1、-作者xxxx-日期xxxx超高溫?zé)峤鈿饣廴谶€原爐介紹【精品文檔】同煤朔州煤電宏力再生工業(yè)股份有限公司1×120t/d煤矸石綜合利用項(xiàng)目建議書北京東方投財(cái)務(wù)顧問有限公司2016年07月【精品文檔】1 項(xiàng)目概述與項(xiàng)目技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1.1 工程概述1.1.1 建設(shè)地點(diǎn)宏力再生工業(yè)股份有限公司現(xiàn)有建設(shè)地塊。位于山西省懷仁縣王坪電廠南側(cè)。1.1.1 建設(shè)規(guī)模額定日處理能力：120t/d；生產(chǎn)線數(shù)量：1條，單線生產(chǎn)能力120t/d。主要設(shè)備及技術(shù)選擇：本項(xiàng)目煤矸石處理技術(shù)設(shè)備采用日本已經(jīng)運(yùn)行近20年、占領(lǐng)市場近三分之一的迷你小高爐超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t及其二次燃燒室技術(shù)。1.2 煤矸石原料煤矸石

2、是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。通常煤矸石的無機(jī)成分主要是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬（鎵、釩、鈦、鈷）。煤矸石棄置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農(nóng)田和水體。矸石山還會自燃發(fā)生火災(zāi)，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災(zāi)害。同煤集團(tuán)宏力再生公司擬利用的當(dāng)?shù)刎S富的煤矸石在懷仁縣立項(xiàng)建設(shè)煤矸石加工綜合利用項(xiàng)目，主要原料是煤矸石并配一部分焦炭，混合物料達(dá)到熱值3000大卡/kg以上進(jìn)行熔融爐處理。宏力公司提供的煤矸石分析報(bào)告如下： 項(xiàng)目技術(shù)指標(biāo)名稱指標(biāo)備注全廠技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)矸石低熱值煤混合處理量12

3、0t/d5t/h裝置滿負(fù)荷運(yùn)行產(chǎn)氣量7750Nm3/h1100 Kcal/ Nm3產(chǎn)生蒸汽量13t/h8MPa飽和蒸汽5t/h飛灰摻燒量運(yùn)行小時(shí)數(shù)7200h 主項(xiàng)表項(xiàng)目包括的主體裝置和應(yīng)配套工程見下表。主項(xiàng)名稱規(guī)模備注氣化熔融裝置120t/d熔融爐主體運(yùn)行設(shè)備。控制中心應(yīng)配套主體裝置和公用及系統(tǒng)工程供配電200kW外部提供用電設(shè)備的配電消防包括水池、管網(wǎng)配套給排水補(bǔ)水20t/h配套循環(huán)水化學(xué)水站18t/h配套除鹽水原料堆場800t含卸車產(chǎn)品堆場300t含裝車2 工藝技術(shù)2.1 技術(shù)簡介熱解氣化熔融技術(shù)屬第三代固體廢棄物處理技術(shù) 。 日本20世紀(jì)70年代開發(fā)，德國90年代開發(fā)，中國是本世紀(jì)初開發(fā)

4、。 固體廢棄物在超高溫?zé)峤鈿饣廴诜磻?yīng)器中處于還原性氣氛，有機(jī)成分轉(zhuǎn)變成可燃的氣體、無機(jī)成分轉(zhuǎn)變成可回收的固體物質(zhì)。 2009年日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將其定位：創(chuàng)新的低碳技術(shù)。日本國經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省對該設(shè)備海外出口給予鼓勵(lì)推薦，原文詳見附件。高溫熔融的液態(tài)渣經(jīng)水淬冷卻而形成玻璃體，其活性很高，可以直接回收并利用。2.2 熔融爐工藝說明超高溫?zé)峤鈿饣廴诜磻?yīng)器是一種常壓下的固定床直立反應(yīng)爐。按照移動床的原理工作，在氣化熔融爐的內(nèi)部自上而下依次呈層狀分成干燥、氧化分解、還原熔融階段。固體廢棄物從爐上部加入并與從爐下部上升的氣體一邊進(jìn)行熱交換一邊下降。從氣化熔融爐上部排出的合成氣體出裝置。熱分解段固廢與焦炭、石灰

