山西文峰焦化科技有限公司2×12500KVA硅铁矿热炉环保治理项目可行性研究报告.doc

目 录1、总论11.1项目名称及主办单位11.2项目提出的背景及建设的必要性21.3 设计依据及范围41.4 主要指导思想和技术原则51.5 设计指标61.6 基本设计参数61.7 投资估算71.8 结论71.9技术措施建议72、项目目标和效果分析92.1 国家发展规划以及有关政策法规92.2 污染现状及存在的环保问题112.3 拟实现的目标和预期的效果112.4 项目实施的必要性132.5 总量控制、治理效果分析173、工程技术方案183.1 工艺方案选择183.2 技术设计方案194. 原材料及辅助材料供应及消耗275. 公用工程、土建工程及配套设施285.1电气285.2 电信305.3 控制系统与自动化305.4 土建335.5 给排水336. 厂址条件和厂址位置356.1 区域位置及厂址356.2 气象水文地质资料356.3 工程地质、地貌、地震烈度366.4 水源366.5 电源366.6 交通运输366.7 环境条件377. 环境保护387.1 设计依据及标准387.2 环境现状397.3 工程主要污染源及污染物397.4 污染控制措施407.5 厂区绿化417.6 环境影响简要分析428. 劳动安全与工业卫生438.1 设计依据438.2 自然危害因素分析438.3 主要预防措施448.4 安全与工业卫生机构468.5 安全与工业卫生措施评述469. 消 防479.1 设计依据479.2 消防设计479.3 消防给水499.4 消防通讯499.5 消防电源499.6 消防管理机构509.7 预防火灾安全措施评估5010. 节能5110.1 编制依据5110.2 能耗分析5110.3 节能措施5211. 生产组织和劳动定员5311.1 生产组织、工作制度5311.2劳动定员5312. 施工条件和进度计划5412.1 施工条件5412.2 进度计划5413. 投资估算与资金筹措5613.1 总投资与资金筹措5613.2 编制依据5613.3 问题说明5614. 项目评价5814.1 基础资料5814.2 环境、社会效益评价5914.3 经济评价5915. 结论及建议6115.1 主要风险6115.2 防范措施6115.3 结论与建议62附图：1、总平面布置图2、除尘系统流程图3、车间剖面图4、预除尘器装配图5、布袋除尘装配图6、硅铁炉压力传感器接线图 1、总论1.1项目名称及主办单位1.1.1 项目名称及主办单位 项 目 名 称： 山西文峰焦化科技有限公司212500KVA硅铁矿热炉环保治理项目承 办 单 位： 山西文峰焦化科技有限公司项 目 法 人： 孔繁海项目建设地址：山西省汾阳市芦家庄工业园区1.1.2 企业简介山西文峰焦化科技有限公司是集煤矿、选煤、特级铸造焦、电厂、供热、铁合金生产、建材、运输、仓储、研发等为一体的综合性科技型民营企业，为汾阳市利税大户和山西省优秀企业，山西省对外贸易经济合作厅、山西进出口商品检验局确定的第一批十家“出口焦炭定点企业”之一，企业和政府联合建设当中的汾阳城市集中供热工程项目是“政府工程民企办”的群众福利工程，受到了政府和人民群众的好评。公司现有生产规模为：入洗90万吨选煤生产线；年产50万吨铸造焦生产线，可生产不同成份、粒度的特级铸造焦、一级铸造焦、一级冶金焦等多种产品；3X6000KW焦炉余热发电机组； 2X12000KW煤矸石发电机组；212500KVA硅铁矿热炉，年产硅铁约2万吨。 文峰公司在多年的经营中始终坚持质量第一，信誉第一，以低硫、低灰、高强度的优良品质焦炭，创出了“文峰”铸造焦国际品牌，产品主要出口到日本住友商社、明河、三株公司、德国鲁尔公司、德国蒂森克卢伯等世界著名公司。凭借文峰铸造焦的品质和信誉在国际市场上建立了稳固的销售网络，并具有了极高的知名度，产品在国际市场的需求日趋旺盛。公司现有固定资产10亿元左右，2005年上缴税金5447万元，银行信用等级AAA级，职工总数798人，技术人员189人。1.2 项目改造提出的背景和建设的必要性1.2.1项目提出的背景山西是镁工业开发生产较早省份之一，经过多年的调整发展，镁产业目前已初具规模，成为山西省具有较强竞争力的特色产业。据相关数据统计，2007年全省原镁产能95万吨，产量36.5万吨，占全国总产量的58.2；同时根据中国镁协统计数据显示，2007年在全国原镁产量排名前10位的生产企业中山西省有7户，并且山西省镁行业在产能、产量及出口方面均排全国第一。 省经委主任洪发科表示，从山西省来看，目前金属镁行业中大部分原镁生产企业采用竖窑和原煤直接煅烧工艺，原镁能耗水平较高。 金属镁作为一种新材料节能优势非常明显，但是由于其冶炼技术相对落后，我国的镁行业发展一直不太健康。