满足生产、生活需要,水质亦符合饮用水和工业用水标准。1.7.3.2排水排水系统采用雨水和生产、生活污水分流制排水系统。生产用水主要为冷却循环水,外排量极少,一般不含其他有毒物质,对环境影响不大,生活污水经化粪池处理后外排,水质符合有关环保法规要求。1.7.4供汽本工程用汽量91.2t/d,压力1.3M
13、Pa。蒸汽由焦煤集团冯营自备电厂供给。1.7.5建设厂址本工程拟建厂址位于焦作市马庄村九里山乡境内,距离焦(作)辉(县)公路、武(陟)陵(川)公路均不足1km。1.7.6交通运输焦作市地处河南省西北部,北依太行山与山西省接壤,南与郑州市、洛阳市相连,东与新乡市为邻。距郑州市区约80km,距新郑国际机场约100km,距首都北京约600km。1.7.6.1公路拟建厂址位于焦作市城区东部,距市区约16km。南临焦(作)郑(州)高速公路,西临焦(作)晋(城)高速公路,东临京(北京)珠(海)高速公路。焦(作)辉(县)公路从厂址西1km处通过。公路运输条件便利。1.7.6.2铁路焦(作)太(原)铁路、焦(
14、作)枝(城)铁路、焦(作)新(乡)铁路、侯(马)月(山)铁路在此交汇。焦枝铁路从厂址南边通过,厂址距焦枝铁路待王编组站约6km, 距焦作货站马村铁路专用线约5km。铁路运输条件便利1.7.7地震烈度根据焦作市地震局对“方庄一带地震烈度意见”,在修武至焦作一带近300年发生过一次破坏性地震,震中烈度为7度。近几十年来,没有发生过大于4度的地震,但是,在山西临汾发生高强度地震时曾影响到本地区。根据地震活动分析,豫北地区为存在发生中强地震的危险性。因此,在工程设计时按7度设防。1.7.8气象条件年平均温度: 16.0极端最高温度:39.6极端最低温度:7.9平均大气压力:1003.4hPa极端最高大
15、气压力: 1028.5 hPa极端最低大气压力: 983.0 hPa年平均降雨量: 401.3mm日最大降雨量: 58.0mm年主导风向: ENE10分钟最大风速: 10.0m/s1.7.9环境保护该项目建成投产后,对环境产生的影响主要是粉尘、噪音和废水。为减少其对环境的污染,设计中将严格遵守国家和地方的环境保护法规,贯彻环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”政策。针对本项目几种主要的环境污染物,本项目设计采取了有针对性的综合防治措施,将工程污染控制在尽可能小的范围内。全厂环保设施配套齐全,环保设计与工程设计同时进行。本项目建成后新生产线各种污染物的排放不但能达到国家标准,
16、而且将远低于国家标准规定的限值。在产生粉尘的煅烧系统、装运系统以及物料转运点均设置了性能可靠、收尘效率高的收尘器,确保粉尘排放指标达到工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078199)二级标准及大气污染物综合排放标准(GB162971996)二级标准的要求。对产生噪声的设备如空压机、风机等,在设计中通过采用加装消声器或设置隔音值班室等措施,最大限度的降低噪声对生产岗位操作工人及周围环境的危害,以达到城市区域环境噪声标准(GB309693)和工业企业厂界噪声标准(GB123481234990)的要求。本项目生产用水采用循环系统,仅有少量生产废水和生活污水外排,外排量很少,这部分废水经污水处理达到国
17、家污水综合排放标准(GB89781996)后与生产废水一起排出厂外。1.8 技术方案的选择1.8.1概述纳米碳酸钙仍属化合法生产的轻质碳酸钙。传统的轻质碳酸钙生产,是将精制的石灰石原料煅烧,得到氧化钙和窑气二氧化碳;消化氧化钙,并将生成的悬乳液氢氧化钙在高剪力作用下粉碎,多级悬液分离,除去颗粒和杂质,得到一定浓度的精制氢氧化钙悬乳液。通入二氧化碳气体,加入适当的添加剂控制晶型,碳化至终点,得到要求晶型的碳酸钙乳液。进行脱水、干燥、表面处理,最后得到所要求得碳酸钙产品。目前,纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有:间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法。1.8.1.1间歇鼓泡碳化法在湿法碳酸钙的
