湖南湘福新型建材有限公司硬石膏制10215;104 ta硫酸废渣联产15215;104 ta水泥技改项目可行性研究报告.doc

湖南湘福新型建材有限公司硬石膏制10104 t/a硫酸废渣联产15104 t/a水泥技改项目第一章 总 论1.1. 概述1.1.1 项目名称 湖南湘福新型建材有限公司硬石膏制10104 t/a硫酸废渣联产15104 t/a水泥技改项目1.1.2. 公司概况1.湖南湘福新型建材有限公司是一家2004年4月注册成立的民营股份制企业，公司注册资金5,200万元，法定代表人刘珍如先生。公司由三部分构成：一是拥有3.9亿吨储量、年开采能力50万吨的两座石膏矿，位于临澧县合口镇；二是投资6,100万元，进行石膏深加工生产各种建筑石膏制品的安福工业园。三是公司计划2008年收购嘉丰建材有限公司。该项目就是对嘉丰建材有限公司水泥厂的环保技术改造。公司现有员工387人，其中各类专业科技人员108人，已形成产、供、销一条龙，集工、贸、科研一体的现代化新型建材企业。2.嘉丰水泥厂始建于一九九四年，二OO一年九月投入试生产运行。该厂位于临澧县合口镇黄陵村第六、第七村民小组，北靠1836省道，南临澧水河，龙旦渠经东厂界汇入澧水。水泥厂占地185亩，总投资5300万元，设计规模20万吨，其主导产品为PO32.5、PO42.5普通硅酸盐水泥。采用湿法旋窑生产工艺。1.1.3. 编制依据和原则编制依据：1. 湖南省地质矿产勘查开发局四三队地堪院提交的湖南省临澧县合口矿区石膏矿详细普查地质报告。临澧县湘福新型建材有限公司石膏矿资源储量报告（2004年4月）2. 湘福新型建材有限公司提供的项目建设有关资料。3. 国家有关对落后产能及生产工艺的有关规定。编制原则：1 从湖南湘福新型建材有限公司石膏矿的实际出发，制定设计方案。在工艺完善先进的前提下，尽量利用和改造现有设备，节省投资，达到节能减排的目的。2设计中特别注意资源的综合利用。当前，我国在石膏的开采中，产生大量的硬石膏被废弃未予使用，而湖南湘福新型建材有限公司石膏矿硬石膏储量丰富，含硫量高，可以作为硫酸生产的主要原料完全利用，并且利用当地的工业废渣作水泥混合材，生产建筑工程需求量大的旋窑水泥。3特别注意环境保护和改善劳动卫生条件，贯彻安全生产的方针。1.1.4. 项目提出的背景、投资的必要性和经济意义1.嘉丰水泥厂2007年生产水泥17.3万吨，工业产值3878万元，工业增加值1030万吨；实物煤耗223kg/t水泥，电耗89kwh/t水泥，综合能耗170kg/t水泥，万元产值综合能耗为7.6吨标准煤/万元，年SO2排放量达到1763吨。根据国家产业政策，该水泥厂属于高耗能、高污染、生产工艺落后，应当关闭停产。为挽救企业及社会资源，解决现有职工就业，增加社会财富，必须对水泥厂进行技术改造。2.湖南临澧县具有丰富的天然石膏资源。据地质报告已探明的石膏储量496,902万吨，其中：合口矿段储量为474,822万吨；歇架矿段储量为22,080万吨。矿层厚度一般在60米左右，单层厚度一般在3.735.5米，矿层厚度大，而且稳定，实属罕见，矿床地质及水文地质简单，开采条件十分优越。湖南湘福新型建材有限公司石膏矿位于合口矿段，已探明的石膏含量为3.9亿吨，其中：硬石膏比例占76%。目前湖南湘福新型建材有限公司已在合口矿段的苍蒲村、双堰村、大堰村建有两座矿井，年开采二水石膏50余万，其中一、二级石膏比例为30%-45%，普膏比例为55%-70%，目前普膏基本上外销，供应水泥厂作缓凝剂；只有一、二级石膏运往工业园进行深加工，生产各种石膏制品；而占储量76%以上的硬石膏被废弃矿井，未加利用。为了增强企业的活力，发展地方经济必须解决硬石膏的综合利用。该矿的品位高，SO3含量高达5058%，结晶水低，镁含量低且不含砷、氟等有害物质，是一种理想的制造硫酸的原料。硫酸是一种基础化工原料，用途十分广泛。目前我国硫酸生产分为两大类：工业烧制酸和烟气回收酸。由于工业烧制酸具有纯度高，透明度高的特点，被广泛应用于食品、医药、化工、纺织、印染等行业。工业烧制酸的主要原材料为硫磺或硫铁矿，而我国硫磺资源短缺，主要依靠国外进口，硫铁矿的储量本来就不大，随着储量的减少，成本不断增加，两种主要原材料的价格不断上扬，硫酸成本越来越高，。