利用电厂炉渣为原料生产净水剂.doc

利用电厂炉渣为原料生产净水剂科学技术项目可行性研究报告（在电厂炉渣中制取结晶氯化铝、聚合氯化铝）葫芦岛市南票矿务局化工厂一、项目名称：主办单位和负责人项目名称：利用电厂炉渣为原料生产净水剂主办单位：南票矿务局化工厂负 责 人：秦绍岩二、项目提出背景及意义南票矿务局化工厂建于一九七三年，生产净水产品已有三十多年的历史，现有职工一百二十八人，各类专业人员二十名，拥有固定资产一千一百万元，厂区占地二万五千平方米，主要产品有结晶氯化铝、聚合氯化铝，年产净水剂10000吨。南票矿务局化工厂是我国最早的以煤矸石为原料生产净水剂产品的国有化工企业，产品远销东南亚和国内二十多个省市自治区的三百多个单位，产品广泛应用于石油、造纸、冶金、精密铸造和水处理行业。南票矿务局化工厂曾在七十年代受到国家主要领导人的批示和肯定，于2002年通过了ISO9001质量管理体系认证。我们的产品聚合氯化铝被葫芦岛市命名为名牌产品。我们生产的结晶氯化铝、聚合氯化铝，曾于一九七八年荣获全国科学大会奖，八六年获国家科学技术四等发明奖。2004年，面对劣质煤电厂的运营和铸造砂行业的掘起，南票矿务局矸石的用量越来越大，资源面监潜在的危机。化工厂为了实现可持续发展，拓宽原材料的利用途径，于2004年初，对本地区电厂炉渣进行科学技术功关，以电厂炉渣为原料，提取三氯化铝母液，生产净水产品结晶氯化铝和聚合氯化铝。该项目经一年的实验室实验，已获得成功，准备于2007年投入正式生产。此项目投入生产后，每年可使三万六千吨废弃的电厂炉渣变废为宝，改善了电厂炉渣的排放之苦，为环保做出贡献。利用电厂炉渣为原料生产净水剂，可以省掉原化工厂工艺中的原料制备系统，它包括矸石贮场、矸石的上料皮带及破碎设备；沸腾炉上料系统及庞大的沸腾炉。取消此系统，可使生产减员20名，每年可降低生产成本50万元。取消了沸腾炉，每年可消减烟尘排放量59.8吨；SO244.9吨。利用电厂炉渣为原料生产净水剂，可使酸浸后的炉渣，也就是生产净水剂的下脚料，成为生产水泥的原材料，使炉渣得到二次利用。利用电厂炉渣生产净水剂是以工业副产酸与炉渣反应制取聚合铝，这样也给生产工业副产酸的厂家提供了市场，使我们的生产进入一个良性的循环。以前电厂炉渣大部分做为废物排放，或用来作砖、空心砌块、加气砼、路基填料等，其内含的Al2O3没有发挥应有的作用。此项目使内含的Al2O3得到了充分的利用，确实是个环保项目，也是个废物利用项目，从经济循环的角度讲，它使废物再次创造价值，为振兴南票的经济贡献了一份力量。三、技术可行性分析1、矸石化学成分与电厂炉渣化学成分的分析矸石化学成分（见表一） 表一 （%）序 号AL2O3Fe2O3CaOSiO2MgOTiO2烧失量130.633.790.4744.320.021.5814.99236.120.410.1743.380.040.7418.13333.050.760.1450.360.041.3213.51电厂炉渣化学成分（见表二）表二 （%）序 号AL2O3Fe2O3CaOSiO2MgOTiO2烧失量131.813.460.2151.520.301.268.29232.590.390.2541.890.141.1410.89335.72.260.4144.950.041.357.9生产净水剂的原料主要看AL2O3含量，其它成分是次要的。从表一和表二的分析情况看，两种原料的化学成分很接近，特别是AL2O3的含量，电厂炉渣的含量并不低于煤矸石，完全可以利用，因为电厂的劣质煤燃料其内含有AL2O32 SiO22H2O经适当的高温后活性很好，非常便于盐酸浸出，成为AlCl3水合分子。也就是产品的半成品三氯化铝母液。2、工艺流程对比1）以矸石为原料生产结晶氯化铝、聚合氯化铝工艺流程 沸腾炉焙烧（750-800）矸 石 破 碎（8mm） 粉 磨(6080目） 反应釜加压酸浸容积3m34(HCl 20%)自然沉淀（10小时）三氯化铝母液Al2O385mg/ml三氯化铝母液Al2O385mg/ml 加 铝 酸 钙聚 合 调 解湿 渣 储 场真空浓缩（-0.06Mpa）聚合铝液体干 燥结 晶 沉 滤 制 水 泥 ACH成品 PAC成品(AlCl36H2O) Al2(OH)nCl6-nXH2Om2)以电厂炉渣为原料生产结晶氯化铝、聚合氯化铝工艺流程： 常压反应池酸浸（HCl 20%）容积20m3粉磨（60目） 三氯化铝母液Al2O385mg/ml真空吸滤（2小时）三氯化铝母液Al2O385mg/ml真 空 浓 缩（-0.06Mpa）干 渣 储 场加 铝 酸 钙聚 合 调 解 聚 合 铝液体干燥结 晶 沉 滤10小时 制 水 泥 ACH成品 PAC成品(AlCl36H2O) Al2(OH)nCl6-nXH2Om从两种流程中可以看出利用电厂炉渣为原料可省掉二道工序，一不用破碎系统，因为炉渣颗粒比较小（810mm），二不用沸腾炉焙烧，因为炉渣已经过高温焙烧。