清镇电厂粉煤灰投资项目可行性报告.doc

目 录一、前言二、宗旨三、粉煤灰脱碳工艺及生产规模四、配套方案五、资金投入六、经营性取灰及生产指标七、利润核算八、实施方案九、安全遵行十、市场分析十一、经济效益十二、社会效益十三、未来发展十四、结言 贵州新居业房地产开发有限公司前 言随着科学技术的进步，人们对废碴、废气、废水等工农业废弃物的再利用越来越重视。国家各级政府行政部门对节能减排及“三废”的综合再利用出台了相应的扶持政策及法律法规。贵州新居业房地产开发有限公司是一家本土的房开企业，成立于2002年，成立9年来，成功进行了正安县城城市改造，威宁县教师新村开发，安龙县城市花园、岑巩县滨江佳苑及滨江小区、凯里市南山别苑，贵阳小河老年公寓等多个项目的整体成功开发，共累计15万/平方米，为当地的经济建设做出了贡献。2011年，我公司为开拓和多元化的生产，响应国家号召，参与“三废”利用和环境治理之中，立足于回报社会。在此基础上，决定建立贵州新居业再生资源生产基地，拟将清镇电厂发电后产生的废碴进行提碳，并通过新工艺生产新型的建筑材料，将工业废弃物再利用造福社会，为我省循环经济的发展贡献我们的一份力量。宗 旨我公司致力于将清镇电厂发电后所产生的废碴进行再利用，其目的一是响应国家利用“三废”资源再生和治理生态环境的政策，从而造福社会；二是充分发挥我公司人、财、物的资源优势为国有发电企业排忧解难；三是促进清镇当地工业经济的发展。通过运用高科技的提炼技术和先进的制造工艺流程为电力行业和建筑行业提供再生的生产原材料及新型的建筑材料。 粉煤灰脱碳工艺及生产规模一、粉煤灰脱碳工艺及流程我公司通过调研论证后决定，充分利用清镇电厂发电所产生的粉煤灰，起动建立粉煤灰脱碳生产基地。（一）粉煤灰是我国主要的固体废弃物之一， 它是火力发电厂煤粉燃烧后排放的粉状灰粒，具有很好的火山灰活性，是良好的混凝土掺合料。粉煤灰用于混凝土不仅能降低混凝土成本，而且还能改善混凝土性能，但对粉煤灰品质要求很高，有害成分不应超过限值。煤炭燃烧不充分，会导致粉煤灰中的未燃尽炭粒含量高。未燃尽炭粒大多呈海绵状或蜂窝状，疏梭多孔，亲油疏水，具有良好的吸附活性，可以用于生产活性炭。据统计，粉煤灰含碳量超过12%的火力发电厂占全国电厂的30%，含碳量超过8%的火力发电厂占40%。每年火力发电厂排放出来的粉煤灰中的炭粒达数百分吨。相关研究证明，粉煤灰中炭粒的表面润湿性、可浮性与煤炭类似，而粉煤灰中其他颗粒的接触角较小。因此，在泡沫浮选过程中，由于炭粒具有较大的接触角，故能粘附于气泡表面浮出灰浆液面，而粉煤灰中的其他颗粒接触角较小，不能粘附于气泡表面而仍然留在灰浆中。在浮选药剂的作用下，这种润湿性差别可以增大，从而实现炭粒与其他颗粒有效地分离。但由于粉煤灰中未燃尽炭粒表面性质已发生很大变化，加之在潮湿的环境中长期堆放，表面已发生了不同程度的氧化，因而给炭粒的选别带来了一定的难度。浮选柱由加拿大布廷于上世纪60年代发明近年来，浮选柱分选技术取得了重大突破，在处理极细物料方面，具有常规浮选机所不可比拟的分选效果。在众多类型的浮选柱中，旋流、静态微泡柱分选设备拥有我国的自主知识产权，同时在产业化方面也取得了巨大的进展，并在内国得到了广泛应用。鉴于此，经我公司决定，将采用旋流、静态微泡浮选柱来进行粉煤灰的浮选脱碳并投入两条生产线。1 粉煤灰特性分析1.1粉煤灰元素分析从表1可知，粉煤灰的主要成分是SiO2，AL2O3和未燃尽的炭，有害杂质硫、钾、钠等含量较低，但烧失量偏高，对混凝土和水泥制品的耐久性影响较大。因此，粉煤灰不宜直接用于混凝土和水泥制品中。