现在湖南地区的硫酸市场价格已到1700元/吨以上。如果利用资源丰富价格低廉的硬石膏生产硫酸必然有很强的竟争力。而且用硬石膏制硫酸与磷石膏和天然二水石膏相比更为有利，因为硬石膏中没有磷石膏中的P2O5、F-等有害杂质，没有二水石膏中的结晶水，影响生产的因素少了生产工艺也简化了，在我国石膏制硫酸生产工艺更加成熟的今天，本项目的建设将为拓宽硫资源创出一条新的路子，有着显著的经济效益和社会效益。1.1.5 项目内容1.主要生产原料的改变。即由原来的煅烧石灰石改为煅烧硬石膏，充分利用自有资源，提高资源的综合利用效率。2.生产工艺的改变。即由原来的湿法旋窑水泥生产工艺改为新型干法回转窑煅烧工艺，增加预热器，可使加热煤耗降低1015%。3.增加烟气制硫酸装置。降低环境污染，改变企业产品结构。1.1.5 可行性研究的范围及主要过程研究是从利用湖南湘福新型建材有限公司石膏矿的废弃碴硬石膏（SO3含量50-58%），进行研究生产硫酸和水泥的可行性，今后开采矿石的品位高，将为企业留有发展余地。以及全部工程的技术经济的可行性，项目建设投入和产出的关系。为了熟悉了解本项目的技术特点和建设内容，湖南湘福新型建材有限公司的领导和技术人员专程去山东对磷石膏和天然石膏制硫酸联产水泥的生产单位进行考察，吸取他们的经验和教训，统一了思想认识，认为用硬石膏制硫酸是充分利用本地资源的最好途径，可有效缓解湖南及周边地区的硫酸紧张状况，项目具有良好的经济效益和社会效益。1.2. 主要技术经济指标表主要技术经济指标表序号项 目单 位数 量备 注1生产规模 硫酸(以100%H2SO4计) 水泥熟料硅酸盐水泥 P.F. 425吨/年10.0010410.00104 15.151042占地面积平方米78，3383装置定员人 2994项目总投资 (1). 基建投资其中: 硫酸装置 水泥装置 公用工程 土建工程其他费用 (2). 建设期贷款利息 (3). 流动资金万元13,565.1011,990.952,947.842,727.111,422.601,262.39 2,340.99647.961,574.155主要原料消耗 硬石膏 焦炭末 工业炉渣(混合材料) 二水石膏吨/年 155,000 10,500 49,100 6,1006燃料及动力消耗 煤炭 电 直流水 循环水吨/年度/年吨/年 3159020.95107 27.6104 84.81057运输量 运入 运出 合计吨/年28.1510425.20104 53.351048工艺设备台数 定型设备 非定型设备 合计台150 552059土建三材用量 钢材 木材 水泥吨立方米吨 1,260180 7,80010年销售收入 硫酸 水泥万元 16,371.0312,564.10 3,806.93平均年收入11年总成本费用万元 8,103.85年平均值12年销售税金及附加费万元 2,328.413年销售利润总额万元 8,094.7所得税后14投资利润率% 44.7515投资利税率% 59.6716财务内部收益率 IRR IRR%41.2956.84所得税后所得税前17投资回收期 所得税后Pt所得税前Pt年3.252.75含1年建设期18财务净现值（I=12%） 所得税后NPV所得税前NPV万元15926.24 24727.0319贷款偿还期年 2.37含1年建设期20产量盈亏平衡点（生产能力利用率）% 14.33第二章 需求预测2.1 湖南省市场情况及预测2.1.1 硫酸据了解2007年全国的硫酸产量为5200万吨，需求量约5500万吨，缺口很大，国际硫磺价格已达到6000元/吨，依赖进口硫磺制酸的企业已停产关门。湖南省硫酸生产能力为145万吨/年（未计冶炼气制酸），2007年实际产量为125万吨，主要是受原料硫铁矿供应不足的影响，生产能力未能充分发挥。通过调查与湖南省湘西自治州接壤的贵州铜仁和重庆秀山一带是电解锰的生产基地，每吨电解锰要消耗硫酸22.2吨，用酸量很大，随着生产量的扩大，硫酸需求量也在增加。本项目的建设场地与上述地区相距不远，铁路运输十分方便。此外，天然石膏制得硫酸不含As、F-及其他重金属等有害元素，在食品、医药行业也有广泛的用途 。