5、石一起下降進(jìn)入還原熔融段，借助從進(jìn)風(fēng)口供給的富氧進(jìn)行可控的熔融還原反應(yīng)。在超高溫條件下所有無機(jī)物成分完全熔融，并以液態(tài)聚集在反應(yīng)器底部排出。窗體頂端常規(guī)固廢焚燒爐型主要有機(jī)械爐排焚燒爐、回轉(zhuǎn)窯式焚燒爐和流化床或循環(huán)流化床焚燒爐。這些爐的飛灰中含有大量的重金屬（Pb、 Cd、 Hg等）和二惡英，目前國內(nèi)報(bào)道的爐排爐飛灰中二噁英含量有的高達(dá)7530ng-TEQ/kg。國家危險(xiǎn)廢物名錄已將垃圾焚燒飛灰定性為危險(xiǎn)廢物。氣化熔融爐將固廢的碳?xì)浠衔镌跉饣癄t中氣化，產(chǎn)生的合成氣體在二燃室內(nèi)燃燒達(dá)到1000-1300 出渣 玻璃化爐渣2.3 工作過程裝置生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)，煤矸石與焦炭按照1:0.2的質(zhì)量比投入熔融

6、爐裝入裝置，同時(shí)根據(jù)熔融要求投入一定數(shù)量的石灰石作為助熔劑。煤矸石和焦炭分別通過計(jì)量漏斗計(jì)量，然后倒入一個(gè)翻斗,再通過絞盤輸送到爐頂?shù)难b料漏斗，裝料漏斗分別將煤矸石和焦炭送入到裝料節(jié)氣閥。裝料節(jié)氣閥位于爐體的上端,內(nèi)部包括至少兩級閘閥系統(tǒng)、一個(gè)物料支撐結(jié)構(gòu)、一個(gè)防火和封閉機(jī)構(gòu)；多級閘閥系統(tǒng)間充入氮?dú)庖员ＷC爐內(nèi)氣體不會外泄。混合物料通過裝料節(jié)氣閥，依靠自身重力向下緩慢移動。在移動過程中，物料經(jīng)過干燥、預(yù)熱、氣化、氧化、分解、熔融等過程，同時(shí)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)和反應(yīng)狀態(tài)適量向爐底注入富氧，產(chǎn)生的可燃?xì)怏w和液態(tài)融渣排出爐外。出爐的可燃?xì)怏w經(jīng)旋風(fēng)除塵器預(yù)除塵后，進(jìn)入燃?xì)庥酂徨仩t，與空氣混合后充分燃燒，排出的

7、煙氣經(jīng)布袋除塵器處理和脫硫脫硝后以優(yōu)于國家排放標(biāo)準(zhǔn)排入大氣；液態(tài)爐渣直接送到臨近的爐渣拉絲設(shè)施進(jìn)行后續(xù)加工。熔融爐過程一般約需要2個(gè)小時(shí)完全反應(yīng)，以下是自上向下各部參與反應(yīng)的化學(xué)物理狀態(tài)。預(yù)熱階段：100200：干燥；去除物理水。250：除氧；消除水成分；開始消除H2S 氣化階段（氧化反應(yīng)）：340：CH4和脂肪族化合物開始裂變380：有機(jī)物碳化。400600：C-O和C-N化合物裂變；瀝青質(zhì)轉(zhuǎn)換焦油。>600：瀝青質(zhì)裂變?yōu)闊岱€(wěn)定的鏈狀氣態(tài)碳?xì)浠衔铮环紵N合成 8001200：氣化；鹵素完全處于蒸汽狀態(tài)（如堿金屬氯化物或HCI）。 熔融階段（還原反應(yīng)）：12002000：芳烴和有機(jī)化合物

8、開始完全分解，礦物熔融。石灰石、焦炭煤矸石熱解氣化帶3001,000攝氏度熔融帶 1,7001,800攝氏度干燥、預(yù)熱帶約300富氧熱解氣化氣體去燃?xì)庥酂徨仩t產(chǎn)生蒸汽液態(tài)熔渣2.4 技術(shù)特點(diǎn)1、有機(jī)成分轉(zhuǎn)換為可燃?xì)猓ㄌ嫁D(zhuǎn)換率99%）；2、微負(fù)壓運(yùn)行（不會排出有毒有害的任何氣態(tài)物質(zhì)，對環(huán)境幾乎沒有影響）3、超高溫導(dǎo)致所有礦物成分完全熔化，使?fàn)t渣玻璃化，便于綜合利用。4、物料在爐內(nèi)極其緩慢的移動，含塵量極低（含塵量小于60 mg/ m3 ）。5、可間斷/連續(xù)進(jìn)料6、可定時(shí)/連續(xù)排渣7、無任何廢水排放2.5 固廢物料的適應(yīng)性1、本技術(shù)對于矸石及低熱值煤具有良好的可操作性，物料入爐粒徑不超過40cm,