只要粉磨后（60目）即可进行酸侵，这就大大降低了生产成本。用电厂炉渣为原料，改加压反应釜为常压反应池，产量由一釜3m3增到一池20m3。液渣分离改自然沉淀为真空吸滤时间缩短8小进。两项技术改造，大大缩短了生产周期。3、电厂炉渣的酸浸质量可行性分析从工艺流程上我们还可以看出，只要从原料中提取出合格的三氯化铝母液（含三氧化二铝每毫升大于等于85毫克）就可以生产出合格的产品，所以，电厂炉渣经酸浸后，能否生产出合格的母液，是决定电厂炉渣能否被利用的关键。炉渣经粉磨（60目）进行酸浸（HCl 20%）加热到100以上的反应方程式：Al2O3+6HCl+9H2O2AlCl36H2O+168.6 千卡电厂炉渣酸浸后三氯化铝母液质量情况表三试样投 料反 应 条 件浸 出 母 液 质 量固液比盐酸浓度（HCl%）温 度（）时间(h)Al2O3(mg/ml)Fe2O3(mg/ml)游离HCl（%）11：220100-120295.5314.691.621：220100291.4915.722.431：220100294.1013.921.8 注：此表为试验室数据，固液比指炉渣粉料与盐酸溶剂的重量与体积之比单位g/ml。从表三中的数据可以肯定电厂炉渣完全可以做生产原料。四、电厂炉渣资源状况分析南票矿务局劣质煤火力发电厂，每年可产生20万吨废弃炉渣，完全能满足我厂生产的需要，是我厂取之不尽用之不竭的原料。五、市场需求分析目前，国内年产净水剂大约在50万吨，生产厂家大部分集中在黄河以南，东北年产万吨的净水剂企业只有我厂。三十年来，我厂的产品由于质量优良，在东北市场供不应求，特别是东北重工业比较多，随着环保意识的增强，工业污水的处理量越来越大，我厂2004年外销净水剂5000吨，2005年9月份以前增至8000吨。大庆石油行业，近年来净水剂的用量猛增，我们的产品预计在2007年可达一万吨以上，市场前景逐步看好。六、投资估算投 资 估 算 表（表四）项 目 投资金额（万元）备 注炉渣储料场8.0200m2混凝土地面钢架防雨棚酸浸反应池20.0钢筋混凝土结构，玻璃钢防腐容积30m3真空吸滤池10.0砖混结构，玻璃钢筛板，玻璃钢防腐磨粉设备26.5ZHM选粉柱磨机电动提升设备3.5H=18m,提升量2t酸气吸收系统12.0填料吸收塔、风机、循环泵池合 计80.0资金筹措：自筹20万元，需要贷款和其它方式的资金注入60万元。七、经济效益分析（表五）产 品名 称设地产量（t/年）单位成本（元/t） 总 成 本（万元/年）销售单价（元/t） 销售收入（万元/年）利润（万元/年）ACH20001651.00330.21800.00360.029.8PAC30001426.00427.81700.00510.082.2合计50003077.00758.03500.00870112.0根据表五的数据分析，该项目的投资需8个月就可以收回。八、项目实施进度及实施方案1、施工进度安排本项目实验室实验已获得成功，整体设计已完毕准备于2007年4月初开始建设施工。土建工程 一个月（2007年4月3日-5月3日）安装工程 一个月（2007年5月3日-6月3日）试 生 产 （2007年6月5日开始）2、项目实施方案本项目采取与大专院校和科研单位搞技术咨询和技术合作的方案，先实验室试验，取得可靠数据后，再投入生产运行。此项目开发有强有力的合作单位，科技力量雄厚、经验丰富。A、上海同济大学环境科学与工程学院李风亭 教 授电 话：02165983121B、天津化工研究院刘幽若 副教授电 话：02226689263C、锦西化工研究院 张 亨 硕士研究生电 话厂有三十年的生产技术经验，有足够强大的科技队伍。秦绍岩 厂 长 高级工程师李希文 总 工 化工工程师高保国 副厂长 工程师苏万余 化工工程师杜树仁 机械工程师崔 克 化工助理工程师各工种技工人员 30名实施此项目从技术上是没问题，但由于资金不足，渴望得到多方协作，使我厂的综合利用事业开创出新的局面，拓宽在就业市场，使南票的经济得到更进一步的发