炭素节能及综合利用改造可行性研究报告.doc

1 总 论

1.1 概 述
1.1.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人
1.1.1.1 项目名称：炭素节能及综合利用改造项目
1.1.1.2 主办单位名称：BT富勤炭素有限公司
1.1.1.3 企业性质：股份有限公司
1.1.1.4 法人代表：刘炳宇
1.1.2 可行性研究报告编制的依据和原则
1.1.2.1 可行性研究报告编制的依据
（1）BT富勤炭素有限公司提供的“炭素节能及综合利用改造项目工程”基础资料；
（2BT富勤炭素有限公司委托X咨询工程有限公司（X设计研究所）编制“炭素节能及综合利用改造项目工程可行性研究报告”的委托书。
1.1.2.2 可行性研究报告编制的原则
（1）认真贯彻执行国家有关设计标准、规范和规定；
（2）参照原化工部化计发（1997）426号“关于化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定”（修订本）有关内容要求，并综合本项目的特点，在满足投资决策需要的前提下，进行适当的简化编制；
（3）严格执行国家及地区环保法规、“三废”治理达标后排放，工程建设严格按照国家“三同时”的规定执行；
（4）执行国家关于化工企业安全卫生的设计规定，采取有效保安措施。
1.1.3 项目提出的背景
1.1.3.1 企业概况：BT富勤炭素有限公司隶属于BT明天科技股份有限公司，BT明天科技股份有限公司是BT市地方企业中的首家上市公司。1999年被国家经贸委列为“520户国家重点企业之一”，2000年被内蒙古自治区科技厅认定为国家高新技术开发区内高新技术企业，被自治区工商局认定为“重合同守信用单位”。公司拥有总资产16.56亿元，2001年实现主营业务收入6.3亿元，年利润7744万元。公司现有职工3223人，各专业技术人员770人，占职工总数的23.9%，其中：大专以上学历652人。
公司目前已发展成为集化工、计算机网络、软件开发及系统集成、参股金融机构为一体的大型综合企业。
基础化工产业生产规模为年产电石10万吨、PVC树脂9万吨、苯酚1.35万吨、硫酸12万吨，其它产品有烧碱、盐酸、冰晶石、氟化铝、氟硅酸钠、液氯、亚硫酸钠、电极糊等十余种。注册商标为“双环牌”、“云杉牌”、“山泉牌”。公司是全国最大的电石出口企业，年出口电石2万吨，创汇600万美元。公司拥有进出口经营权，自备年吞吐量20万吨的国际集装箱中转站。公司已通过ISO9002国际质量体系认证。
BT富勤炭素有限公司前身是BT明天科技炭素公司，始建于1987年，是专为国内引进的采用挪威埃肯公司技术工艺的25500KVA大型三相圆形密闭电石炉生产密闭炉专用电极糊配套而建，同时也能生产特种电极糊。炭素生产线由贵阳铝镁设计院设计，设计生产能力为电极糊2.4万吨/年，电煅料1.5万吨/年，于1988年4月破土动工，1989年底试生产，总投资为1830万元（当时），装置占地面积6.1公顷，工业建筑面积13795m2。现有职工190人，其中高级工程师3人，其他工程技术人员20人。2000年公司通过了ISO9001：2000质量管理体系认证。
公司拥有两台800KVA动力变压器，一台20KVA站用变压器，三台1350KVA单项电炉变压器，设有独立的10KV配电所。
水源来自明天科技双环化工厂，使用地下水，有深水井两眼，配有加压泵房，最大出水量可达1200m3/日。
公司拥有铁路专用线，公路线四通八达，运输条件极为便利，其他公用工程有动力锅炉房、空压站等。
1.1.3.2项目提出的背景
（1）项目简介
本项目前身为BT明天科技炭素公司，设计生产能力为24000吨电极糊/年、15000吨/年电煅无烟煤，但因各种原因，产量一直未能达到设计能力。
本项目为节能环保项目，主要分为两个内容
1、电煅炉尾气和利用电煅炉循环冷却水余热综合利用。
2、同时，对物料磨粉系统和沥青熔化调油系统进行改造治理，使磨粉系统除尘效率提高，回收的粉尘（主要为含碳的各种物质微粒），全部用做电极糊配料组分；沥青熔化过程中挥发的轻组分得以回收，回收下来的轻组分可以对外销售，提高了原料利用率水平。
