年产96万吨半焦煤工程可研报告.doc

鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司96万吨/年半焦工程可行性研究报告第一章 总 论1.1项目名称鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司96万吨/年半焦工程1.2项目主办单位及负责人主办单位：鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司法人代表：工程项目负责人：1.3可行性研究报告编制单位及项目负责人编制单位：陕西省冶金设计研究院工程项目负责人：1.4 可行性研究报告编制依据（1）设计委托书；（2）内蒙古自治区发展和改革委员会内发改工函200928号文；（3）内蒙古自治区环境保护局内环字2006268号文；（4）内蒙古电力（集团）有限责任公司内电计2006346号文；（5）内蒙古自治区林业厅内林资许准2009002号文；（6）鄂尔多斯市伊金霍洛旗建设用地规划条件意见书；（7）国家颁布的有关规程、规范和技术政策等；（8）现场收集的资料。1.5可行性研究编制内容本项目为鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司96万吨/年半焦工程，直立炉选用sh2007型直立炭化炉10座，单座炉年产半焦9.6万吨，总规模96万吨/年。本报告主要从工艺技术、环保安全、工程投资、财务经济等方面进行综合研究分析。 1.6公司简介及项目建设背景鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限责任公司是由温州瑞昌投资有限公司和香港乐腾达国际有限公司合资成立的股份制企业，温州瑞昌投资有限公司经济实力雄厚，香港乐腾达国际有限公司在内地有数项科技项目的投资，近几年开始在矿业领域进行投资。国家实施西部大开发战略，为西部地区提供了良好的政策环境和机遇，国家将重点支持西部地区交通、能源建设项目，加大对基础设施、生态建设和重点工程的投入；支持以资源开采为主的城市和地区加快发展接续产业和配套产业，为了实现资源价值的最大化，鄂尔多斯市努力提高煤炭产业层次，实施煤炭洗选配、煤电一体化、煤炭重化工、煤炭大循环和煤炭集团化五大战略，加快资源的转化增值，为此鄂尔多斯市提高了招商引资的门槛，坚持煤炭资源矿权设置与重点转化项目相结合的原则，支持采煤企业在产煤区投资建设煤化工、煤制油和煤电联营等重大项目。鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司依据自身拥有的资金及本地区煤炭资源较为丰富的优势，拟定在鄂尔多斯市东部的汇能煤电煤化工业园区建设一座上规模、环保型、资源综合利用的大型半焦生产设施年产96万吨半焦。产品半焦全部外销，煤焦油产品外销，剩余煤气作为发电车间的燃料，最终形成综合利用的经济发展模式，为区域经济健康持续发展做出贡献，为当地创造税收，并解决当地的富余劳动力，为支援社会主义新农村建设作出贡献。根据鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司和陕西冶金设计研究院有限公司协议要求，对该公司拟建的96万吨/年半焦工程进行可行性研究报告的详细编制。本可行性研究报告按国家有关文件精神和当地政府关于工业项目建设要求，尽量减少用地、节约资金，按照“三同时”的原则进行设计。在保证生产的前提下，综合考虑辅助、服务设施的建设，采用先进可靠的工艺流程和装备，采取有效的环境治理措施，使生产中的排放物符合国家环保标准和规定，重视安全与工业卫生，使工程具有良好的经济效益、环境效益和社会效益。1.7厂址厂址选在鄂尔多斯市东部的汇能煤电煤化工业园区缸房院村东，属纳林陶亥镇管辖。1.8建设规模依据企业发展的长远规划和原料煤的生产能力，以及产品市场现状,本项目按96万吨/年半焦、剩余煤气6.4108nm3/a（送往发电厂），焦油96000t/a进行设计。