二氧化碳回收项目可行性研究报告.docx
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二氧化碳回收项目可行性研究报告
二氧化碳回收项目可行性研究报告
第一章总论
第一节概述
一、项目名称及建设地点
1、项目名称：
二氧化碳回收
2、建设地点：
XX县工业园
二、主办单位基本情况
1、主办单位名称：
山东XX生物科技有限公司
2、住所：
XX县工业园
3、法定代表投资人名称：
4、注册资本金：
元
5、公司类型：
有限责任公司
6、主办单位基本情况
山东XX生物科技有限公司是一家以生物原料、精细化工为主导产品的企业，成立于2004年3月。
公司主要产品及规模为乙醇、无水乙醇10万吨，乙醛6万吨，醋酸3万吨，颗粒饲料5万吨，现有职工386人，其中工程技术人员81人。
企业总资产10566万元，其中固定资产8165万元。
2005年被临沂市人民政府授予“农业产业化龙头企业”，被省科学技术厅授予“省高新技术企业”，2006年成功通过ISO14001：
2004环境管理体系认证，2007年获得“中国酒精制造行业百强企业”称号。
2006年实现总产值26000万元，实现利税3100万元。
2007年实现产值35000万元，实现利税4750万元。
2008年1～6月份实现总产值21000万元，实现利税2680万元。
三、项目提出背景、投资目的、意义和必要性
1、项目提出的背景
二氧化碳是一种用途广泛的工业原料，主要用作制造纯碱、化肥及合成甲醇和无机盐的原料，亦用于钢铸件的淬火，还用于制造干冰等。
液体二氧化碳用于焊接、发酵工业、冷却和食品饮料、制糖、医用局部麻醉，也可用于大型铸钢防泡剂、植物生长促进剂、防氧化剂及灭火剂等。
固体二氧化碳用于青霉素生产，鱼类、奶油、冰淇淋等食品贮存及低温运输等方面。
随着我国冶金、化工及食品饮料工业的迅速发展，特别是我国加入WTO后，二氧化碳在国内的消费量不断增长。
目前，由于二氧化碳在国内的消费量不断增长，因此在国内有较好的市场前景，市场潜力大。
到2007年底，山东XX生物科技有限公司各类产品年综合生产能力已达18万吨，而酒精工业CO2废气总量亦达100kt/a。
目前,高消耗、高排放、低效率的粗放型经济模式已经严重制约了企业的发展，节能减排、发展循环经济已成为企业发展的重点。
为使公司在市场竞争中能得到不断发展和壮大，必须以循环经济的理论为指导，继续调整、优化产业结构和产品结构，转变增长方式，以市场为导向，以提高经济效益和社会效益为中心，加强技术创新，发展循环经济，构建资源节约型和环境友好型产业，从而实现企业的创新发展。
山东XX生物科技有限公司经详细的市场调查，反复论证，决定投资建设二氧化碳回收项目，实现节能减排、发展循环经济、综合利用资源，满足市场需要。
2、项目投资的目的、意义和必要性
本项目生产的二氧化碳是利用山东XX生物科技有限公司的食用酒精发酵尾气（主要成分CO2）生产的，通过对二氧化碳气体的回收利用，可以直接改善环境，提高当地居民身体健康水平，同时废气综合利用，变废为宝，利国利民。
既减少了环境污染又使废物得到了利用，符合国家有关环保政策。
山东XX生物科技有限公司发展食品级液体二氧化碳产品的必要性和有利条件：
（1）加强环境保护，保护人类身体健康：
二氧化碳属温室气体，由于二氧化碳等温室气体的大量排放，引起了全球气候变暖，对世界各国的社会经济等各领域产生负面影响，它会造成诸如水资源短缺、居住环境恶化、经济损失加剧、海平面上升、热浪袭击增加等现象的发生，人类健康受到严重威胁，另外还可能引起物种变化的加剧。
反之，人类加强环境保护意识，减少二氧化碳排放，就是保护了人类自身。
（2）原材料供应充裕，运输条件便捷，具有资源综合利用及循环经济优势：
