精品年产12500吨碳化硅项目可研报告.docx

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精品年产12500吨碳化硅项目可研报告

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年产12500吨碳化硅项目

可行性研究报告

xxxx硅业有限公司

二零一一年五月

1.总论

1.1项目概述

**市励宁硅业有限公司成立于2004年，是主要从事炭化硅冶炼的民营企业。

公司依托**市丰富的电力、石英砂和无烟煤资源，生产和开拓硅系列产品。

现拟自筹和引进资金建设年产12500吨炭化硅项目，装机容量12500kVA。

碳化硅（SiC, Silicon Carbide）材料有许多优异的性能，如耐磨削、耐高温、耐腐蚀、高热导率、高化学稳定性以及高电子迁移率等。

磨料、冶金和高温承载件是目前碳化硅的主要应用领域。

目前，世界SiC总产量约150万吨/年，中国产量最大，约占30%,年产量约45万吨左右。

中国SiC生产企业主要集中于**、青海、四川、甘肃、山东等地。

作为世界最大的碳化硅生产国与出口国，中国碳化硅的产销对于世界碳化硅行业有着重要影响。

本项目建设厂址选择在**蓝山工业园区，拟选厂址属规划的工业用地，不占用耕地。

建设场地水源充足、电力供应有保证，为本项目的建设提供了较好的建设条件。

本项目的建设为该公司今后开拓炭化硅砂、微粉、炭化硅制品提供了原料基础，为改善今后的可持续发展奠定了必要的基础条件。

本项目符合国家产业政策，属于国家鼓励发展的项目。

1.2建设规模及产品方案

根据建设场地、供电、供水、资金筹措能力和市场需求，确定设计规模为年产碳化硅12500吨。

1.3主要建设条件

1.3.1原料

本项目所需主要原料为：

无烟煤、石英砂、木屑。

主要原料来源和供应叙述如下：

无烟煤：

****矿区出产的“**”无烟煤因其具有“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）的优良品质而闻名国内外。

是冶金、化工等行业公认的最适宜生产炭化硅产品的最佳煤种。

**煤炭资源丰富，预测储量2047亿吨，居全国各省区第六位，其中焦性煤约75亿吨；探明储量313亿吨，居第五位；煤种齐全，在中国所有的10个煤炭种类中，**有9种，是我国煤种最集中分布的地区；主要煤种有无烟煤，焦性煤、1/3焦煤，不粘结煤、褐煤等煤种。

**无烟煤的地质探明总储量为6.5亿吨，这部分煤集中在汝芨沟矿区。

目前**的煤炭总生产能力为2500万吨，总产量1800万吨，其中**无烟煤500万吨，不粘结煤500万吨，主焦煤400万吨，1/3焦煤250万吨，其他长焰煤与烟煤150万吨。

本项目年需**无烟煤1.63万吨，从**市煤炭市场采购，供应有保证。

石英砂：

**市境内石英砂地质储量丰富，已探明储量45822.5万吨。

满足本项目原料质量要求的石英砂主要分布在位于**红果子火车站4km处的红果子沟，位于****市火车站西7.5km处的正义关，位于**市**区北约6km处的枣窝火车站，位于**北8km**沟口东侧，这四处矿床已探明储量为2596.32万吨。

