年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙生产线.doc

xxxxx有限公司年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙生产线可行性研究报告xxxxx咨询有限公司 二一四年二月- 3 -项目名称：年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙项目承办单位：xxxxx有限公司编制单位：xxxxx咨询有限公司咨询资质：工咨乙xxxxxxxxxxxxxxxx总 经 理：注册咨询师：参加编写及校核人员：目 录第一章 总 论11.1 概述11.2 研究的简要结论5第二章 市场预测分析82.1 产品市场分析82.2 竞争力分析122.3 营销策略132.4 价格预测14第三章 产品方案16第四章 工艺技术方案174.1 生产技术选择174.2 生产工艺流程194.3 主要设备方案23第五章 原材料及电力供应26第六章 建设条件和厂址方案286.1 项目选址及建设条件286.2 厂址方案29第七章 公用项目和辅助设施方案307.1 总图运输307.2 给排水317.3 供电及电讯327.4 空调通风357.5 供冷供热357.6 化验分析367.7 维修377.8 生活设施377.9 土建37第八章 节 能399.1 节能依据399.2 能源消耗状况409.3 节能措施及效果分析419.4 结论44第九章 环境保护469.1 项目周边环境469.2 环境保护标准469.3 主要污染源及污染物469.4 环境保护措施509.5 环境影响分析结论54第十章 消 防5610.1 消防方案编制依据5610.2 火灾危险性分析5610.3 消防措施5610.4 消防设施56第十一章 职业安全卫生5911.1 危险及危害因素综述5911.2 采取的安全防范措施5911.3 安全管理和教育培训6011.4 预期效果60第十二章 公司组织和劳动定员及培训6212.1 公司体制及组织机构6212.2 生产班制及定员6212.3 人员的来源和培训63第十三章 项目实施计划6513.1 项目建设周期计划6513.2 实施进度计划65第十四章 投资估算及资金筹措6714.1投资估算6714.2估算依据及说明6714.3投资估算结果6714.4分期建设69第十五章 财务评价7015.1 财务评价依据及基础数据与参数选取7015.2 销售收入及销售税金估算7015.3 营业成本估算分析7115.4 利润及利润分配估算7215.5项目效益评价结论7215.6不确定性分析73第十六章 风险分析7616.1 风险因素识别7616.2 风险程度估计7716.3 风险对策78第十七章 研究结论8017.1 主要方案的选择8017.2 研究报告结论8217.3 建议83年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙生产线可行性研究报告第一章 总 论1.1 概述1.1.1 项目名称及主办单位（1）项目名称项目名称：年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙项目（2）主办单位主办单位：xxxxx有限公司企业法定代表人：xxxx企业性质：有限责任公司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）化工建设项目可行性研究报告内容和深度要求；（2）国家有关政策、法规和技术规范；（3）xxxxx有限公司相关项目建设资料。1.1.2.2 可行性研究报告编制的原则（1）执行国家和地方的的产业政策和发展规划。（2）严格执行国家有关安全、卫生及环境保护的政策、法规及标准规范，实现无事故发生、无人员伤害、无环境破坏的“三无”HSE目标。