年产3000吨磷酸铁锂正极材料项目可行性研究报告.doc

年产3000吨磷酸铁锂正极材料项目

可行性研究报告

1 1 总 论
1.1 概 述
1.1.1 项目名称、主办单位、企业性质及法人
项目名称：年产3000吨磷酸铁锂正极材料项目
项目承办单位名称：**
建设地点：乌兰察布市集宁区高载能工业园区
企业性质：有限公司
企业法人：万 水 田
1.1.2 可行性研究报告编制单位、证书等级
可研报告编制单位：**古轻化工业设计院有限责任公司
证书等级：甲 级
证书编号：工咨甲10520070015
1.1.3 可行性研究报告编制的依据和原则
(1)编制依据
①**提供的基础资料。
②《投资项目可行性研究指南》
③国家有关部门的规范、标准。
(2)编制原则
①贯彻可持续发展战略，坚持安全生产与环境保护并重的原则。
②项目建设方案要高起点，积极采用国内外先进技术，做到工艺技术及设备先进、可靠、成熟、具备国际竞争力。
③项目设计中坚持“一体化、露天化、轻型化、国产化、社会化”的五化方针。
④编制过程中坚持“客观、科学、可靠”的原则，对项目的市场需求、建设规模、工艺技术方案、经济效益、社会效益、环境效益等进行充分调查和论证，真实、全面地反映项目的有利和不利因素，提出可供选择的建议。
⑤根据厂址条件，对项目所需水、电、人力、资金、原辅材料来源进行测算与落实。
⑥对产品方案、技术路线、资金来源等进行方案选择，提出技术上先进、可靠，经济上合理，环保措施完善的推荐方案。
⑦结合国家的有关政策、法规，按照有关部门的编制要求，对建设项目做出客观的技术经济评价，对项目中尚未解决的问题，如实提出建设性的意见和建议。
⑧选用的工艺、设备、自控方案要先进、可靠，“三废”排放少，做到低能耗、低污染、低成本。
⑨提高自动化、机械化水平，保证装置安全稳定运行，减少劳动定员，减轻劳动强度。
1.1.4 企业概况
本项目由**投资建设。**是在**古自治区乌兰察布于2009年10月注册成立的公司。它是乌兰察布市华瑞炭素有限责任公司投资的子公司，注册资金2000万，公司主营业务为磷酸铁锂材料的生产及其应用产品的生产、销售，公司定编职员60人，其中技术人员18人。
公司法人代表为万水田，组织机构设置为股东会－执行董事－总经理，下设综合部、工程部、生产部和技术部。
乌兰察布市华瑞炭素有限责任公司成立于2004年，总部设在乌兰察布市集宁区，下辖“集宁华瑞炭素有限责任公司”和“兴和县华瑞炭素有限公司”。企业注册资金150万元，总资产2100万元，固定资产940万元，是**古地区生产炭素制品较大的专业厂家。现有职工120名，其中炭素专业硕士研究生1名，大学本科8名，大学专科12名。主要以生产炭电极、氟炭板、石墨电极和冶金材料为主，产品运销到国内河北、天津、山东、包头等20多个省、市、自治区，部分产品出口到韩国、巴基斯坦、日本、蒙古等国家和地区，取得了较好的经济效益和社会效益。2002年经**古自治区外经厅批准获得了产品自营出口权，2005年被**古自治区评为民营科技企业。
1.1.4 项目提出的背景及建设意义
我国的电动自行车从研制开发到上世纪90年代中期小批量投放市场，及至现在的生产和销售，一直呈逐年大幅增长的势头。2000年我国电动自行车的产量为27.6万辆，2002年为58万辆，到2004年突破到100万辆，2006年起销售规模突破400万辆，2008年全国产量高达800万辆，2009年已销售1000万辆，累计产销量达3500万辆，市场容量已经达到400亿元，全国共有近700家电动自行车企业获得了生产许可证。目前中国的自行车数量为5亿辆，保守估计，其中每年2%被电动自行车取代，每辆电动自行车配一个动力电池，每个电池用1千克磷酸铁锂计算，一年所需要的磷酸铁锂正极材料将达到1万吨。混合电动汽车最先主要是公交车上的应用，以全国的100个大中城市计算，共计采用混合电动汽车10000辆，每辆车车用电池使用正极材料500千克计算，一年需要正极材料5000吨。因此，保守估计，磷酸铁锂正极材料每年市场需求为2万吨。磷酸铁锂正极材料的产业化将直接带动锂离子动力电池的产业化，同时由于磷酸铁锂动力电池的重量轻，续航能力大的优势，电动自行车行业将以更高的速度增长。磷酸铁锂正极材料的产业化也将推动混合电动车的应用和推广。同时，锂离子动力电池在车用蓄电池、不间断电源、大型通信电源等方面的应用具有广阔的市场。