原料质量为SiO2≥98%;Al2O3≤1%；Fe2O3≤0.1%，品质完全满足碳化硅生产对原料的品位要求。

木屑：

本项目年需木屑5000吨，因需要量较少，由当地木材加工企业供应，即可满足供应。

如果木屑供应有困难，可以用稻谷壳代替。

电力：

**市境内现有火力发电厂5座，总装机容量1200MW，预计**第二发电厂3、4号机组2005年底即可发电，届时，**市总装机容量可达到1800MW。

本项目冶炼变压器容量12500kVA，年用电量7677.92×104kWh，**市的电力供应可以满足本项目要求。

1.3.2厂址

项目建设厂址选择在**县蓝山工业园区。

厂址距**区15kM。

1.3.3供电

该项目建设新增供电容量12500KVA，从**变电所架设供电线路解决。

1.3.4供水

本项目每年用水量为5482.5m3，其中：

生产用水2062.50m3，生产循环用水1500.00m3，生活用水1920.00m3。

水源由**蓝山工业园区供水管网解决。

1.3.5交通运输

本项目年运输量为54425.00吨，其中运入量41300.00吨，运出量13125.00吨。

本项目建设厂址位于110国道近旁，交通运输十分方便，运输车辆雇用社会车辆解决。

1.4设计原则

1.4.1认真贯彻国家建设方针政策及有关规定，精心设计，加快项目建设进度。

1.4.2总图布置力求紧凑合理，并充分考虑与现有生产工艺的衔接。

1.4.3项目建成后的机械维修利用外协方式，充分利用**地区机械修理厂家的机修能力，新建项目不考虑大型设备的机械维修，仅考虑中、小修。

1.4.4本项目全部生产设备均采用国产设备，采用国内先进、可靠、成熟的先进技术和设备。

1.4.5贯彻国家节能政策，尽量节省能源，做好消防设施的布置和环境保护的设计。

1.5主要设计内容

1.5.1工艺生产系统包括原料储存、粉碎、冶炼、破碎、检验、包装等。

1.5.2动力系统包括供水、供电、通风等。

1.5.3厂区总平面布置、供排水管网等。

2.市场分析及建设规模与产品方案

2.1市场分析

2.1.1**市碳化硅现状

**市现有碳化硅生产企业15家，总用电负荷为10.7万kVA；已形成碳化硅块10万吨、碳化硅微粉0.5万吨、碳化硅制品0.1万吨的生产能力。

2003年生产碳化硅9.8万吨。

2.1.2碳化硅用途

炭化硅是一种具有良好的导热、耐磨、耐高温、耐腐蚀、化学稳定性强等优良特性的非金属合成材料。

其应用领域主要是作为冶金工业的脱氧剂、磨料、耐火材料、橡胶工业填剂，产品应用领域涉及冶金、航空、机械、化工、能源、建材、军工、轻以及电子工业等行业。

2.1.3碳化硅市场

目前，世界SiC总产量约150万吨/年，中国产量最大，约占30%,年产量约45万吨左右。

中国SiC生产企业主要集中于**、青海、四川、甘肃、山东等地。

作为世界最大的碳化硅生产国与出口国，中国碳化硅的产销对于世界碳化硅行业有着重要影响。

国外生产厂家较大的有30余家，主要集中在北美、西欧和日本，近年来，由于受耗能、污染、人工等诸多因素的影响，国外炭化硅产量有所减少，产量呈下降趋势。

我国自80年代中期以来，由于出口量不断扩大，炭化硅生产厂家迅速增加，遍及全国，但比较集中的是西部地区。

**市炭化硅企业目前有17家，装机总容量10.7万kVA，生产能力12万吨。

分析近10年国内炭化硅生产发展历程，炭化硅的生产比较平稳，不象铁合金大起大落。

目前，国际市场对炭化硅需求量有较大增加，而西欧、日本及北美的一些工业化国家又在减少炭化硅生产企业的数量和产量，我国只要把握住这一良好契机，适当发展炭化硅，增加出口量，扩大产品覆盖面，炭化硅生产销售前景将十分乐观。

2.1.4市场前景预测

近几年炭化硅价格逐年上升，至1997年起由于国家电价普遍上调，使得炭化硅生产成本加大，由于生产成本的加大和市场需求的拉动，炭化硅价格进来迅速攀升。

目前，炭化硅一级品价格已达到3900元/吨，二级品价格也达到2900元/吨。

据目前价格走势分析，价格有望继续上扬。

炭化硅是一种高耗能产品，由于世界能源危机，发达国家所需炭化硅均依赖进口，进口量较多的国家和地区有德国、日本、美国、东南亚、澳大利亚等国家和地区，使我国的出口量猛增。

