年产1万吨无水氯化钙联产4000吨二氧化碳项目建设可行性调研报告.doc

年产1万吨无水氯化钙项目

可行性调研报告

一、市场预测
1.1氯化钙性质和用途
⑴各行各业制造干燥剂（目前颗粒产品做家用干燥剂较多）
⑵精制氯化钙可用于食品、电子工业、皮革工业、生产丙烯酸树脂，在有机化工生产过程中用作蒸馏石油、醚醇兑剂。
⑶道路、停车场、机场冬季除雪、除冰。
⑷防除尘埃、煤尘、矿尘。
⑸石油钻探、钻井工作液、完井液、石油化工脱水剂。
⑹橡胶行业乳胶凝结剂。
⑺黑色冶金工业作氯化剂和添加剂。
⑻造纸工业添加剂（增加纸张强度）。
⑼建筑行业早强剂（提高混凝土强度，生产涂料凝固剂）。
⑽化学工业作无机化工原料及硫酸根脱除剂，藻酸钠的凝固剂。
⑾氯化钙水溶液冰点温度远低于水，广泛应用于制冷、空调系统的载冷剂。
⑿用于防治小麦、苹果、白菜等腐烂病及食品防腐剂。
⒀用六水物作太阳能利用的贮热材料，用于炼油厂废水中氟化物的脱除及纸张脱墨，在农业是钙养分的主要资源。
⒁生产有机颜料的沉淀剂。
⒂生产金属钙、金属钠的主要原料。

1.2　产品的市场需求预测
我国氯化钙目前主要用途还只是冷冻、油田、有机颜料加工等行业，潜在的市场非常大。我国近几年对韩国、日本、澳大利亚、东南亚、中东等国的出口量增长相当快。

二、生产工艺：
2.1无水氯化钙生产技术简介
无水氯化钙生产分两步，一是化池工序，二是造粒工序。
化池工序主要流程：浓度为30%左右的废盐酸与石灰石粉，按2.3:1的配比投入，在搅拌下发生反应，调溶液pH值（8.9～9），这时氢氧化铁、氢氧化镁沉淀析出。而后过压滤，压滤所得母液沉淀后送造粒工序。
造粒工序采用的技术较多，有最古老的土锅蒸煮造粒工艺，有较现代的浓缩造粒工艺，有流化床造粒工艺，有结片机造粒工艺，有雾化造粒工艺，有滚筒造粒工艺。
现在市场上大量结晶氯化钙产品是片状产品，片状产品是氯化钙溶液经燃煤大锅蒸发浓缩（大部分私企仍使用此法）或以蒸汽为热源的蒸发浓缩后，再用结片机用水冷却把氯化钙制成片状，然后通过振动流化床把表面水脱除制得产品。结片机结构简单，生产能力大，投资费用相对较低。
颗粒状产品因其表面较光滑，所以流动性好，易于包装，方便使用等优越性，成为产品发展的一种趋势。国外无水氯化钙的生产工艺，以美国为代表的是采用滚筒造粒技术，日本则采用沸腾床箱式造粒装置。滚筒造粒颗粒不规则，且颗粒较疏松，一般用在大型装置上（年产5万吨以上），目前国内已经有大型的装置在建设和运行。

2.2生产工艺选择确定
通过对以上几种生产技术从投资、可操作性、节能、产品质量等因素综合比较分析，本项目的无水氯化钙造粒部分拟采用山东济南中昌干燥设备有限公司多级蒸发雾化流化床造粒技术。该技术实现了无水氯化钙造粒技术的大规模化，所造颗粒外形较好。同时，如果存在大规模装置上架的契机，可以进一步降低吨产品的生产成本，增强了产品的市场竞争力，同时大幅度降低整个工程造价，是一条投资经济的新技术途径。该技术操作简单，运行稳定，节能高效，是当今氯化钙造粒技术的代表。