项目的实施，充分利用电煅炉尾气和电煅炉循环冷却水的余热以及电石炉废气的潜热，既回收利用了废物，减少了对资源的浪费，产生一定的经济效益；又避免对环境的污染，也有良好的社会效益。
（2）项目的必要性和经济意义
炭素工程自投产以来，一直为国内外25500KVA以上的大型密闭电石炉配套生产密闭炉专用电极糊，并为其他大型内燃式电石炉生产特种电极糊，同时也能根据不同的客户需求生产相应质量的电极糊，公司已生产近20年，产品质量稳定。产品曾出口伊朗、南非、巴基斯坦、俄罗斯等国，是国内多家大型电石生产厂家的常年合作伙伴，包括：中国昊华集团宣化有限公司（原张家口市下花园电石厂）、浙江巨化集团电石公司、贵州通润冶金化工有限公司、青海东胜化工有限公司、陕西府谷天桥电视集团有限公司和内蒙古海吉氯碱化工股份有限公司等。近来，由于电石及铁合金市场的变化和生产技术的改进，对电极糊产品也提出了新的需求，急需我们对生产工艺及设备进行过改造，以适应炭素产品的新的市场需求，通过改造实现产品结构的调整，提高生产装置的整体技术水平，满足用户的新的需求。同时采用国内的先进技术实现能量综合利用、节能、环保目标，淘汰热效率较低、耗煤量大的蒸汽供热锅炉，进一步降低生产成本，提高产量扩大产品销售，电极糊产品的内外在品质提高到国内同行业领先水平，为企业创造更大的经济效益并产生良好的社会效益。
根据国家规划及发改委2007年10月12日发出的《电石行业准入条件》，现有和新上的大中型密闭电石装置尾气必须进行综合利用，目前BT明天科技的一套25500KVA电石炉已经修复完毕，正准备投入生产，合理的利用其尾气，也是该电石生产装置能否正常运行及可否取得经济效益的重要指标之一。本项目的实施，可以解决该电石生产装置尾气的利用问题，变废为宝，化污染为能源。
内蒙古西部及周边地区（晋、陕、蒙、宁、新）为电石原料——煤和石灰石和硅铁、硅锰、硅钙、铬铁、稀土铁合金等铁合金的原料——硅石、铬铁矿、稀土、焦炭的主要产地，电力供应充足，各种利用矿热炉生产的行业发达，是世界上最主要的电石及铁合金产地。电极糊为电石及铁合金等利用矿热炉生产产品的主要辅料之一，本地区还拥有很大规模的电解铝生产能力，对阳极炭块的需求量也很大，本地区拥有巨大炭素的市场。本地区也是电极糊的原料无烟煤、沥青、煤焦油的主要产区，原料资源丰富，煤、电等能源充足。公司有近20多年生产炭素的丰富经验，因此，发展炭素生产具有很大的资源和技术优势。
根据国家规划及发改委2007年10月12日发出的《电石行业准入条件》，要逐步限制和淘汰小容量、高污染的小型电石炉、硅铁炉等矿热炉，提倡采用大型密闭电石炉，而密闭炉专用电极糊是公司的主要产品和优势产品，因此，该工程拥有广阔的市场和良好的经济、社会效益前景。
1.1.4 研究范围
包括： （1）电煅炉尾气余热利用
（2）电煅炉循环冷却水余热利用
（3）粉磨系统除尘及粉料回收
（4）沥青轻组分回收
（5）配套公用工程
1.2 研究结论
1.2.1 研究的简要综合结论
1.2.1.1 电极糊、电煅无烟煤生产用原材料资源丰富，供应可靠，该改造工程项目生产工艺先进，具有环保、节能、高效等特点，产品市场前景广阔、经济和社会效益良好。
1.2.1.2 该改造工程项目投产后，可以将目前使用的三台DZL4-1.25-AIII和一台DZL6-1.25-AIII蒸汽供热锅炉全部淘汰，以导热油和热水替代蒸汽，节约大量煤炭，使电煅炉尾气、电煅炉循环冷却水的余热充分利用，变西部资源优势为产品优势。
1.2.1.3 该改扩建项目投产后，可以带动本地相关配套企业的发展，为社会提供更多的就业机会。
综上所述，该项目生产工艺先进，产品市场前景看好，经济效益、社会效益显著，因此，项目是可行的。
1.2.2 存在的主要问题和建议
投入的技改资金要及时到位，保证改扩建工程按期完成，尽快投产。
附：主要经济技术指标表
表1-1 主要技术经济指标表
序号
项 目 名 称
单位
数 量
备 注
一
生产规模