锂离子动力电池可能采用的正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、磷酸铁锂(LiFePO4)、锰酸锂(LiMn2O4)四种。钴酸锂价格昂贵、安全性能差；镍酸锂合成条件苛刻；锰酸锂高温下由于锰的溶解引起容量快速下降，这些材料都不能完全满足动力电池要求。目前国内从事锂离子动力电池技术研发的公司较多。其中，中信国安盟固利、天津蓝天双环，北京星恒、晶鑫以锰酸锂或钴酸锂作为锂离子动力电池正极材料，但是由于锰酸锂和钴酸锂的安全隐患，都没有实现在电动车上推广使用。
磷酸铁锂价格便宜、安全性好、环境友好、适合大功率锂离子动力电池要求。国内外科研机构和锂离子电极材料厂家以及动力电池的生产厂家都一致认为，磷酸铁锂是锂离子动力电池的最佳正极材料。以它作为正极材料的锂离子动力电池将为电动自行车、混合电动车提供可靠的移动能源供给。因此，磷酸铁锂成为国内外锂离子动力电池正极材料研发重点。美国和加拿大能小规模地供应磷酸铁锂，国内也有少数几家公司正在小规模产业化。以奥柯玛新能源有限公司、山东海霸、深圳雷天、河南环宇和深圳比克为代表的公司采用了磷酸铁锂作为正极材料，以该种材料开发的锂离子动力电池完全满足安全和动力要求，目前纷纷投入了大量资金正在准备大规模生产锂离子动力电池。
本项目磷酸铁锂的生产工艺采用了长沙理工大学物理与电子科学学院材料科学与工程研究所的专利技术。长沙理工大学物理与电子科学学院的陈召勇博士于1999年开始磷酸铁锂正极材料实验室研究，目前实验室工作已经全部完成，各项性能均处于国内领先地位。
本项目生产的锂离子电池正极材料磷酸铁锂项目，符合国家产业结构调整指导目录2005年本的鼓励类中化工行业第13条，高技术绿色电池产品制造(无汞碱锰电池、镍氢电池、锂离子电池、铅酸蓄电池、燃料电池、锌空气电池、太阳能电池)，因此本项目的实施符合国家的产业政策，属于国家鼓励类项目。
1.1.6 研究的范围
(1)市场预测分析。
(2)产品方案和生产规模。
(3)工艺技术方案。
(4)主要原辅材料、燃料的供应。
(5)配套公用工程及辅助设施。
(6)节能、节水。
(7)环境保护及治理措施。
(8)劳动安全卫生及消防。
(9)劳动定员。
(10)项目实施规划。
(11)投资估算。
(12)财务、经济评价。
(13)风险分析。
1.1.7 研究的主要过程
根据**目前提供的该项目的各方面资料对下述各项进行研究：
(1)对产品国内、外市场进行分析和预测，对本项目自身特点的分析，确定本项目建设的必要性。
(2)确定产品路线。
(3)对本项目的工艺技术及建设方案进行比较，选择合适的生产技术。
(4)根据项目投资、原材料及产品价格等各项因素对本项目进行技术经济评价。
(5)提出研究结论。
1.2 项目概况
1.2.1 建设地点
本项目选址在乌兰察布市集宁区高载能工业园区，园区内各项基础设施齐备，有利于企业发展。
1.2.2 建设规模
本项目充分考虑原料及产品市场、企业经济能力，拟定建设规模为：
年产3000吨磷酸铁锂正极材料。
1.2.3 生产方法
将锂盐和氧化铁红按一定的比例配料，球磨干燥后，在推板窑内于惰性气氛中加热一段时间后冷却即得到磷酸铁锂正极材料。
1.3 研究的简要结论
本可行性研究报告简要结论如下：
(1)本项目的产品方案符合国家产业政策，产品可满足市场需求，生产规模系根据原料及产品市场、企业经济能力而定，符合实际。达到了经济生产规模。
(2)本装置工艺技术先进，工艺路线合理可行。
(3)本项目在环境保护、劳动安全和工业卫生方面治理措施有效，可以达到国家规定的要求。
(4)本项目总投资14291.59万元，财务内部收益率为税前51.87%，税后40.40%。投资回收期(税前) 3.19年，(税后) 3.73年。
综上所述，本项目投产后经济效益显著，同时具有明显的环境效益和社会效益，在技术上和经济上都是可行的，因此本项目建设是非常有必要的。
1.4 主要技术经济指标
序号
项 目 名 称
单 位
数 量
备 注
一
装置生产规模