表1 粉煤灰元素分析结果SiO2AI2O3CaOMgOFe2O3MnOTiO258.5820.892.270.314.150.0450.81P2O5SK2ONa2OC烧失量0.430.120.0490.01811.5111.691.2 粉煤灰粒度特性通过小筛分试验和马弗炉燃烧法，测得各粒级烧失量及含量，如表2所示。表2 各粒级烧失量及含量表指标粒级/m12512574747545合计产率/%1.046.5812.6379.75100烧失量/%49.0232.2829.526.4111.48从表2可知：随岩粒度变细，烧失量逐渐降低，0.045mm粒级的产率为79.75%，其失量仅有6.41%，0.045mm各粒级的烧失量较大0.125mm粒级更达到49.02%，综合上述结果来看，炭粒主要集中在粗粒级，故对0.045mm各粒级的选别脱炭是降低烧失量的关键。2、浮选机2.1 设备和流程采用1.5L的XFD，II型单槽浮选机，操作参数 ：叶轮转速1800r/min，充气量0.4m3/h。经前期探索性浮选，确定了如图1所示的一次粗选流程。 图1 浮选流程2.2 条件2.2.1 药剂条件为寻找最佳捕收剂用量和起泡剂用量，安排了二因素三水平正交试验，试验各因素及水平设计见表3，表3 因素及水平水平因素A（捕收剂用量）因素B（起泡剂用量）18003202120048031600640正交试验表头按L9（34）进行，结果见表4，表4中wf为浮选完善指标（wf值越大，浮选效果越好）可表示为：式中：Y1为浮选精煤实际产率，%：Ay为浮选料灰分，%，A1为浮选精煤灰分%。表4 正交结果表试验点指标123456789A110.9115.6017.5012.6816.7717.2412.9018.7220.41Y140.0437.8840.3541.7538.8739.5440.1841.3745.6810.510.760.810.570.800.810.600.840.83利用方差分析法对正式试验结果wf值进行分析。计算结果见表5。由于未安排重复试验，无法直接求得误差，但因已预知交互效应不显著，故可将第3、4两列的变差平方和看作试验误差，其自由度为两列自由度之和，查F分布表得，临界值F0.05（2,4）=6.94。现FAF0.05（2,4），FBF0.05（2,4）,表面若要求显著性水平a=0.05，则应认为捕收剂和起泡剂的效应都是显著的，但因FA远大于FB，而且捕收剂用量变动幅度较大，故最佳的分选条件为第3试验点，捕收剂用量为800g/t，起泡剂用量为640g/t。 表5 方差分析表变差来源商差自由度均方离差F显著性因素A0.007220.00369.6显著因素B0.1320.065173.33显著误差0.001540.000375总和0.138782.2.2 浮选浓度合理的浮选浓度既可节省药剂，又可增大处理量。在捕收剂用量800g/t，起泡剂用量640g/t的条件下，进行了浓度 20%、25%、30%、35%的一次粗选试验。浮选浓度与精煤中炭回收率和烧失量的关系见图2。从图2可知，浓度达到30%后，精煤中炭回收率及尾煤烧失量都变化不大， 故选取30%为最佳浮选浓度。图2 浮选浓度与分选指标的关系曲线2.2.3 浮选时间确定最佳浮选时间，既可以增大处理量，也可以降低设备投资，在捕收剂用量800g/t，起泡剂用量640g/t，矿浆浓度30%的条件下，进行了浮选时间为2、3、4min的第一次粗选，浮选时间与精煤中炭回收率和尾煤烧失量的关系见图3。图3 浮选时间与分选指标的关系曲线从图3可知，浮选3min后，精煤中炭回收率和尾煤烧失量变化都不大，综合考虑浮选成本，处理量及指标要求等因素，最佳浮选时间定为3min。2.2.4 药剂搅拌时间合理的药剂搅拌时间，既可使药剂与粉煤灰充分接触，提高分选效率，又可提高搅拌桶利用效率。