1
电极糊
t/a
24000

2
电煅无烟煤
t/a
15000
部分外售
二
产品方案

1
电极糊
t/a
24000

2
电煅无烟煤
t/a
15000
部分外售
三
年操作日
日
330

四
主要原材料

1
无烟煤
t/a
18720
水洗精煤
2
煤焦油
t/a
2400

3
沥 青
t/a
2400

4
石油焦
t/a
3600

5
石墨碎
t/a
1200

6
普煅料
t/a
3600

五
公用动力消耗

1
供 水
t/a
61000

2
供 电
万度
2010
动力、工艺、照明
六
三废排放量

1
废气
Nm3/h
15243
含通风
2
废水
t/h
1.5
生活污水
3
废渣
t/a
87
余热锅炉除尘
七
运输量
t/a
61032

1
运入量
t/a
31920

2
运出量
t/a
29112

八
定 员
人
190
原有
九
装置占地面积
m2
150
新增
十
建构筑物占地面积
m2
400
新增
十一
建筑面积
m2
50
新增
十二
单位能耗

1
电煅无烟煤
kg/t
1096
折标煤
2
电极糊
kg/t
1315
折标煤
十三
工程总投资
万元
480

1
固定资产投资
万元
417

2
流动资产投资
万元
63
新增
十四
年销售收入
万元
1224
按节约部分计
十五
年总成本费用
万元
904
按新增部分计
十六
年利润总额
万元
316
按节约部分计
十七
年销售税金及附加
万元
63
按节约部分计
十八
财务评价指标

1
投资利润率
%
41.28

2
投资利税率
%
49.45

3
投资回收期

税前
年
2.34

税后
年
2.53

4
财务内部收益率

税前
%
42.80

税后
%
39.54

5
财务净现值

税前
万元
2815

税后
万元
1123

2 市场预测

2.1 电极糊国内外市场情况预测
2.1.1 电极糊的用途
以石油焦、无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂而制成。有的用于各种连续自焙电炉作为导电电极使用的电极糊；有的用于连续自焙式铝槽作为导电阳极使用的阳极糊；有的用于高炉砌筑的填料和耐火泥浆的粗缝糊和细缝糊。高炉用自焙炭块虽用途不同，但和糊类制品的生产工艺相仿，暂归在糊类制品内。包括：
（1）阳极糊；
（2）电极糊（包括标准、非标准电极糊）；
（3）底糊（包括多灰、少灰底糊）；
（4）密闭糊（包括多灰、少灰密闭糊）；
（5）其它糊（包括粗缝糊、细缝糊、自焙炭砖等）。
2.1.2 电极糊国内外市场预测
目前电极糊市场总体依然呈现稳定局面，但局部地区电极糊企业由于受到前期原材料电煅无烟煤价格上调的影响出现追涨。据各地生产企业均反映销售状况良好，原油价格波动对企业运输或多或少有些影响。
2.1.3 电极糊产品价格分析
根据国内、外市场预测得知，电极糊产品的价格与石油化工产品、煤化工产品（含电石）和铁合金产品的市场及价格有着直接关系。九十年代初，由于石化工业的迅速发展，世界石油价格的飞涨，目前已经突破110美元/桶，使得国内外能源价格高涨，本项目所用相关产品如沥青、石油焦、煤焦油、石墨碎、无烟煤价格一路攀升。也使得石油法生产PVC成本高昂，PVC原料纷纷转向电石，改扩建了大批以电石为原料的PVC装置，使电石市场火爆，原料需求的猛增，价格已处于不断回升状态，电石原料也因此价格猛涨；由于世界主要能源石油的价格高涨，使得一些高载能行业如电解铝、电石、铁合金、PVC、钢铁、水泥、黄磷等企业纷纷涌入以煤作为主要能源的中国。电极糊作为电石、黄磷和铁合金等以矿热炉为反应器的产品的重要原料，需求也是不断增加，目前价格在2100～2200元/吨左右，预计今后在相当长的一段时期内，其价格随着国际国内能源价格高涨和美元疲软、国内CPI指数高居不下还会有大幅度的上升。
山西运城地区密闭糊国标1号现报价2600-2650元/吨，企业反应销售状况良好。目前四川峨眉山地区密闭糊国标1 号保持在2350-2450元/吨；BT市众邦炭素（集团）有限公司密闭糊国标1号出厂含税价2100元/吨、特种糊国标1号保持在2350元/吨；河南地区密闭糊国标1号出厂含税价格依然稳定在2400-2500元/吨，湖南娄底地区密闭糊国标1号出厂含税价为2600元/吨；拥有原材料产地优势的宁夏银川、石嘴山地区依然保持较低的报价，密闭糊国标1号出厂含税价为2200-2350元/吨。
本项目产品价格按2100元/吨（含税）计算。
2.2 电煅无烟煤国内外市场情况预测
2.2.1 电煅无烟煤的用途
优质电煅煤主要用于制造铝工业冶炼所需的半石墨质阴极碳块或捣糊和制造高档碳素电极。即也可用作生产自焙电极糊的干骨料。优质普煅煤主要用于制造矿热炉所用自焙电极和制造高档增碳剂产品。
增碳剂主要用于钢铁冶炼作还原剂、增炭剂。供炼钢、铸造、化工、碳素、耐火材料、保温材料行业使用，调整炼钢终点碳的含量，使其符合所炼钢种含碳的要求。
2.2.2 电煅无烟煤国内外市场预测
电煅无烟煤市场目前继续保持平稳状态。目前电煅无烟煤市场价格基本保持一致。厂家反映近期原材料无烟煤的价格和供应都保持较平稳的状态，有了充足原料的企业生产积极性很高。据悉虽然下游企业采购热度相比前期有所下降，但销售状况依然良好。
2.2.3 电煅无烟煤产品价格分析
目前宁夏石嘴山地区电煅无烟煤C＞93%，灰分<6%，S<0.3%的电煅无烟煤主流价格1700-1750/吨。宁夏银川地区C＞93%，灰分<5.5%，S<0.3%的电煅无烟煤主流价格1750左右/吨。内蒙古阿拉善盟地区电煅无烟煤灰分<5%价格依然保持在1800元/吨。
本项目取价格1800元/吨。