生产规模
t/a
3000

二
产品方案

磷酸铁锂
t/a
3000

三
年操作时间
天
300

四
主要原辅材料用量

1
磷酸二氢锂
t/a
2000

2
三氧化二铁
t/a
1530

3
溶剂(乙醇)
t/a
600

4
特殊添加剂
t/a
300

5
包 装 袋
个
200000

五
公用动力消耗量

1
煤
t/a
226

2
电
万kW·h/a
1308

3
水
t/a
6492

六
运 输 量
t/a
8656

1
运 入 量
t/a
4656

2
运 出 量
t/a
4000

七
工厂定员
人
184

八
工厂占地面积
公顷
3.24

九
总 投 资
万元
14291.59

1
建设投资
万元
12832.75

2
建设期利息
万元
266.79

3
铺底流动资金
万元
1192.05

十
销售收入
万元
33333.33
正常年份
十一
增值税和销售税金及附加
万元
2602.37
正常年份
十二
利润总额
万元
7535.35
平均值
十三
所 得 税
万元
1883.84
平均值
十四
总投资收益率
%
45.28
平均值
十五
财务净现值
万元
35226.41
税前
22304.71
税后
十六
财务内部收益率
%
51.87
税前
40.40
税后
十七
投资回收期

年
3.19
税前(含建设期)
3.73
税后(含建设期)
十八
总 成 本

万元
25141.53
平均值
十九
贷款偿还期
年
2.82
含建设期
二十
盈亏平衡点
%
43.59

二十一
利税总额
万元
7747.36
平均值
二十二
资本金利润率
%
106.46

十五、
全员劳动生产率
万元/人·年
181.16

十六、
资产负债率
%
48.82

十七、
流动比率
%
137.65

十八、
速动比率
%
66.21

1.5 问题及建议
本项目中采取的固相法生产磷酸铁锂生产技术在实验室中已取得成功， 但该生产技术目前尚无工业化生产装置，存在着较大的技术风险。因此建设单位应尽量做好项目的前期基础工作，最大限度地减少该项目的风险程度。

2 2 市场预测分析
2.1 磷酸铁锂正极材料的主要用途及性能
本项目生产的磷酸铁锂材料主要用作锂离子电池正极材料，目前锂离子电池主要应用于手机电池，笔记本电脑，摄像机，高档电动玩具等便携式电器，此外电动汽车和电动摩托车也是潜在的巨大市场。由于磷酸铁锂电池材料具有无可比拟的优势，越来越会得到广泛地应用。它主要应用领域有：
1. 大型电动车辆：公交车、电动汽车、景点游览车及混合动力车等；
2．轻型电动车：电动自行车、高尔夫球车、小型平板电瓶车、铲车、清洁车、电动轮椅等；
3．电动工具：电钻、电锯、割草机等；
4．遥控汽车、船、飞机等玩具；
5．太阳能及风力发电的储能设备；
6．UPS及应急灯、警示灯及矿灯(安全性最好)
7．替代照相机中3V的一次性锂电池及9V的镍镉或镍氢可充电电池；
8．小型医疗仪器设备及便携式仪器等
2.2 磷酸铁锂正极材料的主要优势
(1)安全性极好，磷酸铁锂正极材料解决了钴酸锂的安全隐患问题，不会因过充、温度过高、短路、撞击而产生爆炸或燃烧。
(2)寿命超长，在室温下1C充放电循环2000次，容量保持率80%以上；是铅酸电池8倍，镍氢电池的3倍，是钴酸锂电池4倍，是锰酸锂电池4-5倍。
(3)不含任何重金属与稀有金属(镍氢电池需稀有金属)，无毒(SGS认证通过)，无污染，符合欧洲RoHS规定，为绿色环保电池，获得CE认证。磷酸铁锂材料列入了国家产业结构调整指导目录中的鼓励类，成为国家重点支持和鼓励发展的项目。
其他优势：
(1)电池重量很轻，是铅酸电池的1/3，镍氢电池的63%；
(2)电池体积小，商品设计可轻量化。是铅酸电池的2/3，也较镍氢电池体积小；
(3)电池单体电压高，为3.2V，串联少，电池组可靠性高； IC充放电循环次数多，3.3~3.0V平台容量达到93%以上；
(4)放电平台稳定，可作大电流高功率充放电高倍率放电特性：10C充放电效率达到96%以上，容量保持率90%以上，可实现10C放电；
(5)自放电小；无记忆效应。
(6)快速充电特性优，2C快充，半小时充足95%；
(7)工作温度范围宽广(-20℃~+75℃)
磷酸铁锂电池与传统电池性能比较
技术参数
镍镉电池
镍氢电池
铅酸电池
磷酸铁锂电池
工作电压(V)
1.2
1.2
2.1
3.2
质量比能量(Wh/kg)
30~50
50~80
40
120
体积比能量(Wh/L)
150
200
70
210
寿命(1C充放电循环次数)
500
500
400
2000
单位价格(RMB/Wh)
3
6
1.0-1.5
3-5
单位价格/寿命(H1000)
6
12
2.5-3.75
1.5-2.5
环 保
有毒
略有污染
有毒
无毒
安 全 性
优秀
好
良好
优秀