我国的炭化硅生产受资源、能源的限制主要集中在青海、甘肃、**等省区，**的优势最突出。

**的炭化硅已占领了相当一部分国内和国际市场。

本项目位于**兰山工业园区，将享受一系列优惠政策，本项目的市场前景将十分乐观。

2.2建设规模和产品方案

根据项目的建设和资金筹措的可能，确定本项目的建设规模为年产碳化硅12500吨。

其中：

一级品6250.00吨；二级品6250.00吨；冶炼废料625.00吨。

3.主要技术经济指标

主要技术经济指标见下表：

主要技术经济指标表

序号

指标名称

单位

数量

备注

1

建设规模

t/a

12500

2

产品产量

2.1

一级品

t/a

6250

2.2

二级品

t/a

6250

2.3

冶炼废料

t/a

625

3

产品合格率

%

100

4

主要原料需要量

4.1

石英砂

t/a

20000

4.2

无烟煤

t/a

16300

4.3

木屑

t/a

5000

5

供水

t/a

5482.5

6

供电

年用电量

kW.h

7678×104

7

外部运输及总图

外部运输总量

t/a

54425

其中：

运入量

t/a

41300

运出量

万t/a

13125

项目占地

亩

50

8

建设期

a

1

9

劳动定员

职工人数

人

128

其中：

工人

人

113

管理及服务人员

人

15

10

实物劳动生产率

其中：

全员

t/a.人

97.66

工人

t/a.人

110.62

11

投资及资金筹措

投资总额

万元

1643.49

其中：

固定资产投资

万元

1261.14　

建设期利息

万元

流动资金

万元

382.35

投资方向调节税

万元

　0.00

　免征

12

总成本

万元

3662.26　

　年平均

13

单位成本

元/t

　2929.81

　年平均

14

销售收入、税金及利息

销售收入

万元

4281.25

　正常年

销售税金及附加

万元

150.58

　正常年

利润总额

万元

385.79

　年平均

所得税

万元

127.31

　年平均

税后利润

万元

258.48

　年平均

公积金

万元

25.85

　年平均

公益金

万元

12.92

　年平均

15

盈利能力

全部投资财务内部收益率

%

　22.06

　税后

全部投资财务净现值

万元

971

I=10%,税后

投资回收期

a

5.33

税前包括建设期1年

投资利税率

%

32.45

投资利润率

%

23.47

16

财务状况分析

资产负债率

%

21.10

投产后第1年

流动比率

%

244.17

投产第1年

速动比率

%

121.19

投产第1年

4.生产工艺

4.1概述

生产工艺和设计原则：

充分发挥当地优质碳化硅的资源优势，尽可能地节约建设资金，采用先进可靠的工艺技术，可靠的生产设备，提高产品档次，增加企业的经济效益，增强企业可持续发展的能力。