目前，中国的金属镁企业基本上采用的是皮江法，它是以煅烧白云石为原料、硅铁为还原剂，通过还原罐还原的一种落后生产工艺。这种工艺虽然投资低，但是不能连续生产，单位产量能耗高，环境污染严重，工人劳动强度非常大。一些工厂的生产条件比较差，特别是采用燃煤法生产的企业，环境更为恶劣。业内人士介绍说，靠传统的工艺，生产一吨镁需要吨烟煤，一个年生产能力万吨的镁厂每年的烟尘排放量高达多吨，二氧化硫排放近吨。目前全球的镁产自中国，目前从白云石还原出一吨镁要消耗吨煤、度电和吨硅铁，如果算上硅铁的耗电量，金属镁是绝对的能耗大户。其次，要尽快改进和淘汰皮江法生产工艺，短期内可以采用双预热蓄热还原节能技术，把燃煤工艺改成燃气技术，能耗可以降低左右，生产万吨镁可以节约万多吨标煤。如果国内镁企业都推广使用这种技术，年产多万吨镁，就可以节约多万吨标准煤。我国是世界最大的金属镁生产国，但镁冶炼企业大多采用皮江法炼镁，在燃烧方式上基本是直接燃煤方式，能源利用率较低，燃料消耗高，环境污染严重，环保不达标排放。镁现行生产工艺流程的特点，决定了镁冶炼业是消耗资源和能源较大的行业，严重制约着镁行业的发展。宁夏中卫金益镁业有限公司金属镁冶炼原生产工艺上亦采用烟煤直接燃烧，直燃排空，污染严重。在皮江法炼镁中，还原炉能耗最高。传统的倒焰式还原炉排烟温度高，几乎等于炉膛内烟气温度，因而热能损失最大。对传统还原炉进行改造是减少皮江法炼镁能耗的关键。节能减排，保护环境，建设资源节约型镁冶炼企业，作为镁生产厂，必须通过不断的技术改造，依靠科学的，行之有效的管理手段，实现节能降耗，达到清洁生产。2007年9月910日，“全国有色金属工业节能减排工作会议”在金川集团隆重召开。会议总结了近年来有色金属工业在节能减排工作中取得的成绩，并就有色金属工业节能减排工作方案（讨论稿）进行了讨论。方案根据我国“十一五”国民民总体规划提出的单位GDP能耗降低20%左右、主要污染物排放总量减少10%、单位工业增加值用水量降低30%的总体目标，提出了我国有色金属工业行业主要节能减排目标，其中镁冶炼节能减排目标是：镁冶炼综合能耗低于7000千克标煤/吨以下。 为了完成节能减排目标，将采取调整产品结构、控制冶炼能力过快增长；加快淘汰落后生产能力；积极推进节能减排科技开发和推广；大力发展循环经济等措施。具体到镁工业，要利用清洁能源如焦炉煤气、半焦煤气、发生炉煤气等取代直接燃煤，并积极开发利用高炉煤气、煤制气等低热值气体燃料与焦炉煤气混合利用的技术；在还原炉、回转窑和精炼炉上推广应用余热利用技术；不断开发新工艺新技术：如采用竖罐式硅热法炼镁新工艺、电内热法炼镁工艺技术和直接用粗镁炼制镁合金工艺技术等。 同时，方案将“热法炼镁工艺装备优化”列入十八项重点项目。方案指出，热法炼镁中，还原炉能耗占炼镁总能耗的70%，因此还原炉节能是关键。为此要不断优化还原炉的结构，延长燃烧火焰在炉内行程，提高热交换效率；采用蓄热式高温空气燃烧技术，改进换热器结构，回收高温烟气预热助燃空气；改进炉墙保温层结构，减少表面散热损失。提高热效率，实现高效、节能、环保，将还原周期缩短，提高生产效率2030%，降低能耗30%，提高劳动生产率50%。进一步优化白云石煅烧技术、精炼技术、开发废渣的综合利用技术。 (1)外部环境方面2006年5年,第63届世界镁业大会在北京召开,全球镁业精英首次聚会中国。9本次会议是一次真正意义上的国际会议,盛况空前.来自世界24个国家和地区的镁业界人士共700余人参加了会议,其中国外代表300余人,中方代表超过400人,使本次会议成为世界镁业大会历史上参会人数最多、展览规模最大的盛会。在2006年镁业分会年上，其主题就是推广镁业节能生产技术，在会上，来自企业研究院所的科技人员广泛讨了利用蓄热还原法改善镁治炼的环保问题，降低能耗，提高质量。我国镁治炼企业从2005年起就已经开始利用蓄热燃烧技术进行还原炉的改造。镁业分会在调研过程中，敏感地意识到这一技术将对镁行业的节能降耗产生决定性的影响。除密切关注、跟踪部分企业应用蓄热燃烧技术的最新进展情况外，镁业分会还积极与相关行业、相关机构及专业公司联系，以从各个层面上把握该技术，为在镁行推广此技术打下坚实的基础。镁业分会认为，将传统的镁还原炉成功结合蓄热式燃烧技术，大幅度降低了能耗；蓄热式镁还原炉解决镁行业存在的关键问题，效果显著，是当前镁行业发展的重点和主要途径。镁业分会在2006年为了更好的服务于我国镁工业，推动行业技术进步，节能降耗，成立了加工专家委员会和表面处理专家委员会。两个委员会集中了我国镁加工领域和表面处理领域的优秀教授、专家和在一线工作的技术人员，吴秀铭会长指出，期望通过两个委员会的工作和各委员的积极参与，促进我国镁产业结构的升级、推动行业技术水平的提升、拓宽镁产品的应用领域。面对我国镁工业面临的新形势，2007年，继续引导并推广镁治炼企业采用实用技术节能降耗。