9、在5-10cm為最佳。2、本裝置還特別適用于：生活垃圾焚燒、其它工業(yè)廢棄物的處理。3、入爐物料達(dá)不到熔融的熱值要求或者水分高時(shí)需添加高熱值物料，根據(jù)宏力公司現(xiàn)有的資源情況，建議每噸煤矸石配比添加200-300公斤的半焦或壓型焦粉。 2.6 設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、結(jié)構(gòu)簡單：還原熔融段為圓筒形、進(jìn)料段為方形。2、可分段加工制造、安裝。安裝工作量少。 3、爐體向上、向下兩個(gè)方向膨脹伸縮。 4、熔融爐屬常壓爐，不帶壓運(yùn)行。非壓力反應(yīng)器。 5、爐體采用立式結(jié)構(gòu)，占地面積小，本裝置本體占地面積30×15M。 6、120t/d熔融爐裝置總高度(含進(jìn)料機(jī)構(gòu)）34.8m。其中進(jìn)料段、還原熔融段. 7、周期短

10、：制造到安裝試運(yùn)行，610個(gè)月。8、運(yùn)行維護(hù)工作量小。2.7 原料及產(chǎn)品項(xiàng)目主要處理的原料為煤矸石，添加少量的焦炭作為調(diào)整熱值的控制方法，焦炭的加入量主要通過對爐底的熔渣量進(jìn)行動態(tài)調(diào)整。隨主料還加入少量的石灰，用于調(diào)整熔渣的堿性和熔化溫度，確保流動性并且對耐火材料無腐蝕性。投入的物料應(yīng)控制粉體量不超過5%。1）煤矸石熱值1500-3000大卡kcal/kg 粒度<100mm2）焦炭或半焦碳>82%硫<0.5%粒度60mm80mm3）石灰CaO含量>90%粒度<100mm項(xiàng)目主產(chǎn)品為液態(tài)熔渣，熔渣作為后續(xù)的拉絲原料就地進(jìn)入拉絲設(shè)施（其他項(xiàng)目另建）。生產(chǎn)過程產(chǎn)生的大量

11、高熱煙氣和可燃?xì)怏w，用于發(fā)生蒸汽，蒸汽為氣流磨及拉絲設(shè)施的生產(chǎn)熱源之一。1）熔融渣液態(tài)熔渣是一種廣泛的原料，大多用于生產(chǎn)各種建筑材料。本項(xiàng)目根據(jù)當(dāng)?shù)厥袌銮闆r，考慮生產(chǎn)保溫材料。2）蒸汽蒸汽8MPa320（暫定，可根據(jù)拉絲和氣流磨的需要進(jìn)行調(diào)整）150 物料平衡序號項(xiàng)目數(shù)量kg/h備注1入方17495煤矸石4167焦炭833石灰104富氧6083kg/h4647m3/h熔融爐用空氣6308kg/h4872m3/h余熱鍋爐用2出方17495煙氣14515kg/h10060m3/h熔渣2980kg/h3）氣化合成氣體延伸應(yīng)用熔融氣化爐所產(chǎn)生的合成氣體主要組分是CO、H2、CO2，其中以CO、H2為原

12、料可以進(jìn)行化工合成多種下游產(chǎn)品。轉(zhuǎn)化合成的工藝技術(shù)我國已經(jīng)非常成熟，并且在煤化工領(lǐng)域得到了廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。COCNG甲醇乙二醇H2烯烴2.9 消耗指標(biāo)以下僅列出氣化熔融裝置的需要外部提供的消耗品，不包含其中的煙氣脫硫部分。1）電連續(xù)負(fù)荷400V 80kW 未計(jì)脫硫間斷負(fù)荷400/220V50kW2）水循環(huán)冷卻水補(bǔ)水化學(xué)水處理用水20t/h3）空氣凈化空氣50m3/h工廠風(fēng)150m3/次 間斷氮?dú)?0m3/h4）石灰每噸煤矸石約消耗25kg石灰，5t/h的熔融爐約消耗104kg石灰，石灰中氧化鈣含量不低于90%，當(dāng)含量變化時(shí)，消耗量相應(yīng)調(diào)整。5）活性炭活性炭用于煙氣脫硝510kg/h3.公用工