2.3 磷酸铁锂正极材料的国际发展状况
国际上生产磷酸铁锂电池材料厂商主要有加拿大Phostech、美国A123等。加拿大Phostech Lithium公司，获得了发明者Goodenouhg教授的独家许可，首家开始生产和销售磷酸铁锂材料，原生产规模一直不大，但是在2007年达到年产900吨。
美国Valence公司较早从事聚合物锂电池的生产，在发现磷酸铁锂材料的潜在市场后，于2001年前后开始磷酸铁锂锂电池的产业化生产和销售，并和中国的部分锂离子电池厂家进行合作，以OEM方式生产18650圆柱电池。Valence在中国苏州建设了两个生产基地(威能和威泰)，生产磷酸铁锂材料和电池组装。
美国A123公司是以麻省理工学院专利技术-离子掺杂改性磷酸铁锂技术为背景，在获得了GE和Motorola等投资人超过了一亿美元的投资后建立的。该公司将产品定位在动力高功率电池方面，而受到市场和投资人的追捧，其发展势头比较迅猛。目前正在中国的常州和镇江建设生产基地。
从这几家公司的发展可以看出，磷酸铁锂电池材料市场存在巨大的潜力，并且已经浮出水面，但要注意，A123公司与Valence公司，都是以OEM的方式和国内的一些电池厂家进行合作，并不卖磷酸铁锂材料，这制约了国内电池厂商自有技术发展以及巨大的利润空间。因此中国必须研发出自己的磷酸铁锂正极材料，以免又沦为仅是锂电池加工基地的角色。
2.4 磷酸铁锂正极材料的国内市场现状
国内磷酸铁锂的产业化发展与国际基本同步，目前在性能、产能方面差距并不大，并且成本比国外还低。目前市场上宣称可提供磷酸铁锂材料的厂家超过十家之多，09年3月份统计有26家电池材料厂在生产或有意向生产，其中天津斯特兰、北大先行、苏州恒正、新乡华鑫等几家企业已进入工业化生产。虽然真正具备供货能力的只为寥寥几家，但表明中国企业抓住了此次锂电池发展机遇，使中国锂电池的产业化方面进入了世界锂电池的发展行列。
国内磷酸铁锂电池材料主要生产企业
新乡华鑫
年产200吨：计划扩产到2000吨/年
天津斯特兰
年产200吨：计划2010年扩产到2000吨/年
苏州恒正
2008年实现年产500吨
北大先行
年产60吨
苏州威能和威泰
(美国valence公司分公司，扩产)
镇江高博
(美国A123公司分公司，正在建厂扩产)
常州高博
(美国A123公司分公司，正在建厂扩产)
湖南瑞翔
中试完成；计划2010年实现100吨/年
山西力之源
年产30吨
2.5 磷酸铁锂正极材料的需求与预测
随着石油能源日渐趋竭，储存电能的主要媒介——电池的市场需求将越来越庞大，各种电动车辆、储能设备(UPS等)、电动工具等产品的电池需求，将带动第一波磷酸铁锂动力电池的需求。据估计，至2008年，锂离子动力电池总需求量为50.69亿Ah(单体电池式作电压3.6伏)，折算为正极材料其消耗量为36200吨。而以上数据仅仅只包含了国内市场，考虑到国外市场的拓展及电动轿车的潜在发展，对动力型锂离子电池正极材料的需求量要远远超出36200吨。磷酸铁锂作为新型高能锂离子电池的正极活性材料及电子材料产品，随着电池工业及电子工业的发展，具有广阔的市场前景。
此外，目前我国自行车的社会拥有量为4亿辆，若按近三年电动助力自行车的占有量达到10%计，则为4000万辆；欧美国家对电动自行车的年需求量将在近三年内达到近千万辆。电动摩托车也是电动车发展的过渡交通车，目前摩托车全国保有量达6000万辆，同样，若按近三年电动摩托车的占有量达到10%计，则为600万辆，并且大部分城市正在禁止摩托车上牌，无污染、低噪音的电动摩托车预计将会超过600万辆。
电动车和混合电动车是世界各国竞相发展的绿色交通工具，必将得到扶持性发展。但是，作为一个产业化形态而言，近三年内不会形成。综上所述，至2010年，我国的锂离子动力电池的需求量可以预测如下：
车用动力电池对磷酸铁锂的需求
车 型
年产量
(万辆)
电源能量
(kWh/辆)
锂离子电池
占用比例
锂离子电池需 求 量
(104kWh)
所需正极材料
(万吨)
电动轿车
未形成批量生产
36
15%
_
_
电动摩托车
600
5.5
25%
825
1.64
助力自行车
4000
0.5
50%
1000
1.98
2.6本项目产品市场定位及价格
综上所述，本项目计划生产磷酸铁锂正极材料的建设方案合理，并有着日益扩大的市场发展空间，因此，本项目产品的销售市场以国内各大锂电池生产厂家为主。比如比亚迪股份有限公司、哈尔滨光宇集团股份有限公司、天津力神电池股份有限公司等。目前，**已与天津力神电池股份有限公司签定供货接收协议。
目前该产品市场销售参考价格13~15万元/吨，因此本项目产品售价暂定为13万元/吨。