积极推进国家鼓励的镁合我及其深加工技术开发，拓宽镁的应用，转变经济增长方式。积极贯彻落实国家限制镁治炼项目的产业政策，有效限制原镁企业的低水平盲目发展。注重环保治理，要坚持科学发展观，走循环经济发展之路。从近年来镁治炼发展的过程来年，炼镁能耗过高仍是金属镁治炼待业健康可持续的关键，通过优化治炼产业结构特别是禁止燃煤高耗能、煤改气以及利用高温空气燃烧技术，实现其节能隆耗；并限制原镁盲目发展。回顾2006年，我国镁工业坚持真走注重环保，降低能耗，节约资源，开拓创新，加快应用，促进我国镁工业的可持续发展已经迈出可喜的一步。随着宏观调控作用的逐渐显现，煤炭供应的日趋紧张和环保压力的加剧，传统镁工业已到了必须提升创新的十字路口。节能降低耗才能提高竞争力在过去的十几年中，中国镁业之所以能有快速的、令人瞩目的发展，是得益于成本下降、价格低廉。今后也一样，如果中国不能提供质优价廉的镁产品，在国际市场上将无竞争力可言。而且镁成本的提高，将直接抑制镁的普及和应用。从镁的发展远景看，镁成本的升高于镁工业的可持续发展有百害而无一利。清洁生产才能使镁业长久发展，曾经有一种夸张的说法：一个镁厂就是一个污染源。此话虽有些耸人听闻也说出了一个事实。粉尘、烟气、废渣、废热的制造和无序排放正损害着镁企业的形象。闻喜县工业起步较早，准入门槛低，大都是资源型产业，导致产业结构性矛盾比较突出，高耗能、高污染企业比较多，企业技术工艺水平不高，污染物排放总是较大，超标排放现象时有发生。粗放的发展模式，让闻喜人饱尝过度消耗资源、环境污染的恶果。“我们必须承认，环保问题已经成为制约全县经济又好又快发展的瓶颈，成为全县人民群众最为关心、社会各界最为关注的敏感问题，到了非下猛药整治的时候了。”闻喜县县委书记裴良杰、县长李尧林直言不讳。县委、县政府领导经过深该反思，明确提出了“要建经济强县，先建环保先进县”的发展思路，坚持把环境保护与经济建设同步规划、同步实施，严实行环保末位淘汰制，对国家明令禁止的污染企业，坚决予以取缔；对没有通过环评审批的项目，坚决不准上；对国家虽未明令禁止但污染严重的企业，列出治理时间表，限期整顿治理；对治理后仍然不达标的企业，坚决予以关停。今年，该县重点在金属镁行业和玻璃待业的改造与淘汰上下工夫，对传统后工艺及设备进行改造提升，延伸产业链条，增加技术会含量，提升产品档次，坚决淘汰一批工艺落后、污染严重、技术改造无望的高耗能、高污染、低效益企业，为发展优势产业、企业、项目腾出产能、环境和市场空间。截至目前，已淘汰了“瑞袢”、“晋南”等4家金属镁企业和“强力”、“方盛”等10家玻璃企业。在具体工作中， 该县做致函“五个强化”：一是强化组织领导，把环保工作作为“一把手”工程，党政主要领导新自抓，人在、政协督促抓，齐抓共管，务求落实。二是强化责任，层层签订目标责任书，把环保工作职责落到实处，加强协调，合力推进。三是强化执法，严格落实各项环保政策法规，依法打击违法排污企业和各种违反环保规的行为，积极开展各种专项行动，增强执法实效。四是强化化宣传，加大环保法律法规的宣传教育力度，推进群众的观念转变，树立环保意识。五是强化队伍建设，真正建立一支来则能战、战则能胜的高王素质环保队伍。（2）企业及项目的本身条件公司现有还原炉38台，为散煤直接燃烧的反烧式炉窑。其燃烧时火焰翻过挡为墙，由上而下通过还原罐进入吸火孔，再由吸火孔进入烟道，排入大气中。由于火焰在还原炉内停留时间很短，大部分热能被白白浪费。根据北京科技大学热能实验室提供的资料表明，这种炉型从烟囱排出的热量，实际上有效热能利用率仅有大约8%左右，而且高速烟气会带走大量烟尘扩散到大气中，因此老式炉窑不仅热效率低下，而且严重污染了环境。为了改变企业这种高能耗、高污染的生产方式，保护环境、降低生产成本和减少能源消耗，决定对原炉进行改造。企业现有4个金属镁厂、1个镁合金黄色厂，原有的土地和公用工程等设备完全可以支持镁还原炉的改造，燃料方面利用发生炉煤气作为新的蓄热式镁还原炉的燃料。镁业有限公司借鉴国内外先进的生产工艺结合本公司实际生产经验通过不断的技术改造，应用先进的蓄热技术及回转窑竖式预热器使能耗降低至吨镁消耗能源。采用高风温燃烧技术节能50%。采用高风温燃烧技术(High Temperature AircombustionHTAC或High lypreheated AircombustionHPAC)亦称无焰燃烧技术(Flamelesscombustion)是20世纪90年代开始在发达国家研究推广的一种全新型燃烧技术。它具有高效烟气余热回收，排烟温度低于100，高预热空气温度，空气温度高于900，低NOX排放等多重优越性、节能50%以上，国外大量的实验研究表明，这种新的燃烧技术将在近期对世界各国以燃烧为基础的能源转换技术带来变革性的发展，给各种与燃烧有关的环境保护技术提供一个有效的手段，燃烧学本身也将获得一次空前完善的机会。