年产6万吨环保节能型石灰窑项目可行性实施报告.docx
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年产6万吨环保节能型石灰窑项目可行性实施报告
年产6万吨环保节能型石灰窑
项目可行性研究报告
第一章总论
1．1项目名称及承办单位
1．1．1项目名称：
年产6万吨环保节能型石灰窑项目
1．1．2承办单位
单位名称：
石材有限公司（筹）
法人代表：
1．1．3项目建设地点
垸乡锦街村
1．1．4设备提供及技术服务单位
单位名称：
工贸有限公司
1．2研究依据与围:
可行性研究工作的主要容包括:
市场预测、建设必要性、建设条件与厂址、工程技术方案、环境保护、消防与职业安全卫生、企业组织与劳动定员、项目实施进度规划、投资估算与资金筹措等。
1．2．1研究依据
（1）《国务院关于加强节能工作的决定》（国发［2006］28号）。
（2）《关于印发“十一五”十大重点节能工程实施意见的通知》及《“十一五”十大重点节能工程实施意见》（发改环资［2006］
457号）。
（3）《工贸有限公司窑炉烟气监测报告》（并环监气〈验〉字［2005］第2006号）。
（4）《工业窑炉大气污染物排放标准》（GB9078－1996）。
（5）拟选场址地形及工程地质资料。
（6）《大气污染物综合排放标准》（GB16294－1996）。
（7）国家现行的有关设计规、规定。
（8）国家发改委《关于建设项目可行性研究试行办法》。
（9）国家发改委、建设部发布的《建设项目经济评价方法与参数》第三版。
（10）项目单位提供的有关技术资料、产品图纸和财务数据及委托书。
1．3编制原则
（1）突出该工业窑炉的节能性、环保性和现实的可行性。
（2）选择现有的成熟技术，确保工艺的先进性。
（3）在确保满足机加工设备生产要求的情况下，尽可能节约用地、减少浪费。
（4）在设备选型贯彻技术先进、高效节能、经济合理，满足环保要求，以确保产品产量和质量。
（5）贯彻标准化、系列化、通用化原则，始终把确保产品质量放在首位，使其满足该行业生产的要求。
1．4项目的发起
公司按照国家产业结构政策的要求，根据国家有关产业政策和经济发展规划、市场对本项目产品的需求状况及本项目企业的实际情况发起和组织实施。
1．5推荐方案与研究结论
1．5．1推荐方案
为改善目前国石灰炉窑装备技术含量低、标准不规、运行不环保、生产不节能的落后状况，新思远工贸公司经过多年研究和实践，应用多项技术专利，设计生产出新型环保节能蓄热型石灰窑设备。
经实际推广应用、有关部门检测、评定表明，该设备技术先进、运行稳定、环保可达国际标准，真正填补了国空白，是替代进口同类设备的较佳选择。
对节能型工业窑炉成套设备专利技术的开发和生产已形成完善的产品质量标准体系。
规模：
年产15万吨活性石灰项目（日产100吨石灰窑成套设备5座）
其产品规格如下：
外形尺寸：
100t/d石灰窑Φ3150×32000
投资：
根据机械化程度不同，每座100t／d窑投资在150～200万元之间。
烧成率：
大于80％，
煤耗：
150kg（标煤）／吨石灰。
活性：
≥280ml
目前该技术和设备已获得了国家专利证书，
三相流化湍球洗气塔专利号为：
ZL200610012717.3；
三相流化湍球冷却塔专利号为：
ZL200610012716.9；
摆动式工业炉出料装置专利号为：
ZL200510048109.3；
本设备已被省发改委列为2006年全省重点环保节能项目，并报国家发改委。
设备生产项目已由省发改委扶持立项。
1．5．2研究结论
（1）项目建设符合科学发展观的要求，环保、节能效果突出，具有明显的环境效益、社会效益和经济效益，迫切需要尽快建设。
（2）项目建设所需资金由企业部自筹已基本落实，项目的财务部收益率、投资回收期高于行业基准要求，因此该项目在财务上可行。
（3）本项目环保节能蓄热石灰窑工艺技术先进、合理，项目实施后的技术装备水平达到国先进水平。
（4）本项目产品质量可达到冶金工业用特级、冶金一级标准，具有同类装置的示作用，因此应尽快建设。