（3）采用成熟、可靠的自动控制及安全设施，以保证生产过程操作的安全、可靠的长周期、连续、稳定运转，同时尽可能减少操作人员。（4）在技术方案选择时，力争做到规模合适、技术先进，使资源利用最经济、最合理，确保项目效益最大化。（5）在保证安全、可靠地长期运行及保证“三废”排放达标的原则下，对工艺方案及设备、材料选择和设计进行优化，以最小的投资达到最佳的技术经济效果和社会效益。（6）满足各种不同工况下的安全、平稳操作要求。（7）将充分考虑在正常生产及施工建设期间对周边环境的影响。1.1.3 项目提出的背景及必要性1.1.3.1 沉淀碳酸钙及科技的兴起碳酸钙是一种来源广泛的无色、无毒填料。通过调整生产工艺来获得合适的粒径和形貌的高纯度优质沉淀碳酸钙。沉淀碳酸钙被广泛应用于塑料、造纸、橡胶、黏胶、涂料和油墨等领域，不但起到增量填充、降低加工成本的作用，还可以对填充对象进行功能化改性。尤其是准纳米级碳酸钙，由于其较小的粒径、较高的比表面积及特殊的表面处理，具有普通碳酸钙无法比拟的优越性能。准纳米级碳酸钙可赋予软质PVC极佳的加工性能、力学性能和制品外观，提高橡胶制品断裂伸长、抗张强度、撕裂强度，减小永久变形，调节密封胶、涂料及油墨触变性。近年来，在国家政策支持和市场强劲需求的推动下，我国优质超细碳酸钙有了很大的发展。准纳米级碳酸钙可广泛应用于在橡胶、塑料、涂料、油墨等行业，具有较好的市场发展前景。1.1.3.2 符合国家产业发展政策本项目符合国家有关政策规定： （1）符合国家当前优先发展的高技术产业化重点领域指南（2011年度）的要求（第四大产业 新材料 第39项纳米材料）（2）符合广西新材料产业发展规划桂政发2009112号的要求（3）符合广西壮族自治区大力推进碳酸钙产业化发展的政策和方针。1.1.3.3 环保产业，发展潜力巨大人类赖以生存的地球表层中贮藏着丰富的石灰石资源，优质石灰石中90%以上是碳酸钙成份。碳酸钙作为一种复合材料的添加剂，生产过程始于碳酸钙终于碳酸钙，无化学结构变化，理论上不会对自然生态造成人为的改变，符合当今世界产业发展重视环保的新潮流。沉淀碳酸钙（包括优质超细碳酸钙）由于原料廉价，生产技术成熟，已有近1个世纪的生产历史。优质超细碳酸钙已经成为优质超细粉体材料市场主导产品，占据了优质超细新材料总体市场规模的29.1%。随着我国在世界制造业中心地位的日益突出，汽车、机械、电子设备、包装等行业必将保持高速增长，经碳酸钙改性的橡胶、塑料、涂料等产品可更好地满足市场对产品品质的高需求，而准纳米级碳酸钙的产业发展具有更大的潜力。目前全球碳酸钙（含重质、轻质碳酸钙）年产量约为8000万吨，至2012年中国碳酸钙年产量已达2000万吨，约占世界总产量的20%，近年来还在以每年1015%的速度增长。在造纸工业中，由于碳酸钙的使用，全球一年至少可以节省4亿吨纸浆，少消耗2亿立方木材，少砍伐近千万公顷林地。在聚合物加工业中，因为碳酸钙的填充，一年至少可以减少近4000万吨树脂消耗，节约原油超过2亿桶。可见碳酸钙的生产和应用对于世界经济发展，保护地球和缓和石油危机具有非常重要的意义。碳酸钙产业发展也有助于缓解我国资源和环境压力，促进经济可持续发展。1.1.3.4 满足市场需求，扩大企业生产能力随着我国塑料、涂料、橡胶、造纸、油墨等行业的迅速发展，对碳酸钙的品位和档次要求越来越高，对高级铜板纸、高档油墨、汽车漆用碳酸钙的需求将迅速增长。在化工建材行业，随着中国化学建材质量新标准的实施，塑料管材、塑钢门窗等塑料制品对强度等性能要求显著提高，对准纳米级碳酸钙填料的需求也将不断增长。本项目建设完成后，xxxxx有限公司准纳米级碳酸钙系列产品年生产能力将达到30万吨，将成为国内具有很大影响力的碳酸钙生产企业。本项目建设，将采用更先进适用的生产工艺和设备，提高产品质量，并通过扩大产业规模来提升产品研发能力，加快关键技术研发，不断将公司做大做强。