该技术被国际公认为是21世纪核心工业技术之一。“蓄热式燃烧还原炉”的优势蓄热式燃烧还原炉大幅度提高了烟气余热回收的效率。使助燃空气预热到了与炉膛温度接近的高温(1000)，而排烟温度则降至100以下，使烟气带走的热损失为5%左右。从而大幅度降低还原炉煤气的消耗量，提高了还原炉热效率，相比传统还原炉节能达50%以上，减少了二氧化碳气体及低NOX排放、是节能环保的新还原炉燃烧技术，达到了节能减排，保护环境的目地。蓄热式燃烧还原炉形成与传统烧嘴喷出火焰完全不同的火焰，为高温下的弥漫燃烧、火焰辐射能力加大、无局部高温创造出炉内优良的温度场分布，同时，由于助燃空气达到了很高的温度，燃料的着火和燃烧的稳定性得到极大改善，可以使常温空气助燃条件下难以燃烧的低热值等劣质燃料得以快速着火并容易形成稳定燃烧的条件。从而提高产量，延长还原炉的使用寿命。采用贫氧燃烧方式，使还原罐的氧化大大降低，还原罐的使用寿命延长。生产吨镁焦炉煤气耗气量降至5000m3以下.易威镁业通过3年来对蓄热式燃烧还原炉的实际操作，公司对还原炉炉型的结构，燃烧方式，管路系统，蓄热室做了重新设计，又研发了第三代更为先进，节能，环保的蓄热式燃烧还原炉炉型，可比原蓄热式燃烧还原炉炉型节能20%以上，炉膛温度偏差小于5度，产量可提高10%，料镁比下降为6.2以下。使产量，质量，料镁比及回收率有了更进一步的提高。易威镁业白云石的煅烧是采用回转窑煅烧，为了解决烟气除尘及节能问题，在经过多次的考查和试验后，选用了在回转窑尾部加装先进的竖式预热器。8个推料装置依次循环推料以达到加热目的，加装竖式预热器使进窑石料温度能预热到850以上，后烟气经竖式冷却除尘器，烟气排放温度可降底至200以下(传统的回转窑，排放温度在650以上)，使烟气带走的热损失为8%左右，并可使产量提高10%左右。通过一系列的技术改造，易威镁业在节能降耗、环保方面、取得了显著的效果，使生产吨镁焦炉煤气耗气量降至5000m3以下。蓄热式镁还原炉是利用高温空气燃烧技术设计的一种新型的节能环保型镁还原炉技术，在我国尚未实际应用。本次项目由北京恒拓能源与环境工程技术有限公司提供技术，经宏富公司近半年的实验和多次改进，目前该技术已成的还原炉投产后节能与环保效果显著。1.2.2项目建设的必要性作为我省一家大型民营企业的同翔金属镁有限公司始建于1995年，是全国最大的原镁生产企业。与国内大多数原镁生产厂家一样，同翔公司一直以“皮江法炼镁工艺”进行生产。然而，该工艺存在的资源和能源消耗高、技术提升慢、产出率低，而且环境污染较严重等问题，已成为企业持续发展的瓶颈。为此，同翔公司专题研究“皮江法炼镁工艺”综合利用，将目光锁定在优化工艺、节能降耗、清洁生产上。在“皮江法炼镁工艺”流程中，还原炉是金属镁冶炼中应用数多、能源消耗大和作业时间长的生产设备，因此也是改造潜力最大、实现节能降耗的关键所在。2003年，同翔公司自行设计了配备自动换吸系统装置的蓄热式还原炉，将蓄热体“移植”到还原炉上。经过3个月运行试验后，技术人员惊喜地发现，在同等产量的基础上，该还原炉节能效果明显并能有效控制还原过程中的污染排放。其工作原理是：在还原炉上分别设置两个充满蜂窝状陶瓷蓄热体的蓄热室。在换向系统的作用下，通过间隔一定时间有序进出两蓄热室的风量进行热交换；使得改造前由炉壁吸附和烟道排出的无功热值，经蓄热体一呼一吸的换吸作用而在蓄热室内储存，同时又随着两蓄热体之间相互有序的风量换切，再连续不断地输入炉膛内与新的煤气混合燃烧。如此，在周而复始的风量换切和热交换中形成了高温空气燃烧的还原环境，实现了煤气充分燃烧、极限回收余热、减少废气排放等节能降耗目标。蓄热技术在还原炉上的应用，使得炉中形成的燃烧空气达到1000以上，而排烟温度降至150以下，余热的回收利用达到了极限。仅此一项技术，就使同翔公司吨镁综合能耗由10.5吨标准煤下降为改造后的5.5吨，节能率达47.6%，还原循环时间减少了半个小时，大幅降低了烟气的排放浓度和排放量，达到了国家环保要求。按照该公司年生产金属镁10万吨计算，每年至少可节煤55万吨，并使吨镁生产成本降低1000元以上。截至2007年底，该公司已投入大量资金陆续完成了200台蓄热式煤气还原炉，234台可控式煤气煅烧炉（竖窑）的全面改造等。该公司在本企业内迅速推广综合利用技术以来，不但减少了污染和能耗，而且实现了增收超过3000万元的经济效益。本项目为环保改造项目，项目的建设不但具有很好的经济效益更具有很大的社会意义。本项目的建设能够大量的节约煤资源，减少了热能损失，提高了燃料的利用率，更使得原本排放到大气中的烟尘等污染大大减少，从经济效益上来说变废为宝减少了浪费，且节省了大量的燃料方面的投入；从社会意义上来说大大减少了污染物的排放并且节省了有限的资源，为自然环境的维护和社会良好的发展起到了自己的作用。