年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目可行性研究报告.docx
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年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目可行性研究报告
年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目
可
行
性
研
究
报
告
1．总说明
1.1项目名称
******耐火材料集团有限公司年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目
1.2项目主办单位及负责人
主办单位：
******耐火材料集团有限公司
负责人：
***
1.3可行研究报告编制的单位
编制单位：
***工程技术有限公司
1.4编制依据及范围
1.4.1编制依据
a）***工程技术有限公司与******耐火材料集团有限公司2007年10月20日在***签定的《技术咨询合同》；
b）******耐火材料集团有限公司2007年10月20日提供的《年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目可行性研究编制委托书》；
c）***工程技术有限公司与******耐火材料集团有限公司2007年10月20日在***签定的《年产100000t轻烧氧化镁反射窑节能减排改造项目可行性研究技术协议》；
1.4.2编制范围
本工程按100000t/年优质轻烧氧化镁生产线进行设计。
包括从原燃料库、筛分上料，反射窑焙烧开始，直到成品库的整个轻烧氧化镁生产线。
工段组成包括：
a）原燃料堆场
b）筛分、上料工段
c）焙烧工段
d）成品筛分工段
e）成品库
1.5编制原则
根据本工程的实际情况，结合国家经济建设的方针政策，本工程遵循以下编制原则：
a）在设计中采用先进、成熟、可靠的工艺技术和设备，确保生产能够长期、稳定、连续地运行，生产出高质量的产品；
b）在满足产品质量要求的前题下，选择合适的工艺流程，力求取得良好的经济效益；
c）在设计中要认真贯彻治理三废、减少污染的原则，以满足国家有关环保法规的要求和本项目的实际需要；
d）在工艺流程和设备选择方面，采用先进的节能降耗措施，减少对水、电、煤等的动力消耗，以达到国家有关节能降耗的要求；
e）设备要符合国家、行业和地方有关法律、法规、标准和有关规定；
f）生产设施的配备按一流耐火材料企业的要求配备。
1.6可行性研的概况、结论与建议
1.6.1概况
1.6.1.1规模及确定规模的依据
******耐火材料集团有限公司现有20座传统反射窑，年产100000t轻烧氧化镁，以满足公司生产中档烧结镁砂、高纯烧结镁砂等产品的初级原料需求。
企业根椐国家节能减排要求，同时提升公司产品市场竞争力等因素，确定本次轻烧氧化镁技术改造项目达产后生产规模为年产100000t轻烧氧化镁。
1.6.1.2产品方案
特级轻烧氧化镁 80000t/a
一级轻烧氧化镁 20000t/a
1.6.1.3厂址
本工程厂址选定***市毛祁镇山后村，占地面积6万平方米。
***矿藏丰富，地下蕴藏占世界总储备三分之二和四分之一的滑石矿和菱镁矿以及金、银、铜、铁、稀土等40余种矿物质，是名符其实的“滑石之乡”、“世界镁都”。
新建工程地处***市境内，菱镁矿十分丰富，距沈大高速公路3公里，距营口港70公里、大连港200公里，交通运输极为便利。
******耐火材料集团有限公司有较强的经济、技术和良好的社会诚信度，公司近几年不断加大对国内外市场调研和公关，已经形成并继续扩大国内外两大销售网络。
1.6.1.4原燃料来源及产品销售