直立炉选用sh2007型直立炭化炉10座，单座炉年产半焦9.6万吨，总规模96万吨/年。各项辅助设施按此规模相应配套。1.9原料来源1.9.1原煤用量及要求本项目需块煤量159万吨/年，设计对低温干馏炉用煤的煤质要求如下：水分： 12% 硫份： 0.5% 灰分： 10% 挥发份： 3040%热稳定性：良好 粒度： 15120mm 1.9.2原料煤供应来源及煤质（1）煤源：鄂尔多斯已探明煤炭储量1496亿吨，约占全国已探明储量的六分之一，占自治区总储量的二分之一，其优点是低灰、低硫、低磷、高发热量，被中外专家公认为世界罕见的“精煤”,现已开发的主要有准格尔、东胜、万利川、西桌子山等煤田，2007年煤炭总产量1.985 亿吨。鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司拟在伊金霍洛旗建设年产500万吨的煤矿，根据鄂尔多斯市城市及工业局规划要求，实现煤炭就地转化目标，该矿生产的煤是本工程可靠的煤源。总之，煤炭资源丰富，可满足热解生产示范工程生产需要。（2）煤质：本工程原料煤为低中水分、特低灰低灰、特低硫低硫分、特低磷、发热量较高的不粘煤，原煤挥发分（vdaf）一般在37%以下，焦渣类型为2，煤的粘结指数为0，煤类为不粘煤（bn31）。该煤是良好的环保型民用及动力用煤，适用于火力发电、各种工业锅炉、蒸气机车等，也可在建材工业、化学工业中作焙烧材料。根据试验数据，原料煤的干燥基挥发分为3037%，自由水小于12.5%，干燥基硫分小于0.5%，干燥基灰分小于10%。1.10产品规格、数量及质量指标1.10.1半焦产量 96万t/a其中： 25mm 33万t/a8-25mm 38万t/a3-8mm 19万t/a120mm的原料煤通过溜槽进入颚式破碎机进行破碎。经颚式破碎机破碎的原料煤和篦条筛的筛下料分别经过溜槽进入单层高效振动筛进行筛分。高效振动筛筛上15mm的原料煤经溜槽落至煤2带式输送机上。高效振动筛筛下15mm原料煤直接落入振动筛下部的料仓里，可由移动带式输送机运往煤场堆放。（4）煤塔经筛分后的合格原料煤经煤3带式输送机送至煤塔顶部，并经溜槽落入煤塔内。煤塔设于炉组中部，分成三个储煤仓，约贮煤360t，可满足半焦炉3个小时的生产用煤。在储煤仓下部漏咀处设有电液动平板闸门，打开平板闸门，储煤仓中的原料煤经溜槽进入半焦炉顶部带有卸料车的煤3带式输送机上。移动卸料车，使其下料漏斗对准某一炉顶料仓，开动煤4带式输送机，则胶带上的原料煤就落入炉顶料仓中，待炉顶料仓装满原料煤后，再移动卸料车到下一个料仓继续上煤。煤3带式输送机共三条，可使炉顶料仓布料均匀，以提高炉顶料仓利用系数。4.1.3主要设备选型带式输送机 b=1000 4条4.2炭化车间4.2.1概述直立炉工艺流程和设备充分考虑当地煤炭资源和本项目的资金筹集、投入等情况，选择工艺成熟、技术先进、操作可靠、装备水平较先进的工艺流程及设备。根据年产96万吨半焦规模的要求，本设计炭化工艺采用陕西冶金设计研究院有限公司研发的sh2007型内热式直立炭化炉10座，每座年产半焦9.6万吨。4.2.2工艺流程由备煤车间运来的合格入炉煤，经可逆配仓胶带机分别卸入每座炉顶上部煤仓，再经电液动平板闸门和辅助煤箱装入炭化炉内。加入炭化炉的块煤自上而下移落，与燃烧室送入的高温气体逆流接触。炭化室的上部为预热段，块煤在此段被加热到400左右；接着进入炭化室中部的干馏段，块煤在此段被加热到700左右，并被炭化为半焦；半焦通过炭化室下部的冷却段时，并经排焦箱冷却至150左右，最后被推焦机推入炉底水封槽内被冷却到50由刮焦机连续刮出，通过刮焦机尾部时经烘干后落入半焦料仓后进入筛焦车间。煤料炭化过程中产生的荒煤气与进入炭化室的高温废气混合后，经上升管、桥管进入集气槽，120左右的混合气在桥管和集气槽内经循环氨水喷洒被冷却至80左右。混合气体和冷凝液送至煤气净化车间。直立炉加热用的煤气是经煤气净化车间净化和冷却后的回炉煤气。空气由离心风机鼓入直立炉内，煤气和空气混合后进入燃烧室燃烧，燃烧产生的高温废气，通过砖煤气道两侧的进气孔进入炭化室，利用高温废气的热量将煤料进行炭化。