2.3工艺流程简介
化池工段主要流程：浓度为30%左右的盐酸与石灰石按反应，反应液用氢氧化钙中和调节PH值，中和液经压滤器压滤，滤液经沉淀、脱色（活性炭脱色）后用于制备氯化钙。
造粒物料流程（该过程为无水CaCl2生产主要成本来源，且与产品形状，水含量关系密切，如该工艺上马，仍需大量考察产品价格与工艺关键，进而进一步确定）：氯化钙原料液通过输送泵进入浓缩蒸发器内进行蒸发作用，蒸发到一定浓度后进入高温液暂存槽，然后经雾化泵输送进入喷雾流化床干燥造粒机内完成造粒干燥过程，大部分颗粒经过颗粒整形机后进入冷却机冷却后作为成品包装，少部分细粉回收处理。在此过程中，氯化钙液的流量完全自动调节。
干燥介质流程：经过工业燃气燃烧炉燃烧产生的洁净烟气作为造粒干燥工艺的干燥介质，在喷雾造粒干燥机内与氯化钙料液进行充分的热交换，完成造粒干燥作用后的尾气经旋风分离器及湿式除尘器两级除尘后由系统引风机排空。
烟气流程：工业燃气燃烧炉产生的高温洁净烟气分为两部分，一部分做为干燥介质在系统中继鼓风机的作用下与雾化泵泵入喷雾造粒流化床内的高浓度溶液进行充分的热交换，热交换后的热空气经旋风分离器气固分离后进入湿法除尘器后被系统引风机引走排空。另一部分高温烟气直接进入浓缩蒸发器，完成对料液的蒸发作用，然后经系统引风机吸引排空。

2.4 造粒工艺流程图（见附图）

三、生产规模、投资及综合成本分析
3.1、生产规模与总投资估算：
目前新建一座聚合氯化铝生产设备。年产固体无水氯化钙1万吨，每年可消耗盐酸（31%）2.3万吨。另外需要购入原料石灰石（CaCO3≥95%）1万吨。
主体设备包括PP缠绕玻璃钢反应釜，中和池，翻板压滤机，母液储槽，盐酸储槽，喷雾干燥塔等。附属蒸汽锅炉，耐酸泵，压缩空气机、以及盐酸储槽，电气控制设施等。
厂房建筑总面积约1000 m2 (液体车间250 m2，喷雾干燥车间450m2，原料、仓库300m2)；附属设施200 m2，酸储槽240m2，成品、沉淀储池约450 m2。总投资为610万元。其中，喷雾干燥部分300万元(包括热风炉、喷雾塔、送风机、酸吸收塔，送料泵、自控设备等、反应部分（包括PP缠绕玻璃钢反应釜、PVC缠绕玻璃钢中和池，PP翻板压滤机、母液储槽、尾气吸收系统，盐酸储槽、玻璃钢管道，电气控制等）110万元，厂房投资200万元。

4.2、公用工程规格要求：
1)电源：电压380W/50HZ; 总装机容量：300KW；
2)工业用水：反应釜冷却水，酸雾吸收循环水；洗滤水，用量：10吨/小时(全部回用于生产)；
3)热源：