本项目所需的原燃料主要是特级菱镁矿、一级菱镁矿、大同煤。
其中特级菱镁矿、一级菱镁矿由集团公司的原料公司提供，而大同煤在山西煤碳市场采购，可满足本项目的需要。
本项目的产品用于本公司高纯镁砂生产、油烧中档镁砂的生产、煤烧镁砂的生产、对外销售及其它用途。
1.6.1.5工艺方案的比较选择结论
本可行性研究吸取了当今国内外各主要轻烧氧化镁生产厂家的生产经验，结合国内外各种热工窑炉使用现状及发展趋势，同时充分结合本企业菱镁矿矿山资源现状，选择了成熟可靠的生产工艺路线，在技术上是完全可行的。
1.6.1.6投资估算及资金来源
本项目总投资为2171万元，其中，固定资产投资为1671万元，流动资金为500万元，所需资金中，银行专项贷款1200万元。
其余971万元全部由企业自筹解决。
1.6.1.7建设进度
2007年10月完成可行性研究及审批；
2007年11月完成初步设计及审批；
2007年12月完成施工图设计；
2007年12月开始施工建设；
2008年12月建成投产；
1.6.1.8主要技术经济指标
表1—1：
技术经济指标表
序号
指标名称
单位
指标
备注
A
生产规模及产品产量
1
特级轻烧氧化镁
t/a
80000
2
一级轻烧氧化镁
t/a
20000
B
原材料消耗量
1
特级菱镁矿
t/a
175764
2
一级菱镁矿
t/a
516597
C
动力消耗
1
水
生产用新水
m3/h
10.5
52.56×103m3/a
循环水
m3/h
14.65
2
电
有功功率
kW
2342
视在功率
KVA
2711
年耗电量
103kWh
1054
3
压缩空气（0.6MPa）
m3/mim
14.4
5
大同煤
年耗煤量
t/a
21936
D
投资
1
固定资产投资
万元
1671
2
流动资金
万元
500
E
财务预测指标
1
销售收入
万元/a
10530
达产年
2
原材料费用
万元/a
8343.99
达产年
3
动力费用
万元/a
327.61
达产年
4
销售税金及附加
万元/a
443.1
达产年
5
总成本费用
万元/a
9342.90
经营期平均
6
利润总额
万元/a
1060.77
经营期平均
7
所得税
万元/a
473.6
经营期平均
8
税后利润
万元/a
668.41
经营期平均
9
全投资内部收益率（税前）
%
34.59
10
全投资内部收益率（税后）
%
27.12
11
全投次回收期（税前）
年
1.23
序号
指标名称
单位
指标
备注
12
全投次回收期（税后）
年
1.50
13
净现值（ic=11%，税前）
万元
2209
14
净现值（ic=11%，税后）
万元
2380
15
投资利润率
％
25.73
16
投资利税率
％
35.34
F
其它指标
1
职工定员
人
750
2
工程用地面积
m2
48000
3
4.5m宽
道路长度7.0m宽
m
m
650
250
4
回车场面积
m2
3000
5
绿化用地面积
m2
9600
6
绿化率
%
20
1.6.2结论与建议
本项目改造投产后，新型高效节能轻烧反射窑与传统旧式反射窑比较，每吨轻烧氧化镁综合耗标煤量从312.5千克标煤降至219.36千克标煤，年节约标煤9314吨，减少二氧化硫排放253.17吨/年，减少灰渣排放量4986.2吨/年，减少灰飞量870.18吨/年，减少二氧化碳排放量44416.45吨/年，具有较好的环境效益、节能效益和社会效益。
本项目实施后，其经济效益较好，投资内部收益率（税后）为27.12%，远高于行业基准收益率11％。
在其多年的生产经营期内，平均年增加利润总额1031.12万元，全投资回收期（税后）为1.50年，税后净现值为2380万元，在经济上是可行的。