1.1.4 研究范围本项目可行性研究报告的主要范围如下：（1）项目建设必要性（2）市场需求预测（3）产品方案及生产规模的确定（4）工艺技术方案（5）原材料供应的方案（6）建设条件研究和厂址选择（7）公用项目和辅助设施方案（8）环境保护、消防和劳动安全卫生措施（9）劳动定员及培训（10）项目实施计划（11）投资估算和经济效益分析1.2 研究的简要结论1.2.1 研究的简要结论（1）30万吨/年准纳米级沉淀碳酸钙建设项目由xxxxx有限公司投资和建设，整合了公司资金、技术、人才和市场等多方面资源，具有较高的技术经济水平和较强的竞争优势。（2）本建设项目符合国家和产业发展政策，属于国家鼓励类投资项目。（3）通过市场分析，我国目前碳酸钙生产企业尚不能满足塑料、橡胶、黏胶、造纸、涂料、油墨等行业对于沉淀碳酸钙不断提高的产量和质量要求，本项目具有良好的产品市场前景。（4）本项目产品结构设计合理，分两期建设，建设规划周期科学。（5）本项目生产工艺技术为国内成熟技术，具有工艺、设备先进，设计合理，运行成本低等特点，技术可行性高。（6）本项目拟建场地位于广西壮族自治区XX市XX县，有关地质、气象、水文条件均可满足项目建设要求，距离主要原材料（石灰石）矿山近，通过拟建厂区边上的西江上游浔江航道，可直达中国最大的碳酸钙消费市场珠江三角洲和港澳地区，具有突出的地理优势。（7）本项目对所需公用工程如水、电等就近解决，完全可以满足项目生产需要。（8）本项目建成投产将尽量减少污染物排放，采用有效的三废及噪声治理措施，可以符合国家及当地有关环境保护法规。（9）本项目拟采用的消防和职业安全卫生防护措施符合国家有关规定。（10）公司实行董事会领导下的总经理负责制，生产班制实行“四班三运转”制度，一期定员80人，二期定员160人，项目总定员240人。（11）本项目从2014年月开始筹备，项目建设总周期为年，分两期进行。至2015年7月底完成一期建设目标，新增沉淀超细碳酸钙产能10万吨/年；至2016年7月底完成二期建设目标，新增超细碳酸钙产能20万吨/年。（12）项目的总投资为34949.88万元。其中：建筑工程费12804.95万元,安装工程费2399万元，设备购置费6600万元，工程建设其他费5379.14万元，预备费为1630.99万元，流动资金6135.8万元。（13）经过财务评价，本项目的财务内部收益率为44.80%（所得税后），财务净现值为53078.30万元（全投资所得税后），投资回收期为3.73年，具有较好的经济效益。（14）本项目的建设有助于我国碳酸钙产业发展，提高产业竞争力水平，推动其下游项目如塑料、造纸、涂料和橡胶等行业的建设和发展，具有良好的社会效益。综上所述，本项目建设符合国家产业政策，属于鼓励类项目，产品市场前景好，生产技术先进，环境保护、消防和劳动安全符合国家相关法规要求，经济、社会效益良好。因此，本项目是可行的。1.2.2 主要技术经济指标表本项目主要技术经济指标表见表1-1。表1-1 主要技术经济指标项 目单 位数 量备 注生产规模第一期准纳米级碳酸钙t/a300000100000第二期准纳米级碳酸钙200000主要原材料石灰石t/a1104000-烟煤10714.3-生产用水600000-柴油2631-硬脂酸5262.8-特殊助剂262.5-耗电量万kwh/a5411.3-建设周期年2分2期总投资万元34949.88建设期利息万元0流动资金万元6135.80年销售收入万元45000年均利润总额万元18715.02年均净利润万元14036.26财务评价指标销售利润率41.59%投资利润率53.55%全投资财务内部收益率全部投资（所得税前）57.85%全部投资（所得税后）44.80%全投资财务净现值Ic=13%全部投资（所得税前）万元76577.57全部投资（所得税后）万元53078.30投资回收期全部投资（所得税前）年3.24全部投资（所得税后）年3.73包含建设期- 83 -第二章 市场预测分析2.1 产品市场分析2.1.1 世界沉淀碳酸钙发展世界沉淀碳酸钙的生产在英国John E. Sturge Ltd.