以细粒级石灰石为原料生产烧结石灰的生产建设方案(定稿).doc

以细粒级石灰石为原料的烧结石灰生产建设方案单位：重庆钢铁集团矿业有限公司日期：二一年十二月八日目 录1 方案提出的背景42 烧结石灰的需求与石灰石资源平衡分析42.1 烧结石灰需求分析42.2 石灰石资源平衡分析53 矿业公司建设回转窑生产烧结石灰的优势分析53.1 资源平衡的控制优势53.2石灰生产的技术优势63.3 投资费用控制优势63.5 生产组织与保供互补优势64 产品品种质量及生产规模确定74.1产品品种和质量74.2生产规模确定75 生产工艺方案75.1 生产工艺描述75.1.1烧结原料处理系统75.1.2预热器上料系统85.1.3石灰烧成系统85.1.4窑尾废气处理系统85.1.5成品处理系统95.2燃料方案95.3主要工艺设备清单95.4电气系统105.4.1供电电源105.4.2电控方式105.4.3用电负荷115.4.4无功补偿115.5辅助设施115.5.1给排水115.5.2煤气混合加压系统115.5.3安保用电115.5.4压缩空气和氮气116 安全及环境保护126.1 概述126.2 环境保护设计采用的标准126.3 污染源和控制措施126.3.1主要污染源及污染物126.3.2防尘及收尘措施126.3.3污水处理及排放137 节能138 投资估算148.1 工程总投资148.2 投资费用构成149 附图1510 附件151 方案提出的背景1） 根据2010年11月13日的精神, 提高生石灰配比到50kg/t以上，以利于烧结矿质量的稳定，原则上要停止从矿山直供石灰石粉；为确保资源综合利用，矿山可考虑细粒级石灰石的煅烧生产，并提出具体意见供集团决策。2） 2010年11月22日,矿业公司大宝坡石灰石矿通过分析与计算,结合烧结工序的需求与矿山资源平衡两方面的实际情况,并考虑烧结烟气脱硫和冷固球团所需石灰，认为：在大宝坡矿现冶金石灰生产区域，利用现有的物流体系，建设一条800t/d的回转窑生产线，处理1540mm细粒级石灰石，既可向烧结提供优质石灰，也能满足烧结烟气脱硫和冷固球团环节所需石灰，是投资最省、运行费用最低、资源利用最好的方案。有关烧结生石灰配比调整及对应的石灰石资源平衡分析计算，详见附件关于烧结工序调整生石灰等熔剂配比将产生的相关情况分析。2 烧结石灰的需求与石灰石资源平衡分析2.1 烧结石灰需求分析生石灰配比是烧结石灰生产量与资源平衡的基准。通过反复计算分析，为了确保烧结工序顺行稳质，矿山石灰石粒级基本平衡，资源最大化得以利用，生石灰配比以控制到45kg/t以内为宜。现按生石灰配比45kg/t，石灰石粉配29kg/t，烧结矿碱度1.85测算烧结生石灰与石灰石粉的用量。烧结石灰的需求与可消化的石灰石粉量见下表钢规模（万吨/年）烧结矿产量（万吨/年）烧结石灰用量（万吨/年）烧结石灰石入窑量（万吨/年） 烧结可消化石灰石粉用量（万吨/年）石灰石总用量（万吨/年）6508703970259580010704886311172.2 石灰石资源平衡分析石灰石资源要得到最大程度的利用，必须上竖窑与回转窑组合窑型，其中竖窑以4080mm石灰石为原料，回转窑以1540mm石灰石为原料，15mm以下的石灰石破碎成3mm以下的石灰石粉供烧结，这是一种最合理的资源使用方案，在国内钢铁行业都以此为最基本的熔剂配置方案。650万吨钢规模时，回转窑按日产450t组织生产，年供石灰15万吨，竖窑生产24万吨， 6座竖窑生产；800万吨钢规模时，回转窑按日产600t组织生产，年供石灰20万吨，竖窑生产28万吨，8座竖窑可均衡生产。