综上所述，本项目具有技术成熟、经济合理等特点。
项目实施后，可生产出优质产品，同时还有很好的经济效益、环境效益和社会效益，对本地区发展具有重要意义，可为当地类似生产企业树立较好的企业形象，因此本项目的建设是必要的，也是可行的，建议尽快实施。
2项目提出背景
2.1企业概况
******耐火材料集团有限公司公司始建于1996年，是从事菱
镁矿开采及镁质耐火材料加工的大型企业，企业坐落在***市毛祁镇山后村，地处哈大公路，公路铁路交通顺畅，四通八达，交通运输有着非常便利的条件。
该企业占地面积6万平方米，固定资产12500万元，法人代表***，现有职工650人，其中，中等专业技术人员78人，高级技术人员3人，具有自主研究开发部门和一流的生产技术，产品面向国内外各种冶金、有色冶金企业。
现拥有轻烧镁窑20座，重烧氧化镁砂竖窑11座，中档镁砂竖窑3座，高温油竖窑1座，电熔炉1座，镁碳砖生产线2条，造渣球生产线一条，不定型耐火材料生产线一条，高温隧道窑1座，10万千伏安变电所一处。
年出口创汇1000万美元，年销售收入2.3亿。
该企业主要产品有：
重烧镁砂、中档镁砂、高纯烧结镁砂、电熔镁砂，电熔镁铬砂、镁碳砖等耐火材料。
年产镁质系列耐火材料20万吨，大结晶8000吨。
公司拥有自营进出口经营权，销售市场遍及国内二十余个省、市、自治区，并出口到欧美、东南亚、日本、韩国、香港、台湾等国家和地区。
该公司的宗旨是“顾客至上、信誉第一、质量是命脉，真诚优质服务夺效益，创新求实某发展”。
2006年，公司产品已通过ISO9001：
2000国际质量体系认证，并坚持质量体系管理的基本原则，用严格的、科学的管理手段，来保证企业质量目标的实现和质量手册的贯彻和实施。
严格用ISO9001质量管理体系约束和控制产品的质量，使产品的质量得到稳定和提高。
该公司长期与东北大学、***科技大学、武汉科技大学、洛阳耐火材料研究设计院、鞍钢焦化耐火材料设计研究院等国内外无机非金属材料研究机构合作，公司现开发出多项拥有自主知识产权的专利技术。
该公司以质量效益求发展，以市场需求为导向，以顾客满意为宗旨的方针，以优质的产品质量，周到的服务，良好的信誉赢得了国内外广大用户的信赖。
2.2项目的由来及建设的必要性
2.2.1项目的由来
改革开放以来，******集团以艰苦创业、不断进取、锐意改革、永攀高峰的精神，历经十几年的风风雨雨、坎坎坷坷，从无到有，从小到大，从弱到强发展至今，使企业的生产建设规模越来越大。
经济效益、环境效益和社会效益同步增长。
为了适应市场经济深入快速发展的需要，满足国内外钢铁企业及镁制品行业的需求，集团上层领导高瞻远瞩、审时夺势、因地制宜、扬长避短发挥自身优势，在生产、经营过程中不断坚持依靠科技，走科技兴企之路。
调整更新企业发展建设思路，推动产业化升级，多年来，通过采取有效的科学管理模式和新技术创新，产品结构初见成效，不断更新换代，逐步由粗放型向技术密集型转变和发展，同时也给企业带来明显经济效益。
在长期的企业生产建设中所产生的大量粉尘曾一度污染了环境，为了改善周边环境污染状况，公司领导高度重视环境污染治理工作，并将改善环境做为企业生产、经营、发展管理的一件大事去抓，并对轻烧氧化镁反射窑、重烧镁砂竖窑、电熔镁砂电炉生产工艺采取了用煤气发生炉、双旋风除尘、布袋除尘、高压静电除尘等环保设施进行技术改造，累计投入1000多万元，为此改变了企业周边环境污染面貌，提高了空气质量，使本地区环境状况得到显著改善。
节能减排已纳入到国家经济社会建设和发展的重要组成部分，党中央、国务院对此十分重视。