因此本项目的建设很有必要，并且希望能够尽快实施。1.3编制依据及研究范围1.3.1编制依据（1）委托书：（2）厂家提供的基础材料；（3）山西省环保局环保专项资金项目可行性研究报告基本内容；2、项目目标及效果分析2.1国家发展规划以及有关政策法规(1)国家发改委第40号令发布的产业结构调整指导目录(2005年本)，2005年12月2日。本技改工程通过炉窑工艺改进，燃煤改燃气、利用回转窑烟气余热分解白云石、还原炉蓄热交换工艺、射流真空技术属于资源节约综合利用技术与环境保护，本可研中建设的炉窑改造节能降耗工程，属鼓励项目。（2）国务院颁布关于环境保护若干问题决定1996年8月，明确规定技改项目，要提高技术起点，采用能耗物小，污染物排放量少的清洁生产工艺。本项目运行后，可以降低原料消耗，减少污染物排放，特别是山西处于SO2 严重污染区，减少SO2排放，推行新的生产工艺符合国家政策。（3）山西省发展改革委发布的山西省产业指导目录（2006年本）2006年1月6日，本项目属于产业政策鼓励项目。2.2生产现状及存在有其他问题 山西省是全国乃至世界生产镁及镁全金最大的省份和地区，镁业在山西省产业结构调整计划中，与不锈钢和铝为主的新材料一起被列为重点扶持的优势产业之一，已成为山西省第三大出口创汇产业，对山西经济发展做出了很大贡献。山西省镁工业的根本优势来源于丰富的矿产资源、廉价的能源以及低成本冶炼技术的采用。山西省普遍采用皮江法炼镁工艺，单位投资成本和运行成本低于其他镁制取工艺；同时，由于白云石、煤炭及其他相关原料价格便宜，所以，山西镁生产总成本较低，形成了山西省镁的市场竞争优势。 闻喜县八达镁业有限公司作为闻喜县镁冶炼企业一个具有典型性的企业，现有的较为传统的平窑煅烧工艺，平窑煅烧产生大量高温烟气经除尘器除尘后直接外排；煅烧后的高温煅白经简单敞开工降温后，送入制备车间；还原炉精炼炉型结构不尽合理，炉窑烟气经沉降室降温初步沉降后，经除尘器除尘后排放；真空热还原需要真空滑阀泵消耗大量的电能；较为落后直接燃煤工艺，环保措施不彻底。2.3本项目拟实现的目标和预期的效果 本工程建成后，还原炉、煅烧炉由燃煤改燃气，白云石煅烧由竖窑改为回转窑，还原炉改为蓄热式还原炉，利用回转窑高温烟气和煅白高温预热空气、改变真空方式，以及完善环保措施，具有较大的节能效果和环保效益。1、每年节约标煤45048吨，使得该项目节能效益更加显著。2、每年避免烟尘排放220.7吨、二氧化硫排放201.8吨,环境效益和经济效益明显。2.4清洁生产可持续发展角度阐述项目建设的必要性山西作为全国重要产煤区使地方经济长期依赖以煤为能源的生产模式。企事业单位受这种模式的影响，造成了能耗大、污染大、发展滞后的局面，直接限制了企业的可持续健康发展。本项目燃煤改燃气、实施炉窑技术改造、改变真空方式，使用采用热交换技术，对生产全过程进行控制，提高节能利用效率，减少污染物排放，降低了生成本，采取减污、降耗、节能的生产方式是企业实施可持续发展战略的重要组成部分，符合国家发改委产车结构调整指导目录（2005年本）的相关政策要求，属于产业政策鼓励项目，从产业政策、清洁生产和可持续发展角度分析是可行的。2.5总量控制、达标排放、减少排污和治理效果本工程工艺方案已经有成功的运行范例，且该工艺技术先进、成熟可靠、安全适用、经济合理。大型回转窑、预热解窑、高温煅白冷却器、还原炉炉及蓄热交换系统改造、射流真空工艺、二段式煤气发生炉在镁行业虽是新设备，但经过连续试验和类似镁行业使用，运行效果非常理想。本工程建成后，每年节约标煤45048吨，避免烟尘排放201.8吨。3、工程改造技术方案项目改造前，在运行过程中存在燃烧方式不合理、炉窑结构落后、真空提取能耗高、节能措施和环保措施不完善。本次治理项目主要针对八达镁业平窑煅烧工艺不做调整，不涉及本项目的建构筑物维持现状，生产设备扩充和无关本项目和土建工程不进行罗列。本次节能改造项目包括以下内容： 竖窑改回转窑 还原炉改双蓄热式还原炉 精炼炉改双蓄热式精炼炉 燃煤改燃气 机械真空泵改蒸汽射流 原料车间改造 自动化控制系统建设及配套设施设备等工程建设。3.1改造后厂区总体规划及生产现状 镁业有限公司借鉴国内外先进的生产工艺结合本公司实际生产经验通过不断的技术改造，公司所有的生产镁产品的工厂均采用焦化厂的排放煤气，应用先进的蓄热技术及回转窑竖式预热器使能耗降低至吨镁消耗焦炉煤气5000m3以下。采用高风温燃烧技术节能50%1公司位于山西省闻喜县郭家庄镇柏林村，交通运输较为便利。 本次炉窑改造技术升级工程式只在项目范围内进行，不涉及该项目的维持现有建筑物，不做调整。