湖南湘福新型建材有限公司也拟建设其他化工企业，发挥基础产品的价值,所以硫酸的销售路径是宽广的。2.1.2. 水泥我国的水泥工业在国家发展大型新型干法回转窑的方针指引下有了迅猛的发展，一些能耗高产品质量不太稳定环境污染严重的立窑企业被淘汰。湖南省尚有一些立窑企业，在当前建筑工程要求水泥质量不断提高，市场竟争激烈的情况下也将被淘汰。本项目生产的是回转窑熟料，水泥生产规模小，因为主产品是工业生产需要的硫酸，其废渣是生产水泥的熟料，年产水泥15万吨，在发展中的常德地区销售市场是没有问题的。2.2 产品价格分析硫酸作为一种基础化工原料，广泛用于国这经济各个领域，其市场需求量长盛不衰。自2007年下半年以来，我国硫酸市场发生了很大的变化，硫酸产品供不应求，硫酸价格不断上涨，目前湖南硫酸市场价格在1700元/吨，且必须先预付货款，再安排生产。由于世界硫磺价格的继续攀升和硫铁矿储量的持续下降，硫酸的市场价格将长期稳定在1400元/吨以上波动，回落的可能性很小。考虑到生产的旺季和淡季的差异，本项目定价为1500元/吨（浓度98%H2SO4）。当地旋窑P.O 42.5R水泥市场销售价格为300320元/吨，本项目生产425粉煤灰硅酸盐水泥预计价格为300元/吨。 第三章 产品方案及生产规模3.1 产品方案本装置生产92.5%或98% H2SO4，产品符合GB/T5342002标准。生产粉煤灰硅酸盐水泥P.F.425，产品质量符合GB1752007标准。3.2. 生产规模年产硫酸10104 t(以100%H2SO4计，公称能力)。年产粉煤灰硅酸盐水泥P.F.425 15104 t (公称能力)第四章 工艺技术方案4.1 国内、国外石膏制硫酸工业发展的概况第一次世界大战期间，德国硫酸生产所需的硫铁矿来源中断，不能再从西班牙进口，于是转向利用国内丰富的天然石膏资源生产硫酸。1916年建成了一套日产40吨硫酸联产40吨水泥的工业试验装置，经过三年的探索于1918年转入正常生产。在此基础上，先后在德国、波兰、奥地利和法国等地建设了20多套石膏制硫酸联产水泥的大型装置。到70年代由于湿法磷酸工业的不断发展，为处理磷石膏奥地利、英国、德国转向用磷石膏生产硫酸及水泥。生产工艺有典型的穆勒-库内工艺（即干法中空回转窑煅烧工艺）及林茨-克鲁伯工艺（即带预热器回转窑煅烧工艺），最大单系列规模350t/d硫酸。详见世界石膏制硫酸及水泥生产情况一览表。我国早在六十年代就进行了石膏制硫酸联产水泥的开发研究，由建材部和化工部共同组织，利用太原天然石膏和昆阳矿付产磷石膏，在1.020m回转窑进行了煅烧试验,历经一年半,基本上解决了原料选择、石膏脱水、生料配制、生料煅烧、窑气净化等技术问题,得到的水泥熟料标号在425以上,窑气中的SO2浓度可达到8%。在此基础上化工部安排在云南磷肥厂建利用磷石膏生产10万吨硫酸联产10万吨水泥装置。八十年代末山东省无棣硫酸厂（现鲁北化工厂）在化工部和山东省化工厅支持下进行了盐石膏、磷石膏和天然二水石膏的工业试验，通过了有关部门的鉴定。山东省决定在枣庄峄城磷肥厂建利用天然二水石膏生产2万吨硫酸联产3万吨水泥装置（简称2-3工程），化工部决定在鲁北化工厂建3万吨磷铵利用磷石膏制4万吨硫酸联产6万吨水泥示范装置（简称3-4-6工程）。3-4-6工程建成后生产正常，取得了显著的经济效益和良好的环境效益社会效益，于1992年通过了化工部验收，并决定在优秀的磷肥企业中进行扩大试点，1992年至1996年先后在四川省什仿化肥总厂、银山磷肥厂、山东省鲁西化工总厂、莱西磷肥厂、沈阳化工总厂和河北省遵化化肥厂建成了六套3-4-6装置，至今十多年来鲁北、银山、莱西、遵化的装置仍正常生产，莱西磷肥厂（现青岛东方化工总厂）4-6装置能力目前已达到6.5万吨硫酸8.1万吨水泥，其余厂（包栝云南磷肥厂）由于市场原因已停产或转产。枣庄2-3装置于1991年建成投产，1995年生产水泥熟料1.9万吨、硫酸1.85万吨,取得了较好的经济效益，后来由于外购石膏价格高硫酸销售不畅，企业负担过重而于1998年停产，连续生产六年多为天然石膏制硫酸积累了一定的经验和教训。