4.2.3 炭化车间布置本设计10座直立炉，10座直立炉一组布置在同一轴线上，采用一条带式输送机从炉组中部上煤，每座直立炉配一套推焦、刮焦及烘干装置，煤塔底层、中层分设配电室、仪表室和值班室，空气风机房布置在炉组一侧。炭化车间南边布置备煤车间、西边布置筛焦车间。4.2.4直立炉炉体4.2.4.1炉体结构及主要特点（1）炉体结构由内部的耐火砖布气花墙、耐火砖内墙、中心隔墙、保温隔热层和炉外墙组成。（2）炉顶部安装有布料集气装置。（3）炉中部和出口均装有测温装置。（4）供给炉内加热煤气和空气均装有计量装置和燃气混合器。（5）高效内燃、低温干馏，半焦、焦油和煤气质量有保障； （6）单座产能9.6万t/a，效益明显； （7）采用密闭上煤、水封出焦，环保效果好；（8）采用多项密封隔热保温措施，保证炉体严密性，既可防止高温烟气外逸，又可提高直立炭化炉热工效率、改善操作环境。4.2.4.2直立炉炉体的主要工艺参数a、内热式直立炭化炉的主要几何尺寸如下：（1）炭化炉高 8000mm（2）炭化炉长 16780mm（3）炭化炉宽 4320mmb、干馏炭化时间： 煤料从入炉到出焦停留时间约为10h4.2.4.3直立炉体的需用主要耐火材料如下：（年产96万吨半焦，10座直立炉）异型高铝砖 268吨异型粘土砖 2954吨100#红砖 61万块高铝火泥 35吨粘土火泥 368吨4.2.5主要设备选型1 离心通风机 4台2 平板推焦机 10台3 刮板机 10台4 烘干机 10台4.3筛运车间4.3.1概述本车间配套96万t/a半焦炉生产能力设计。每日运输筛分半焦3000吨左右。筛分车间将半焦炉下部刮板运输机刮出的半焦进行熄火、沥水、烘干（排除部分水分以利胶带运输、筛分等）后，通过筛分，分出25mm共四个等级。成品半焦外运采用汽车运输。筛分车间由平板推焦机、刮板运输机、带式输送机及通廊、转运站、半焦筛分室、半焦堆场等部分组成。4.3.2工艺流程（1）半焦输送平板推焦机在半焦炉下部，不断做往复运动。将半焦炉排出的炽热半焦推落至炉子下部的水封槽中，水封槽中的刮板运输机将冷却后的半焦从水槽中刮出并沥去大部分水份。半焦在运输过程中经热废气烘干，排出剩余的大部分水份。烘干后的半焦在机头处经过溜槽落入半焦1带式输送机上，再经半焦转运站、半焦2带式输送机运至半焦筛分室顶部。 (3)半焦筛分室经半焦3带式输送机动运来的半焦经溜槽落入双层高效振动筛上进行一次筛分，可分出25mm、8-25mm两种规格，筛中料直接经溜槽进入2料仓。筛上料经料仓上半焦4带式输送机进入1料仓。筛下料落到单层高效振动筛进行二次筛分，分为3-8mm和3mm两种规格，分别存4、3料仓。1、2、3、4料仓下料口装有电液动扇形阀，打开阀门，将半焦放入汽车中运走。4.3.3主要设备选型带式输送机 b=1000 4条4.4煤气净化车间4.4.1概述鄂尔多斯市泰鑫煤炭有限公司96万吨/年半焦车间，年产煤气量12.8108nm3，年剩余煤气6.4108nm3，煤焦油年产量96000吨。4.4.2产品质量指标a）煤气质量年产量 12.8108nm3/a日产量 3.84106nm3/d小时产量 1.6105nm3/h成份h2ch4cocmhnco2n2o2q（kj/nm3）含量（v%）22.56.217.50.811.241.30.57955b）煤焦油本工程年产煤焦油96000t。该煤焦油为低温和中温焦油的混合物，是加工燃料油的优质原料，其轻质组分含量高，轻质组分可作为燃料油；重质部分可作为炭黑、炭素、活性炭的原料。煤焦油质量指标（db61/t385-2006）序号项 目一级二级1外观黑褐色或紫红色粘稠状液体，无粗颗粒和异物2密度（20）， g/cm31.021.051.031.083甲苯不溶物（无水基）， % 3.57.04灰分， % 0.130.155水份 ， % 3.55.06粘度（e80） 3.04.04.4.3煤气净化工艺流程 本设计采用间接冷却工艺流程。从直立炭化炉顶部出来的粗煤气经过上升管、桥管后进入集气槽。