在捕收剂用量800g/t，起泡剂用量640g/t，矿浆浓度30%、浮选时间3min的条件下，进行了捕收剂和起泡剂搅拌时间为75min，53min和32min的一次粗选，捕收剂搅拌时间与精煤中炭回收率和尾煤烧失量的关系见图4.由图4可以看到，当捕收剂与矿浆的接触时间超过5min以后，精矿中炭的回收率已经变化不大， 综合考虑成本及指标要求，选择捕收剂和起泡剂的调浆时间分别为5min和3min。图4 药剂搅拌时间与分选指标的关系曲线 2.3 浮选生产流程在浮选机条件的基础上，进行了浮选机最终开路试验，流程如图5所示，结果见表6。在浮选入料烧失量12.56%的条件下，采用浮选机一次粗选，可获得产率21.61%，烧失量49.96%的精煤产品和产率78.39%，烧失量2.25%的粉煤灰产品，精煤中炭回收率85.96%。 图5 浮选机最终开路流程表6 浮选机最终开路结果产品名称产率/%烧失量/%炭回收率/%粗尾78.392.2514.4粗精21.6149.9685.96合计10012.561003 浮选柱3.1 旋流、静态微泡浮选柱的分选原理旋流、静态微泡浮选柱的主体结构包括柱浮选段、旋流分选段、气泡发生与管流矿化段（或总称管流矿化段）三部分，如图6所示，整个浮选柱为一柱体，柱浮选段位于整个柱体上部，用于入料的预浮选，并借助其选择性优势得到高质量精矿。旋流分选采用柱，锥相连的旋流器结构，位于柱体的下部，它的主要作用是利用其中存在的高能离心力场强化对柱浮选中矿物的回收，并得到最终的合格尾矿。管流矿化单独布置在柱体外部，由气泡发生器与浮选管段两部分组成，它除了完成引射气体泡沫发生器与浮选管段两部分组成，它除了完成引射气体并使气泡粉碎成微泡外，还使气泡与矿物颗粒在高度紊流的矿浆环境与狭小通道中发生碰撞与矿化，然后仍以较高能量状态沿切线再次时入旋流分选段，形成强化分选机制。 图6旋流-静态微泡浮选柱分选原理图旋流-静态微泡浮选柱的分离方法把非线方法引入微细物料分离的过程中，优化了设备结构与流场条件，实现了物料的梯级优化分选，将柱浮选、旋流分离，高度素流矿化有机地结合起来，建立了以浮选柱为基本结构形式的微细物料分离与回收方法，对微细粒物料的分选具有选择性好和回收能力强的优势。3.2 浮选柱分选系统浮选柱采用100mm X 1600mm旋流-静态微泡浮选柱作分选设备，300mm，450mm搅拌桶作调浆设备，采用管道泵作中矿循环泵，2台蠕动泵分虽作给料和排矿泵，其分选系统结构如图7所示。3.3 浮选柱最终开路对比在浮选机最终开路的浮选条件下，进行了浮选柱最终开路对比，结果见表7。表7 浮选柱最终开路对比结果产品名称产率/%烧失量/%炭回收率/%柱尾76.11.147.36柱精23.945.7192.64合计10011.79100在浮入料烧失量11.79%下，采用浮选柱一次粗选，可获得产率23.90%，烧失量45.71%的精煤产品和烧失量1.14%的粉煤灰产品（符合排放国家1级），精煤中炭回收率也达到了92.64%。图7 浮选住系统4 结论（1）在相同的操作条件下，浮选柱在浮选入料烧失量11.79%的条件下，采用一次粗选流程可获得精煤产率23.9%，精煤炭回收率92.18%和尾煤烧量1.14%的较好指标，（国家粉煤灰一级排放标准为5%），与浮选机相比，在给矿烧失量大致相同的条件下，精煤中炭回收率提高了6.68个百分点，粉煤灰烧失量下降了1.11个百分点。（2）从浮选机与浮选柱的对比来看，结果充分体现了旋流，静态微泡浮选柱分选选择性好，回收能力强的特点。浮选柱在粉煤灰综合利用中展现出良好的应用前景。（二）在现有对粉煤灰进行脱炭技术中有电选、漂选、浮选等脱炭工艺，针对清镇电厂现存的废渣和今后脱碳工艺的实际运用，采用浮选法脱炭工艺为粉煤灰脱碳的生产工艺。