“八五”期间国家计委和化工部组织了磷石膏窑外分解技术的科技攻关，由鲁北化工总厂、南京化工学院和山东省建材工业设计研究院联合承担，在完成理论研究、模型试验的基础上，鲁北化工总厂自行完成了年产20万吨硫酸联产30万吨水泥工业装置的建设，并且通过了国家验收。但是这套装置并未推广。应该说国内石膏制硫酸联产水泥的技术已经超过了国外的水平，根据我国国情仍然具有十分现实的使用价值。世界石膏制硫酸及水泥生产情况一览表：序号国 别主要原料硫酸生产能力回转窑台数规格 备 注1西 德无水石膏1.3104/a1-2.550m1918年投产2东 德无水石膏16.5104/a4-3.270m1938年投产 3东 德无水石膏28.7104/a4-3.280m1959年投产4英 国无水石膏24.0104/a1-3.4/3.8120m1926年投产5英 国无水石膏37.0104/a5- 3.470m1952年投产6英 国无水石膏16.0104/a2- 3.8110m1953年投产7法 国二水石膏2.5104/a1- 3.260m1938年投产8波 兰无水二水10.0104/a2- 3.882.4m1951年投产9奥 地 利无水石膏或磷石膏7.0104/a1- 3.470.0m1954年投产10印 度无水石膏2.1104/a1953年投产11巴基斯坦无水石膏3.6104/a1954年投产12南 非无水石膏或磷石膏350t/d1-4.4107.0m带立筒预热器1972年投产4.2. 石膏制硫酸联产水泥对原料的质量要求4.2.1 主要原料-硬石膏用磷石膏生产由于其含有P2O5、F-等有害杂质对CaSO4的分解和熟料的烧成都有一定的影响，严重时会使CaSO4的分解率降低，窑气中SO2浓度不达标,硫酸装置不能正常生产,因此对磷石膏的质量有严格的要求。天然石膏没有有害杂质，应用就简单的多，而硬石膏比二水石膏还省去了脱去1518%的结晶水的工艺环节，所以硬石膏是最好的原料。国外一些工厂生产用石膏的质量情况如下表：工 厂 名 称CaSO4%SO3%MgO%德国woifen96.599.556.758.50.10.2波兰wizob技术要求89.752.8实际成分98.254.8英国whitehaven889551.855.8奥地利 Linz86.350.8根据山东枣庄2-3项目生产经验,石膏中的SO350%、MgO2.5%就可满足生产要求,当然SO3含量越高越有利于生产,对硫酸装置的配套更经济。本项目的控制指标为：SO3 50% CaSO4 85% MgO2.5% 根据湖南省地质矿产勘查开发局四0三队地堪院提交的湖南省临澧县合口矿区石膏矿详细普查地质报告，本矿的苍蒲矿段第矿层矿层的厚度3947.36m，一般为40m左右，硬石膏的储量为16405.42万吨，矿石质量好，石膏+硬石膏平均品位75.2080.26%，单样含量最大92.56%，MgO含量平均为1.97%,Na2O 0.52%,K2O 0.52%,矿界西段下部矿层的矿厚与矿质优于东段。综合分析本矿的硬石膏品位符合本项目的要求。4.2.2 还原剂-焦碳 焦碳作为CaSO4的还原剂要求固定炭的含量80%，挥发分5%。为了降低生产费用减少生产工序，可选用比较纯的焦碳末。为降低生产费用也可使用固定炭含量高挥发分小的无烟煤。4.2.3 其他辅助原料 与一般水泥生产用的原料相同，砂岩用于调节生料中SiO2的含量，黏土、铁粉用于调节生料中Al2O3、Fe2O3的含量。可以利用河沙或工业锅炉排放的炉渣，要求水分5%。4.3 配料设计窑气成分及物料平衡表4.3.1配料设计要求为使窑气中的SO2浓度达到810%（出窑干基），水泥熟料矿物组成C3SC3A的含量接近60%，熟料标号达到硅酸盐52.5以上，并使熟料中的低熔矿物C4AF尽量少，以有利于CaSO4的分解。