在桥管、集气槽处用氨水喷嘴喷洒循环氨水，将120左右的粗煤气冷却至80左右。桥管、集气槽处的氨水焦油冷凝液通过设在集气槽底部的管道自流回焦油氨水澄清分离槽（热环池）内。煤气则汇入荒煤气总管，经气液分离器分离出来的焦油、氨水进入热氨水循环池内，澄清分离出来的氨水进入氨水中间槽，用循环氨水泵打回焦炉炉顶，喷洒冷却从桥管、集气槽来的粗气，循环使用。从焦炉集气管来的80的粗气，经气液分离器，进入初冷塔底部，冷却后的煤气从初冷塔上部进入横管冷却器一段，用循环冷却水冷却至45，再进入横管冷却器二段，用冷却水循环水冷却至2530，再进入电捕焦油器，脱除焦油雾的煤气用罗茨风机加压，部分送至刮板烘干机端部烘干装置，与空气混合燃烧烘干半焦，部分回直立炭化炉供炉体加热，剩余部分煤气送往发电车间作为燃料。进入初冷塔内的煤气经冷环氨水喷洒，大部分的焦油、氨气、水蒸汽被冷凝下来，从塔体底部通过冷环回流管自流到冷环池内。4.4.4 氨水、焦油的分离从集气槽底部下来的焦油、氨水混合液进入热环池。在热环池内，焦油氨水冷却、静置、分离后混合液分三层，表层轻油捕入轻油池，沉积池底的重质焦油用焦油泵抽到焦油槽贮存，中层经分离、冷却后的氨水用热环泵送至炭化炉桥管、集气槽再进行喷洒、冷却粗煤气。初冷塔塔体底部的氨水焦油混合液自流入冷环池。在冷环池内，氨水焦油冷却、静置、分离后混合液分三层，表层轻油捕入轻油池，池底沉积的焦油用焦油泵抽到焦油槽贮存，中层经分离、冷却后的氨水用冷环泵送至各塔顶进行循环洗涤、净化煤气。在氨水池中静置分离出的焦油，经焦油泵打入焦油贮槽，焦油在贮槽中进一步静置加热脱水，成品焦油从贮槽用焦油泵引出，外运销售。4.4.5轻油的分离及焦油混合液的抽取为了增强入池冷凝液的冷却分离效果，在热环池及冷环池间设有轻油池，入池热环氨水混合液和冷环氨水混合液经静置后，表层轻油捕入轻油池。各池底层的粗焦油由焦油泵抽至焦油槽加热静置处理。4.4.6主要工艺操作参数（1）横管冷却器进入横管冷却器一段煤气温度 80出横管冷却器一段煤气温度 45进入横管冷却器二段煤气温度 45出横管冷却器二段煤气温度 30（2）横管冷却器冷却水量一段循环水（3245） 2700m3/h二段低温循环水（1825） 1300m3/h（3）鼓风机吸入管阀前阻力从焦炉至横管初冷器粗气管阻力 160毫米水柱横管初冷器阻力 200毫米水柱电捕阻力 50毫米水柱小计（负压段） 410毫米水柱4.4.7工艺布置本次规划结合直立炉特点，在设备、管道等方面以“满足安全生产、操作方便、布置紧凑、节约投资”为原则：(1)采用48万吨一套煤气净化系统；(2)塔群正对鼓风机室，多行排列；(3)塔基布置较高，以利于冷凝液排出；(4)鼓风机布置在单层厂房内，设有仪表间、更衣室，以利操作、检修；(5)设循环泵房，以节约投资、方便操作；(6)焦油氨水分离循环池采用顶部加盖密封，既能分离焦油、氨水，又能起到放空槽和水封的作用，有利于环保。4.4.8主要设备选型横管冷却器 fn=3320 m2 6台电捕焦油器dn4200 6台罗茨鼓风机 6台型号：l106wd 转速：580r/min 升压：19.6kpa 流量：807.3m3/min第五章 总图运输5.1概述5.1.1设计依据设计合同设计委托书的有关内容现场踏勘、丈量资料工艺及其它专业提供的图纸资料5.1.2工程概况本工程位于鄂尔多斯市东部的汇能煤电煤化工业园区缸房院村东，规模为96万t/a半焦。采用直立炉10座，每座年产半焦9.6万吨，各项辅助设施按此规模配套。剩余煤气作为电厂的燃料。各项工程综合利用，最大限度循环利用资源，提高经济效益。5.1.3总图设计遗留问题甲方需提供1:500厂区地形图及必要的地质勘察报告以便指导下一步的初步设计和施工图设计。5.2厂区位置5.2.1厂址选择及地理交通本工程位于鄂尔多斯市伊金霍洛旗东部的汇能煤电煤化工业园区缸房院村东，属纳林陶亥镇管辖，距鄂尔多斯市约60km。南面与陕西接壤，神木县至鄂尔多斯市铜川镇的公路在工业园西面，交通非常便利。工业区范围内为荒沙地，不占良田。5.2.2厂区地形地貌及工程水文地质厂址地段现为荒地，场地植被稀少，除少量稀疏灌木外基本是波状沙地。