3 3 生产规模和产品方案
(1)生产规模和产品方案
根据**长期发展规划和国家产业政策及行业特点，结合本地区的资源、技术力量、资金情况，确定年生产磷酸铁锂正极材料3000吨。
工作制度：年工作日300天。
(2)产品质量标准
由于国内外磷酸铁锂材料仍处于研制开发阶段，尚未形成规模生产，因此，目前尚无统一标准，也无行业标准。本项目产品性能指标参照国际上及国内同行业厂家的产品质量，暂定以下技术指标：
磷酸铁锂材料的性能如下：
化学成分(%)
Li
4.40
Fe
35.40
P
>19.63
O
>40.57
Li/Fe
1.00~1.05
物理性能
电容量(mAh/g)
140
充放电次数
>500
平均粒径
3~8um
振实密度(g/cm3)
1.0~1.3
比表面积(m2/g)
≤30

4 4 工艺技术方案
4.1 工艺技术方案的选择
4.1.1 工艺技术选择原则
(1)选用本行业的先进、可靠的工艺技术和设备。
(2)降低项目投资，减少环境污染。
4.1.2 工艺技术的背景
本项目磷酸铁锂的生产工艺采用了长沙理工大学物理与电子科学学院材料科学与工程研究所的专利技术。长沙理工大学物理与电子科学学院的陈召勇博士1997年致力于锂离子电池正极材料的研发，多次参与国家重点基础研究发展计划(973)子课题、国家高技术研究发展计划子课题等。磷酸铁锂正极材料的研究于1999年开始实验室研究，目前实验室工作已经全部完成，各项性能均处于国内领先地位，该工艺的特点是：
(1)实现了原材料的国产化，并通过采取原材料预处理的方法，确保了国产化原材料的均匀性和稳定性。
(2)确定了最佳配方及最佳工艺流程；采取特种混料技术，实现了原材料的纳米级均匀混合，通过这种混合得到的前驱体有利于后续固相烧结工艺中反应组分的扩散，缩短了反应时间，降低了反应温度，使得产品的均匀性和一致性好，且制造成本低。
(3)采用掺入微量金属元素和少量含碳前驱体的方法，合成了多元掺杂改性的磷酸铁锂正极材料，材料综合性能好，特别是循环性能显著提高。
4.2 工艺流程
本项目工艺流程如下: 铁源化合物+锂源化合物+磷源化合物+碳粉或有机碳源等(此外还包括一些掺杂金属的盐类等)混合/球磨è混合料的预烧结è中间体处理è中间体的烧结è烧结品处理è检验入库。典型的工艺流程为：将原料球磨干燥后，在推板窑内于惰性气氛中加热，冷却即得到纳米碳磷酸铁锂正极材料。
具体工艺流程如下图所示：
锂盐
粒度评价价
储 料
储 料