碳化硅冶炼炉选用多炉芯冶炼专利技术，改技术具有提高产量、节能和提高产品质量的效果，已在某企业实施，节能、增加产量、提高质量的效果明显。

碳化硅炉拟采用炉墙、炉底节能专利技术，改技术节电效果明显，吨本项目采用以上二项专利技术后，节电效果显著，提高产量约10％以上，一级品率可以提高20％以上。

4.2设计规模及产品方案

4.2.1本设计规模为年生产吨12500吨碳化硅。

4.2.2产品方案

产品方案为：

年产碳化硅12500吨。

其中：

一级品6250.00吨；二级品6250.00吨；冶炼废料625.00吨。

4.3工艺生产车间组成

根据工艺流程，生产工艺车间由以下车间组成：

原料储运、粉碎、配料、冶炼、破碎、检验、包装、动力等车间。

4.4产品质量标准

产品执行国家企业标准。

一级品SiC≥97.50；二级品SiC≥90％。

4.5原料质量标准

原料应符合产品要求的质量标准。

无烟煤灰分≤5％，石英砂SiC2的含量≥98％。

4.6生产工艺及生产方法

4.6.1生产工艺

生产工艺流程为：

原料储运→破碎→配料→冶炼→破碎→检验→包装→成品

4.6.2工艺流程简述

炭化硅是在二氧化硅被炭化还原的电热过程中生成的，其化学反应方程式如下：

SiO2+3C=Sic+2CO

工业生产炭化硅是在两端装有电极，中心装有石墨发热体的电阻炉内冶炼而成的。

无烟煤（粒度1-100mm）用汽车运输进厂，经400×600锤式破碎机破碎至0-3mm，经D250斗式提升机送至煤库储存。

石英砂由汽车运输进厂，加工粒度0.5-5mm，粒度符合生产要求直接卸入露天硅砂堆场储存。

木屑用汽车运输进厂，用麻袋盛装储于辅助材料原料场。

以上三种原料经化验合格后方能投入使用。

将石英砂、无烟煤、木屑与冶炼回收料，按硅碳比r=1.56-1.62进行配料计量后，用铲车送至JS500强制式混合机中，搅拌均匀，卸入吊料筒内，用天车运输，装入固定式炭化硅冶炼炉内，装炉完成后，利用装入炉料中反应，生成炭化硅，冶炼时间约24小时左右，为了不使电极发热，电极采用通水冷却，通电冶炼达到规定时间和送电量后，停止送电。

炉体自然冷却至少60小时后，用天车吊下炉墙，再次自行冷却，并浇水冷却，然后进行劈炉。

若缩短冷却时间，浇水急冷，会造成碳化硅结晶表面进一步氧化，增加SiO2层的厚度。

使用天车上配置的抓取器，将炉上的结晶筒取送至厂房里分级地点进行分级。

把连结在一起的一级和二级品用人工分开。

一、二级品分别装入专用料斗内，用铲车送至堆棚中，经颚式破碎机、锤式破碎机二级破碎至要求的粒度0-10mm，称量包装后送入产品库。

在冶炼过程中，每吨碳化硅将产生15％的废异物和部分可回炉使用的保温料、焙烧料，可用天车爪斗送至铲车上，运出车间堆放，废弃物含SiO2约50-30％，SiC10％，杂质10％。

可做为修筑公路与飞机场的筑路材料全部销售出厂，回收后的保温料，焙烧料待下一步循环使用。

冶炼一炉碳化硅需经过配料、混料、混炉、通电开炉、冶炼、停电冷却、卸料、修炉等数个操作环节，缺一不可，根据计算生产周期为5天，而一炉碳化硅通电冶炼时间共需22-24小时左右，为了充分发挥变压器（12500kVA可调式）的生产能力，本设计采用外形长15.7m，宽2.52m，高2.52m的碳化硅冶炼炉10座，循环操作，保证每天有2炉碳化硅在通电冶炼。