3 产品方案及生产规模

3.1 产品方案
根据该生产装置的规模，本项目的产品方案为：
24,000吨/年电极糊
3.2 产品质量及规格
3.2.1 电极糊质量、检验规则及标志、标签、包装、安全等均按国标YB/T5215-96执行，详见表3-1。
表3-1 电极糊质量要求

1号
2号
灰份不大于 %
4.0
6.0
挥发份 %
12.0－15.5
12.0－15.5
抗压强度不小于 Mpa
18.0
17.0
电阻率不大于 μΩm
65
75
体积密度不小于 g/cm3
1.38
1.38
糊延伸率 %
5－20
5－20

3.2.2 电煅无烟煤质量、检验规则及标志、标签、包装、安全等均按下表执行，详见表3-2

表3-2 电煅无烟煤质量要求

电阻率μ'Ωm
灰份 %
真密度 g/cm3
水份 %
粒度9－15料 %
挥发份 %
A级
450－500
≤6.00
≥1.85
≤0.50
≥84.00
≤0.90
B级
550－700
≤7.00
≥1.82
≤0.50
≥84.00
≤1.50

3.3 生产规模及装置规模
3.3.1 设计年操作日:330天。
3.3.2 生产制度:四班三运转制。
3.3.3 生产装置: 24,000吨/年电极糊
15,000吨/年电煅无烟煤