为了响应国家号召和认真贯彻落实节能减排工作指导方针，本集团公司对此项工作高度重视，主动分析本企业各类高温炉窑耗能状况，积极与国内从事热工窑炉的技术专家进行节能减排技术功关，并根据企业实际生产状况制定和逐步采取有效措施，全面展开节能减排工作，并制定各项设施方案。
坚持科学发展观和可持续发展战略，提高资源的综合利用，加强材料的高附加值化研究工作，重视走资源和能源节约型道路。
采用环保良好型生产技术。
2.2.2项目建设的必要性和有利条件
轻烧氧化镁作为镁质耐火材料的基础性材料，随着钢铁冶金、有色冶金、建材、化工以及其它行业的快速发展，对优质镁质材料的需求量正日益增加，仅辽南地区2007年生产的轻烧氧化镁质材料约400万吨，而且产量正呈每年上升趋势。
但由于资金、技术及矿石资源等因素，目前多数还是沿用传统的反射窑生产工艺生产轻烧氧化镁，该生产工艺能耗高、劳动强度大、环境污染严重。
随着世界工业化进程的加快，世界性的能源紧张状况日趋严重。
我国作为发展中国家，近年来GDP连续增长达10%左右，整体装备水平落后、设备装备水平低等问题还不能完全解决，随着国家经济实力的增强，将逐步淘汰落后的生产工艺和装备。
现有落后的生产工艺和装备集中体现在高消耗、高能耗上。
针对这种现状，国家提出＂建设节约型社会，实现社会经济可持续发展＂的战略方针。
同时，煤、石油等燃料是一种不可再生的资源，由于世界经济的持续发展，尤其是中国等发展中国家经济的快速发展及西方发达国家对能源价格的控制，目前世界能源在近年来价格一直在不断上涨（原油价格已上涨到90美元/桶），国内的燃料煤价格也已上涨几倍。
能源成本占镁质耐火原料的生产成本高达60%以上，矛盾更显突出，轻烧氧化镁的生产成本随之受到极大影响。
节约能源、降低燃料消耗、降低生产成本已是各镁质耐火材料生产企业面临的最大生存问题。
公司科技人员在国内热工技术专家的指导下，通过反复研究、测试等技术攻关，已开发出适应我国国情的新型高效节能轻烧反射窑，经实际使用及测试其节能效果明显。
因此，公司决定将对公司现有全部传统旧式轻烧反射窑分批改造为新型高效节能轻烧反射窑，是解决公司目前燃料消耗过高、生产成本高、环境污染严重现状最紧迫的出路。
该项目实施后降低了燃料消耗，减少了对环境的污染排放，降低了生产成本。
3原燃料供应和产品的供需情况
3.1原料供应
本项目所需的原料品种和用量是根椐生产的产品品种和产量及生产工艺确定的。
详见原料需要表。
原料需要表
序号
产品种类
容重t/m3
包装形式
年需要量t/a
1
特级菱镁矿
2.00
散装
175764
2
一级菱镁矿
2.00
散装
516597
合计
692361
本项目所需的原料主要是菱镁矿。
辽南地区是中国镁砂生产的最大基地，也是世界镁砂主要产地区。
***矿藏丰富，地下蕴藏占世界总储备三分之二和四分之一的滑石矿和菱镁矿以及金、银、铜、铁、稀土等40余种矿物质，是名符其实的“滑石之乡”、“世界镁都”。
其质地优良，矿藏丰富，贮量高达20亿吨。
本项目所需菱镁矿完全成以满足。
3.2燃料供应
新型高效节能轻烧反射窑采用煤气发炉煤气为燃料，煤气发生炉所需的大同煤由公司在山西煤炭市场采购，通过汽车运入厂区。
3.3产品质量及质量指标
3.3.1产品品种、产量
特级轻烧氧化镁 80000t/a
一级轻烧氧化镁 20000t/a
3.3.2产品质量指标
产品质量指标要求参见表5-1。
3.4产品市场调查及供应对象
本项目生产的轻烧氧化镁用于公司高纯镁砂生产、油烧中档镁砂的生产、煤烧镁砂的生产、对外销售及其它用途。
4厂址及建设条件
4.1厂址概况
本工程厂址选定***市毛祁镇山后村，占地面积6万平方米。
***矿藏丰富，地下蕴藏占世界总储备三分之二和四分之一的滑石矿和菱镁矿以及金、银、铜、铁、稀土等40余种矿物质，是名符其实的“滑石之乡”、“世界镁都”。
新建工程地处***市境内，菱镁矿十分丰富，距沈大高速公路3公里，距营口港70公里、大连港200公里，交通运输极为便利。