始于1841年，日本Shiraishi Kogyo于1914年开始工业制备准纳米级碳酸钙。目前全球碳酸钙（含重质、轻质碳酸钙）年产量约为8000万吨。目前国外主要准纳米级碳酸钙生产企业有美国SMI、Hubert，欧洲Omya、Imerys、Solvay，日本Shiraishi、Maruo等公司。Shiraishi公司的沉淀碳酸钙（包括优质超细碳酸钙）生产技术独步天下，SMI公司是全球最大的沉淀碳酸钙制造商，Solvay公司主宰着国际高档涂料用准纳米级碳酸钙市场。2.1.2 国内沉淀碳酸钙发展、现状及前景从1931年上海大中华橡胶厂建立了第一个轻质碳酸钙生产工场开始，中国沉淀碳酸钙在相当长时间内都处于缓慢发展的阶段。从1999年开始至今，随着沿海地区经济的飞速发展，高分子材料加工业带动了碳酸钙工业进入高速增长时期，目前国内碳酸钙生产企业超过400家，年产碳酸钙超过2000万吨，重质碳酸钙和沉淀碳酸钙产量大致相当，优质超细（沉淀）碳酸钙年产量约60万吨。中国碳酸钙约占世界总产量的20%，近年来还在以每年1520%的速度增长。2.1.3 沉淀碳酸钙市场需求现状及预测表2-1 中国碳酸钙市场现状及预测应用领域粒径要求(nm)2009年产/销量(万吨/年)过去10年年增长率(%)进口量(万吨/年)未来3年年增长率预期(%)塑料7030007502020橡胶2030001501010涂料7030002501515造纸803000400303.530密封胶4015015151.025汽车底盘涂料701503150.520中国碳酸钙产业之所以保持平稳增长，得益于塑料、造纸、橡胶及涂料产业的强劲需求。塑料制品（包括热塑性弹性体：TPR）加工业是碳酸钙的最大用户，由2002年的20万吨增至2010年的750万吨，在对力学性能和外观有较高要求的制品中通常采用准纳米级碳酸钙，塑料尤其是软质PVC加工业是准纳米级碳酸钙最大的用户。我国PVC软/硬比由70年代的41至90年代末变为接近11，2005年硬制品的比例已达55%，2011年将接近60%，2015年将达到发达国家水平（65%），所以硬质PVC将是今后碳酸钙消耗增长的重点领域。造纸工业目前是中国碳酸钙第二大应用领域，对碳酸钙的需求已经由2002 年的100 万吨增至2010 年的450 万吨，是碳酸钙所有应用行业中增长最快的，近10年来平均年增长率约30%。造纸行业是准纳米级碳酸钙产品最具开发潜力的应用领域。全球造纸工业的重心在向亚洲转移，而中国则是亚洲发展潜力最大的市场。随着国内造纸行业的施胶技术由酸性施胶向中性施胶的转变，碳酸钙将逐步取代价格较高的高岭土，成为高档纸品的理想填料。在卷烟纸、杂志纸、字典纸、新闻纸、书籍纸中，碳酸钙的填充量达5%30%。在定量涂布纸、无光泽铜板纸等特殊纸制品中，碳酸钙的填充量甚至高达80%以上。预计几年后中国造纸工业将成为优质超细碳酸钙的最大用户之一。在造纸工业中，今后对沉淀碳酸钙的需求增长将超过重质碳酸钙，准纳米级碳酸钙也在这一领域中逐渐得到应用。涂料是中国碳酸钙的第三大应用行业，需求量由2002年的60万吨增至2010年的250万吨，近10年来年增长率约为15%。碳酸钙是涂料中应用最为广泛的体质颜料，它可以大幅度降低涂料的制作成本，作为功能性填料之一，还可以影响涂料的诸多性能，如提高涂膜机械强度，耐水性，抗粉化性等。在民用与工业涂料中，碳酸钙一直是涂料组成中最主要的基础物质之一。准纳米级碳酸钙对涂料功能化作用更为显著，它不仅可以调节涂料流变学性能，大幅提高涂膜机械强度，还可以显著提升涂膜遮盖力，在一定程度上替代昂贵的钛白粉。在某些特种涂料中，如汽车底盘涂料，准纳米级碳酸钙更是不可或缺的重要组成部分。随着中国汽车行业尤其是家用轿车的高速发展，对准纳米级碳酸钙的需求会进一步增加，2013年防石击底涂漆专用准纳米级碳酸钙的市场需求量估计有近3.3万吨，其中近一半仍需靠进口。橡胶行业也是各类碳酸钙产品的重要应用领域，用量占碳酸钙总产量的10%左右，至2010年该行业消耗碳酸钙约150万吨，年增长率约为10%。