18、生产中,大多采用传统的间歇鼓泡碳化法。生产纳米碳酸钙是在生产轻质碳酸钙的基础上,改变碳化工艺(加入添加剂、既结晶控制剂)控制晶型和粒径,沉淀(加沉淀剂)后经分离、干燥、粉碎、包装,制得不同晶型、颗粒均匀的纳米级碳酸钙。间歇鼓泡碳化法工艺投资较少、操作简单;但生产效率低,气液接触差,碳化时间长,工艺上对碳酸钙晶型不易控制,产品一次成形颗粒大,粒径粗且不均匀,易在反应中产生包裹现象,最终导致产品反碱,影响产品质量。1.8.1.2连续喷雾碳化法与间歇碳化法相比,连续喷雾碳化法工艺适应于规模化生产,生产能力大且生产效率高,碳化时间短,产品晶型、粒度容易控制,可制得优质稳定的纳米碳酸钙产品。喷雾碳化法一
19、般采用两段或三段连续碳化工艺,即石灰乳经第一碳化塔碳化得到反应混合液,然后喷入第二段碳化塔制得最终产品,或再喷入第三段碳化塔碳化得到最终产品。由于碳化过程分段进行,因此可对晶体的成核和生长过程分段控制,从而控制晶体的粒径、晶型。根据需要,控制适宜的喷雾液滴大小、氢氧化钙浓度、碳化塔内的气液比、反应温度、各段的碳化率等条件,即可制得不同晶型的纳米碳酸钙产品。1.8.1.3超重力碳化法超重力技术起源于1976年的太空试验。在太空微重力状态下,化工分离单元操作无法完成,从而引发超重力技术的研发,并在1980年得到充分发展。超重力技术产生的离心加速度不仅可以比重力加速度大23个数量级,而且可以调节。利
20、用离心力场不仅使化工单元操作在太空成为可能,而且可以大大提高化工单元操作效率。将超重力技术应用于纳米碳酸钙的生产使这一生产过程发生了革命性变化。高速旋转的填料将氢氧化钙溶液剪切成细微的液滴、液丝和液膜,强大的离心力使碳酸钙微粒一旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液,无法继续长大,同时氢氧化钙溶液和二氧化碳气体的接触面积大大增加并迅速更新,使反应速度大大提高。1.8.2技术方案选择通过上述对国内外纳米碳酸钙生产工艺的对比分析,本项目拟选择由北京化工大学超重力中心研制开发的具有国际领先水平的超重力碳化法生产工艺,生产纳米碳酸钙。超重力技术生产纳米碳酸钙具有以下优点:(1)产品平均粒径小,可制得平均粒径为1
21、530nm的超细碳酸钙;(2)产品粒度分布范围窄;(3)产品质量稳定;(4)反应速度快;(5)反应器体积小;(6)易于操作,从开机到稳定生产一般不超过1min;(7)不需要使用晶体生长抑制剂,产品质量稳定、生产效率高,生产成本大幅度降低。该生产工艺是理想的纳米碳酸钙生产工艺。1.9 工程设计特点本工程设计力求工艺流程简洁、顺畅,择优选择先进、成熟、可靠的技术和装备,技术方案充分考虑了当地的原料资源和自然条件。具有以下特点:(1) 充分重视生产线的先进性、可靠性及经济性,设备选型立足国产化。(2) 采用申克定量给料机计量石灰石和焦碳,提高计量精度,保证石灰煅烧的稳定性。(3) 采用机械化立窑煅烧
22、石灰,减少劳动强度,提高生产率,有利于环境保护。(4) 采用超重力碳化工艺生产纳米碳酸钙,具有产品粒度小、分布范围窄、颗粒均齐,反应时间短、生产效率高、设备能力大等优点。(5) 采用先进、可靠的DCS集散式计算机控制系统,自动化水平高,以达到高效、节能、稳定生产、优化控制等目的,并可减少操作岗位定员,降低生产成本。综上所述,本工程设计具有技术先进可靠、劳动生产率高、生产成本低、经济效益、环境效益、社会效益好的特点。1.10项目主要技术经济指标主要技术经济指标见表11。表11 主要技术经济指标汇总表序 号名 称单 位指 标备 注1建设规模纳米碳酸钙t/a60002产品品种1530nmt/a600
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