本项目用水通过公司现有供水管网提供，保证全厂的生产、生活、消防用水：
所需的蒸汽和压缩空气由公司现有锅炉房和压缩空气站提供：
项目供电由公司现有的高压变电所提供。
4.2厂址的自然条件
a）气象条件：
冬季采暖室外计算温度-180C
夏季通风室外计算温度280C
冬季空气调节室外计算温度-210C
夏季空气调节室外计算温度310C
冬季空调室外计算相对湿度65%
夏季通风室外计算相对湿度67%
冬季主导风向及频率CNNNE21%11%
夏季主导风向及频率S18%
最大风速27.6m/s
标准土壤冻结深度120mm
设计的主要参数
基本风压0.45kN/m2
基本雪压0.4N/m2
冬季采暖室外计算温度-180C
标准冻土深度120mm
抗震设防烈度7度
b）降水量：
日最大降水量 228.6mm
年平均降水量 710.9mm
c）大气压力：
夏季平均气压 985.5hPa
冬季平均气压 1003.2hPa
d）风速、风向
夏季平均风速 2.4m/s
冬季平均风速 2.6m/s
e）抗震设防烈度 7度
5生产工艺流程及主要装备
5.1概述
本可行性研究所选择的生产线工艺路线，是吸取当今国内各主要轻烧氧化镁生产厂家的经验，结合公司长期对轻烧反射窑技术攻关所积累的研究成果，而审慎选择的成熟工艺路线，在技术上是完全可行的。
5.2设计基础数据
a）生产规模、生产班制
生产规模为年产100000吨轻烧氧化镁。
生产班制：
原燃料堆场 365天/3班/8小时
筛分、上料工段 365天/3班/8小时
焙烧工段 365天/3班/8小时
成品筛分工段 365天/3班/8小时
成品库 365天/2班/8小时
b）根椐产品质量指标所用原料主要有特级菱镁矿、一级菱镁矿，燃料为大同煤，为保证产品质量，现对原燃料提出如下质量要求：
● 特级菱镁矿：
Mgo≥47%，SiO2≤0.3%，CaO≤0.5%，Al2O3≤0.3％，Fe2O3≤0.2%
● 一级菱镁矿：
Mgo≥46.5%，SiO2≤0.5%，CaO≤0.6%，Al2O3≤0.4％，Fe2O3≤0.35%
●大同煤
粒度：
25～100mm，全水（Mt）：
4～6%，干基灰分（Ad）：
﹤11%，干噪无灰基挥发分（AdVdaf）：
4～5%，干基全硫（St）
d）：
0.6～0.8%，发热量：
6300～6500kcal/kg
c）主要产品质量指标
表5-1轻烧氧化镁理化指标
指标名称
特一级轻烧氧化镁
特二级轻烧氧化镁
一级轻烧氧化镁
Mgo+IL（%）
≥97.2
≥96.8
≥95
SiO2（%）
≤0.8
≤1
≤1.6
CaO（%）
≤1.5
≤1.5
≤1.2
Al2O3（%）
≤0.15
≤5
≤0.40
Fe2O3（%）
≤0.15
≤2
≤0.30
灼减（%）
≤2
≤3
≤3
5.3工艺方案选择
A）轻烧氧化镁生产用窑炉的选择
轻烧氧化镁是一种由菱镁矿生产的活性镁砂，是二步煅烧工艺生产高纯镁砂的初级原料。
我国主要采用反射炉、沸腾炉、悬浮焙烧炉、多层炉等热工窑炉生产轻烧氧化镁。
●传统反射炉
反射炉的工作原理是：
块状菱镁矿从炉顶加入慢慢下移，烟气从
炉底入窑上升，与矿石逆流进行热交换，矿石被预热。
炉底部的矿石受篦条砖下面的火焰辐射加热，在1000～11000C下，MgCO3分解形成轻烧氧化镁。
为使物料在篦条上下会自然向下漏，并保证炉内透气性良好，矿石块度控制在300～400mm左右。
料块内部分解较慢，需在炉内停留较长时间，并在炉下料斗内经过闷料后达到完全分解。
反射炉具有结构简单、操作易于掌握、投资省等优点，在生产中广泛采用。
但它的能耗高、劳动强度大、产量不高。