根据石膏制硫酸联产水泥的生产经验，熟料的率值设计为：石灰饱和比 KH 0.860.02硅 酸 率 SM 2.20.2铝 氧 率 IM 2.80.2生料中 SO3 42% C/SO3 0.650.024.3.2原料燃料的化学成分湖南湘福新型建材有限公司石膏矿硬石膏的成分和选用辅助原料的化学成分，烧成用煤、焦碳的灰分分析列于下表：名 称LOSSiO2Fe2O3Al2O3CaOMgOSO3硬石膏4.500.680.150.3237.542.5050.6598.34砂 岩2.8086.341.337.150.300.1298.04黏 土11.9061.065.2212.386.602.7099.86铁 粉3.6116.7567.267.762.5597.89矾 土13.8616.774.7359.731.190.8097.08煤灰分61.0612.6717.045.621.3298.71焦炭灰分53.808.4631.483.902.0599.72烧成用煤、焦碳的工业分析列于下表；名 称挥发分%灰 分%固定炭%水分%热值KJ/Kg焦炭末4.9517.9276.051.08煤 28.9615.6853.871.4926,9024.3.3熟料烧成热耗及煤灰分掺入量由于煅烧的主要原料为无水石膏，与磷石膏相比无结晶水的脱水热消耗，经计算熟料的理论形成热减少170KJ/Kg，单位熟料的料耗也减少510%，本设计中采用了近几年开发成熟的节能新技术，熟料的热耗为7100KJ/Kg（1700Kcal/Kg），煤耗为：0.27Kg/Kg，煤灰分掺入量为：4.60%。4.3.4原料配比及生料成分 经配料计算各原料的配比和生料的化学成分如下：硬石膏 84.1% 砂 岩 8.3%掺合料 2.1% 焦 炭 5.5%生料的化学成分名 称losSio2Fe2o3Al2O3CaOMgOSO3C配合生料5.058.900.972.8632.182.3642.5997.914.18 生料率值:石灰饱和比 KH 1.088硅 酸 率 SM 2.32 铝 氧 率 IM 2.95 炭 硫 比 C/SO3 0.664.3.5. 熟料矿物组成及窑气成分在回转窑煅烧正常热工制度稳定的条件下，熟料的矿物组成可以达到以下指标： C3S 42% C2S 28% C3A 14% C4AF 7.0% SO3 1.0% CaS 1.0%FCaO 1.0%水泥熟料的物理性能符合生产GB1751999硅酸盐水泥42.5号的技术要求。回转窑内CaSO4的完全分解率96%，出窑窑气的SO2浓度 8.5%(干基)，考虑窑尾有510%的漏风，进入制硫酸系统的窑气指标为： 窑气量 2.923NM3/Kg熟料 (回转窑产量12.5t/h) 35640 NM3/h 含水量 5.79% 温 度 350 压 力 -2000Pa 含尘浓度 10g/ NM3 窑气成分(干基,含窑尾漏风) CO2 20.32% SO2 8.0%N2 68.98% O2 2.68% CO 0.20% SO3 0.04%4.3.6. 物料平衡表96名称配比含水量%损耗%实际消耗定 额t/t熟料物 料 平 衡 量 （T）备 注干 燥 的含 水 的干的含水每小时每 天 每 年每小时每 天每 年硬 石 膏84.10.41.01.541.5519.24462.0 153,920 19.33463.9154,620砂 岩 8.33.03.00.150.16 1.90 46.015,200 1.93 46.4 15,460掺 合 料 2.13.03.00.040.04 0.48 11.53,840 0.52 12.4 4,140焦 炭 5.53.03.00.100.10 1.26 30.210,080 1.29 30.9 10,300生 料1.8322.88549.7183,040熟 料66.01.0012.50300.0100,000年运转8000小时 二水石膏 4.00.06 0.78 18.26,060 0.78 18.4 6,120水泥配合比粉 煤 灰30.08.00.450.49 5.68136.445,456 6.13147.2 49,100水 泥18.94454.54151,500烧成用煤8.03.00.243 3.04 72.924300 3.2778.5 26190烘干用煤8.03.00.05 0.63 15.05,000 0.68 16.3 5,400物料平衡表(以1吨熟料为基准)4.4 水泥装置工艺技术方案4.4.1 石膏煅烧技术的选择 石膏制硫酸联产水泥技术开发以来，大多数采用的是穆勒-库内工艺即干法中空回转窑煅烧工艺。奥地利林茨公司与德国克虏伯公司合作,在1972年承建了南非日产350t硫酸和水泥工程,采用的是带预热器回转窑煅烧工艺即林茨-克鲁伯工艺,该装置投产不久已停产。