4 工艺技术方案

4.1 工艺技术方案的选择
炭素工业简介
炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。有时把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。
炭素制品按产品用途可分为石墨电极类、炭块类、石墨阳极类、炭电极类、糊类、电炭类、炭素纤维类、特种石墨类、石墨热交换器类等。石墨电极类根据允许使用电流密度大小，可分为普通功率石墨电极。高功率电极、超高功率电极。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。炭素制品按原料和生产工艺不同，可分为石墨制品、炭制品、炭素纤维、特种石墨制品等。炭素制品按其所含灰分大小，又可分为多灰制品和少灰制品（含灰分低于l％）。
我国炭素制品的国家技术标准和部颁技术标准是按产品不同的用途和不同的生产工艺过程进行分类的。这种分类方法，基本上反映了产品的不同用途和不同生产过程，也便于进行核算，因此其计算方法也采用这种分类标准。
一、炭和石墨制品
(一)石墨电极类
主要以石油焦、针状焦为原料，煤沥青作结合剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、石墨化、机加工而制成，是在电弧炉中以电弧形式释放电能对炉料进行加热熔化的导体，根据其质量指标高低，可分为普通功率、高功率和超高功率。石墨电极包括：
（1）普通功率石墨电极。允许使用电流密度低于 17A／厘米2的石墨电极，主要用于炼钢、炼硅、炼黄磷等的普通功率电炉。
（2）抗氧化涂层石墨电极。表面涂覆一层抗氧化保护层的石墨电极，形成既能导电又耐高氧化的保护层，降低炼钢时的电极消耗。
（3）高功率石墨电极。允许使用电流密度为18～25A／厘米 2的石墨电极，主要用于炼钢的高功率电弧炉。
（4）超高功率石墨电极。允许使用电流密度大于 25A／厘米2的石墨电极。主要用于超高功率炼钢电弧炉。
（二）石墨阳极类
主要以石油焦为原料，煤沥青作粘结剂，经煅烧、配料、混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化、机加工而制成。一般用于电化学工业中电解设备的导电阳极。包括：
（1）各种化工用阳极板。
（2）各种阳极棒。
（三）特种石墨类
主要以优质石油焦为原料，煤沥青或合成树脂为粘结剂，经原料制备、配料、混捏、压片、粉碎、再混捏、成型、多次焙烧、多次侵渍、纯化及石墨化、机加工而制成。一般用于航天、电子、核工业部门。
它包括光谱纯石墨，高纯、高强、高密以及热解石墨等。
（四）石墨热交换器
将人造石墨加工成所需要的形状，再用树脂浸渍和固化而制成的用于热交换的不透性石墨制品，它是以人造不透性石墨为基体加工而成的换热设备，主要用于化学工业。包括：
（1）块孔式热交换器；
（2）径向式热交换器；
（3）降膜式热交换器；
（4）列管式热交换器。
（五）炭电极类
以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极。它不适合熔炼高级合金钢的电炉。包括：
（l）多灰电极（用无烟煤、冶金焦、沥青焦生产的电极）；
（2）再生电极（用人造石墨、天然石墨生产的电极）；
（3）炭电阻棒（即炭素格子砖）；
（4）炭阳极（用石油焦生产的预焙阳极）；
（5）焙烧电极毛坯。
（六）炭块类
以无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂，经原料制备、配料、混粘、成型、焙烧、机加工而制成。其中高炉炭块作为耐高抗腐蚀材料用于砌筑高炉内衬；底部炭块、侧部炭块、电炉块则用于铝电解槽和铁合金电炉等。包括：
（1）高炉炭块；
（2）铝槽炭块（底部炭块及侧部炭块）；
（3）电炉炭块。
（七）炭糊类
以石油焦、无烟煤、冶金焦为主要原料，煤沥青为粘结剂而制成。有的用于各种连续自焙电炉作为导电电极使用的电极糊；有的用于连续自焙式铝槽作为导电阳极使用的阳极糊；有的用于高炉砌筑的填料和耐火泥浆的粗缝糊和细缝糊。高炉用自焙炭块虽用途不同，但和糊类制品的生产工艺相仿，暂归在糊类制品内。包括：
（1）阳极糊；
（2）电极糊（包括标准、非标准电极糊）；
（3）底糊（包括多灰、少灰底糊）；
（4）密闭糊（包括多灰、少灰密闭糊）；
（5）其它糊（包括粗缝糊、细缝糊、自焙炭砖等）。
（八）非标准炭、石墨制品类
这是指用炭、石墨制品经过进一步加工而改制成的各种异型炭、石墨制品。包括铲型阳极、制氟阳极以及各种规格的坩埚、板、棒、块等异型品。
（九）不透性石墨类
这是指经树脂及各种有机物浸渍、加工而制成的各种石墨异型品，包括热交换器的基体块。
（十）电炭产品类
这是指炭精棒、电刷等产品。
二、炭素纤维
它包括各种炭纤维、石墨纤维、预氧丝、炭布、炭带、炭绳、炭毡及其复合材料。其中炭纤维为含碳量高于93％的纤维。用聚丙烯睛纤维、粘胶丝和沥青纤维经碳化制成。热处理度由低至高，可分别制成耐热纤维、碳化纤维和石墨纤维。
4.1.1 原料路线确定的原则和依据
电极糊生产的主要原料为电煅无烟煤、石油焦、沥青、煤焦油、石墨碎、冶金焦等炭素材料。
电煅无烟煤的原料为高碳低灰低硫无烟煤
4.1.1.1 电煅无烟煤
煅后无烟煤是生产电极糊的主要原料之一，本项目采用电煅无烟煤和部分普煅无烟煤（罐煅，外购）。年产2.4万吨电极糊需电煅无烟煤15600吨，生产此电煅煤需要水洗精煤17820吨。利用原有三台电煅炉生产。
表4-1 无烟煤的质量和规格
项目
水份%
灰份%
挥发份%
全硫%
固定碳%
热值MJ/kg
指标
<4
<6
<9
<0.5
>89
28.3
无烟煤来自宁夏汝箕沟矿区出产的“太西”无烟煤。具有“三低六高”（低灰、低硫、低磷、高发热量、高比电阻、高机械强度、高精煤回收率、高化学活性、高块煤率）的优良品质，是冶金、化工等行业公认的最适宜生产炭素材料的最佳煤种。
表4-2 煅后无烟煤的质量和规格