在橡胶工业中，碳酸钙不仅作为填充剂，而且具有一定补强作用。优质超细活性碳酸钙在橡胶制品中的补强作用可与白炭黑媲美，尤其在合成橡胶中补强效果更明显。密封胶是碳酸钙尤其是准纳米级碳酸钙的又一重要应用行业。准纳米级碳酸钙可优化硅酮密封胶加工性能，赋予制品极佳的补强、粘结、触变性能和表面光洁度。伴随着建筑和汽车工业的发展，各类胶粘剂、密封胶制品已成为准纳米级碳酸钙产品的第二大应用领域，其用量约占优质超细碳酸钙总产量的30%，其年消耗量还在以超过20%的速度增长。塑料、造纸、涂料、密封胶产业是拉动碳酸钙需求增长的四大引擎，且并未受到金融危机影响。随着碳酸钙超细化，表面处理和应用技术的提高，碳酸钙粉体在这些领域的填充比例将继续提高。油墨、牙膏、食品、医药等行业也是碳酸钙产品的重要应用领域，各类特种碳酸钙约占碳酸钙总产量的5%，这些应用行业对各类碳酸钙的年增长率在未来10年内也将超过20%。“十一五”期间我国碳酸钙需求年均增长率为15%，“十二五”期间年均增长率保持在20%左右，准纳米级碳酸钙的年均增长率更是超过25%。可见，我国碳酸钙需求旺盛，具有巨大的市场空间，碳酸钙产业发展前景广阔。由于重质碳酸钙对加工原料的特殊要求，目前我国可用于重钙加工的方解石矿储备快速下降，今后重质碳酸钙的发展将受到严重制约。包括准纳米级碳酸钙在内的沉淀碳酸钙还具有重质碳酸钙不可比拟的技术优势，所以沉淀碳酸钙将是中国碳酸钙工业发展的重要方向，并且会引导下游加工行业的发展。2.1.4 沉淀市场供求平衡分析目前我国碳酸钙产销基本平衡，市场需求和产能都以年均约20%的速度增长，供求基本平衡，造纸用碳酸钙、准纳米级碳酸钙和一些其他特殊烈性的碳酸钙需求增长超过30%/年。一些优质超细碳酸钙厂家生产成本过高，或产品质量达不到要求而处于停产或半停产状态。由于中国碳酸钙工业技术尤其是装备技术相对于日本、美国和欧洲落后，产品类型单一，品质不高，质量稳定性差。近10年来，中国每年进口35万吨沉淀碳酸钙，主要包括高品质准纳米级碳酸钙，造纸用碳酸钙，还包括一些应用于食品、医药、乳胶手套、橡胶及磁性材料等方面的特殊类型的碳酸钙。由于有部分中国企业陆续采用德国阿尔派公司设备，重质碳酸钙品质几乎与国外相当，不需进口。国内碳酸钙生产企业也不能生产一些用于造纸和硬质塑料的碳酸钙，尤其是一些特殊形貌的微米级碳酸钙，尽管没有进口，但中国确实有此类碳酸钙的巨大应用需求。2.2 竞争力分析2.2.1 技术优势本项目准纳米级碳酸钙生产采用国际上先进的二次碳化工艺， 可有效控制准纳米级碳酸钙结晶形貌、大小及分散性，还针对准纳米级碳酸钙的不同应用领域开发出了多种表面处理剂和处理工艺。新型机械化立窑可制造高活性氧化钙，同时提供高CO2浓度窑气，减少废气排放，这既有利于制备高品质石灰，也有利于制备高品质沉淀碳酸钙。本项目在采用改进后的先进工艺和设备，可以生产出国内其他企业无法制备的粒径可控的菱形和米粒形碳酸钙，还可以根据不同的应用目的进行功能化表面处理，产品性能达到了国内领先、国际一流的水平，超过中国碳酸钙相关标准，能满足多个行业的要求。2.2.2 规模优势本项目的建设完成后，xxxxx有限公司将达到年产30万吨准纳米级碳酸钙系列产品的规模，成为具有国内影响力的碳酸钙制造企业。2.2.3 成本优势xxxxx有限公司年产30万吨准纳米级轻质碳酸钙项目，因为技术先进，技术经济性高，工艺成本低，规模巨大，在能源消耗、辅助材料、产量单位人工成本较其他企业低。本项目采用具有国内先进水平的活性氧化钙新型立窑，解决了平衡布料、卸料、均衡出灰等关键问题，所得高活性氧化钙和高CO2浓度窑气又利于降低沉淀碳酸钙碳酸化工艺成本。本项目拟采用的干燥设备效率超过国内同类设备近1倍。公司利用广西壮族自治区XX市XX县丰富的优质石灰石资源，这不仅保证了碳酸钙产品品质，也有利于降低最重要的原材料的成本。