项目内容包括：a)回转窑系统：回转窑4.364m，预热分解窑10.83.8m、竖式冷却器4.04.08mb)双蓄热还原炉及燃烧系统：13台双蓄热还原炉，26m3蓄热体c)双蓄热精炼炉及燃烧系统：3台双蓄热精炼炉、6m3蓄热体d)射流真空系统：10台28000/LS射流真空泵、1台SHF10-1.25锅炉e)煤气制备系统：2台3.4m 二段式煤气发生炉本次新建项目主要为回转窑（回转窑、预热分解窑、竖式冷却器）、双蓄热还原炉及燃烧系统、射流真空系统、煤气制备系统等建设，所用土地较为平坦，无明显高差，结合地形合理确定标高，满足生产和运输要求，力求填挖土方平衡，减少生态破坏。厂区污水排放采用暗沟排放式，排入厂内污水处理系统。厂区雨水排放采用地面排放式，排入厂区外排水沟。厂区道路、广场采用混凝土路面，防止起灰、扬尘污染环境。为了美化厂区环境，利用建筑物四周，道路两旁种植树木、花卉、草坪，形成三级绿化体系，创造优美、舒适的生产环境，充分体现现代化生产企业风格。2现有生产设施现状（1）生产工艺流程本次金属镁炉窑改造技术升级节能减排项目仍采用热还原法冶炼金属镁，改造范围为燃煤改燃气、炉窑改造、改变真空方式，余热交换技术、煤气制备。主要生产过程包括白云石煅烧、配料、粉磨、压球、还原、精炼、清洗包装以及辅助工序等环节，与现有生产工艺基本一致。生产过程包括预热、熔化、精炼保温、铸锭、表面处理等环节。金属镁工艺流程及污染物排放分别见下图。现生产工艺流程图（2）主要工艺装置、原辅材米消耗及公用工程设施 A主要生产选型现有工程主要设备明细表序号名称型号及规格数量1平窑5.11412（座）2还原炉34支/座20（座）3电力真空泵50（套）4循环冷却水系统包括冷却塔泵5（套）5碱洗塔N烟尘:96%,NSO2:75%2（台）6鄂式破碎器2504004（台）7球磨机1.86.4 m3（台）8压球机6002502（台）9精炼炉3（台）10精炼锅0.53（台）11铸锭模4（套）12酸洗池113变压器250KVA214地磅20t115其他提升机、清水池B原辅材料消耗生产使用的原辅材料、包装材料及用量详见下表。序号原材料名称吨产品消耗（t）年消耗量（t）1白去石161920002硅铁1.25150003萤石粉0.15180042#溶剂0.1113205硫磺粉0.004486硫酸0.002243.2工艺方案3.2.1金属镁生产工艺流程金属镁生产采用热还原法生产, 白去石为原料，硅铁和少量萤石为辅料。先将原料白云石破碎后置于回转窑内煅烧,使原料中的碳酸钙、碳酸镁失二氧化碳化为氧化钙、氧化镁；再按一定比例加入还原剂硅铁和催化剂萤石于煅烧后的白云石中，将三者混匀磨成干粉高压制球，置于还原炉内加热。耐热钢罐物料中炎焰加热下呈熔融状态，硅铁中的硅原子将氧化镁中的镁离子还原为金属镁，高温下金属镁呈气态，冷却后结晶生成粗镁，加入2#溶剂经精炼后生成金属镁。3.2.2白云石煅烧工艺1、煅烧工艺1040mm的白云石原料经筛分由大倾角皮带输送机送入竖式预热器顶部料仓。竖立预热器受料仓中物料经加料管送入预热器箱体内。白云石在预热箱体内缓慢下移，并经1000011000C的窑尾热气预热到9000C左右。回转窑通过安装在炉窑部烧嘴，向窑内提供高温预热源，高温煅烧使用白云石在115012000C发生的MgCO3热分解反应。煅烧115012000CCaCO3MgCO3 CaO+Mg0+CO2生成金属镁还原所需的Mg0、Ca0。煅烧后的白云石在竖式冷却机内冷却，冷却空气由二次风机提供。二次机机提供的冷却空气一方面把进入冷却器的煅白温度降至1100C以下，同时该冷却空气也被加热至7000C以上，作为燃烧系统的助燃空气。冷却后的煅白经竖式冷却机下部的振的卸出，经由板式输送机及斗式提升机转运至储库进行储存。 预热器出来的烟气，直接进入布置进行除尘，经除尘后的废气粉尘含量低于80mg/NM3，完全满足国家环保有关要求。白云石输送设备的皮带输送机，设有皮带廊来进行密封。白云石筛分及煅烧白云石储存系统设有脉冲袋式除尘器，有效了止煅白入库及卸料，白云石输送筛分时， 所造成的环境污染。白云石煅烧流程见图。 煤粉制备系统选择中间仓式单风机风扫球磨机系统，选用的新技术设备主要有选粉机、高浓度防爆防燃袋式除尘器等，并在车间配备氮氯瓶组推车式灭火器等安全装置，以确保安全生产。 另外，回转窑窑体内衬砌体在高温下随窑壳一起转动，长期处于震动状态，同时还要承受炉料的磨损和撞击。因此，根据加转窑生产特点和各段的工作条件，选择合适材质耐火材料，对回转窑的生产顺行节能非常重要。现采用以节能内衬耐材复合砖厚250mm以降低窑体外表面温度过，提高内衬使用寿命，来达到降低吨煅白耐材消耗及降低能耗的目的。2、自动控制制及仪表系统 上层管理网络 煅烧车间设集中控制室，设置操作站作为操作接口及全厂生产过程娄据的记录，统计生成。 控制系统采用西门子S7300PLC，内置MPI和DP通讯口，现声变频器、直流传动装置采用工业现场总线PROFBUS通讯，实现远程控制。MMI工程师站系统均配以SIEMENS公司WINCC要业组态软件。 