年产96万吨大型捣固焦项目建设可行性研究报告(优秀报告).doc

云南富源县金鑫煤业股份有限公司年产96万吨大型捣固焦项目可行性研究报告 院 长 张明玉 项目负责人 王云进 山西省冶金设计院2009年3月1 总论11 概述111 主办单位及工程名称主办单位：富源县金鑫煤业股份有限公司法人代表：王洪先工程名称：云南富源县金鑫煤业股份有限公司年产60万吨大型捣固焦项目112编制依据和编制原则1121 编制依据 1、设计合同文本。 2、甲方提供的有关设计资料 3、现行的国家标准、规范及规定1122 编制原则 （1）严格执行国家有关法律、法规、规范及标准，保证工程设计质量。 （2）为保证项目建成投产后，生产装置长周期、低能耗、安全稳定生产，工艺技术选用成熟、先进可靠的生产工艺，以期达到国际同类行业的先进水平，增强产品在国内外市场的竞争力。（3）提高自动化控制水平和机械化生产水平，生产装置采用DCS控制系统，优化操作指标 ，以保证安全、稳定、长周期生产。（4）严格执行国家、地方有关环境保护、安全生产及工业卫生等法律法规，在设计中采取相应措施，保证生产人员的身心健康。（5）注重能源的综合利用，降低能源消耗，提高经济效益。（6）结合厂址现状和装置特点，努力做到工艺流程合理、布置紧凑、公用及辅助设施经济适用，节省占地。（7）合理使用资金，有效控制基建费用。（8）对产品规模及技术方案进行优化设计，以提高项目的经济效益和抗风险能力，科学论证项目的可靠性和经济性，实事求是的做出研究结论。113研究范围1131产品市场预测1132产品方案及生产规模的确定1133工艺技术方案选择及主要设备选型1134原料、辅助材料及动力供应1135建厂条件和厂址方案1136公用工程和辅助设施方案1137总图布置的确定1138环境保护措施1139工程投资及财务评价114建设项目规划 本项目建设250孔 TJL5550D型捣固焦炉及配套相应的辅助工程，总建设投资为49433.03万元。12 研究结论121 简要结论1211 本工程原料来源充足，产品市场前景看好，交通运输及供水、供电、供汽有保障，具备建厂条件。1212生产规模确定年产96万吨焦碳，配煤捣固炼焦，回收化学产品，剩余煤气用于发电。生产规模、产品规模、产品及技术方案符合国家及地方产业政策。1213本工程焦炉采用宽炭化室、宽蓄热室、双联下喷、废气循环、单热式TJL5550D型捣固焦炉，采取合理的配煤方案，生产一级冶金焦，炉型先进、技术可靠，并有成熟的运行经验，符合冶金行业的规划发展要求。1214 化产回收和煤气净化采用国内先进可行的工艺装备，建设有冷鼓、脱硫及硫回收、硫氨、洗苯和脱苯等工段。公用工程配套合理，满足工程要求。1215环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震设防等严格执行国家和当地的有关规定、标准和规范。作到清洁生产、安全生产、文明生产。项目实施后，“三废”排放物指标严格控制在国家规定的标准范围内，特别是在废水处理方面，作到生产污水不外排。不会给周边环境造成新的污染。剩余煤气用于发电，作到综合利用资源，保护环境。1216为社会提供新的就业机会，也带动了当地相关产业的发展，从而为当地创造经济价值。1217财务评价表明，本工程具有明显的经济效益。通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合国家产业政策，工艺设备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备建厂条件，并具有显著的经济效益，良好的社会效益和环境效益，因此本项目是可行的。