原料预处理
氧化铁红
配 料
机械液相活化
干燥造粒
烧 结
后续处理
分 级
产品检测
成品包装
入 库

根据工艺流程生产过程主要可以分为下述七个工序：配料、混合、干燥、烧成、破碎分级、检测和封装。球磨机主要用于原料的均匀混合和粉碎，以利于产品在烧成工序中的化学反应，氧化锆球作为球磨介质和球磨机配合使用；干燥机主要用于对球磨机处理后的浆料进行干燥和造粒，本设备为真空双锥形，在干燥过程中有效防止原料的氧化，并且在转动过程中使原料成为均匀大小的毫米级颗粒；推板窑主要用于产品的烧成，提供物料发生化学反应必要的温度、时间和气氛条件，推板窑由不同的温区组成，生产能力大、自动化程度高，易于实现生产工艺，保证产品质量。制氮机采用变压吸附技术得到高纯度的氮气，该氮气输送到推板窑保证产品烧成过程中必要的气氛条件，防止产品氧化，匣钵用于承载物料在推板窑中烧成。气流粉碎机主要用于最终产品的粒度控制。产品的粒度和产品的加工性能以及克容量的发挥有重要影响。检测设备主要用于产品粒度、比表面积、电化学性能和碳含量等性能及含量评价。
4.3 物料平衡表
物 料 平 衡 表
序号
名 称
入量(t/a)
序号
名称
出量(t/a)
1
磷酸二氢锂
2000
1
磷酸铁锂
3000
2
三氧化二铁
1530
2
废液
521
3
溶剂(乙醇)
600
3
废渣
909
4
特殊添加剂
300