实现对整个生产线的在线控制、工艺生产参数设定、各种历史数据的存储分析，并形成种历史趋势记录曲线，为设备故障、质量生产事故分析提供依据；对设备进行必要的操作控制、参数设定修正，动态的显示图画图表，同时具备故障报警、显示、存储等功能。 2）控制方式根据工艺要求共设计两种控制方式：自动控制、现场手动控制。两种方式之间有选择开关相互转换。 3）实时监控系统 现场分别在料坑、预热器顶部、窑头、冷却器底部、出料、风机等处安装摄像头。 4）通讯系统 设电话交换机进行厂内通讯 5）主要的工艺控制参数 一次鼓风机制压力流量； 二次鼓风机的压力流量； 冷却器料位显示； 冷却器顶部温度 出料温度 窑头压力显示； 窑尾温度显示； 窑尾压力显示； 窑体转速； 预热器出口废气温度； 预热器各室温度显示； 预热器推杆时间显示； 预热器料位显示； 除尘器风轴承温度显示； 引风机进口压力、温度； 耦台器进出油温度显示； 耦台器转速显示； 进出料计量显示。323球团制备煅白料中的氧化镁MgO由硅铁还原为金属镁的反应完全程度，取决于物料的粒度、反应温度等，球团制备就是为还原工序准备原料。1、生产方法采用微机配料，带预粉碎的开路球磨机混磨，高压对辊服 压球机制团的生产工艺线。2、工艺流程描述回转窑煅白经库存底卸料装置如棒阀、振动给料机胶带输送机送到预破碎设备，经破碎石同提升机送至料仓；硅铁也经过破碎送至料仓，而萤石则直接参与配料。三种物料，由配机控制按要求比例配料后由皮带机输入磨机进行粉磨，然后压球。物料在破碎、粉磨、输出送、压球过程中的粉尘，采用集气罩收集高效布袋除尘器治理，回收的粉尘返回生产系统使用，制团工艺流程见图。硅铁仓煅白仓微机配料球磨机提升机压球机萤石仓袋除尘器袋除尘器袋除尘器排空排空排空吸尘罩吸尘罩器吸尘器罩器 还原车间配料制球粉磨及压球（配料）工序工艺：煅烧制得的煅白料（煅后白云石）先进行分炼，硅铁、自原料堆场经鄂式破机破碎成1020mm左右的粒料，与萤石煅烧后的合格煅白按照一定的比例（煅白：硅铁：催化剂萤石=100：7.8:0.06）进行混配,后进入球磨机中进行球磨,磨成120目左右的混合粉料.磨好的粉料经斗提机升到压球机,以9.829.4MPa的压力挤压成40左右的椭圆状球体并过筛,筛下小于30的球体和粉料返回重新压球,制成的合格体送还原车间.1、微机配料采用MHS系统小流量高精度微机配料系统（1）MHS静态县挂式失重物特点每运行110min自动测定称体零点一次,保证零点跟踪及时,当零点有异常变化时计算机将提出严重警告,并对该称进行再次校零或者停机.在效解决了传感器的温漂和老化问题带来的计量误差。独特的一分钟同步技术,确保配方的绝对贯彻。传感器信号采集放大部分，包括整个信号控制系统在内，完全实现了输出数字化、模块化。2）镁行业配料专用工业控制计算机主机 采用国际标准工控上架机柜3路系统。 功能强大的四CPU配料专用工控主机板。 标准彩色VGA接口，104键盘。 系统结构全模块化、维修简单化。 输入输出智能经、数字化、远传化。 具有485或232接口能与上位机联网。 使用专门软件能全厂监控系统联网（DOS系统） 合中文友好的人机界面。2、球团质量要求球团的等级标准级别含硅量（%）活性度（%）灼减度（%）一级品12.7Si12.90340.45二级品12.40 Si12.7012.90 Si13.2032活性度340.450.5三级品Si12.40或Si13.20320.5A、物理外观要求球团外观没有明显错位，成球率达到80%85%1、主要设备据国内外同行业调研，煅烧设备中、小型厂大多采用立窑，中、大型厂采用回转窑，这两种设备互相比较名有有缺点。肖者设备投资较少，运行费用低、占地上，但处理后的中间产品活性较低。且受空气温度影响较大；后者正好相反。本项目煅烧主要设备如下一步：B、煅白部分阶段：回转窑提升系统组成都市，产出的煅白活性度大于28%。C、制粉部分：管磨机、球磨机（风选磨）及圆盘给料机组成。D、压球部分：由螺旋输送机、材料、压球机、滚筛和秤等组成。324粗镁还原1、工艺生产过程将制成的小球装入还原罐中，装入挡火板，将罐口密封好，启动射流喷射泵产生真空，使整个真空中楼阁系统达到5Pa以下。还原炉用发生炉煤气作为燃料，加热到11501200。C 时，球体呈熔融状态，萤石的催化作用下，硅铁中的硅原子将氧化镁中的镁离子还原为金属镁。高温下的金属镁升华成金属镁蒸汽，在还原罐头部被冷却，使镁蒸汽凝成为固体粗镁。一般反应时间12小时，当球体中的MgO被全部还原成金属镁，将还原罐盖打开，靠液压机将金属镁取出。还原罐中剩余的废渣由人工取出，拉倒火坑，向废渣喷水以防止灰尘扬起。 还原炉内高温烟气通过蓄热焕热器后，由管道引入脱硫除尘器脱硫除尘一排放。结晶器冷却进入厂内循环水池，一部分外供采暖及生活之用。