13、程3.1 電氣廠用電系統(tǒng)采用照明和動力共用的380/220V三相四線制中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。鑒于負(fù)荷的重要性，建議宏力公司配套采用雙電源變配電后接入本裝置，兩路電源互為備用。氣化系統(tǒng)動力用電需外部提供約130KVA容量。3.2 給水根據(jù)估算，水源按0.2MPa壓力1.5米每秒的流速，4吋管127.3立方/小時(shí)。每小時(shí)補(bǔ)水量見下表。循環(huán)水為部分機(jī)械設(shè)備的冷卻水和熔融爐部分的冷卻水，總量約50m3/h。 補(bǔ)充水量表 單位：m3/h序號項(xiàng) 目補(bǔ)給水量（m3/h）1循環(huán)冷卻水補(bǔ)水102鍋爐補(bǔ)給水20合計(jì)30 需外部提供的循環(huán)冷卻水補(bǔ)水、鍋爐補(bǔ)給水及其它水質(zhì)指標(biāo)要求見下表。城市污水再生利用 工業(yè)用水水質(zhì)標(biāo)

14、準(zhǔn) GB/T19923-2005序號控制項(xiàng)目（mg/L）冷卻用水洗滌用水鍋 爐補(bǔ)給水工藝、產(chǎn)品用水直流冷卻水循環(huán)冷卻水1pH值992懸浮物（SS）30303濁度（NTU）5554色度（度）30303030305生化需氧量BOD530103010106化學(xué)需氧量COD Cr6060607鐵8錳9氯離子25025025025025010二氧化硅SiO25050303011總硬度（以CaCO3計(jì)）45045045045045012總堿度（以CaCO3計(jì)）35035035035035013硫酸鹽60025025025025014氨氮（以N計(jì)）10101015總磷（以P計(jì)）11116溶解性總固體2002

15、0020020020017石油類11118陰離子表面活性劑19余氯20糞大腸菌群（個(gè)/L）20002000200020002000注：當(dāng)敞開式循環(huán)冷卻水系統(tǒng)換熱器為銅質(zhì)時(shí)，循環(huán)冷卻系統(tǒng)中循環(huán)水的氨氮指標(biāo)應(yīng)小于1 mg/L。加氯消毒時(shí)管末梢值。4. 自動化系統(tǒng)本項(xiàng)目自動化水平是通過控制方式、控制室布置、控制系統(tǒng)的功能及配置、運(yùn)行監(jiān)控模式以及主輔機(jī)可控性等多方面綜合體現(xiàn)。本項(xiàng)目超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t為一套單獨(dú)控制系統(tǒng)，通過通訊方式與裝置內(nèi)其余系統(tǒng)在一套DCS系統(tǒng)內(nèi)控制，公共工程的其他小型控制系統(tǒng)一并匯入總DSC進(jìn)行控制。通過這套系統(tǒng)的分散控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各設(shè)備功能控制。其自動化水平達(dá)到運(yùn)行人員在集中控

16、制室內(nèi)能夠完成機(jī)組正常運(yùn)行的全部監(jiān)控功能，并在少量現(xiàn)場人員的配合下。實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟停操作和事故狀態(tài)下的有關(guān)處理。通過上述功能，煤矸石處理基本達(dá)到較高的自動化水平，能在少量就地操作和巡回檢查配合下，在中央控制室由分散控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對焚燒線、熱能利用及輔助系統(tǒng)的集中監(jiān)視、分散控制。并在焚燒的自動化控制系統(tǒng)中，設(shè)置獨(dú)立于分散控制系統(tǒng)的緊急停車系統(tǒng)，確保各類工藝的安全運(yùn)行。5、技術(shù)參數(shù)匯總技術(shù)參數(shù)匯總表。序號 指標(biāo)單位 數(shù)值備注1規(guī)模(原料處理量)t/d1202主要產(chǎn)品規(guī)格 液態(tài)熔渣t/d1800 蒸汽t/d4323主要消耗 電kW130 水M3/h30補(bǔ)充水量4排放 廢氣t/d10060m3/h5運(yùn)輸量 運(yùn)入t/d煤矸石混合料 運(yùn)出t/d熔融液態(tài)玻璃質(zhì)渣6本裝置定員人167裝置本體占地面積m245030×15M8裝置本體設(shè)備費(fèi)萬元6. 投資估算6.1 投資估算費(fèi)用的范圍針對本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模和范圍，按照國家對建設(shè)項(xiàng)目的有關(guān)規(guī)定和現(xiàn)行政策文件的要求，結(jié)合宏力公司的實(shí)際情況和特點(diǎn)，僅對超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t本體裝置編制了投資估算。投資估算費(fèi)用：投資估算費(fèi)用僅包括超高溫?zé)峤鈿饣廴跔t單體裝置設(shè)備安裝工程費(fèi)用。未包括全部建構(gòu)筑物及地基處理、道路、廠區(qū)平整、臨時(shí)設(shè)施費(fèi)用等單項(xiàng)工程費(fèi)用、公用系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)工程費(fèi)用。 投資估算年水平及費(fèi)用附件：日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省審查推薦文件