公司拟建的生产基地XX县临江工业区，产品可直接通过西江上游浔江航运到达中国最大的碳酸钙消费市场珠江三角洲和港澳地区，交通十分便利，本项目所涉及的氧化钙生产线毗邻石灰消耗大户柳州钢铁集团公司，有利于降低销售、产品运输成本。2.3 营销策略2.3.1 总策略（1）加大新技术、新产品研发投入，提高产品附加值。（2）加强售后服务，完善技术服务体系。（3）提高产品知名度，推广企业形象：xxxxx有限公司将通过行业展览会，研讨会，专业期刊，媒体广告等扩大产品影响，提升品牌形象。2.3.2 营销方式xxxxx有限公司采取四种销售方式：（1）直销；（2）代理，由公司指定的代理商独家在指定区域内营销公司商品；（3）利用本公司驻港澳办事处进行出口销售；（4）网络营销（电子商务）。2.4 价格预测近10年来，因为原材料价格上涨，生产成本上升，国产普通碳酸钙价格呈缓慢的升高的趋势，由于产品质量的差异，一般介于5001000元/吨之间，而进口普通沉淀碳酸钙（轻质碳酸钙，主要用于造纸和乳胶手套等）。国产准纳米级（沉淀）碳酸钙价格处于最高值，因为无序竞争在20032005年间处于最低值，之后也因为原材料上涨缓慢增长。目前国产低档超细碳酸钙介于15001700元/吨之间，中档超细碳酸钙价格介于17002500元/吨之间，高档优质超细碳酸钙价格介于25003500元/吨之间。国产优质超细碳酸钙与进口产品价格差异非常巨大，中档进口优质超细碳酸钙价格介于40007000元/吨之间，高档进口产品的价格超过9000元/吨，甚至高达13000元/吨。预计世界碳酸钙市场的需求将继续增长，低档产品销售顺畅，高档产品需求殷切，但由于中国碳酸钙企业技术进步和产量增长，普通沉淀碳酸钙因为难以进行大量跨国贸易，在相当长一段时间内价格将不会出现明显波动，中档进口优质超细碳酸钙将会略微下降，而高档优质超细碳酸钙将因为技术壁垒保持高位。对国产沉淀碳酸钙（包括优质超细碳酸钙）而言，技术进步和产能提升促使价格降低，而生产成本提高促使价格升高，综合起来考虑价格将会在较长时期内保持稳定。本项目建成后，因为采用新工艺和设备，xxxxx有限公司将推出高品质优质准纳米级碳酸钙，价格将介于目前高档优质超细碳酸钙和进口高档优质超细碳酸钙之间。xxxxx有限公司还会推出用于造纸和硬质PVC的具有特殊形貌的准纳米级碳酸钙，由于国内其他企业无法制备类似产品，xxxxx有限公司会有很主动的定价权，可以保证产品35%以上的利润。 第三章 产品方案综合考虑市场发展情况和现有技术水平等因素，本项目建设规模确定为年产30万吨优质超细沉淀碳酸钙。项目从2014年开始筹备，项目建设总周期为2年。至2015年7月底完成一期建设目标，新增准纳米级沉淀碳酸钙产能10万吨/年；至2016年7月底完成二期建设目标，新增碳酸钙产能20万吨/年。第一期完成一条准纳米级轻质碳酸钙生产线建设并投产；第二期完成两条准纳米级轻质碳酸钙生产线建设并投产。纳米级轻质碳酸钙产品应用于塑料型材、塑料管材及造纸、 PVC压延膜和硅酮密封胶。第四章 工艺技术方案4.1 生产技术选择4.1.1 现行主要生产技术我国沉淀碳酸钙生产始于1931年，于20世纪80年代初开始研制和生产准纳米级碳酸钙，至今有关技术已趋于成熟。除各碳酸钙生产企业外，国内从事沉淀碳酸钙生产及应用研究的单位主要有北京化工大学、华东理工大学、清华大学、河北科技大学、河北工业大学、四川大学、中科院合肥固体物理研究所和天津化工研究院等。碳酸化反应过程是沉淀碳酸钙生产过程中的核心操作单元，现行的沉淀碳酸钙生产技术正是依据碳酸化反应工艺和设备的不同进行分类的，主要类型如下：（1）鼓泡碳酸化法一般在塔式反应器内进行，间歇式操作，石灰浆注入反应器后，含CO2的窑气从反应器底部通入，实现CO2与Ca(OH)2之间的反应，生成沉淀CaCO3。影响产品质量的主要工艺参数包括石灰浆浓度、温度，窑气流量、温度等。窑气在反应器中的分布影响经济性和产品质量的重要因素，为促进窑气分散加强传质，一般将反应器设计为环流反应器或加装搅拌装置。