综上所述，该项目为环保、节能型项目，对我国石灰生产技术的创新和发展具有示性的带动作用，其经济、环保和社会效益显著，应尽快建设。
第二章项目建设的必要性分析
2．1项目提出的背景
2．1．1市场供需质量、现状
石灰岩产品按工业用途分为：
冶金工业用石灰岩、建材工业用石灰岩、化学工业用石灰岩和制糖工业用石灰岩以及其他工业部门用石灰岩等几种。
中国目前有石灰岩矿山企业1840余家。
其中主要国有矿山企业100余家。
其他均为非国有经济成分矿山企业。
中国石灰岩年平均总生产能力为20亿t左右。
根据中国国家统计局统计年报报道，1996年中国石灰岩产量为21.08亿t，其中水泥石灰岩产量6.5亿t。
中国主要石灰岩生产企业分布见图4.19.6。
从图上可以看出：
中国石灰岩资源十分丰富，矿产地分布面广，储量相对集中。
中国除上海市外，各省、市、区均有石灰岩产出，同时,除天津市、自治区、北京市和省外，其余各省（区）的石灰岩储量均在8亿t以上。
其中：
省储量最多，占全国总储量的10.8％；其次为省，占6.3％。
中国石灰岩储量超过20亿t的省（区）有：
省、省、广西壮族自治区、省、省和省，这几省（区）的储量之和，占中国总储量的38.5%。
1、我国冶金石灰的产量情况
全国重点冶金石灰企业生产量汇总表
窑型
2008年
2009年
2010年
2011年1～7月
产量
百分比,%
产量
百分比,%
产量
百分比,%
产量
百分比,%
竖窑
3455150
48.99
4096429
47.68
2190020
43.99
竖窑改进型
179652
258889
882185
气烧窑
912173
12.30
1375074
15.06
934423
13.38
引进竖窑
弗卡斯
90506
13.50
90988
14.91
394998
21.28
麦尔兹
719943
819204
593622
套筒窑
191340
451508
497265
回转窑
1870792
25.21
2040908
22.35
1398123
20.02
悬浮窑
92852
1.33
合计
5912617
7419556
100.00
9133000
100.00
6983488
100.00
项目
2008年
2009年
20010年
钢产量，亿吨
1.2850
1.5086
1.8155
转炉钢比例，％
81.8
83.5
~84
炼钢用灰单耗，kg/t
66.05
61.0
~60.0
炼钢用灰，万吨
849
920
1090
烧结矿，亿吨
~1.93
~2.26
~2.72
烧结矿用灰单耗，kg/t
～21
～21
～21
烧结矿用灰，万吨
～405
～475
～572
重点厂上报石灰产量，万吨
592
742
913
石灰厂统计厂家
34
50
60
2008年～2010年钢产量、烧结矿、石灰产量和石灰消耗
2、我国冶金石灰的质量情况
2.1冶金石灰质量与冶炼的关系
氧气转炉炼钢成为世界各国炼钢的主要手段后，石灰的质量引起了重视。
由于氧气转炉炼钢冶炼时间缩短，工业发达国家在60～70年代开始采用活性石灰。
进入80年代后随着冶炼技术发展，特别是氧气顶底复合吹炼加炉外精炼，冶炼钢种围不断扩大；超高功率电炉炼钢的发展；以及要求实现炼钢过程自动控制，这就要求石灰活性好、成分稳定、杂质含量低（尤其是S、P含量）、粒度合适。
实践证明炼钢使用活性石灰比使用普通石灰带来的主要好处有：
缩短吹氧时间10％左右；钢水收得率提高～1％；石灰消耗节省20％～30％；废钢用量约增加2.5％；萤石消耗节省25％～30％；大幅度提高转炉炉衬寿命；提高脱S、脱P效果；提高炼钢温度命中率，由原来60％提高到75％，使炼钢过程自动控制有了可能等。
2.2冶金石灰品种、质量要求
冶金石灰有行业标准，详见《冶金石灰》YB/T042-1993。
在黑色冶金中，炼钢、烧结是消耗冶金石灰大户，其他少量用于铁水预处理、炉外精炼、水处理等。
炼钢对石灰质量要求最严。
近年来为了强化烧结、提高烧结矿产量和改善质量，在高碱度烧结矿生产中，用生石灰代替小粒石灰石，且质量要求不断提升。