7
合 计
4430
9
合 计
4430
4.4 产品消耗定额
产品消耗定额表
名 称
单位
每吨磷酸铁锂产品消耗
年(最大)
备 注
一、原辅助材料

磷酸二氢锂
t
0.667
2000

三氧化二铁
t
0.51
1530

溶剂(乙醇)
t
0.2
600

特殊添加剂
t
0.1
300

二、燃料及动力

循环水
t
25
75000

电
kWh
4360
13080000

4.5 主要设备的选择
序号
设备名称
型 号
单 位
数 量
备 注
1
球 磨 机
SM-320，SX-500 N=15kW
台
30

2
震 动 筛
40目 N=16.2kW
台
2

3
鄂式破碎机
N=11kW
台
2

4
对辊破碎机
N=7.5kW
台
1

5
混 料 机
3m3 N=7.5kW
台
2

6
气流粉碎分级系统
LHC-06 N=2.5kW
套
10

7
干 燥 机
SZG-2000 N=7.5kW
台
40

8
制 氮 机
200m3/h N=7.5kW
台
5

9
推 板 窑
28mRTD7523-1109ZCN, HXF030-07N(Z) N=90kW
个
20

10
螺杆空气压缩机
SA08A N=7.5kW
台
1

11
氧化锆球
0.6mm,5mm,8mm,15mm,20mm
吨
24

12
匣 钵
耐热不锈钢,高纯石墨,刚玉
个
10000

13
测试仪器
Super(1220/750)
套
1

14
包 装 机
N=1.72kW
台
2

15
封 口 机
N=0.5kW

2

4.6 自控技术方案
4.6.1 自动化水平
本项目的自控设计范围包括各工艺过程参数检测及车间公用设施计量。根据工程的特点，在设计中采用了常规仪表对生产过程中的压力、流量等参数进行调节检测，以使生产过程安全稳定运行，确保产品质量，节能降耗，改善操作条件，提高劳动生产率。
4.6.2 选型原则
本工程自动化设计方面原则上是在满足工艺生产要求的前提下，将采用一些高新技术的仪表和先进的控制系统，并在采用后能够使生产装置节能降耗，进一步降低产品成本，并减轻工人劳动强度，改善操作环境。
(1)本设计仪表选型原则是立足于国内生产的先进仪表，并以数字式仪表为主；并且针对项目生产的特性，仪表设计选型对其检测装置均考虑了防腐性能及密封性。
(2)对生产过程中有指导作用的工艺参数检测设有声光信号。
(3)为进一步加强企业管理，做好工厂成本核算，以降低能耗为着眼点，因此对生产原料、循环水等装置设置了计量仪表。
(4)本设计在生产车间设置了控制室，用以完成对生产过程的集中操作和控制。
4.6.3 自动控制说明
生产过程中的主要工艺变量引入控制室集中控制进行指示、记录、自控，并设有安全操作必须的信号报警，自动调节系统大多为单参数调节，而高温反应炉的温度采用复杂调节系统。仪表以电动III型仪表为主体，对需计量的流量参数分别选用旋涡流量计和涡轮流量计，调节系统的执行器采用气动薄膜调节阀，就地温度采用双金属温度计、压力表选用弹簧管压力表。重要的温度参数记录选用ER187系列长图记录仪，显示用数字显示仪。
开车正常后，一般操作在控制室就能完成，操作工定时巡检各设备运行情况，就可完成整个生产过程。本装置自动控制水平较高，生产效率高，操作简单、安全、可靠。
4.6.4 仪表动力供给
仪表供电采用集中分散式。所需电源、气源由电气专业、空压系统供给，然后由自控专业送往各自用户。
电压：220V、50HZ
总容量：8KVA

5 5 主要原辅材料、燃料供应
5.1 主要原料
5.1.1 主要原辅材料耗量
序 号
名 称
单 位
数 量
备 注
1
磷酸二氢锂
t/a
3000
国产、汽车
2
三氧化二铁
t/a
1530
国产、汽车
3
溶剂(乙醇)
t/a
600
国产、汽车
4
特殊添加剂
t/a
300
汽 车

5.1.2 主要原料供应
1、磷酸二氢锂
上海中锂、四川国理等企业大量生产磷酸二氢锂，本项目可将原料由汽车或火车运至项目所在地。
2、三氧化二铁
英国洛克伍德和上海国泰颜料等企业大量生产三氧化二铁，因此，本项目可将原料由汽车或火车运送至项目所在地。
3、醇类溶剂
当地购买。
5.2 动力供应
1、给 水
厂区最大时用水量5.72m3/h，全天用水量19.7m3/d，全年用新鲜水量6492吨。厂区给水水源为工业园区自来水管网，从工业园区自来水管网引DN100给水管至厂区，上设水表计量。
2、供 电
本工程0.4kV常用负荷为3028kW，有功计算负荷2422.2kW，年运行小时为7200小时，年耗电为1308万kWh。本工程电源引自乌兰察布市集宁区高载能工业园区变电站10kV母线段。10kV电源线路由当地供电部门送至本厂总变电所，交接点为工程总变电所10kV进线端，可满足厂内用电负荷的供电需要。
3、供 热
本项目采暖及生活所需热水由常压立式燃煤锅炉提供。燃料煤来自于附近山西大同煤矿，煤的热值约为5500kcal/kg。

6 6 厂址概况和建厂条件
6.1 厂址概况
厂址位于乌兰察布市高载能工业园区，208国道支线附近，交通便利，距110国道5公里，铁路公路四通八达。全厂总占地面积为266400平方米，电力供应充足，距市区3公里，厂区周围均为荒地，远离居民区，生产环境好，地下水丰富，且水质较好，具有优越的交通运输条件。
6.2 工程地质、地震烈度及水文地质
6.2.1 工程地质和地震烈度
项目厂址位于乌兰察布市集宁区高载能工业园区内，场地工程地质地层结构主要是古老的麻岩、大理岩变质岩系玄武岩层。土质较好，适于建厂。
本工程抗震设防烈度为八度，设计地震基本加速度值0.10g，地震分组为第一组。
场地标准冻土深度2.00m。
6.2.2 气象条件
乌兰察布市集宁区地处**高原南部地带,系阴山山余脉之丘陵区,地势由西向东逐渐降低。平均海拔1417米,是一南西北三面环山的盆地.全境北高南低，西北多系山地。属北温带蒙古高原大陆性气候,风多雨少,干燥严寒,冷热不均,气候四季分明。
年平均降水量 384mm
极值最高温度 37.8℃
极值最低温度 -37.0℃
年平均风速 3.3m/s
最大风速 20m/s
风 频 率 15.9%
海拔高度 1417m
年主导风向 西北风
最大冻结深度 2.00m
地震烈度 8度
6.3 社会环境条件
乌兰察布市集宁区总面积418.8平方公里，总人口32.6万人，其中非农业人口27.2万人，2008年全区国民生产总值48.52亿元，其中第一产业增加值完成1.55亿元，同比增长10.7%；全部工业增加值完成25.16亿元，同比增长48.5%，规模以上工业完成增加值6.4亿元，同比增长26.7%；第三产业完成增加值25.6亿元，同比增长12%。三次产业结构比为3.2：45：51.8。财政收入4.0068亿元，全社会固定资产投资完成20亿元。城镇居民可支配收入8075元，同比增长12.9%；农民人均纯收入3755元，同比增长25.1%。