该法被国内外沉淀碳酸钙（包括优质超细碳酸钙）生产企业广泛采用，美国SMI公司，欧洲Solvay公司，日本Shiraishi公司，国内的广东嘉维化工集团、广平化工、上海耀华、上海卓越、河南科力等公司都应用这一生产方法。此法具有设备投资小、操作简单、综合效益好特点。（2）超重力法基于分子混合与反应结晶理论，北京化工大学于21世纪初研制开发了具有国际领先水平的超重力法合成反应器，可制备粒径介于1530nm的优质超细级碳酸钙。该装置是一高速旋转床，石灰浆经旋转床加速后可获得较重力加速度大23个数量级的离心速度，极大地增加了气液接触面，加强了传质过程，大大提高了碳酸化反应速度。同时，由于反应混合物在旋转床中得到高度分散，限制了晶粒的长大，可轻易制备粒径极小的优质超细沉淀碳酸钙。采用该技术的碳酸钙生产企业有：广平化工、蒙西高新材料、芮城华新优质超细材料、巢东优质超细材料、山东盛大等。生产成本过高是这种方法最为突出的缺点。（3）喷雾法石灰浆喷嘴是这种方法的关键设备，由其雾化后的石灰浆与窑气得到充分混合（逆向或同向），气液接触面积大，碳酸化反应快。喷雾法可进行简单间歇操作；或组成“喷雾+鼓泡”的间歇式操作；也可采用串联操作，控制各塔的碳酸化率，使碳酸化工艺实现连续化生产。如超重力法，微米级沉淀碳酸钙一般也不用这种方法生产，仅用于生产优质超细碳酸钙。对于此法，良好的雾化效果和顺畅的连续生产不易获得，使其未能得到广泛应用。国外只有日本Shiraishi公司运用这一技术，国内有广平化工采用。（4）膜反应技术窑气通过微孔膜被分散为微米级的气泡，然后与循环流动的石灰浆混合，由此可制备得与超重力法相似的优质超细级碳酸钙。这项技术由清华大学发明，并于2006年在山东盛大得到实际应用，已通过国家级鉴定。但如何保持微孔膜的畅通和实现高产是此项技术面临的巨大难题。4.1.2 生产技术选择基于技术先进性、成熟性的对比和xxxxx有限公司实际情况考虑，本项目拟采用间歇式鼓泡碳酸化的技术路线。针对项目中不同目标产品的特性，具体的碳酸化工艺和设备的实现形式因产品而异。 4.2 生产工艺流程4.2.1生产工艺本项目拟采用较经济的间歇式鼓泡碳化工艺生产优质超细碳酸钙。石灰石经超过900的高温煅烧后分解得到氧化钙（CaO）和二氧化碳（CO2）气体。氧化钙经水消化成石灰浆，石灰浆与二氧化碳反应生成碳酸钙悬浮浆料，浆料再经脱水即得沉淀碳酸钙。相关化学反应式及工艺路线（图4-1）如下。图4-1 沉淀碳酸钙生产工艺路线图本项目沉淀碳酸钙生产工艺流程中的主要步骤（操作单元）：石灰石煅烧：在轻质碳酸钙的生产过程中，石灰烧成质量好坏至关重要。石灰窑的选择关系到（氧化钙）和二氧化碳的质量。所以应选择高效节能的钢壳机械化立窑。机械化钢壳立窑，加料、出灰都采用机械化，因而劳动强度低，通风方式也由自然通风改为机械强制通风，并在各煅烧带安装自动温度纪录仪表，指导操作且节能降耗、效率高，CO2浓度高。生石灰消化：由石灰窑煅烧出来的生石灰在消化机内按一定质量比与水发生反应得石灰浆（Ca(OH)2）。在这一过程中，须通过调节反应速率及添加剂的作用来控制中间品质量，控制指标包括石灰浆温度、浓度、粘度及活性度。石灰浆陈化：由消化机制备的石灰浆排入陈化池陈化，其过程机理为Ostwald熟化原理。石灰浆活性度和目标产品种类决定添加剂类型、添加量及陈化时间。碳酸化反应：陈化后的石灰浆经精制，调温，调浓后输入碳酸化反应釜。由石灰窑输出窑气经除尘，洗涤，压缩，降温后通入碳酸化反应釜与石灰浆反应生成碳酸钙（CaCO3）。碳酸化反应温度，浓度，搅拌速率，晶型控制剂类型，窑气流量及CO2浓度等是碳酸化反应操作单元中的关键工艺参数。碳酸化反应是制备不同晶体形貌和大小的决定性步骤。表面处理：于表面处理罐中，沉淀碳酸钙浆液物料在一定温度和搅拌强度下加入硬脂酸等有机或无机化合物完成表面处理。这一过程中的工艺路线、表面处理剂类型及其复配技术是制备应用于不同领域的高品质超细沉淀碳酸钙的关键。