电阻率μΩm
灰份 ％
真密度 g/cm3
水份 %
粒度9－15料 %
挥发份 %
A级
450－500
≤6.00
≥1.85
≤0.50
≥84.00
≤0.90
B级
550－700
≤7.00
≥1.82
≤0.50
≥84.00
≤1.50
生产的电煅无烟煤生产电极糊自用。
普煅无烟煤来自周边炭素厂。
4.1.1.2 沥青
2.4万吨/年电极糊需要沥青2400吨，质量标准见下表：
表4-3 沥青的质量和规格
指标名称
低温沥青
中温沥青
高温沥青
一类
二类
电极用
一般用
软化点(环球法) ℃
30～45
＞45～75
＞75～90
＞75～95
＞95～120
甲苯不溶物 %

15～25
＜25

灰分 %

0.3
0.5

水分 %

5.0
5.0
5.0
挥发份 %

60～70
55～75

喹啉不溶物 %

10

沥青来源于兰州石化公司、包钢焦化厂和呼和浩特石化公司。
4.1.1.3 煤焦油
2.4万吨/年电极糊需要煤焦油2400吨，质量标准见下表：

表4-4 煤焦油的质量和规格（采用标准：YB/T5075—1993）
密 度g/cm3
甲苯不溶物%
灰 分%
水 分%
萘 分%
≤1.13-1.22
≤ 9
≤0.13
≤4.0
≥7.0
煤焦油来源于包钢焦化厂。
4.1.1.4 石墨碎
2.4万吨/年电极糊需要石墨碎1200吨，石墨碎为石墨电极和石墨设备加工碎屑：目前没有质量国家标准。
石墨碎来源于周边石墨电极和石墨设备加工厂家。
4.1.1.5 石油焦
石油焦是黑色或暗灰色坚硬固体石油产品，带有金属光泽，呈多孔性，是由微小石墨结晶形成粒状、柱状或针状构成的炭体物。石油焦组分是碳氢化合物，含碳90－97%，含氢1.5－8%，还含有氮、氯、硫及重金属化合物。
石油焦是延迟焦化装置的原料油在高温下裂解生产轻质油品时的副产物。石油焦的产量约为原料油的25-30%。其低位发热量约为煤的1.5-2倍，灰分含量不大于0.5%，挥发分约为11%左右，品质接近于无烟煤。主要用途：电解铝所用的预焙阳极和阳极糊、碳素行业生产增炭剂、石墨电极、冶炼工业硅以及燃料等。根据石油焦结构和外观，石油焦产品可分为针状焦、海绵焦、弹丸焦和粉焦4种：
（1）针状焦，具有明显的针状结构和纤维纹理，主要用作炼钢中的高功率和超高功率石墨电极。由于针状焦在硫含量、灰分、挥发分和真密度等方面有严格质量指标要求，所以对针状焦的生产工艺和原料都有特殊的要求。
（2）海绵焦，化学反应性高，杂质含量低，主要用于炼铝工业及炭素行业。
（3）弹丸焦或球状焦：形状呈圆球形，直径0.6-30mm，一般是由高硫、高沥青质渣油生产，只能用作发电、水泥等工业燃料。
（4）粉焦：经流态化焦化工艺生产，其颗粒细（直径0.1-0.4mm），挥发分高，热胀系数高，不能直接用于电极制备和炭素行业。
根据硫含量的不同，可分为高硫焦（硫含量3%以上）和低硫焦（硫含量3%以下）。低硫焦可作为供铝厂使用的阳极糊和预焙阳极以及供钢铁厂使用的石墨电极。其中高品质的低硫焦（硫含量小于0.5%）可用于生产石墨电极和增炭剂。一般品质的低硫焦（硫含量小于1.5%）常用于生产预焙阳极。而低品质石油焦主要用于冶炼工业硅和生产阳极糊。高硫焦则一般用作水泥厂和发电厂的燃料。
煅后石油焦： 在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊（融熔电极）时，为使石油焦（生焦）适应要求，必须对生焦进行煅烧。煅烧温度一般在1300℃左右，目的是将石油焦挥发分尽量除掉。这样可减少石油焦再制品的氢含量，使使油焦的石墨化程度提高，从而提高石墨电极的高温强度和耐热性能，并改善了石墨电极的电导率。煅烧焦主要用于生产石墨电极、炭糊制品、金刚沙、食品级磷工业、冶金工业及电石等，其中应用最广泛的是石墨电极。 生焦不经锻烧可直接用于碳化钙作电石主料，生产碳化硅和碳化硼。
2.4万吨/年电极糊需要石油焦3600吨，质量标准见下表：
表4-5 石油焦的质量和规格
项 目
质 量 指 标
一级品
No.1
No.2
No.3
A
B
A
B
A
B
硫含量，%
≤0.5
≤0.5
≤0.8
≤1.0
≤1.5
≤2.0
≤3.0
挥发分，%
≤12
≤10
≤12
≤12
≤15
≤16
≤18
灰分，%
≤0.3
≤0.3
≤0.5
≤0.5
≤0.5
≤0.8
≤1.2
水分，%
≤3