钢规模（万吨/年）竖窑烧结石灰石需求量（万吨/年）回转窑烧结石灰石需求量（万吨/年）烧结石灰石资源总量（万吨/年）烧结石灰窑入窑筛下物（万吨/年）待处理的细物料总量（万吨/年）6504830987.811.280056401239.617.4注：回转窑烧结石灰石需求量回转窑石灰生产量*1.8/0.9； 竖窑烧结石灰石需求量竖窑石灰生产量*1.8/0.9； 烧结石灰石资源总量=竖窑烧结石灰石需求量/0.5；待处理的细物料总量（020mm）=烧结石灰石资源总量*0.2+竖窑烧结石灰石需求量*0.05+回转窑烧结石灰石需求量*0.1+炼钢石灰窑筛下料烧结环节可消化的石灰石粉量经计算，生石灰配比到45kg/t，新建一条800t/d回转窑与现8座竖窑组合生产，资源的消耗量最小，且只有约10-20万吨资源寻求处理。资源平衡面临的压力大幅下降，矿山有条件和能力实现资源综合利用。3 矿业公司建设回转窑生产烧结石灰的优势分析3.1 资源平衡的控制优势大宝坡石灰石矿作为集团唯一的石灰石生产原料基地，近几年在集团公司、股份公司的支持下，加大投入已基本形成100万吨以上的生产能力，目前还拥有近3000万吨的冶金石灰石资源。虽然几年来矿业公司组织对重庆境内外的冶金石灰石资源进行了广泛的调查，但在寻找优质冶金石灰石资源方面还没有根本突破；随着重庆加大“森林重庆”和长江防护工程建设，沿江资源开发难度更大；矿山对资源的宝贵性和紧缺性有深刻认识，一直致力于资源的综合开发及有效利用。由矿业公司来建设烧结石灰生产线，能够选择合适的窑型，通过调节矿山生产与煅烧工艺参数，实现最有效地资源平衡与利用。3.2石灰生产的技术优势大宝坡矿从2003年开始对石灰生产工艺深入地进行了调查研究，并于2005年建成150t/d回转窑生产精炼灰，实现了重钢冶金石灰的根本提升；2010年2月投产一座500t/d套筒窑，克服了前期煤气波动大、压产运行等困难，向炼钢环节提供了优质石灰，目前套筒窑已在550t/d的产能下稳定超产运行；矿业公司作为环形套筒窑国家标准的编写单位之一，参与了标准的编审；2010年12月又建成800t/d回转窑生产线，利用了最新的煅烧技术，为长寿达到800万吨钢规模所需冶金石灰生产作好了准备。通过几年来的石灰生产与技术研究，大宝坡矿在石灰煅烧的技术创新与技术进步方面有了大量的实绩，在行业内提升了知名度。同时培育了一批技术管理与生产操作骨干，有足够地能力承担烧结石灰的生产组织保供。3.3 投资费用控制优势在大宝坡矿现长寿冶金石灰生产区域建设一条800t/d的回转窑生产烧结石灰，与现冶金石灰回转窑平行布置，可共用现有的原料筛分、水洗、运输和仓存、石料上料系统；还可借助现有供电、供水、供气等体系，可大幅降低投资。3.4 生产组织与保供互补优势由于采用了与现冶金石灰800t/d回转窑相同的窑型和配置，操作更易于统一管理与控制，建一条中间连接通道，两座窑产品生产可互换，在检修与设备故障时可互保，冶金石灰保供能力增强。4 产品品种质量及生产规模确定4.1产品品种和质量按股份公司颁发的烧结石灰质量标准组织生产，质量指标见下表。（重庆钢铁股份有限公司内控标准 GGJS N801-2009-01）品级化学成分 %生过烧率 %活性度CaoSio2S一级品86.03.30.14013220二级品84.03.80.160三级品82.04.30.2004.2生产规模确定根据烧结石灰需求分析，结合重庆煜琨实业公司已建8座竖窑开形成的产能，建一条800t/d规模的回转窑生产线，已能满足长寿新区800万吨钢生产规模的烧结石灰和其它辅助用石灰的需求。5 生产工艺方案利用现冶金石灰项目的公辅设施，建一条800t/d规模的回转窑石灰生产线。5.1 生产工艺描述5.1.1烧结原料处理系统烧结石灰石原料由原料场用胶带输送机运输进厂，经01.03振动筛筛分后大于15mm的经胶带输送机运输；送到01.08振动筛筛分设备冲洗、筛分处理，1540mm的石灰石由胶带输送机送到2烧结石灰石原料储存库储存，在原料含泥小的情况下,也可不经水洗筛分直接由三通导入胶带输送机送到烧结石灰石原料储存库储存。