表1 生产工艺（1万吨）投资概算
（1）化池主要设备一览表
序号
名称(项目)
型号及规格
材 质
数量
备注
1
化池系统

2
反应罐
DN4000×3000
PP缠绕玻璃钢
1

3
中和池
DN4000×3000
PVC缠绕玻璃钢
1

4
PP翻板压滤机
400m2

1

5
母液储槽
DN14500*16000
碳钢
1

6
尾气吸收系统

PVC缠绕玻璃钢
1

7
盐酸储槽
DN6000*7000
玻璃钢
1

小计：110万元（估算）

（2）4万吨/年无水氯化钙主要设备一览表
序号
名称(项目)
型号及规格
数量
材质
单价
金额
1
工业燃气燃烧炉
LRQ900
1
CS

燃烧烧嘴
MXQ-900
12
CS

助燃风机
5.5KW
12
CS

燃烧室炉膛
LRM900
1
耐火材料

2
溶液蒸发器
ZFQ5000
1
20g/CS

3
系统鼓风机

450KW
1
CS

4
料液输送泵
ISG500,11KW
1
CS

5
雾化器
PWQ50
1
SS

6
空气压缩机
QYJ-3,11KW
1
组合

7
造粒造粉干燥机
ZLGWL5000
1
SS/CS

8
旋风分离器
CLT4000
1
SS/CS

9
密封卸料器
YJD-Z-B-6,3KW
1
CS/SS

10
颗粒整形机
KZJ5000,15KW
1
CS/SS

11
冷却器
LQQ5000,4KW
1
CS/SS

12
湿式除尘器
PPL5000,6KW
1
SS/CS

13
系统引风机
160KW
1
CS/SS

14
测温仪表

2
电器元件

15
系统管道

1
CS/SS

16
设备及管道支架

1
CS

17
成品斗提机
TD500,5.5KW
1
CS/SS

18
成品料仓
V4000
1
CS/SS

19
自动包装机
BZ5000,5.5KW
1
组合

20
3年备品备件

1
CS/SS

小计：300万

表2附属设施材料
序号
建筑物名称
层数
结构形式
占地面积
（m2）
建筑面积
（m2）
1
化池厂房
2
钢筋混凝土
250
500
2
淡酸母液储槽区

构筑物
450
450
3
盐酸储槽区

构造物
240
450
4
造粒主厂房
1
钢结构
450
450
5
成品仓库
1
钢筋混凝土
300
300
6
高压配电站
2
钢筋混凝土
200
400

合计

1890
2550
小计：200万

表6—1：1万吨原、辅料年用量
序号
名　称
规格
单耗（t/t）
年用量（t）
1
石灰石
≥95%
1
1万
2
盐酸
≥30%
2.3
2.3万
3
无水钙用编织袋
25kg/bag
40套 /吨
92万套

表6-2：无水氯化钙水、电、气等动力年用量
序号
名称及规格
单位
吨消耗量
年用量
1
电（0.38kV/0.22kV）
kWh/t
150
150 万度
2
自来水
m3/t
1
1万吨
3
天然气
Nm3/t
174
174万NM3

4.3、成本核算：
表5-1：无水氯化钙原料消耗表
序号

单价（元）
单 耗（t）
金 额
1
原材料

1.1
石灰石矿≥95％
50元/吨
1.0
50
1.2
盐酸HCl≥30％

2.3

1.3
活性炭
5 元/千克
10千克
50
小计：100元/吨
3.2 能源消耗：
表5-2：无水氯化钙能源消耗表
序号

单价
单 耗（t）
金额
1
天然气（9000大卡/NM3）
4元/m3
170
680
2
电
1元/度
150
150
3
水
1元/吨
1
1
小计：830元/吨
4.3.4、工资成本：
月工资平均按2000元/人，企业生产人数按20人，生产量按年产10000吨产品计：(2000*20*12)/10000 = 48元/吨。
4.3.5、设备折旧费用
固定资产折旧(按设备总投资10年折旧)：500万元/(10 * 10,000吨)= 50 元/吨
4.3.6、维修费(按设备折旧费35%计)：
50 x 35% = 17.5 元/吨
4.3.7、管理费：（按工资成本50%计）：
24.0元/吨
总计：无水氯化钙成本：1070元/吨

4.3.10、无水氯化钙利润粗算
无水氯化钙价格按1200元/吨计：1200-1070×104 = 130万元。

3.1主要污染源
（1）化池工序的主要污染源及污染物
该工序的污染源主要为少量的地面冲洗水。
（2）造粒干燥工序主要污染源及污染物
该工序的污染源主要是干燥热风尾气。干燥热风蒸汽换热器有蒸汽冷凝水排出。
该工序中有多台风机等运转设备，这些风机等设备在运转时将产生噪声。

3.2主要污染物类型、排放量、成分和排放浓度及去向
表8-1：氯化钙装置废水排放一览表
序号
装置名称
污染源名称
排出部位
组成及特性数据
排放特征
排放方式
成分名称
数量（m3/h）
温度
℃
压力
MPa
产生
排放
1
化池工序
地面冲洗水

水
1
1
常温
常压
连续排放
2
造粒工序
尾气
尾气风机
水蒸汽，微量粉尘
20，
≤120 mg/ m3
20，
≤120 mg/ m3
80
常压
连续高空排放