山东XX生物科技有限公司建设的食品级液体二氧化碳项目，利用本厂食用酒精装置的发酵尾气，二氧化碳废气资源充足，所用公用工程可充分利用现有资源，具有投资少、建设周期短、投资效率较高的总体效果。
项目所在地XX县公路、铁路交通运输方便，有利于产品的运出。
（3）有先进的技术和过硬的质量保证体系，坚持技术创新：
山东XX生物科技有限公司善于吸收国内外先进技术，通过新技术、新工艺的应用和不断创新，已逐渐形成了自己的核心技术，在不断追求行业领先等方面都有许多独到之处，并拥有一流的生产装置和检测中心，关键设备设计科学、完备、工艺流程完善。
生产过程中采用可靠的DCS控制系统对装置进行自动控制和工艺参数调节，关键过程和设备采用安全联锁，确保工艺装置安全和生产稳定，保证产品质量。
同时，严格按ISO9001：
2000质量管理体系标准来规范公司质量管理，可确保提供给顾客满意的产品。
（4）有广阔的产品市场：
随着二氧化碳市场需求量的迅速发展，全球工业气体市场的各大跨国公司纷纷登陆中国，为我国二氧化碳市场生产应用和销售注入了活力和生机。
预计未来几年，我国的钢铁、化工、电子、制造加工、食品、医药保健及所有其他气体用户将继续推动气体工业发展，二氧化碳的生产和应用市场必将得到快速发展。
同时高纯度的食品级二氧化碳属高技术附加值产品，因此具有显著的经济效益和社会效益。
山东地区的碳酸饮料、造船、汽车工业发展迅速，也需要大量食品级和工业级液体二氧化碳。
综上所述，山东XX生物科技有限公司拟建二氧化碳回收项目是非常有必要的，该项目的建设对该企业进一步发展和扩大产业链是非常必要的，不仅提高了企业的知名度和市场竞争力，更使企业抗风险能力增强，而且为企业带来可观的经济效益和社会效益。
该项目符合《产业结构调整指导目录》（2005年本）第一类鼓励类第二十六项环境保护与资源节约综合利用第十八条“三废综合利用及治理工程”的有关规定精神，故该项目符合国家产业政策。
四、可行性研究报告的编制依据、指导思想和原则
1、编制依据
（1）《化工投资项目可行性研究报告编制办法》中石化协产发（2006）76号
（2）《危险化学品建设项目安全许可实施办法》国家安全生产监督管理总局令第8号
（3）《关于印发<山东省建设项目（工程）劳动安全卫生审查验收工作程序>的通知》（鲁安监发[2002]46号）之《劳动安全卫生专篇》编写提要。
（4）山东XX生物科技有限公司委托山东医药工业设计院编制“二氧化碳回收项目”可行性研究报告的委托书。
（5）企业提供的编制可行性研究报告的有关资料。
2、指导思想和编制原则
（1）认真贯彻国家有关方针、政策，执行有关标准、规范；把精心设计，为用户服务的思想贯穿于设计的始终。
（2）在设计中力求生产安全、先进可靠、经济合理、节能降耗、节约投资、降低成本的原则。
（3）贯彻工厂布置一体化、生产装置露天化、建构筑物轻型化、设备技术国产化的原则。
（4）主体工程与环境保护、劳动安全和工业卫生、消防同时考虑，以消除工厂生产对周围环境及职工健康的影响。
（5）充分利用当地的现有条件和相应的公用设施，节省投资费用。
五、研究范围
本项目可行性研究内容为二氧化碳回收项目及与之配套的水、电等公用工程、辅助工程；对项目的建设条件、厂址、原料供应、交通运输条件进行研究；就项目的环保、劳动安全卫生、消防等方面进行研究；对工程投资进行估算和技术经济评价。
第二节研究结论
1、山东XX生物科技有限公司回收二氧化碳项目符合国家的行业政策，并符合当地政府的整体规划。
2、该项目工程条件较为优越，交通位置便利。
工艺技术成熟，原料来源可靠，水电供应稳定。
该项目产品市场广阔，有销路，可为国家、地方和企业创造较好的经济效益和社会效益。
该项目的环保、劳动安全卫生、消防均符合国家和地方的有关规范和规定的要求。