选用1台12500kVA变压器可满足生产需要。

4.6.3主要设备

4.6.3.1冶炼设备

固定式电阻炉10台

炉芯产量20吨/炉

4.6.3.2混料设备

混料机4台

规格与型号：

JS-500强制式双卧轴搅拌机

容量：

500kg

台时产量：

35t/天

功率：

N=37kW

4.6.3.3破碎设备

破碎机2台

规格与型号：

POB600×400

给料粒度：

100mm

设备详见“建筑、构筑物及设备投资表”（附表：

17）。

5.总图运输

5.1区域概况

5.1.1地理位置

本项目的建设厂址位于**市**蓝山工业园区，距**区15KM。

5.1.2交通

110国道从厂旁通过，**火车站距厂2KM。

外运产品和原材料的运入都十分方便。

5.1.3自然条件

5.1.3.1地形地貌

厂区内场地地势平坦，满足项目建设条件。

5.1.3.2气象条件

年最高气温35℃

年最低气温-23.5℃

年最大降雨量238.2mm

年最大蒸发量2720.7mm

最大冻土厚度0.83m

地震烈度8度

5.2总平面布置

本项目的厂址地势较平坦，为总平面布置创造了较好的条件，总平面布置本着满足生产工艺和总平面布置的要求进行。

原料库、破碎、混料、冶炼车间布置在厂区的西侧，包装车间布置在中部。

办公室和职工福利设施布置在上风口，厂区内建设职工倒班宿舍，职工住宅由购买商品房解决。

5.3工厂运输

工厂年运输量为56000吨，其中运入原料42875吨，运出量为产品12500吨，运出废弃物625吨。

主要原材料产地均在本市，故考虑采用汽车运输。

外运根据产品发送目的地的不同，采用公路或铁路运输。

本项目不考虑购置运输设备和生活用车，以节省项目投资。

5.4工厂消防及绿化

**区设有消防队，该厂消防由**区消防队负责。

厂内设有消防栓，可满足消防部门的防火要求。

在总平面布置中已考虑了消防道路要求。

在道路两侧及周边种植花草树木，保护环境有利于工人的身体健康。

绿化率达到20﹪。

6.电力

6.1电力负荷及性质

6.1.1负荷计算

根据本项目要求经计算动力及照明负荷为：

有功功率P=12680kW（包括动力用电180kW）

无功功率Q=10524.4kVAR

视在功率S=16484KVA

功率因数COS∮=0.77补偿到0.9

年耗电量W=7719.61×104KWh

6.1.2负荷性质

根据生产工艺要求和设备性质，全厂各车间均属二级负荷。

6.1.3供电电源及供电方案

电源由**蓝山工业园区变电所接线。

本项目的供电方案为：

从蓝山工业园区的10KV线路“T”接入厂内配电所，供生产变压器和生产动力、照明使用。

6.1.4功率因数补偿

根据负荷计算，自然功率因数为0.77，故在厂区10KV侧设无功功率补偿装置，进行集中补偿，补偿后功率因数达到0.9以上。

7.热力工程

7.1厂区供热

建设1台2T热水锅炉，供冬季采暖用汽和职工沐浴用热水。

本项目生产不用蒸汽，冶炼车间不设采暖设施。

其它车间和办公室设置采暖设施。

7.2厂区热力管网

厂区热力管网与热源联结，热力管网包括热水管道和回水管道。

热水管道和回水管道管采用不通行地沟敷设。

热水管道、回水管道均需要保温，管道保温材料用岩棉制品。

8.给排水

8.1设计范围

本设计包括本项目的生产、生活和消防用水系统，厂区内的生活、雨水排放系统，车间内的给排水系统。

8.2用水量及水源

本项目每天用水量为18.22M3，其中：

生产用水5.87M3（伴料用水，按原料的5％计算）；补充冷却循环水5M3；生活用水7.35M3。

供水水源由**蓝山工业园区供水系统供给，本项目的供水管路接入园区供水管网即可。

8.3厂区排水

本工程总排水量为3.68m3/天，全部为生活排水，冬季锅炉房排污量较少未计算在内。

生产排水为冬季锅炉房排污，未受污染，且无有害物，可直接排放。

生活排水主要为厕所及沐浴排水，除厕所排水需经化粪池处理后，其他污水均无污染可直接排放。

全厂排放的生产、生活污水及厂区内的雨排水均排入厂外附近的天然洪水沟内。

9.采暖通风

9.1设计依据及设计原则

9.1.1设计依据

1）工业企业设计卫生标准

2）大气污染综合排放标准

3）采暖通风与空气调节设计规范

4）建筑设计防火规范

9.1.2采暖设计原则

本项目设集中采暖，其采暖范围是冶炼以外的其它车间，冶炼车间不设采暖。

采暖热媒由现有锅炉房经室外供热管网统一供给。

采暖系统采用水平串联式系统。

9.2气象资料

冬季采暖室外计算温度-15℃

冬季通风室外计算温度-9℃

夏季通风室外计算温度27℃

室外年平均风速1.7m/s

9.3除尘设计原则

本项目生产工艺为干法生产，主要原料为无烟煤、石英砂和木屑等。

其生产特征为扬尘点较少，粉尘散发量不大。

故不对每一个扬尘点进行收尘处理。

仅对混合、破碎车间设置集中收尘装置。

收尘措施

放散粉尘的工艺设备采取密封措施。

排风罩结构将采取缓冲罩的形式，以减少物料带出。

除尘系统基本按工艺流程划分，采取分散式系统。

收尘粉的处理，中碎部收尘纳入工艺流程予以配料，无二次扬尘。

9.4通风措施

本项目在生产过程中有害气体，主要是生产过程中的少量粉尘和冶炼过程中产生的烟尘，通风措施采用然通风和强制通风，以保证工人的劳动环境和身体健康。

10.土建工程

10.1设计原则

本项目为新建工程，在土建设计中应遵照以下原则：

1）遵照我国现行的有关方针、政策及有关规范、规程、规定及建筑法规进行设计。

2）根据我国国情，在满足生产工艺的前提下，吸取现有碳化硅生产企业的建设经验，制定切实可行的施工方案，力求作到技术先进可靠，因地制宜地尽量采用当地建筑材料，节省投资，使设计具有较先进的水平和地方特色。