122 存在的主要问题及建议1221 为加快本工程的实施，应按有关规定尽快委托有资质的单位进行环境影响评价，劳动安全卫生预评价、建设场地地震安全性评价等工作。1222为保证下阶段工作顺利进行，应尽快进行厂址工程地质勘察工作，以便精确设计。1224 供电、通讯、水管等厂外工程不在设计合同范围，甲方应尽快落实设计单位，以便工程同步进行。13 主要技术经济指标序号名称单位数量备注一生产规模：公称能力t/a960000干全焦实际能力t/a962565二产品方案1冶金焦（全干）t/a962565其中：粒度 40mmt/a8278254025mmt/a673702510mmt/a24095 40mmt/a8278254025mmt/a673702510mmt/a2409540mm）大中块焦（25mm）中块焦（4025mm）1灰分（Ad%）类12.00类12.0113.501类13.5115.002硫分（Std%）类0.60类0.611.00类0.811.003机械强度抗碎强度M25%类 92.0类92.088.1类88.083.0耐磨强度M10%类7.0类8.5类10.54挥发份Vdt%1.95水份Mt%4.01.05.02.012.06焦末含量%4.05.012.0注：(1) 水份只作为生产操作中的控制指标，不做质量考核依据表32 煤焦油质量标准 （YB/T5073-93）指标名称指标1号2号密度（P20）g/cm31.151.211.131.22甲苯不溶物（无水基）%3.57.09灰份% 0.130.13水份% 4.04.0黏度(E80) 4.04.2奈含量（无水基）%7.07.0注：奈含量不做质量考核依据表33硫磺质量标准 （GB2449-92）%(m/m)指标名称指标优等品一等品合格品硫99.9099.5099.00水份0.100.501.00灰份0.030.100.20酸液（以H2SO4）0.0030.0050.02有机物0.030.300.80砷0.00010.100.05铁0.0030.005-筛余物：孔径 150m孔径75无0.5无0.103.04.0注：筛余物指标仅用于粉状硫磺。表33粗苯质量标准 （YB/T5022-93）%(m/m)指标名称粗苯轻苯加工用溶剂用外观 黄色透明液体 密度（20）g/ml0.8710.9000.9000.8700.880馏程：75前馏出量（容）%不大于180前馏出量（重）%不大于 馏出96%（容）温度不大于-93-391-150水份室温（1825）下目测无可见的不溶解水注：加工用粗苯，如用石油洗油做吸收剂时，密度允许不低于0.865 g/ml。 4、工艺技术方案4.1 工艺技术方案本项目为新建项目，外购精煤用于炼焦，剩余焦炉煤气用于发电。工艺技术方案的选择是本着利用当地焦炭资源，保证产品质量的前提下，力求技术水平适度先进合理、稳妥可靠、降低劳动强度、节约投资，合理布局，减少工程造价，实现环境污染总量控制，做好洁净的备煤工艺，配煤仓电子自动配料秤配煤;炼焦采用炭化室高5.5米的侧装煤捣固高温炼焦技术，同时副产焦炉煤气；熄焦采用湿法熄焦工艺；煤气净化回收系统设有冷鼓电捕、脱硫及硫回收、硫铵、洗脱苯。剩余煤气用于发电。4.1.1 备煤工艺技术方案的选择备煤采用先配后碎的工艺流程。该工艺流程是我国目前普遍采用的一种流程，其主要优点是工艺流程简单、设备较少、布置合理、投资少，并能满足焦炉用煤要求，保证入炉煤的配煤质量。主要设备可逆反击锤式粉碎机具有处理量大、粉碎粒度细、便于调节、维修简单、噪声低、粉尘少等优点。计算机调节配煤比，是保证生产优质焦炭的主要措施之一。本工程外购的洗精煤由汽车运至精煤堆场，经配煤仓电子自动配料秤配煤，带式输送机送至破碎楼，经破碎后再送至焦炉煤塔。