3、经济效益显著：
本项目经过经济分析和财务评价，显示了较好的经济效益，财务盈利能力强，各项经济指标均好，有较强的抗风险能力。
年均营业收入（不含税）9026万元
年均利润总额4629万元
总投资收益率60.09%
资本金净利润率61.13%
项目财务内部收益率（所得税后）50.20%
投资回收期（所得税后）3.21年
4、简要结论
本项目符合国家的产业政策及当地规划。
根据企业状况看，生产规模较为合理、适当。
财务盈利能力较强，有一定的抗风险能力。
因此，实施山东XX生物科技有限公司回收二氧化碳项目是必要的，社会效益与经济效益较好，该项目是可行的。
附主要技术经济指标表
序号
名称
单位
数据
备注
一
设计规模
1
生产规模
食品级液体CO2
t/a
60000
固体CO2（干冰）
t/a
27000
2
生产天数
天
330
年工作7920小时
3
主要原辅材料用量
二氧化碳气
Nm3/a
37440000
分子筛
m3
45
计算期内
活性炭
m3
400
计算期内
4
公用动力消耗量
年水耗量
m3/a
39600
年耗电量
kWh/a
2500000
年耗循环水
m3/a
12000000
5
运输量
60010
运入量
t/a
10
运出量
t/a
60000
6
项目定员
人
33
其中：
生产工人
人
28
管理及技术
人
5
二
经济数据
1
项目总投资
万元
7757
其中：
规模总投资
万元
7111
2
建设投资
万元
6757
3
建设期利息
万元
77
4
流动资金
万元
923
其中：
铺底流动资金
万元
277
5
资金筹措
万元
7757
其中：
借款
万元
2077
项目资本金
万元
5680
资本金比例
%
79.88%
6
年平均营业收入
万元
9026
7
年平均营业税金及附加
万元
139
8
年平均总成本费用
万元
4258
9
年平均利润总额
万元
4629
10
年平均所得税
万元
1157
11
年平均净利润
万元
3472
12
年平均息税前利润
万元
4661
13
年平均增值税
万元
1155
II
财务评价指标
1
总投资收益率
%
60.09%
2
资本金净利润率
%
61.13%
3
项目财务内部收益率（所得税前）
%
63.61%
4
项目财务净现值（所得税前）
万元
22544
基准收益率10%
5
项目投资回收期（所得税前）
年
2.80
6
项目财务内部收益率（所得税后）
%
50.20%
7
项目财务净现值（所得税后）
万元
18798
基准收益率8%
8
项目投资回收期（所得税后）
年
3.21
9
项目资本金内部收益率
%
58.19%
10
盈亏平衡点（生产能力利用率）
%
27.45%
第二章市场预测分析
第一节产品市场分析
一、产品用途
二氧化碳的主要用途有：
用作化工原料、致冷剂、惰性介质、溶剂和压力源等。
1、用作化工原料：
利用二氧化碳可以合成多种无机和有机化工产品。
二氧化碳在化工应用中，用量最大的是作为尿素、碳酸氢铵和纯碱的生产原料；二氧化碳还可以生产其它碳酸盐、碳酸二甲酯、水杨酸及衍生物、甲醇等化工产品。
2、用作致冷剂
由于二氧化碳致冷速度快，操作性能良好，不浸湿和污染食品，因此，液体二氧化碳和干冰被广泛用作各类食品的冷冻冷藏剂。
将干冰渣直接和被冷冻物品混合在一起，可以用于某些工件的冷加工。
例如，把模制橡胶与干冰混装在转筒内，经过冷却，橡胶表面的毛刺和飞边发生冷脆，因而很容易在转筒转动时被打磨抛光。
铝铆钉用干冰冷却后变软，恢复常温又变硬，借此可以提高铆接质量。
用液体二氧化碳作为原子反应堆的冷却介质，比用氦更经济，且可以不受放射污染。
此外，液体二氧化碳还可以用来控制某些化学反应的温度。
在低温手术，低温环境实验，金属零件冷缩配合，钢铸件淬火等方面也经常使用液体二氧化碳或干冰作制（致）冷剂。