2、硅热法还原机理硅热法还原主要化学反应如下过程如下：众所周知，多种元素包括Si、Al、Ca、Mn、Li、在一定条件下，都可以从MgO中还原得到金属铁，其反应通式为：mMgO+nMe=mMg+MenOm(1)Go还原=Gosio2-GoMgo (2)通过对2CaO-2MgO-Si反应系统的平衡蒸汽压测试得出： （3）由上述（1）（3）式可以看出其不意：降低反应气相中得镁蒸汽分压，或使反应生成的SiO2和碱性物质结合成的炉渣，都可以降低还原金属镁的温度。因此工业生产中使用硅铁FeSi75做还原剂、抽真空、加矿化剂CaF2等措施来保证向生成金属镁的方向进行。理论上，硅热法生产镁的还原温度要求110011500C，真空度要求100150Pa，但实际生产考虑到诸多传热、加热方式等原因，还原炉温度控制115012000C，真空度控制在810Pa范围内。3、八达镁业还原炉双蓄热技术及炉型结构新工艺以冷净煤气为燃料，采用蓄热式燃料技术，以煅烧白云石为原料，以硅铁做还原剂、萤石为矿化剂，在真空条件下还原反应的硅热法炼镁工艺。高效蓄热工燃烧和余热回收技术被称为“HTAC”高温燃烧技术：该技术和传统的余热回收技术相比，有着无与伦比的特点，是90年代，在发达国家普通推广应用的一种全新燃烧技术。它具有高温烟气余热回收和空气预热，以及燃烧噪音低，炉内温度均匀，过热过烧小，低NOX排放和减少温室效应等多种优越性。近十年来，“HTAC”技术已广泛应用于钢铁、冶金、化工、机械、陶瓷等工业部门中的各种工业加热炉，并已迅猛发展的势头，实现了多蓄热式烧嘴切换燃烧时的极限余热回收和超低NOX无焰燃烧技术，余热回收方式也从以往的集中式改进为分散式回收方式。温度控制更易于实现，分离组合式燃烧器形成了各自独立通路，提高了每个国际工业界和科学的广泛关注，节能效果十分显著。还原采用高温空气后，可将空气温度预热至100011000C，炉子热效率高达5065%，排烟温度隆至1000C以下，预热回收率85%，节能3550%。蓄热式技术为低空气系数燃烧，可减少炉气对还原罐的氧化，其过热燃烧损大大减少，还原罐使用寿命延长，并可大大降NOX的生成，减少温室气体排放，保护了环境。炉体温时间快，普通耐火材料炉衬从冷炉不加料升至12500C仅需45 min，大大缩短了开炉升温时间，炉内火焰铺展性好，提高了加热质量，且有自动监测火焰功能，操作方便，安全可靠。节能环保不仅是企业发展的需要，而且是对社会负责任的表现。炉前操作条件优越，维护方便，维护量小。蓄热式燃烧技术改变了原还原炉加热方式，推动了金属镁行业炉窑技术的发展，节约了能源，治理了环境，实现了自动化控制，一次投资，永久收益，是一个利国利民的大好事。还原炉炉型结构改造，炉墙改为复炉墙，还原罐罐口、支撑均采用现场浇注，增强了炉体的严密性，降低了炉墙散热损失，延长了炉体寿命。选用现行业比较先进且应用已经十分成熟的扒渣、清渣机。该机经几年来多次走访和银光多次模拟试验改进，现已解决了多项技术难题。由液压电器控制可在炉前轨道方面进退行走，可升降的长臂螺旋可将废渣从罐中清出，彻底解决了因罐结渣而严重影响产量，大大减轻了炉前工的劳动强度。该镁冶工艺装备将使我国镁工业上一档次，并达到世界先进水平，具有节能、降耗、环保、降低劳动度的良好效果。还原炉自动化控制功能描述：a.燃烧控制还原炉内温度可显示在智能仪表上。当出现超温、断偶温差超限地时发出报警信号，提醒操作员检查故障点。 控制系统由燃烧控制柜和换向控制柜组成。由于燃烧控制和换间控制彼此独立，自成系统，使得两个系统可独立调试，非常驻方便，煤气管、空气管流量孔板和电磁调节阀，煤气总管快速切断阀和电动调节阀均匀采用双交叉限幅控制方式，保证热负荷变换时的合理空/燃配比。同时，加入适当的补偿信号，以提高系统的响应速度，在低负荷时调节阀进入非线性段，为防止调节系统振荡，采用开度控制来保证既能稳定工作，又能较好保持空燃比。 蓄热系统换向控制采用了间歇控制，即在蓄热系统换向期间预置相关空气和煤气调节开度不变，这样，在换向完成后，系统能在最短的时间内恢复正常的燃烧控制状态。 b.炉压控制 煤气、空气、蓄热系统通过控制换向和排烟节阀实现炉压控制。c.烟气温度控制 通过控制换向时间和排烟节阀实现烟气温度控制。d. 报警当各参数检测异常时，仪控系统发出报警信号，操作人员可根据故障轻重采取措施，重故障时心须采取燃烧切断。325精炼精炼熔剂粗镁萤石粉、硫磺粉熔化精炼静置浇铸镁锭入库检验合格 1.精炼工序包括熔剂业炼、铸锭和表面处理等地程。由于还原过程生产的粗镁含有一定的杂质，本工序就是将精镁在熔融状态下，加入沉渣剂（2#熔剂，待熔剂熔化后，将还原工段运来的精镁加入精炼锅中，再在粗镁表面加一定量的2#熔剂，加热至6507400，粗镁呈熔融状态，加入的2#熔剂与产品中的杂质形成沉淀物，不断搅拌，使杂质沉入精炼锅底部。澄清静置一段