4.1.2 炼焦、熄焦工艺技术方案的选择目前国内外的机械化炼焦技术基本相同，仅在炉型选择、工艺参数、工艺布置、机械布置、谎报措施上有所不同。从炼焦炉装煤方式上分为炉顶重力装煤焦炉和捣固侧装煤焦炉。从焦炉的加热方式上可分为下喷、侧喷。从焦炉的加热气源可分为复热式、单热式。从焦炉的火道结构形式可分为双联火道和两分火道等。捣固炼焦即侧装煤炼焦，与顶装煤不同的是将配合煤在捣固煤槽内捣实成体积略小于炭化室的煤饼，由煤槽底板从焦炉机侧把煤饼推入炭化室内高温干馏成焦炭，炉顶采用消烟除尘车清除装煤时产生的烟尘。捣固炼焦至今已有100多年的历史，与顶装焦炉相比，具有如下特点：1） 原料范围宽。捣固焦炉的煤料捣成煤饼后，对密度可由顶装工艺的0.70.75t/m3提高到1.01.15 t/m3，因而煤料颗粒间距缩小，接触致密，有利于多配入高挥发分煤和若粘结性煤。故采用捣固炼焦技术，可以实现煤资源的综合利用。2） 焦炭质量好。同样配煤比，捣固炼焦炉的焦炭质量有所改善和提高，M40可提高24%,M10可改善35%。3） 炼焦成本低。捣固炼焦的配合煤中，可以多配入2025%的弱粘结性煤，还可配入510%焦炭或石油焦粉，有利于降低炼焦成本，为企业创造较好的经济效益。4） 焦炭产量高。在同样的炉孔和炭化室尺寸相等时，可以提高焦炭的产量，由于煤的堆密度的增加，捣固焦炉的焦炭产量将增加12%。5） 在环保方面，捣固焦炉延长了结焦时间，出炉次数与顶装焦炉相比相对减少，减少了推焦次数，减少机械损耗，环保效果优于顶装焦炉。本工程规划生产规模为公称能力年产96万吨，为了最大限度地利用当地煤资源，故采用250孔炭化室高5.5米的双联火道、下喷、单热式TJL5550D型捣固焦炉。熄焦可分为湿法熄焦和干法熄焦。湿法熄焦投资省，成熟可靠，同时还可利用生化处理后的废水作为熄焦补充水，使工厂净化后的废水不外排，减少环境污染，具有一定的环境效益，但能源综合利用较差。干法熄焦可利用红焦的显热生产蒸汽，透平发电，焦炭质量也有所提高，因此无论在能源综合利用方面，还是在环境效益方面，均明显优于湿法熄焦，但其焦炭运输扬尘较大，生化污水必须外排，且投资偏高，目前国内焦化企业难以承受。但为响应国家节能减排号召，设计预留干熄焦范围万维网位置。综合比较，为节省投资，本工程采用湿法熄焦工艺，同时预留干法熄焦用地，留待以后发展。4.1.3 筛储焦工艺方案的选择本工程生产的焦炭全部用于外销，根据市场需要，焦炭筛分为40mm、2510mm、10mm四个级别。焦炭从晾焦台经刮板放焦机落到焦输送皮带，然后运至筛焦楼，筛分后分别储存、外运。4.1.4 焦炉煤气净化工艺技术方案的选择煤气净化工艺方案的选择主要以改善当地环境状况以及提供企业内部自用煤气的原则进行。目前国内大中型焦化厂运行的净化回收流程有水洗氨流程、A、S循环洗涤流程、硫铵流程。其中冷鼓电捕及洗脱苯的工艺流程及设备选型均相同。我国近年开发的以煤气中的氨为碱源，以PDS+栲胶为复合催化剂的湿法前脱硫工艺，流程简单，技术成熟可靠，一次脱硫可满足人工煤气的质量要求，也可满足后续甲醇工程对硫含量的要求。A、 冷凝鼓风电捕焦炉煤气的初冷与输送，脱除焦油及萘是在冷凝鼓风工序实现的。焦炉煤气的初冷无论国内还是国外都分为直接冷却，间接冷却两大类。直接冷却的优点是投资较省，但环境效益较差，占地面积较大；间接冷却煤气环境效益好，节约用水，占地面积小，但投资略高。焦炉煤气的输送常用的有罗茨鼓风机和离心鼓风机两类。罗茨鼓风机的优点是输送气量随风压变化几乎保持一定，可获得较高的压力，温升小，投资较省，但噪音较大，分离焦油的效果较差，维修频繁，单机输送风量较小；离心鼓风机转速高，分离焦油雾的效果较佳，运行较平稳，单机输送风量较大，但投资较高，油系统较复杂。