3
造粒工序
清洗水
地面清洗
水
1
1
常温
常压
间断
注：年生产时间按8000小时计。

表8-2：噪声一览表
序号
噪声源名称
台数
噪声特征
声压级dB（A）
备注
1
风机
2
连续
≤85
干燥工序
2
循环泵
4
连续
≤85
蒸发工序

3.3治理措施和综合利用论述
（1）废水治理：
化池工段主要产生部分地面清洁水，PH为5-6，用石灰中和后通过地沟排入厂区集水池，根据情况统一送污水处理厂或直接排放。
造粒工段主要产生部分地面清洁水，直接排放。
（2）废气治理：
干燥工序的干燥热风尾气高空排放。
（3）噪声
噪声污染源主要是空气动力性噪声，主要噪声有空气鼓风机。为了改善操作环境，在设备选型上尽量选用低噪声设备，采取降噪措施，高压风机加装吸音罩，风机进口设消音器。预计采取这些措施后，生产和作业场所可满足“HG20503-92”规定（小于85dB（A）），厂界噪音满足“GB12348-2005”Ⅲ类标准（昼间65dB（A），夜间55dB（A））。
（4） 废渣
废渣来源于化池压滤废渣1.6万吨/年；热风炉废煤渣16万吨/年；两渣混合后可用于制砖和制水泥。

4、三废处理技术与措施的技术可行性、经济合理性及处理效果
本工程“三废”较少，设计充分考虑了环境保护的因素，按照清洁生产的要求，原料路线、工艺技术选择了污染少、污染物易治理、运行稳妥可靠，并采用高效的设备，最大限度提高资源、能源的利用率，通过科学严格的管理，将污染尽可能消除或减少在工艺过程中，从根本上减少污染物的排放，减轻对环境的影响。
对工艺过程不可避免产生的污染，首先采取回收或综合利用措施，对外排放的污染物，则采取先进、高效、稳妥、可靠、经济的治理措施，以达到国家规定的排放标准。本工程污染物的处理工艺均是经过实际生产检验的，并充分考虑了以上处理原则，治理后的污染物排放均达到国家规定的排放标准。
该装置建成后，产生的三废将得到有效的处理，三废主要为排入大气中的氯化钙粉尘等，达标排放后不会对本地区环境造成影响。
表8-3：“三废”排放情况表
序号
名称
标准指标
预计值
数量
备注
1
尾气
水汽
120 mg/m3
80 mg/m3
180000万立方
136800吨
颗粒物（氯化钙夹带）
2
废水
PH　6－9
COD　100
氨氮　15
SS　　70
6.5
50
1
50
8万吨
其中2.5万吨为清洗水
3
噪声
昼间　65
夜间　55
65
55

3
废渣

化池压滤废渣1.6万吨/年
用于制砖或制水泥。
综上所述，本工程能满足环保方面的要求，所有排出物均能符合排放标准。

联产4000吨食品级二氧化碳项目调研

一、市场预测
1.1 CO2消费趋势
饮料和啤酒是食品级CO2的主要消费市场，根据美国可口可乐公司提供的最新数据，目前我国饮料和啤酒年人均消费量只有5kg，远远低于发达国家150kg的年人均消费水平。中国饮料年人均消费量仅为美国的1/2.5，而中国人口是美国的5倍，因此中国饮料消费量应是美国的12.5倍。饮料对食品级CO2的巨大需求，预示着其市场前景的十分广阔。据统计，目前美国CO2年需求总量已达450万吨，其中食品级CO2为320万吨，而我国目前CO2年总产量不足100万吨。按美国人均消费水平估计，我国食品级液体CO2需求量将达到数百万吨。随着我国人民生活水平的不断提高，饮料行业对CO2的消费量年均增长速率将会超过25％。饮料对食品级CO2的巨大需求,预示着其市场前景十分广阔。
烟草行业也为食品级CO2的应用提供了很好机遇,随着环保要求提高以及对食品添加剂要求更趋严格,目前已逐步采用食品级CO2替代氟利昂进行烟丝膨化。采用食品级CO2膨化的烟丝不仅质量好,而且可使每箱香烟节约2.5-3.0kg原料烟丝，浙江卷烟厂已经在2001年将原氟利昂膨化设备全部改成了CO2膨化设备，我国不少烟厂近两年都相继将原来的氟利昂膨化设备改为CO2膨化设备，卷烟行业以年产3000万箱计算约需CO2 190万吨/年。因此CO2在烟草工业具有十分良好的推广前景。
食品级CO2或其制成的干冰还是食品、蔬菜、水果、水产品防腐保鲜用"绿色"产品的首选,另外在储存速冻食品、冷藏运输、医疗冷冻等领域也可大显身手。
CO2气体保护焊一直是我国重点推广的技术项目之一，CO2气体保护焊与其它焊接方法相比，具有焊接成本低；生产率高；焊接变形小；适用范围广等优点。是一种高效节能新工艺，现占CO2消费量的20％左右，是我国CO2第二大消费市场。今后五年，该行业用气量预计增长在11％左右。
CO2超临界萃取技术在中药、食品、香料、石油化工、生物化工、环境化工等方面已取得突破性进展。作为一种新型低成本、易分离萃取技术,将越来越受到人们的青睐，为食品级CO2也提供了用"武"之地。
CO2消费市场潜力很大，不少领域才启动或正在开发应用，如：
（1）用CO2作气肥可促进农作物生长，提高产量，改良品种
（2）用作CO2果蔬保鲜剂。
（3）CO2用作油田助采剂。
（4）代替氟氯烃用作发泡剂。
（5）用于污水处理。
（6）用于生产无机化工产品，其产品广泛用于冶金、化工、建材、轻工、电子、医药、机械等行业。
（7）在有机化工方面的应用。
（8）用于超临界清洗。
（9）作为防腐剂
另外超临界CO2还可用于染色织物、于燥剂、反应促进剂、玻璃制造中的防裂剂、生产聚合物。随着我国经济的腾飞和人民生活水平的日益提高，对CO2的需求量将会不断增加,市场前景一直看好。