3、用作惰性介质
由于二氧化碳性质稳定，不活泼，无毒性，具有抗氧化、杀菌灭虫和防腐保鲜的作用，故二氧化碳气体已成为保存食品、蔬菜、果品和粮食的最佳气体。
除此之外，在金属保护焊、转炉顶底复合吹炼法炼钢新工艺，灭火、动物麻醉屠宰以及易燃易爆气体容器的置换处理过程中，均要使用大量二氧化碳气体。
4、用作溶剂
超临界状态的二氧化碳具有液体所具有的某些性质，可以用作萃取剂，从果品、咖啡中提取出芳烃组分，或者从其它食品中除去有害的杂质组分。
二氧化碳与石油混溶，可以降低石油粘度。
因此，将二氧化碳加压注入出油率明显下降的老井，可以提高石油开采率，增加石油产量。
实践证明，向油层注入二氧化碳的二次采油技术，其最终采油率要比注入淡水高15～20%。
此项技术已在国外普遍采用。
5、用作压力源
利用瓶装液体二氧化碳可以为救生艇和救生衣充气。
液体二氧化碳加热气化产生的高压可以用于爆破采矿。
将二氧化碳带压注入橡胶或塑料乳液，卸压固化即可制造多孔泡沫制品。
由于液体二氧化碳粘度低，可代替水来输送煤粉，也可以用来压送或转移其它液体物料。
高压二氧化碳还可以用于远距离喷漆或操纵远距离信号装置等。
6、其它用途
在铸造业中，可以用二氧化碳处理砂模。
二氧化碳与硅酸钠反应生成碳酸钠、碳酸氢钠和硅酸，使砂模无需烧结就可以硬化成型。
在人工温室内注入一定浓度的二氧化碳气体，可以加速光合作用，缩短植物生长期，提高产量10～20%。
另外，随着饮料工业的迅速发展，二氧化碳在饮料添加剂方面的用量与日俱增。
二、市场供求现状及预测
据有关资料报道，美国生产液体二氧化碳的能力为7446kt/a，日本生产液体二氧化碳的能力为1165kt/a，西欧的二氧化碳总消耗量在1200kt/a，而我国只有200～280kt/a。
从以上数据可以看出我国的二氧化碳市场应该是广阔的。
从地区分布来看，我国东部及沿海地区的二氧化碳市场容量较大，中西部地区需求还在发展中。
从消费结构看，也因各地区的相关工业发展情况而异。
广东、江苏、上海、山东等地区的二氧化碳需求量非常可观，消费结构也大致相同，大多数用于工业上和碳酸饮料上。
由于市场需求量的快速增长，众多世界气体生产厂商先后投资我国，已经形成生产能力或即将投入生产的中外合资或独资的二氧化碳工业气体公司有：
英国的BOC，法国的法液空，美国的普莱克斯、CBI，日本的岩谷以及我国台湾的泾福等。
有关专家预计：
随着工业的不断发展，二氧化碳的用量在加大，未来几年我国食品级二氧化碳消费量增长迅猛，将以年均30%的速度递增，5年内消费总量将达1000万吨。
第二节价格预测
一、产品价格现状及预测
国内液体CO2市场价格受季节变化的原因波动比较大。
根据省内外生产液体CO2企业这几年的产品销售价格趋势的分析，达到国际饮料协会（ISBT）标准和GB10621-2006标准的食品级CO2，其产品的市场售价在500～1000元/吨之间。
因此，为保持项目产品的市场竞争力，本项目产品的销售价格（含税价）参考生产规模、技术类似的生产厂家的同类产品出厂价格，暂定液体二氧化碳平均价格为500元/吨,干冰平均价格为8500元/吨。
并以此为依据进行经济效益测算。
二、主要原料、动力价格现状及预测
本项目的主要原材料为二氧化碳废气，二氧化碳气0.04元/标准立方米,动力价格按当地实际执行价格（含税价）确定：
新鲜水和循环水均按1.0元/立方米，电0.7元/度。
第三章生产规模及产品方案
第一节生产规模和产品方案
一、产品方案
本项目主要产品为食品级液体二氧化碳、固体二氧化碳（干冰）。
二、生产规模
1、年工作小时数：
7920小时；年工作日：
330天。
2、生产规模确定：
根据企业自身实际情况和市场发展趋势，确定本项目建设规模为年产6万吨液体二氧化碳，2.7吨固体二氧化碳。