真密度（1300℃
5小时煅烧）g/cm3
2.08-2.13

粉焦量（块粒8mm以下） %
25

硅含量，%
≤0.08
实测
实测
实测
钒含量，%
≤0.015
实测
实测
实测
铁含量，%
≤0.08

石油焦来源于兰州石化公司和呼和浩特石化公司。
煅后石油焦标准
粉末电阻率μΩm
灰分%
真比重g/cm3
水分%
硫分%
≤550
≤0.8
≥2.00
≤0.5
≤0.8
4.1.2 国内外电煅无烟煤、电极糊生产工艺概况
4.1.2.1 电煅无烟煤生产工艺概况
原料洗精煤直接送入电气煅烧炉（1000KVA、12500KVA）煅烧，去掉其中挥发份、水份及含硫气体，煅烧温度1300℃，煅烧时间15～20分钟，煅烧合格的煤料经冷却、破碎分级进入产品储仓，进入下一级生产。
工艺流程见下图：
除尘系统
余热锅炉
烟气、含硫气体

产品仓储

冷却
高温煅烧
洗精煤

水循环
温度控制在1300℃

4.1.2.2 电极糊生产工艺概况
电极糊的生产是一个物理配合过程，将合格质量的原料骨料和粉料经过破碎、粉磨、过筛等工序，达到级配，然后进行配比，在较高温度下，通过混捏过程，用煤焦油、沥青等粘合剂将骨料粘合，再经过成型，冷却成为电极糊成品。
4.1.3 生产工艺选择
4.1.3.1 电煅无烟煤
仍采用原有的三台电煅炉（1台1000KVA，2台1250KVA）生产电煅无烟煤，电煅炉尾气用于余热锅炉加热导热油，导热油用于电极糊系统生产。
电煅炉产生的尾气，用作余热锅炉（导热油炉）的热源，用来加热导热油，导热油用于电极糊生产中的热源
电煅炉的循环冷却水，用于采暖工程。
工艺流程见4.1.2.1。
4.1.3.2 电极糊
仍采用原有的生产工艺，更新改造部分设备，使产能达到设计能力和节能降耗的目的。
工艺流程图如下：

原料
磨粉
筛分
配料储仓
计算机控制配料
混捏
成型
电极糊产品

4.2 工艺流程和消耗定额
4.2.1 工艺流程说明
4.2.1.1 电煅无烟煤生产
合格的原料洗精煤直接送入电煅炉煅烧，利用电极和炉料电阻所生产的电弧热、电阻热，在高温状态下，去掉其中挥发份、水份及含硫气体，煅烧温度1300℃，煅烧时间15～20分钟，煅烧合格的煤料经冷却、破碎分级进入下道工序，产品也可以包装进行销售。电煅炉尾气含有可燃的组分，经余热锅炉回收潜热和显热的热能后，进入布袋除尘器，尾气净化指标合格后，排空。
4.2.1.2 电极糊生产
电极糊的生产是一个物理配合过程，将合格质量的原料骨料和粉料经过破碎、粉磨、过筛等工序，达到级配，然后进行配比，在较高温度下，通过混捏过程，用煤焦油、沥青等粘合剂将骨料粘合，再经过成型，冷却成为电极糊成品。
4.2.2 全厂物料平衡方案
4.2.2.1 物料条件：
（1）年产电煅无烟煤15,000吨自用；
（2）年产电极糊24,000吨；
4.2.3 原材料、动力消耗定额
表4-6 消耗定额表
序号
名 称
单位
消耗定额
每小时耗
年 耗
备注