过滤：经表面处理的碳酸钙浆液经板框式压滤机过滤得滤饼进入下一道操作单元，排除的滤水经处理后循环使用。所得滤饼水份含量是影响决定技术经济先进性的重要因素。干燥：优质超细碳酸钙滤饼进入烘干机，逐渐脱出其中水份直至达到质量指标要求。在这一操作步骤中，干燥形式、设备结构及操作工艺都是影响干燥效率及产品成本的重要因素。粉碎（解聚）：干燥后物料由粉碎机粉碎，旋风分离器分选，最后包装得优质超细碳酸钙产品。粉碎机类型及其与旋风分离器的匹配程度直接决定最终制品的综合性能，包括分散性、视比容、吸油值等。4.2.2工艺流程示意图图4-2 生产流程图4.3 主要设备方案本项目建设大多数设备选用国产设备，如碳酸化反应塔、卧式粉碎机、双辊轮造粒机、双循环风干燥系统等，部分设备和元件采用进口产品。主要设备见表4-1。表4-1 主要生产设备表序号设备名称规格型号单位数量备注一、煅烧工段1立窑 套42振动出料机 套43窑气净化系统套21二、消化、陈化工段1振动筛套1002管道渣浆泵GD100-19台963旋液分离器150、100台454储浆池150立方套185成套搅拌设备150池套186污水泵3寸泵套187储浆池40立方套908成套搅拌设备40池套90三、碳化工段1CO2气体压缩机40/2套182板式换热器BSR55-50套183制冷机1050KW套44冷却塔150系列套65碳化塔2200型套366储浆池40立方套907成套搅拌设备40池套908储浆池80立方套69成套搅拌设备套7510冷水库GD100-19套7511振动筛BP500套912管道渣浆泵1000立方套4513剥片机80立方套614储浆罐套75四、1处理池40立方套182成套搅拌设备40池套183处理剂反应釜2立方套154泵台365不锈钢热水锅炉1.5/0.2套96储油罐60立方套67振动筛套60五、脱水、干燥、粉碎、包装1压滤机120平方套2储浆池40立方套123皮带输送机套604泵G100-50套365导热油炉600万大卡套6成品料仓60立方套127半成品料仓30立方套128干燥机 套9提升机套10粉碎机650套11分级机630套12粉体收集系统套13布袋收尘系统套14风机325350套15各种风机30L批16螺旋输送机套17双辊轮造粒机350套18包装机双嘴套4第五章 原材料及电力供应本项目建成生产所用主要原材料包括石灰石，燃煤及脂肪酸。石灰石是生产沉淀碳酸钙最重要和重要的原材料，xxxxx有限公司利用XX县丰富的优质石灰石资源，可以低成本获取，不受任何外来因素制约。中国煤资源丰富，具有方便快捷的铁路、公路及水运交通运输系统，xxxxx有限公司可选用产自广东、山西、湖南、贵州及越南的煤，不同产地燃煤价格稳定且差异小，选择余地大。脂肪酸是大宗商品，大量产自马来西亚和印度尼西亚，属可再生资源，价格可能因为气候因素产生小幅波动，但不致对优质超细碳酸钙生产成本造成较大负面影响。因为目前国内动物来源脂肪酸生产技术日趋成熟，产量较高，可在一定程度上缓冲国际脂肪酸价格波动。考虑到为本项目为、高新型、环保型、节能型项目，同时也为了给最终产品超细型轻质碳酸钙提供最佳的原材料-高活性氧化钙，在燃料的选择上，建议采用煤气发生炉对煤炭进行处理，减少燃煤对环境的影响，同时也可使成品氧化钙的质量更好。另外，在烘干阶段，把烘干热源由蒸汽锅炉或者热风炉改为清洁能源-导热油炉，可以减少污染物排放，保护环境。本项目生产用水约60万m3/年，项目建设地理位置得天独厚，项目选址在西江上游浔江沿岸，项目用水来自河水，经过厂区内生产用水净化池处理后为生产所用，完全可以满足本项目生产用水要求。本项目每年耗电约5411.3万度。XX县电力资源充足，地方电网和省电网供电，工业园区变电站离本项目建设地点均不到1000米，能满足生产用电的需求。本项目主要原材料和辅助材料消耗量见表5-1。表5-1 主要原辅材料消耗量原材料/辅料年消耗量备 注石灰石110.4万吨/年硬脂酸5262.8吨/年烟煤10714.3吨/年柴油2631吨/年生产用水60万m3/年特殊化学助剂