一座炉年产量6000吨，常以数座炉连成一组生产。
出炉产品的温度较高，呈块状，需在空气中自然冷却，需要较大的冷却场地。
●沸腾炉
沸腾炉可使菱镁矿颗粒在流态化下连续焙烧成轻烧氧化镁。
沸
腾炉内下部预热空气将菱镁石颗粒吹起，悬浮于炉膛内，使原料流态化，并被炉体侧部喷入的热气所加热、分解。
沸腾炉年产量15000t，菱镁矿粒度0～25mm；焙烧温度9000C左右；采用重油作燃料。
沸腾炉特点是：
设备先进，炉温容易控制，炉床层温度分布均匀，活性高，适用的原料广，但该炉型热耗高且动力消耗大，并且投资高。
●悬浮炉
悬浮炉的焙烧原理是在悬浮炉系统中，物料与气体的运动状态
是并流与逆流并存。
就整个系统而言，物料下行，气体上行，两者处于逆流状态，而在两个相邻的旋风器之间，气体携带物料并流而行，物料颗粒悬浮于气体之中。
进入旋风器后，物料与气体分离，气体上行，由旋风器顶部排出，物料则向下，通过底部溜槽排出。
原料颗粒经过预热段的几级旋风器预热后，温度已接近焙烧温度，由预热段末级旋风器底部溜出，从焙烧器底部烧嘴的上方进入焙烧器，并立即悬浮于气流中。
燃料经烧嘴喷入焙烧器，并在原料与气体的混合物中燃烧，燃烧释放的热量立即被原料颗粒吸收，并使之分解。
物料被热气体携带，在焙烧器中并行1～1.5秒即完成焙烧。
燃料燃烧和原料分解几乎同时在瞬间完成，气体温度不会超过分解反应温度，原料不会过烧，热损失也降至最低程度。
原料在悬浮炉内是处于悬浮状态下，完成从预热到焙烧，再到
冷却的全部工艺过程，是一种连续、稳定型的生产设备。
用悬浮炉焙烧轻烧氧化镁是一项新技术，出现的时间比较短，只有约二十年的历史。
悬浮炉焙烧天然菱镁矿时，要求入炉原料颗粒度﹤2mm，原料水分1%～2%；当焙烧浮选精矿粉时要求入炉原料颗粒度﹤0.2mm，原料水分﹤10%。
焙烧用燃料可以是重油，也可以是煤气。
悬浮炉适宜大型企业生产高质量的轻烧氧化镁，年产量一般在6000～50000t。
悬浮炉的特点是：
生产能力大、热耗低、自动化水平高、生产
调整灵活、产品活性高且质量均一、占地面积少，但设备维修工作量很大，投资高，并且该窑型国内仅有一座（从国外引进）。
考虑到该公司有自备的大型矿山，新型高效节能反射窑可以焙
烧粒度为50～250mm的料块，而粒度小于50mm的碎矿给公司电熔镁砂生产车间，资源可以充分利用；同时新型高效节能反射窑焙烧的产品质量有显著提高，残余灼减可达2%，与悬浮炉、沸腾炉差距不大，且建设投资低，故本次技术改造将采用公司对轻射窑技术攻关所开发的新型高效节能轻烧反射窑。
新型高效节能轻烧反射窑煅烧系统与传统旧式反射窑煅烧系统相比，主要采取了下列革新措施：
a）增设分解换热仓
在窑下设置分解换热仓，仓内设有高效管式换热器，利用轻烧氧化镁余热加热反射窑的二次助燃风，实现了余热回收。
出反射窑的轻烧氧化镁在分解换热仓可停留4～5小时，以使轻烧氧化镁在此“闷料均化”，未分解的MgCO3在此得以继续分解，确保出窑轻烧氧化镁灼减降至2%，提高了产品质量。
在反射窑底部排出轻烧氧化镁时，冷却换热仓内的料柱可阻制冷空气瞬时大量进入煅烧带，不会破坏炉内焙烧状态。
因此，新型高效节能轻烧反射窑可实现出料不停煤气，保证煤气发生炉连续正常制气，提高了煤气发生炉的产气率。
b）窑体内衬采用新型保温材料及砌筑方法
高效节能轻烧反射窑沿垂直方面从上至下分为三带，即预热带、烧成带、冷却带；根据长度方向窑内不同的工作温度，相应采用不同的材质及不同的砌体厚度。
窑墙的砌筑沿厚度方向分为：
工作衬、隔热保护层；窑顶的砌筑沿厚度方向分为：
工作衬、隔热层。
从而降低窑炉的散热损失。
c）增加煤气发生炉实现机械化加煤
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