本项目分两期建成，一期工程建成年产6万吨液体二氧化碳，二期工程建成年产2.7吨固体二氧化碳。
第二节产品的质量标准
一、液体二氧化碳
液体二氧化碳质量标准符合国际饮料技术协会（ISBT）标准和GB10621－2006标准。
国际饮料协会质量标准（ISBT）
序号
项目
指标
1
二氧化碳含量≥10-2（V/V）
99.9
2
水分≤10-6（V/V）
20
3
酸度
通过测试
4
氧气≤10-6（V/V）
30
5
氨≤10-6（V/V）
2.5
6
一氧化氮≤10-6（V/V）
2.5
7
二氧化氮≤10-6（V/V）
2.5
8
不易挥发残留物≤10-6（m/m）
10（肉眼看不见微粒）
9
不易挥发有机残留物≤10-6（m/m）
5
10
磷化氢≤10-6（V/V）
0.3
11
碳氢化合物总量（以甲烷计）≤10-6（V/V）
50（其中非甲烷烃不超过20）
12
乙醛≤10-6（V/V）
0.2
13
苯≤10-6（V/V）
0.02
14
CO≤10-6（V/V）
10
15
总硫（除二氧化硫外，以硫计）≤10–6（V/V）
0.1
16
COS≤10-6（V/V）
0.1
17
H2S≤10-6（V/V）
0.1
18
二氧化硫≤10-6（V/V）
1.0
19
气味
无味
20
溶于水中
无色、无浑浊
21
口味
无
GB10621－2006食品添加剂液体二氧化碳标准
序号
项目
指标
1
二氧化碳的体积分数/10-2≥
99.9
2
水的体积分数/10-6≤
20
3
酸度
按5.4检验合格
4
一氧化氮的体积分数/10-6≤
2.5
5
二氧化氮的体积分数/10-6≤
2.5
6
二氧化硫的体积分数/10-6≤
1.0
7
总硫的体积分数（除二氧化硫外，以硫计）/10-6≤
0.1
8
碳氢化合物总的体积分数（以甲烷计）/10-6≤
50（其中非甲烷烃不超过20）
9
苯的体积分数/10-6≤
0.02
10
甲醇的体积分数/10-6≤
10
11
乙醇的体积分数/10-6≤
10
12
乙醛的体积分数/10-6≤
0.2
13
其他含氧有机物的体积分数/10-6≤
1.0
14
氯乙烯的体积分数/10-6≤
0.3
15
油脂的质量分数/10-6≤
5
16
水溶液气味、味道及外观≤
按5.10检验合格
17
蒸发残渣的质量分数/10-6≤
10
18
氧气的体积分数/10-6≤
30
19
一氧化碳的体积分数/10-6≤
10
20
氨的体积分数/10-6≤
2.5
21
磷化氢的体积分数/10-6≤
0.3
22
氰化氢的体积分数/10-6≤
0.5
注：
其它含氧有机物包括二甲醚、环氧乙烷、丙酮、正、异丙醇、正、异丁醇、乙酸乙酯、乙酸异戊酯
二、固体二氧化碳
干冰尺寸：
Ф3、Ф14
干冰密度＞1.45g/cm3
干冰得率≥40%。
第四章工艺技术方案
第一节工艺技术方案选择
一、工艺技术概况
1、高压法
将原料二氧化碳气通过压缩机提压至8.0MPa左右，经过常温水冷后液化，在高压下直接充瓶销售。
该方法的优点是流程短，工艺简单，投资省。
而缺点则很明显，由于压力高，许多必备的净化手段因制作难度和费用高而被取消，杂质因压力高而溶解在产品中，产品质量低，储存运输均不方便。
产品中烃类、醛类、醇类等可燃有机物也无法除去，产品纯度低，杂质多，只能用于一般工业用途。
2、低压深冷法
它是在高压法的基础上加以改进，配合脱硫、干燥、高压节流至浅低压，低温氨冷，将沸点与二氧化碳相近的低沸点杂质分离，产品纯度有很大提高。
但诸如苯、多碳烃、含氧有机物等高沸点杂质仍然无法脱除。
产品中的有毒有害物质含量高，只能用于工业用途或一般行业。
3、变压吸附法