（三）流程粉煤灰浮选脱炭精炭 经脱炭后的粉灰再生资源其他行业的生产线械二 配套方案针对上述可行性论证，我公司在认真研究的基础上，本着以灰养灰，获得最大灰渣用量的原则，提出了干灰分选、多功能环保砖生产配套方案，其工艺是脱碳后排放出的尾矿通过利用风机负压将干灰吸入分选机分离出粗灰，细灰，并被风带至旋流器进行分离，排入储存库。配套建立陶粒生产线，分选出的细灰直接出售，粗灰和部分湿灰及废渣，供陶粒生产使用。 三、资金投入鉴于贵州清镇发电厂发电后产生的粉煤灰初约估算2000万立方米，就粉煤灰资金投入为三个方案如下： 第一套方案： 1、第一年投入人民币2000万元（1500万元为首付合同价款，500万元用于购置烘干设备及办公室）2、第二年投入人民币2500万元为第二次合同价款 3、第三年投入人民币3500万元为第三次合同价款 第二套方案 1、第一年投入人民币：2000万元（1500万元为首付合同价款，500万元用于购置烘干设备及办公室） 2、第二年投入人民币：4500万元（2500万元为第二次合同价款，2000万元用于购置脱碳和干灰分选设备） 3、第三年投入人民币3500万元为第三次合同价款 第三套方案 1、第一年投入人民币：4000万元（1500万元为首付合同价款，2000万元用于购置脱碳和干灰分选设备，500万元用于购置烘干设备及办公室） 2、第二年投入人民币2500万元为第二次合同价款 3、第三年投入人民币3500万元为第三次合同价款 四、经营性取灰及生产指标目前灰场100公里范围内的水泥厂有数十家，年生产能力400万吨两家；200万吨1家，120万吨5家，仅8家的水泥厂年生产能力就达到1600万吨，用灰量为15%（250万吨）， (一) 每条脱碳生产线年处理能力为60万吨 计：年脱碳生产能力6万吨（二）每条干灰分选生产线出二级灰26.8万吨，一级灰20万吨。 五、利润核算 60000吨碳400元=2400万元 46.8万吨二级灰100元=4680万元 60万吨原灰20元=1200万元 六、实施方案 可根据报告第三向而定 七、安全遵行清镇电厂粉煤灰堆放场，由于占地面广，筑坝高达数十米，进行尾矿开挖时，就这项工作，我公司将提交方案，报政府有关行政部门并按照国家有关施工要求确保安全进行开挖。 八、市场分析 1、粉煤灰综合利用，关键在于市场开拓，其中要做很多工作，特别要让用户认识使用粉煤灰的好处，直到在生产离不开粉煤灰。 2、脱出的碳不仅可以供给各个发电厂，而且还可以用于污水处理。 3、据了解，我国有关水利部门，已将掺用粉煤灰正式纳入工程设计要求，这将是一个巨大的用灰市场。 4、受保护土地资源的制约，今后建筑材料将越来越受到限制，而粉煤灰综合利用属于节能减排项目，因而受到国家政策的鼓励和保护，随着城市建设的发展，其前景十分广阔。 九、经济效益结合粉煤灰的组成成份，将粉煤灰充分进行利用，体现其经济价值。1、征对粉煤灰中含有大量的未完全燃尽的炭粒，我们引进的先进设备对粉煤灰进行脱炭处理，将炭粒完全分离出来，达到资源利用的最大化，该项可以达到选炭6万吨/年以上。2、对经过脱炭以后剩余尾矿进行精加工，全面利用其优点，对其进行分选，则可以用作普通建筑行业用的掺合料，铺筑道路、构筑坝体建筑港口等，开发利用的同时产生更多的经济效益，达到废料再利用以及全面充分发挥变废为宝，符合国家节能减排的目标。已经过考察论证，结合市场的需求，通过引进先进的分选设备，可以对灰场的原灰进行精细的分选，分选后的细灰按等级加以加工利用，可以达到46.8万吨/年的标准。3、将煤灰充分进行利用的同时经营性取灰,可以达到60万吨/年的标准。 综合上述三项，对灰场治理的进度大大提高，充分发挥了应有的经济效益，真正达到治理和效益齐头并进。多元化生产基地建成投产后，对粉煤灰的利用可达到综合约120万吨/年，可预计年利润8000万元以上。十、社会效益我国以煤为主要能源，电力的76%是由