电煅无烟煤

1
无烟煤
T
1.200
2.340
18720

2
工艺电
KWh
860
1677
13,416,000

3
动力电
KWh
42
81.9
655,200

4
软化水
T
0.123
0.238
1911

电极糊

1
电煅无烟煤
kg
0.650
1.950
15,600

2
动力电
KWh
304
912
7,296

3
压缩空气
Nm3
0.100
0.300
2,400

4
新鲜水
T
0.200
0.600
4,800

5
石油焦
T
0.150
0.450
3,600

6
石墨碎
T
0.050
0.150
1,200

7
沥青
T
0.100
0.300
2,400

8
煤焦油
T
0.100
0.300
2,400

9
普煅料
T
0.050
0.150
1,200

4.3 主要设备选择
4.3.1 原2.4万吨/年电极糊生产装置电煅炉尾气及循环冷却水余热利用技改所需设备
4.3.1.1 余热锅炉：电煅炉尾气平均流量490Nm3/h，主要成分为：CO、CO2、N2、CmHn、H2,还含有微量的NH3、O2、SO2等气体和主要成分为C，其次为CaO、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3的粉尘以及煤焦油等组分，热值（低位发热量）3600Kcal/Nm3。配套余热锅炉1台，容量1000Mcal/h，导热油压力为常压，温度190±10℃，强制循环，余热锅炉尾气温度180～220℃。锅炉采用重锤振打清灰。尾气经高温燃烧，其中所含的煤焦油、碳粉等均被氧化分解，细颗粒粉尘被烧结，形成较大颗粒，不易吸附于系统，不再堵塞系统，焦油的污染也消除。产生的高温导热油通过循环泵送到电极糊车间，用于沥青熔化、沥青管道输送、混捏锅及成型等工艺过程的热源，取代原蒸汽加热方式。
4.3.1.2 干法除尘装置：采用布袋除尘器1台，采用耐250℃温度的覆膜玻璃纤维滤袋，高压脉冲清灰，操作平稳，可以达到国家排放标准，效果良好。
4.3.1.3 鼓风机、引风机：鼓风机、引风机各1台，型号详见新增设备一览表。
4.3.1.4 循环冷却水系统1套，三台电煅炉可以产生85℃热水50m3/h，在冬季可以为30000平方米场所提供供暖热源，回水温度40℃；在夏季热水可以作为浴室洗浴所用。设备包括冷水箱、热水箱、循环水泵、分配台等，规格型号详见新增设备一览表。
4.3.1.5 导热油循环泵2台，规格型号详见新增设备一览表。
4.3.2 粉磨系统除尘及粉料回收装置、沥青轻组分回收装置技改所需设备
4.3.2.1雷蒙磨选型
本项目需要更新雷蒙磨1台，雷蒙磨是电极糊生产中的主要设备，它是将大块固体原料进行粉磨的设备。
雷蒙磨参数：生产能力2-4吨/小时，配90KW电动机，55KW引风机，200目以下65±5%.。
规格型号详见新增设备一览表
4.3.2.2球磨机选型
本项目需要新增球磨机1台，球磨机是大块固体原料进行粉磨的设备。
球磨机参数：φ1200X4500,N=55KW，生产能力2吨/小时。
规格型号详见新增设备一览表
4.3.2.3 除尘器选型
本项目需要新增布袋除尘器1台，用以回收粉末系统生产过程中产生的粉尘。
除尘器参数：过滤面积3500m2，配引风机2台，各45KW,出灰螺旋2台各2.2KW，下灰螺旋2台各1.5KW.
规格型号详见新增设备一览表
4.3.2.4原有除尘器改造
本项目需要对原有除尘器进行改造，
改造后除尘器参数：
1、旋风除尘器：XP-100Φ2400
2、旋风除尘器：φ1600
3、布袋除尘器：PBCJ-6100，Q=25030m3/小时
规格型号详见新增设备一览表
4.3.2.5 其他设施
1、新增2台6m3的快速沥青熔化槽，代替原来的两台40 m3沥青熔化槽；
2、新增两台10 m3的调制槽，代替原来的两台40 m3调制槽；
3、原有的1台沥青熔化槽改造为沥青轻组分回收槽；
4、新增混捏锅1台；
5、对原有的混捏锅进行改造；
6、原有的电极糊成型机进行改造；
各设备规格型号详见新增设备一览表
表4-7 新增设备一览表
序号
名 称
规格型号
单位
数量
功率
备 注

电煅余热利用

1
余热锅炉

台
1

导热油炉
2