在1994年为建设四川省涪陵南川大磷铵项目，曾邀请他们和世界著名的洪堡公司座谈，拟采用此技术，因为他们也没有成熟的业绩而没有选用。国内水泥界的专家经过热工分析认为，带预热器的石膏烧成工艺熟料热耗比中空窑低1015%，理论SO2浓度达到10.410.8%。鲁北化工总厂在“八五”科技攻关的基础上建成的20-30万吨装置。因此本项目决定采用新型干法回转窑煅烧工艺，即带预热器回转窑煅烧工艺，窑气SO2浓度可达10.811.6%，这为后面的硫酸生产提供了十分良好的条件。4.4.2 回转窑规格的确定 石膏煅烧窑的特点是预热带、分解带长，CaSO4分解过程需2小时左右，长度占窑长的45%，CaSO4分解温度在1200，预热时间要1小时，长度占窑长的40%，熟料的烧成时间一般为34小时，是石灰石生料的2倍。为保证物料在窑内有足够的时间，回转窑的长度、斜度和转数要适当。石膏熟料的理论形成热为29003000KJ/Kgsh，而石灰石熟料的理论形成热为1758 KJ/Kgsh，因此窑的单位容积产量低。国内、国外石膏煅烧窑的规格与能力比较如下表：厂 名入 窑 原 料规 格(M)L/D生产能力(T/H)单位容积产量(KG/M3.H)断面积产量(KG/M3.H)备 注云 磷烧僵磷石膏3.512034.3101111.112.21.321.464-6工程半水磷石膏3.088.029.36.25 13.0 1.14莱西4-6半水磷石膏3.088.029.3 8.1 17.3 1.534-6最高德 国无 水 石膏3.280.025.0 81016.020.01.301.62南 非烧僵磷石膏4.2107.025.514.6 12.04 1.36奥 地 利烧 僵 石膏3.270.020.0 10.0 20.0 1.32带立筒预热器窑波 兰烧僵磷石膏3.385.025.9 7.1 14.2 1.08英 国烧 僵 石膏3.8110.028.9 9.38 9.6 1.10英 国烧 僵 石膏3.470.020.6 6.14 14.1 0.98南京石膏无 水 石膏3.088.029.3 6.00 12.8 1.13拟 建涪陵南川半水磷石膏5.0150.030.0252710.511.531.571.73拟 建国内、国外石膏煅烧窑的规格与能力比较表根据上述分析，参照国内国外石膏煅烧窑的工艺参数，煅烧硬石膏原料的特点和近几年来操作水平的提高，确定本项目回转窑的规格为： 选型依据 年产水泥熟料 10104t 运转时间 8000hr 小时产量 12.5t/h富裕能力10%小时产量 13.75t/h 选型参数 L/D=28单位容积产量1112.5kg/m3.h 回转窑规格 4.0112M斜度 3.5%转数 0.43.5转/分窑衬(耐火砖)厚 0.25M有效容积 1077M3内表面积 1231M2设计能力 12.9214.54t/h4.4.3. 工艺流程简述详见工艺流程图。1. 原料的预处理进厂粒度200mm的硬石膏直接送入受料斗，斗下设中型板式喂料机喂入锤式破碎机，破碎后粒度15mm，由皮带机和提升机送入碎石膏库存储。外购焦炭末和其他辅助原料工业炉渣或河沙、黏土、铁粉等送入堆棚存放，由输送机运入提升机送入各自料库储存。 2生料制备碎石膏和其他辅助原料由库下计算机控制的皮带配料计量秤按一定的重量配比搭配后，由皮带机喂入立式生料磨粉磨。生料磨由热风炉提供350的热烟气，实现烘干兼粉磨。为避免辅助原料水分过大影响配料的准确，设计中加大了储存量和储存期，使水分含量相对稳定。为保证入窑生料成分的稳定，生料库采用间歇式空气均化库，生料成分达到标准要求送入储存库。 3煤粉制备含水8%的原煤屑由圆盘喂料机喂入风扫磨烘干兼粉磨，出磨煤粉经粗细分离器、旋风收尘器收集存入窑头煤粉仓内。出磨风分为三路，一路循环一路入窑，一路经过煤磨袋收尘器除尘后排放。 4熟料烧成和含SO2窑气的净化配制好的生料经双管喂料机均匀的喂入窑内，在窑内经预热带、分解带、烧成带和冷却带，烧制成水泥熟料，出窑熟料在冷却机内冷却后，送入熟料库储存。