1.2 CO2市场需求结构
我国国内市场需求量、消费结构各省市差别较大。沿海开放城市、经济发达省份需求量较大，其消费结构因各省市工业结构不同而不同。
广东省CO2市场较活跃，全省CO2生产能力在10万吨/年以上。1997-2002年间CO2年均消费增长估计在10%左右。其中碳酸饮料占27.77%；啤酒7.36%；冷冻7.61%；干冰17.4%；卷烟10.67%；焊接占25.28%；粮食包装储运占11.05%；其他用途6.52%。
江苏省CO2市场和结构与广东基本相似。而上海CO2年消费在5万吨/年以上,近几年年均增长在11%左右。
山东现拥有CO2生产能力在年产10万吨左右，其中啤酒和碳酸饮料占30%；烟草30%；冷冻、冷藏15%；焊接10%；油田驱动6%；气体肥料6%；医药、消防等3%。
东北地区主要用于焊接35%，油田驱动气21%，饮料和啤酒22%，大棚蔬菜用气体肥料18%，其他用途4%。
浙江现有CO2主要使用有：工业气体保护焊领域，约达整个浙江市场的60-70%左右，主要分布在宁波、舟山、温州、台州等沿海工业、造船业发达的城市；其次是食品加工领域，如：啤酒、饮料生产、烟丝膨化行业。主要分布在杭州、温州、宁波等地。

二、生产规模、投资及综合成本分析
目前新建一座CO2收集净化设备。年产食品级CO2 4000吨。

2.1  省内市场价格分析
山东省CO2在工业领域销售价位，基本在500~900元（纯度不同）之间；高端食品行业，价位约为1000~1500元左右。
生产成本，工业级（150~250元），食品级（300~400元），运输费用另算，此数据为2008年行业平均数据，具体成本因目前公司HCl尾气成分不明确，无法确定CO2纯化工艺而无法确定。
估算利润为350~750元/吨（工业级），700~1100元/吨食品级），则年利润可达140~300万元（工业级），280~440万元（食品级）。
设备投资：300万左右，包括设备，管道，吸附剂，脱硫剂等。
但液体CO2运输成本较高，故而销售半径最好在400公里以内。

该项目总设备投资：610+300=910万元。
总计年利润在：270~570万元。

本项目主要缺点：
1、产品利润低，初期投资大，资本回收速度慢。
2、产业规模小，吨产品设备成本较高。
3、反应比较剧烈，对设备耐酸性要求较高，且设备折旧快。
4、液体CO2运输成本高，销售半径小。

本项目优势：
1、盐酸消耗量大，产能饱和较慢，能够及时跟进与主产品扩产速度。
2、生产工艺较为简单。
3、产品市场范围较广。
4、原料易得，无制约。