小于10mm的石灰石送到碎石库储存，经破碎机破碎到小于3mm（占约90%）后送到石灰石粉库储存，然后定期用胶带输送机运输运输到烧结厂。冲洗后的泥水直接去水处理。备注：已经建设好三个原料仓，其中：1库储存两座500吨/天套筒窑原料，4080mm的冶金石灰石，储量2500吨。2库储存一座800吨/天回转窑原料，1540mm的冶金石灰石，储量2500吨。3库储存一座600吨/天回转窑原料，1540mm的烧结石灰石，储量2500吨。5.1.2预热器上料系统1540mm石灰石储存库中的物料经卸料设备卸出后，经由胶带输送机按生产控制要求分别送入回转窑竖式预热器顶部的料仓中（两窑共用01.11大倾角胶带输送机）。5.1.3石灰烧成系统竖式预热器顶部料仓中的石灰石，通过各加料管被送入预热器内的各自2通道内。石灰石在各自的通道内缓慢下移，并经过约10001100的窑尾热气预热到约900左右，部分分解的石灰石经预热器上的液压推杆，按照生产要求，推动物料进入加料室，然后在回转窑内进行煅烧。煅烧后的石灰经过方形分区竖式冷却机的冷却，温度被迅速降到100以下，送到下一道成品处理系统。物料从回转窑的高端流向低端，与逆向流动的燃料燃烧的高温气体接触。这样物料在回转窑内不断回转，从而物料得以充分混合，传热过程得到改善和加强，因此物料加热较均匀、煅烧完全。冷却风由二次风机强制通过竖式冷却器分区吹入竖式冷却器。在竖式冷却器内空气与石灰逆向流动，提高了石灰的冷却效果，也有利于冷却后热风的利用。5.1.4窑尾废气处理系统预热器排出的废气由低压长袋脉冲袋式除尘器除尘，然后经由交流变频调速电机驱动的高温风机、烟囱排入大气。收下的粉尘定期从除尘器卸出、装车、外运。5.1.5成品处理系统由竖式冷却器出来的石灰经由链板输送机四通阀送到两个烧结石灰中间仓和外排（生产冶金石灰时使用），中间仓的石灰由给料机定量送入破碎机加工成石灰粉，再用胶带输送机运输至筛分设备进行筛分处理，块灰返回烧结石灰中间仓再次进行加工，粉灰进入粉灰库储存，定期通过石灰管道输送系统送到烧结厂石灰库。建二个烧结石灰中间仓4.24.28m，仓储量：100吨建一个烧结石灰粉灰库1020m，仓储量：1300吨5.2燃料方案回转窑燃料用公司产的焦、转混合煤气，测算如下：1）回转窑热耗：1150KCalkg石灰2）日产量800T1000kg/T800000 kg3）作业时间：330天，24h天4）热值：混合煤气热值：3000 KCalNm3 焦炉煤气热值：3800 KCalNm3转炉煤气热值：1600 KCalNm35）焦转混合比例0.6364：0.36366）混合煤气日用量：80000011503000306667 Nm3混合气小时用量：12778 Nm3h7）日用焦炉煤气：3066670.6364195163 Nm3d8）日用转炉煤气3066670.3636111504 Nm3d9）小时用量：焦炉煤气8132 Nm3h转炉煤气4646 Nm3h10）年用量：焦炉煤气6.44107 Nm3a转炉煤气3.68107 Nm3a5.3主要工艺设备清单主机设备一览表及主要工作制度序号主 机 设 备 规 格 性 能工作制度台数备注1竖式预热器10.83.8m 推杆12个生产能力：800t/d7d/w24h/d12回转窑4.563m 功率：250kW生产能力：800t/d7d/w24h/d13竖式冷却器4.74.78.9m生产能力：800t/d7d/w24h/d14袋式除尘器Q=240000m3/h P=11000Pa温度：220C 过滤面积：5000m27d/w24h/d1C4除尘器5高温风机风机型号：Y6-39No23FQ=260000m3/h P=9500Pa风温200C 电机功率：1120kw7d/w24h/d16细破碎机生产能力：40t/h7d/w12h/d27袋式除尘器Q=100000m3/h P=5500Pa温度：20C 过滤面积：2000m27d/w24h/d1C5除尘器5.4电气系统5.4.1供电电源5.4.1.1负荷等级：本工程中回转窑的辅助传动及润滑装置为一级负荷，装机容量70kw，其余电力负荷为三级负荷。