熟料在烧制的过程中CaSO4在焦炭还原剂作用下分解，窑气中含有89%的SO2，窑气经设置在沉降室内的余热锅炉回收热量后进入除尘系统，除尘系统为旋风除尘和高压静电除尘二级，使窑气中的含尘浓度达到制酸要求。窑系统的通风负压由制酸装置的SO2风机提供，窑气进入制酸装置。熟料烧成用煤粉在窑头喂入旋流式四风道煤粉燃烧器，由一次风机鼓入窑内，与由熟料冷却机来的二次风混合，在窑内形成一定的火焰，根据熟料的煅烧情况可灵活的调节加煤量和一次风量。 5水泥制成按照生产水泥的品种要求，水泥中可掺入炉渣或其他混合材料，混合材与缓凝剂二水石膏经破碎在各自库内储存。熟料、混合材、石膏经计算机控制的配料秤按一定的重量配比搭配后，由皮带机喂入水泥磨粉磨。粉磨后的水泥送入水泥库储存。6水泥包装水泥多库搭配均化后，送入包装机包装，在水泥成品栈台存放。根据需要设库侧散装机，也可散装出厂。4.4.4 设计优化 本设计总结了十多年来石膏制酸联产水泥的生产经验和教训,并且吸收了水泥行业成熟的新技术,在设计中进行了以下优化: 1. 在严格控制进厂原料成分的基础上, 经过计算机控制的计量秤准确配比, 又在空气搅拌库均化, 可以使入窑生料成分、C/SO3符合要求而且均匀稳定, 为CaSO4分解和熟料烧成创造条件。 2. 为了降低烧成热耗提高窑气中SO2浓度，在回转窑预热带和分解带使用了性能良好的隔热材料，以减少筒体的散热损失。采用旋流式四风道煤粉燃烧器可降低一次风量提高二次风量，而且火焰稳定，使耐火砖的寿命延长，节能效果显著。3. 以往设计窑气没有经过高效的除尘就进入硫酸装置，含尘浓度大增加了硫酸装置净化系统的负担，根据遵化、莱西厂的经验使用高压静电收尘器后可以解决，而且运行情况良好。本设计选用了耐高温的静电收尘器，进入净化系统窑气含尘浓度10g/m3。4. 本设计采用窑尾带预热器的回转窑，可使熟料烧成热耗降低1015%。5. 本项目建设地区有大量的工业炉渣和粉煤灰排放，因此设计中选用作生料的配料组分，水泥生产的混合材料，掺用量达到30%以上，年用量78万吨，解决了地方环境保护的突出问题，符合建设环境保护工程的要求。6. 为了改善石膏原料生产水泥的性能，适应粉磨高C2S含量熟料的特性，本设计采用了开流高细高产磨，粉磨硅酸盐水泥或粉磨普通硅酸盐水泥，比面积可达到400550m2/kg，在保持水泥强度不变时，可多掺混合材，提高水泥产量降低生产成本。7. 为了克服水泥生产粉尘排放对周围环境造成污染的落后状况，本设计除了热力设备和破碎粉磨设备，选用了通风量大除尘效率高的收尘器外，运输设备和物料储仓，在做好密闭的同时，也将气体的无组织排放，加设了通风和除尘装置，使其处于负压状态，避免粉尘外溢。全系统使用收尘器15台，投资占全工程投资的11%以上。收尘器选用是按照本项目生产物料含水量小废气中湿度小的特点，选用了性能好的袋式收尘器。克服了使用立管高压静电收尘器清灰振打时造成二次扬尘的缺陷。4.4.5 水泥生产质量控制水泥车间化验室,负责对进厂原料、燃料、出厂产品及各种半成品(生料、熟料、煤粉)的质量检验。化验室设化学分析室、物理检验室和生产控制室。质量检验执行国家标准和与常规快速检验相结合的方法，选用仪器分析以提高检验速度及时指导生产。设备仪器及各项设施符合水泥企业质量管理规程的要求。生产过程控制点及指标如下表：序号物料名称及控制点指 标备 注1进厂硬石膏SO350% MgO2.5% 粒度250mm 2进厂原煤热值25000kj/kg 水分8% 3进厂焦炭末挥发分5.0% 固定炭70%4生料磨入口粒度25mm 水分6.0% 5出磨生料细度(0.08mm筛筛余)10%SO342% MgO2.0% C/SO3 0.650.02 6入窑生料KH 1.050.2 SM2.30.2IM 2.70.2 C/SO3 0.650.02 7出窑熟料SO3 1.0% CaS 1.0% fCaO1.0%物理性能合格 8入净化窑气SO28.0% CO0.2% 023.0%含窑尾漏风 9出煤磨煤粉细度(0.08mm筛筛余)8% 水分1.0% 10出水泥磨水泥细度(0.08mm筛筛余)5% SO33.0%混合材30% 11包装水泥水泥物理性能符合GB175-1999 P.O42.5标准4.4.6. 