焦炉煤气脱除焦油及萘的电捕焦油器采用可控硅电源，为了最大限度地脱除焦油及萘，同时为生产安全考虑，本工程将电捕焦油器布置在离心鼓风机后。为了减少环境污染，结合本工程的规模，煤气的初冷采用间接冷却流程，分两段冷却；煤气的加压选用离心鼓风机。焦油氨水的分离采用机械化氨水澄清槽进行分离。B、 脱硫硫在焦炉煤气中以硫化氢为主要形式存在，硫化氢在常温下是一种带臭鸡蛋味的无色气体，有害且对设备及管道有腐蚀性。因此在焦炉煤气净化中必须将其脱除。焦炉煤气脱硫方法可分为两大类，即干法脱硫和湿法脱硫两种。干法脱硫具有工艺简单、成熟可靠、动力消耗低等特点。除能脱除焦炉煤气中的硫化氢外，还能脱除氰化物及焦油雾等杂质。此外干法脱硫净化程度较高，但此法存在设备笨重，换脱硫剂时劳动强度大，占地面积大，废脱硫剂难处理等缺点。故干法脱硫一般应用于处理气量不大、脱硫精度高的场合。湿法脱硫具有处理能力大，脱硫与再生都能连续化，劳动强度小，可回收硫膏（硫磺）等优点，但工艺较复杂，操作费用较高，由于本工程处理煤气量较大，并作燃料煤气，故选用湿法脱硫工艺。湿法脱硫的催化剂多种多样，各有优缺点。本工程选用以PDS+栲胶为复合催化剂、以焦炉煤气中的氨为碱源脱除焦炉煤气中的硫化氢、氰化氢的湿式氧化法脱硫工艺。该法脱硫效率高，不必外加碱源，循环液中含盐量少，不易累积，可不设提盐装置，产生的废液少且可回兑炼焦煤中，因此不仅具有投资省、操作费用低、运行稳定的特点，而且具有良好的环保效果。为保证脱硫效果，满足各煤气用户对焦炉煤气中硫的要求，采用两塔脱硫，可并可串，正常生产时，两塔串联操作，当一塔检修时，另一塔可满足使用要求。脱硫塔采用新型轻瓷填料。脱硫富液的再生采用塔式空气氧化再生。硫的回收采用熔硫釜生产硫磺。C、 硫铵焦炉煤气中氨的脱除和回收，一般分为氨水、硫铵和氨分解三种流程。第一：氨水流程氨水流程产品为浓氨水，六十年代由于硫酸紧缺，发展了氨水流程。由于浓氨水作为农用肥料贮运、使用不方便，一般北方地区不采用该流程。但该流程具有投资少，便于操作等特点，所以一般小型焦化厂采用该流程。第二：硫铵流程硫铵流程是用硫酸母液吸收煤气中氨形成硫铵。该流程为建国初期从原苏联引进的技术，由于吸收方式不同又可以分为饱和器法（直接法、半直接法、间接法）和无饱和器法（酸洗）两种流程。近几年工艺技术又有新突破。硫铵作为一种固体肥料，在农业生产中广泛应用。硫铵流程投资大，我国大型焦化厂一般采用该流程。第三：氨分解流程氨分解工艺流程是近几年国外引进的新技术，蒸氨后将氨气还原分解生成H2、CO、N2等低热值尾气。该工艺没有氨产品销售困难的问题，尾气还可以作为低热值燃气供用户。本设计煤气的脱氨采用喷淋式饱和器新工艺，该工艺集酸洗与结晶为一体，流程简单，具有煤气系统阻力小，结晶颗粒大，硫铵质量好等优点。硫铵干燥采用振动硫化床干燥器，具有干燥效果好、操作弹性大不易结块等特点。除尘采用旋风除尘器及雾膜水浴除尘器两级除尘，环保效果好。D、 洗脱苯洗苯洗油基本上分为两种：一种是石油洗油（即轻柴油），二是焦油洗油。焦油洗油由高温焦油加工而得，来源方便、成本低、吸收能力强、在我国大多数焦化厂都采用焦油洗油洗苯。脱苯一般分为蒸汽加热苯和管式炉加热脱苯两种方法。管式炉脱苯具有粗苯回收率高、蒸汽消耗小、含酚废水少、不受蒸汽压力波动影响、蒸馏和冷却设备尺寸小、投资低等优点。近几年又开发了脱苯塔侧线切取萘馏分新工艺。终冷采用横管冷却器，分上下两段，分别用循环水和制冷水冷却。脱苯采用管式炉加热富油，一塔脱苯，侧线采萘工艺生产粗苯。洗苯塔的填料用孔板波纹填料。