7 7 公用工程与辅助工程
7.1 总图运输
7.1.1 厂址概述
本项目拟建在集宁高载能工业园区。厂区总占地面积266400平方米，其中本项目用地为43000平方米。其地理位置优越，交通条件便捷。工业区内地域宽阔，地势较平坦，建厂条件优越。
7.1.2 气象条件(见6.3)
7.1.3 总平面布置
1)总平面布置原则
(1)遵循总图专业布置原则，执行国家颁布的有关规范、规定和标准要求。
(2)充分利用工业园区现有土地资源，因地制宜，紧凑布置，节约用地，减少拆迁量。
(3)力求工艺流程顺畅，管线短捷，使各规划装置区有机结合，方便生产管理。
(4)确保界区外道路及公用工程管线引入顺畅、便捷。
(5)总图布置充分考虑规划厂址的风向因素。
(6)新建装置尽可能采用联合、露天布置。
(7)厂区道路和场地的布置充分考虑装置的施工 、设备安装、检修及消防通道。
2) 总平面布置
本次设计建设项目，依据本工程生产特点、工艺流程综合考虑风向、朝向等将厂区划分为三个功能分区，分别为：生产装置区、公用工程区及厂前区。生产装置区布置在厂区的中间；公用工程区靠近负荷用量大的装置布置；厂前区布置在厂区南角。
生产装置区主要由配料车间、搅拌车间、干燥车间、烧成车间、破碎封装车间等单项组成，布置在厂区中间。
公用工程区主要由消防水泵房、配电室、机修、备品备件仓库组成，布置在厂区西侧。锅炉房布置在厂区北角，位于常年主导风向的下风侧。
厂前区主要由办公楼、专家楼、倒班宿舍、食堂等组成，布置在厂区西南角。
以上布置综合考虑各装置的前后衔接关系，力争做到工艺顺畅、管线短捷。同时为了满足检修、安全、通风、管线敷设以及绿化的要求，厂内主要道路宽9米、6米，次要道路宽4米。
主要技术经济指标表
序号
项 目
单 位
指 标
备 注
1
全厂区占地面积
公顷
26.64

2
本项目厂区占地面积
公顷
4.3

3
建构筑物占地面积
m2
7661

4
道路及硬化地面占地面积
m2
4860

5
建筑系数
%
36

6
绿化系数
%
15

7.1.4 竖向布置
1)竖向设计原则
满足工艺流程对高程的要求。
竖向设计结合自然地形、工程地质条件和建构筑物、运输道路的设计标高，与厂外及周围地面协调衔接。
适应建构筑物的基础以及管线埋设深度的要求。
确定场地最低设计标高，保证排涝的要求。
因地制宜，节约土石方工程量。
2)本工程所用的场地地势平坦，竖向设计采用连续平坡式布置方案，尽量依地形而设，减少土方量，厂区排水采用场地自然排水与道路有组织排水相结合的方式，将地表水排出厂外。
7.1.5 工厂运输及道路
企业的生产运输以汽车为主，本项目的年总运输量为8656吨/年；其中年总运入为4656吨，运出为4000吨。
年主要物料运输量表
序号
物 料 名 称
单 位
数 量
运输方式
一
运 入
t/a
4656

1
磷酸二氢锂
t/a
2000
火车运输
2
三氧化二铁
t/a
1530
汽车运输
3
溶剂(乙醇)
t/a
600
汽车运输
4
特殊添加剂
t/a
300
火车运输
5
煤
t/a
226
火车运输
二
运 出
t/a
4000

1
磷酸铁锂
t/a
3000
汽车或铁路运输
2
废 渣
t/a
909
汽车或铁路运输
3
灰 渣
t/a
91
汽车或铁路运输
三
运输总量
t/a
8656

鉴于上年运输量情况，本次设计为节约投资不考虑增设运输设备，生产运力依托由社会力量协调解决。为方便成品及原料的计量，在厂区货运出入口处设置一台电子地中衡。
卡车 1辆
叉车 3辆
生活车 2辆
.电子地中衡(10