场地地势开阔面积较大，有充分的发展用地。地层由表层风积粉细砂、冲湖积细砂及侏罗系煤系地层构成，砂层厚度约5-10米，呈半固定的风积砂丘，无不良地质现象发育，适宜作为建设用地。厂区基本地震烈度为度。本工程的生产及生活用水由汇能集团供应，引一根供水管，经官道输送至厂贮水池。5.2.3气象条件据鄂尔多斯市气象局历年资料：当地最高气温为36.6c，最低气温为27.9c；年降水量为194.7 531.6mm，平均为396.0mm，且多集中于7、8、9 三个月内；年蒸发量为2297.42833mm，平均为2534.2 mm，年蒸发量为年降水量的510倍。区内风多雨少，最大风速为14m/s，一般风速2.25.2m/s，且以西北风为主。冻结期一般从10月份开始至次年5月份，最大冻土深度为1.71m，最大沙尘暴日为40d/a。5.3总平面布置（1）本工程主要由备煤车间、炭化车间、筛分车间、煤气净化车间组成。主要设施有直立炭化炉10座，煤气鼓风机室、泵房、电捕焦油器、横管初冷器、焦油贮槽、筛分室及其胶带通廊、原煤堆场及半焦堆场等生产设施和污水焚烧站、配电室、焦油氨水循环槽、办公化验室、浴室、食堂等生产辅助及行政福利设施。总平面布置根据地形、工艺等条件把场地分成1145、1140两个台阶，上部台阶由西向东布置了炭化、煤气净化等功能区，焦油储罐、循环水泵房、循环水池、循环氨水池等生产辅助设施布置在上部平台北边，污水焚烧站布置在煤气净化的东边，半焦筛运布置在场地西边的下部台阶上，备煤车间布置在场地南边的下部台阶上，行政福利设施布置在厂区东边1140平台（详见总平面布置图）。（2）厂区设二个出入口，行政生活人流出入口布置在东北边，货流出入口布置在厂区西北，主要干道环厂布置。煤堆场、半焦堆场容量按15天贮量考虑。本设计充分考虑了生产工艺流程、运输、防火、安全、卫生、预留发展及节约用地等要求，并按照各自功能的特点，结合场区的自然条件进行设计。5.4竖向布置和场地排雨水鉴于厂区地形状况，场地以中间炭化区标高为平土标高。为使土石方工程最小和填挖接近平衡，满足生产工艺的要求和道路连接的可能，保证场地不受内涝和雨水的迅速排除，因此场地竖向拟采用平坡式布置形式。场地雨水采用自然坡度排水，汇集后集中处理。5.5工厂运输5.5.1厂外运输厂外运输主要为原料煤和成品半焦、焦油，年运输总量为301万吨，其中运入量为177万吨，运出量为124万吨，全部采用公路运输。5.5.2厂内运输厂内运输主要为道路运输、胶带机运输和管道运输。厂区道路主干道宽为9米，次干道宽为7米。路面为混凝土路面，郊外型。主干道在厂内成环状布置，道路转弯半径12米，最大纵坡8%。运输车辆拟全部采用社会车辆，厂内煤场和半焦堆场配置单斗装载机2台，厂内行政生活用车由公司统一调度配用。5.6绿化布置绿化对于厂区环境，改善粉尘污染，搞好文明生产有着积极作用，厂区绿化可结合当地土质、气候条件选择耐旱、抗风、抗尘树种以道路两侧行道树为主，车间周围及重点绿化景点可间植灌木绿篱。采用分散和重点相结合的布置方式，绿化占地面积2.53万米2，绿化占地率为19%。5.7消防设施和工厂警卫消防归属公司统一管辖，厂内除设置消防栓外各车间设置必要的灭火器具。厂内建构筑物均按防火规范，满足消防通道及防火间距要求。工厂设置围墙，墙高2.4米，厂大门分为厂区货运大门和行政办公大门，分别设门卫值班室，统一归属工厂保安部门管理。5.8其它堆场铺设150mm厚混凝土地坪，并采用新型轻钢结构，彩钢板盖顶。5.9总图运输主要经济技术指标序号指 标 名 称单位数量备注1工厂占地面积万米213.342建构筑物堆场占地面积万米23.93道路长度千米3.5其中：9米宽道路千米1.67米宽道路千米1.94绿化占地面积万米22.535绿化占地率%19第六章 动力设施及通风除尘6.1 设计依据及气象参数6.1.1 设计依据(1) 锅炉房设计规范（gb50041-2008）(2) 采暖通风与空气调节设计规范（gbj50019-2003）(3) 工业金属管道设计规范（gb50316-2000）(