5.4.1.2电压等级：配电所受电电压 10kV高压电动机电压 10kV低压配电电压 0.4kV低压电动机电压 0.38kV5.4.2电控方式生产系统采用PLC控制，CRT监视及操作，整个控制系统由一套PLC组成。该控制系统对用电设备电源，事故运行状态进行信号采集，对压力、流量、温度进行检测及调节，并在主控室自动生成各种流程画面及过程画面，进行参数设定，发出各种操作指令。及时或随机打印各种报表，并可在故障时发生声光报警。5.4.3用电负荷总装机容量：2200Kw 其中：高压电机 1120kW计算负荷： 1760kVA。5.4.4无功补偿采用低压集中自动补偿方式，在窑头车间低压配电室设置无功功率自动补偿装置，补偿后的功率因数在0.9以上。5.5辅助设施5.5.1给排水生产与生活用水可利用已建成的系统。5.5.2煤气混合加压系统增建一套煤气混合器和一台煤气加压机，形成二开一备，满足二条回转窑生产的需要。5.5.3安保用电经测算，现冶金石灰项目的安保用电容量（315KVA变压器），可以满足本方案的安保用电（70KW）。5.5.4压缩空气和氮气本方案新增用气量如下表。序号用气点种类用气量 工作性质1C4除尘器压缩空气1m3/min间断2C5除尘器压缩空气0.4 m3/min间断3煤气加压机氮气4m3/h连续注：管道输送与重庆煜琨实业公司分时作业，不增加用气量。6 安全及环境保护6.1 概述 活性石灰石项目在进行设计和建设时将严格遵守我国政府颁布的环境保护与安全法律、法规及标准。6.2 环境保护设计采用的标准1）大气环境质量标准（GB30951996）2）大气污染物综合排放标准（GB162971996）3）城市区域环境噪音标准（GB309693）4）工业企业噪音控制设计规范（GBJ8785）5）工业炉窑大气污染物排放标准（GB90781996） 6.3 污染源和控制措施6.3.1主要污染源及污染物 本方案危害本厂的大气污染中，烟尘、生产性粉尘污染最为严重，根据生产线中各个产生粉尘设备的生产工艺及其排放情况均按排放标准的要求配备了收尘设备，确保能使所有尘源排放符合国家排放标准。6.3.2防尘及收尘措施为了有效地控制粉尘的排放，减少其对周围环境的影响，本工程采取以防为主的方针从工艺上尽量减少生产中的扬尘环节，选择扬尘少的设备，厂区内粉状物料的输送，尽量采用密闭式输送设备，对于需胶带输送机输送的物料尽量降低物料落差，加强密闭，减少粉尘外逸。设计中针对各污染源的特点，在各扬尘点、储库采用新型袋收尘器。详见粉尘、废气治理表。粉尘、废气治理表序号部 位 名 称袋式收尘器备注入口浓度(g/m3)出口浓度(mg/m3)1原料筛分系统3050由原C1除尘器承担2烧成系统5050新建C5除尘器3窑尾废气处理系统10050新建C4除尘器4成品筛分系统5050新建C5除尘器6.3.3污水处理及排放该生产系统不产生废水，仅如回转窑、加压机、风机等设备需要间接冷却水，冷却水不直接与原料、成品接触，仅作为热交换的介质，除了温度略有升高外，水质不发生化学变化，这部分冷却水通过厂区循环给水系统经冷却降温及过滤后循环使用。7 节能工艺上采用了带竖式预热器、竖式冷却器的回转窑煅烧系统来煅烧活性石灰，该系统即可以把冷却成品石灰的二次空气作为回转窑的助燃空气，又可以利用窑尾的热废气加热石灰石使之达到部分分解的目的，从而大大节约了能源的消耗。工艺上需要的其他附属设备，如各种风机等均进行了认真仔细的设计选型计算，以确保设备在最佳的效率点运行。设备选用国家推荐的节能产品。