主要设备选型序号设 备 名 称技 术 性 能台数年利用率%装机容量kw设备重量t1锤式破碎机 破碎物料:硬石膏 Pc88 800800 最大进料粒度 200mm 出料粒度 15mm 能 力 3545t/h150.6553.102立式磨 粉磨兼烘干生料 HR1300 入磨物料粒度 50mm 入磨物料水分 8% 入磨风温度 300 出磨细度 R0.08 7% 能力 2025t/h191.321140.23风扫式煤磨粉磨兼烘干煤炭MG1725 17002500入磨物料粒度 25mm入磨物料水分 8%入磨风温度 250出磨细度 R0.08 7%能力 35t/h168.59519.34回转窑（带旋风预热器） 烧成熟料和SO2窑气400075000 斜度 3.5% 转数 0.43.5转/分能力 11.8413.46t/h191.32908505单筒冷却机 冷却熟料280028000斜度 3.5% 转数 3.31转/分 能力 17 t/h191.3551156细碎颚式破碎机 破碎出窑熟料XP-250600 最大进料粒度 210mm 出料粒度调节范围1040 能力 722 t/h191.3225.27高细高产磨 粉磨水泥240012000最大进料粒度 1525mm 出磨细度 R0.08 38% 能力 2627 t/h177.08001158固定式双嘴包装机 包装50kg水泥袋BGY-2J 单包秤量精度 +500g -300g 能力 30t/h146.45.5 1.54.4.7. 消耗指标及各种物料的储存量、储存期 1. 消耗指标序号名 称单 位消耗指标消 耗 量备 注1主要原料 硬石膏 焦炭末 砂 岩 掺合料t/t熟料1.550.100.160.04154620t/a 10300 15460 4140河砂黏土、铁粉 2辅助材料 耐火砖 钢 球kg/t熟料2.900.10290t/a 133燃料 烧成用煤 烘干用煤t/t熟料0.2430.05 26190t/a 5400热值25000kj/kg 4动力 水泥综合电耗 熟料综合电耗Kwh/t水泥Kwh/t熟料 83.0 73.01257104 734.7104 5 混合材 粉煤灰t/t 水泥 0.30 49100 6缓凝剂 二水石膏T/t 水泥 0.04 61202. 各种物料的储量、储期序号物 料 名 称储存方式规 格m个数总储量t储存期d1煤炭堆 场20401 600 72辅助原料、煤炭堆 棚18801焦炭末 300 10 砂岩 400 8 掺合料 150 15 煤炭 650 8 3碎硬石膏 圆 库 716 1 800 2 4焦炭末圆 库 612 1 270 9 5砂岩圆 库 612 1 440 9 6掺合料钢 筒 仓 4.59 1 150 10 7生料均化库圆 库 716 3 1500 3 8生料储存库圆 库 716 1 800 1.5 9熟料库圆 库 716 3 2400 8 10混合材圆 库 716 1/2 300 5 11缓凝剂库圆 库 716 1/2 300 25 12水泥库圆 库 716 6 3600 10 13袋装水泥 成 品 库 2466 1 1900 64.4.8 自控技术方案1. 自控水平和主要控制方案由于生产工艺的特殊性，生产控制要满足既要生产合格的熟料又要排放含一定SO2浓度的窑气的要求，还要达到简单可靠使用的原则。因此 ,在回转窑系统设置完善的热工仪表，检测窑内、窑体和窑尾温度和压力，喂煤量和入窑生料量的加入量调节灵活自动计量，为稳定窑在正常生产时的操作，回转窑的转数与生料量实现同步自动调节。烧成工段设置集中控制室和仪表盘，生产岗位设置现场显示表。煤粉工段重点检测入磨热风温度和出磨煤粉温度。为提高生料和水泥的配料精度，各种物料使用调速电子皮带秤计量，通过QCS配料控制系统实现自动配料，QCS系统由调速电子皮带秤、分析仪器和计算机组成。2. 仪表选型为了提高控制水平，采用电动单元组合仪表,显示表采用数字显示表。全部仪表以国产优质表为主选。3. 关键仪表的选型计算机配料选用QCS配料控制系统;CO含量检测采用红外线气体分析仪;SO2含量检测采用热导式二氧化硫分析仪;O2含量检测采用氧化锆分析仪。4.5 硫酸装置工艺技术方案 4.5.1 工艺技术路线的选择以分解硬石膏后的窑气制硫酸的工艺路线，国外各生产厂