脱苯后的煤气除生产自用外，剩余煤气外供用于发电。4.1.5 全厂工艺方框流程见附图147煤 场生 化破 碎配 煤炼 焦熄 焦焦 场冷鼓 电捕脱硫及硫回收硫 铵洗脱苯发 电筛 焦粉碎煤粗煤气粗煤气粗煤气粗煤气剩余煤气洗精煤洗精煤洗精煤焦 炭焦 炭焦 炭焦 炭外 售蒸氨废水硫酸外售剩余氨水焦油外售氨 水净煤气苯外销加 碱回炉煤气PDS+栲胶硫 酸硫铵外售焦油洗油全厂工艺方框流程图4.2 工艺流程说明4.2.1 备煤4.2.1.1 设计任务及设计范围备煤系统的设计任务是为焦炉提供合格的原料煤。涉及范围从汽车运入的煤入煤堆场开始至焦炉煤塔为止。包括备料、配煤、粉碎及输送等作业。备煤系统采用先配煤后粉碎的工艺流程。系统分为备料系统、配煤粉碎系统。从煤堆场开始至配煤仓顶为备料系统；从配煤仓下电子配料秤开始至煤塔顶为配煤粉碎系统。备煤系统能力是按年产96万吨焦炭的捣固焦炉生产能力而配套设计的。备煤系统日需处理煤量约3480吨（含水分约10%，粒度80mm)。备料系统能力为600t/h，配煤粉碎系统能力为300t/h。4.2.1.3 工艺流程简述炼焦用洗精煤（80mm)由汽车运入煤场，按不同煤种分别堆存，上煤时由装载机和推土机取煤，按不同煤种经带式输送机送入配煤仓内。配煤仓下的电子自动配料秤将洗精煤按相应的配合比例配给带式输送机并经设在该带式输送机上的除铁器除铁后，煤进入可逆反击锤式破碎机，经破碎后，煤被破碎至3mm占90%以上后，由带式输送机送至煤塔内。4.2.1.4 控制方式本系统采用PLC控制与就地操作相结合的控制方式，并设置了开停车的预报信号。在每条带式输送机上均设有防跑偏和事故拉线开关。整个系统机械化水平高，可实现对生产过程的自动监测与控制。4.2.1.5 工艺方案的确定1精煤煤场精煤堆场面积22500m2，约可贮存5.2万吨精煤，约为焦炉15天的用量。煤场辅以推土机和装载机配合作业。在精煤堆场周围设置封闭式围墙并设有喷洒水装置，可防止煤尘二次飞扬造成对周围环境的污染，煤场地面做硬化处理。2配煤配煤是将不同煤种，根据配煤实验确定的配比按比例进行配合，使配合煤能够炼制出符合要求的焦炭，同时达到合理利用煤炭资源，降低生产成本的目的。配煤仓采用等截面收缩率的双曲线斗嘴，斗嘴内衬有不亲水的压延微晶板，可有效防止煤在仓内棚料，流动性好，操作稳定，从而提高配煤的准确性。配煤仓由8个直径为8米的双曲线斗嘴仓组成，每个仓的储量约为500t,总储量为4000t,可储存焦炉1天的用煤量。仓下配煤设备采用配料稳定，配比准确且自动化程度高的电子自动配料秤。电子自动配料系统控制为PLC控制。3粉碎粉碎设备选用可逆反击锤式粉碎机PFCK1618两台，其单台设备破碎能力为300t/h,一开一备。该粉碎机是在吸收国外同类设备先进技术基础上开发而成，具有破碎比大、能力达、转速低、粉尘少、对煤的水分适应性强等优点：采用液力耦合器，能有效防护过载，且具有软启动功能；机体外壳开闭与反击板调节均采用液压装置，检修及更换锤头方便；采用组合式锤头，使用寿命长，维护、检修费用低，节约生产成本。4. 煤塔顶布料由粉碎系统来的煤经调湿后送至煤塔顶层，由电动犁式卸料小车卸入煤塔中。煤塔贮量为1740t，可贮存焦炉12h的用煤量。4.2.1.6 工作制度备煤系统年工作日为365天，三班制工作，每班工作8小时。4.2.1.7 动力消耗本系统总装机容量：电压380v的常用装机容量约为327KW；电压10KV的常用装机容量为630KW。4.2.1.8 环境保护及三废处理对产生粉尘大的设备粉碎机设有除尘装置，使排出的废气含尘排放浓度达到国家允许的排放标准。在储煤场周围设置封闭式围墙并设有洒水装置，防止煤尘二次飞扬造成对