利用吸附材料对不同气体在吸附量、吸附速度、吸附力等方面的差异以及吸附剂的吸附容量随压力变化而变化的特性，在加压时完成混合气体的吸附分离，在降压下完成吸附剂的再生，从而实现气体分离和吸附剂再生、循环使用的目的。
在生产液体产品时配备冷凝和提纯工序而实现。
该法的特点是气源纯度适应范围较宽，适合二氧化碳浓度20%以上的各种气源（浓度太低，经济效益低），较适合于从低浓度CO2气体中提取较高浓度CO2。
但纯度和杂质含量波动大，很难长期保证产品质量稳定，特别是对国际饮料二氧化碳标准和GB10621-2006标准中那些痕量和超痕量杂质指标无法可靠保证。
该法生产的产品仅可用于工业和一般行业，不能达到国际饮料技术协会（ISBT）和GB10621-2006标准的质量要求。
4、浅低温吸附精馏法
该法综合了低压深冷和精馏的优点，分离沸点比二氧化碳相近的杂质，配合使用特定的选择性很强的吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏仍无法分离的杂质。
但一般二氧化碳的原料气中，杂质是多种多样的，该方法在工业化装置中一般每种吸附剂独立设一个塔或几种吸附剂组合装填于一个塔中进行吸附分离，从理论上讲是可以实现的。
但在实际生产中，由于不同吸附剂对不同杂质的吸附容量不同，而气源中不同杂质的含量也不同，很难保证多种吸附剂同时穿透失效，可能某一种或几种吸附剂已经穿透失效了而其它吸附剂还未失效，从而难以保证原料中的几十种杂质同时合格。
该工艺和变压吸附一样，无法保证国际饮料二氧化碳标准和二氧化碳新国标中那些痕量和超痕量杂质指标的稳定。
国内采用吸附净化的企业都有过失败教训，特别是以煤为原料生产合成氨过程中放空的二氧化碳原料气，要想通过吸附净化法生产出符合国际饮料协会和GB10621-2006标准的CO2产品难度非常大。
5、洗涤、吸附与低温精馏组合法
该法综合了低压深冷和精馏的优点，首先通过清水洗除去发酵气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低深的杂质，配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、通过精馏无法分离的杂质。
此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。
该法较适宜于酒精厂发酵气生产食品级液体二氧化碳，产品各项指标均可达食品级液体二氧化碳GB10621-2006标准。
6、催化氧化与精馏组合法
此法的特点是在特定条件下利用催化氧化的原理，将原料气中的所有可燃性杂质与氧发生氧化反应而加以脱除（特别是那些沸点比二氧化碳高的有毒有害杂质，如多碳烃、醛、醇等含氧有机物），燃烧后的产物是水和二氧化碳，由于燃烧反应彻底，为这些杂质的彻底去除提供了技术保证，再结合使用合理先进的脱硫技术和低温提纯技术，产品质量完全可以达到国际饮料协会（ISBT）和GB10621-2006标准。
二、工艺技术方案的选择
本项目生产工艺采用杭州快凯高效节能新技术有限公司的“洗涤、吸附与低温精馏组合法”，其工艺步骤为先用清水洗除去发酵气中水溶性杂质，再低温精馏分离沸点比二氧化碳低的杂质；配合使用活性炭吸附剂，有针对性地脱除沸点比二氧化碳高、精馏无法分离的杂质。
此法生产的液体二氧化碳浓度较高并且稳定，一些低沸点杂质可稳定地脱除。
还具有工艺简单，操作便捷稳定；采用组合式提纯塔，无需外供热源，实现无外加动力自动回流，既降低消耗又保证产品纯度；节能降耗，能量利用充分，投资省等特点。
第二节工艺流程和消耗定额
一、工艺流程概述
1、规模及年工作日
（1）生产规模
一期工程建成后形成
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