10.2建筑结构设计

主要车间采用钢筋混凝土排架、框架结构。

辅助生产车间一般采用混合结构。

10.2.1基础

一般厂房拄采用钢筋混凝土独立基础和基础梁，自承重墙采用毛石混凝土基础。

10.2.3柱子

厂房采用预制钢筋混凝土柱，多层厂房采用捣制钢筋混凝土框架结构。

10.2.4屋面

屋面一般采用1.5×6M钢筋混凝土大型屋面板，框架结构的多层厂房采用捣制钢筋混凝土屋面板，辅助建筑采用钢筋混凝土预制空心板，9~18M跨度采用预应力钢筋混凝土薄腹梁，跨度大于21M采用钢屋架。

10.2.6墙体

生产厂房一般采用240mm厚外墙，采暖用房采用370mm厚外墙，内隔墙为240mm和120mm厚砖墙。

10.3建筑防火

建筑防火、防爆依照国家规范执行。

承重构件、围护结构材料的耐火等级不低于二级，对外安全疏散口的距离及宽度、数量均满足规范要求。

11.机械维修

**市是老工业基地，具有很强的机械加工能力，一般中、小修及备品备件都可以利用**地区的机修设施解决。

故本项目不再设机修设施，只设维修工段，负责全厂的日常维护工作。

12.环境保护

12.1设计依据及标准

《建设项目环境影响报告书》

《工业企业设计卫生标准》（TJ36-79）

12.2厂区环保设施

12.2.1粉尘治理

操作环境粉尘源有三处：

（1）无烟煤加工、碳化硅结晶块破碎，粉尘浓度最大为100mg/m3。

设计中将在各台破碎机上方设置吸尘罩，并配用MDC31-3防爆型收尘器与PDC24-3袋式收尘器各1台做为煤粉尘的除尘用。

收尘器除尘效率可达到99％。

完全可以满足规范标准10mp/m3的要求。

收尘器收集的粉尘返回各自的工艺系统中，没有废弃物排出。

（2）冶炼车间粉尘主要产生于出炉时，一般为50-80mg/m3，最高可达220mg/m3。

从国内同行业实际情况看，由于碳化硅冶炼炉炉体体积大，数台冶炼炉循环操作，出炉时间长等诸多因素，致使烟尘无法收集。

对此，设计厂房时采取三间维护一面敞开的结构型式，加强自然通风，由于产生大量粉尘的时间较短，工人生产时应佩戴防护口罩。

12.2.2烟气治理

从碳化硅生成过程看，在二氧化硅被还原的过程中，可得到碳化硅，其方程式如下：

SiO2+3C=Sic+2CO

工业碳化硅冶炼过程中特点之一是炉内产生大量的CO气体，主要产生在点火开始至点燃这段时间，一般为15分钟，最长为30分钟，点燃后大部分CO气体在炉体表面燃烧生成无毒的CO2气体，据测定，平均CO2浓度为23.6mg/m3，符号卫生标准30mg/m3的规定，若按作业时间30分钟以内，标准可予放宽至100mg/m3。

12.2.3噪声处理

噪声产生于无烟煤破碎、碳化硅破碎，破碎机噪声可达98-110（dBA）。

降低噪声的措施主要是：

对震动较大的破碎机采取基础隔振设施。

12.2.4废渣

碳化硅冶炼废弃物主要含SiO2约50％，C30％。

废弃物可做为修筑公路和飞机场的建筑材料全部外销。

12.2.5废水

仅排放少量生活废水