各钢铁企业针对使用需要对石灰质量有具体技术要求。
《冶金石灰》包括普通冶金石灰和镁质冶金石灰，此外派生出钝
化石灰、轻烧白云石等品种。
钝化石灰主要是提高强度并保持较高的活性度。
使用轻烧白云石提高渣的碱度，有利于提高转炉炉衬寿命，发展很快，目前国已有一半钢厂采用。
冶金石灰质量标准
Limeformetallurgical
2004-06-17发布2004-11-01实施
类别
品级
CaO，％
CaO+MgO％
MgO，％
SiO2，％
S，％
灼减，％
活性度，4mol／mL40±1℃10min
普通
冶金石灰
特级
一级
二级
三级
四级
≥92.0
≥90.O
≥88.0
≥85.O
≥80.O
＜5.O
≤1.5
≤2.O
≤2.5
≤3.5
≤5.O
≤O.020
≤O.030
≤0.050
≤O.100
≤O.100
≤2
≤4
≤5
≤7
≤9
≥360
≥320
≥280
≥250
≥180
镁质
冶金石灰
特级
一级
二级
三级
≥93.O
≥91.O
≥86.O
≥81.0
≥5.O
≤1.5
≤2.5
≤3.5
≤5.O
≤O.025
≤0.050
≤O.100
≤0.200
≤2
≤4
≤6
≤8
≥360
≥280
≥230
≥2.O
中华人民国国家发展和改革委员会发布
不同窑型石灰质量情况
窑型
指标
燃料
CaO％
MgO％
SiO2％
S％
活性度
ml
生过烧
率，％
种类
热耗
kJ/kg
回转窑
宝钢
95.1
0.71
0.3
0.006
370
1.7
混合煤气
5016～5225
武钢
90.7
1.2
0.014
362
焦炉煤气
鞍钢
87.7
3.84
1.62
0.013
303
重油、混合煤气
马钢
90.5
0.69
1.0
0.032
369
混合煤气
8795
麦尔兹窑
太钢
93.7
1.22
1.2
0.025
370
6.1
混合煤气
3553～3825
唐钢
82.0
9.0
2.0
326
12.6
煤粉
杭钢
88.0
0.38
0.3
342
15.7
煤粉
包钢
87.4
3.38
3.4
0.065
341
煤粉
昆钢
95.4
0.75
1.1
0.068
煤粉
广钢
92.9
2.41
0.4
0.050
325
煤粉
套筒窑
梅钢
96.5
0.
395
混合煤气
3344～4389
马钢
95.2
1.90
1.3
365
3.0
混合煤气
首钢
89.3
4.71
1.5
343
5.2
混合煤气
本钢
91.6
1.21
1.0
0.
372
混合煤气
弗卡斯窑
石钢
88.3
3.40
1.73
345
11.2
转炉煤气、煤粉
3678～4138
82.4
8.75
2.52
332
17.1
转炉煤气
北营
未报数据
废气调控窑
安钢
～92
～3
～1.3
~0.05
~313
~7
焦炭
3900～4200
新型气烧窑
天铁
84.7
1.4
298
混合煤气
4600～5000
煤气旧式窑
新余
91.2
1.86
1.6
288
8.7
煤气
4600～6500
萍钢
86.7
3.34
1.8
7.9
涟钢
92.0
2.31
0.5
0.070
350
6.1
湘钢
90.0
0.049
357
7.6
新临钢
88.1
3.27
1.6
0.
298
旧式竖窑
一般厂
80~88
2~4
1.7~3
190~250
8~25
焦炭、煤
3900～5000
2．2项目建设的意义和必要性
伴随着国钢铁行业的发展，活性石灰作为钢铁业必需的辅料，需求量增加，质量要求也越来越高，石灰市场出现了前所未有的发展机遇，市场调查结果证明，未来三至五年高品位、高活性度石灰市场价格将继续攀升，维持卖方市场地位，由于石灰质量对炼钢影响非常大，即使将来钢铁市场下滑，优质石灰也会挤占劣质石灰，而留有足够的利润空间。
我国虽然是能源大国，但由于工艺落后，尤其是旧窑型和土烧石灰窑污染大、质量差、能耗高、产量低，达不到炼钢对石灰的质量要求，因此淘汰土烧石灰窑，推广能耗低、产量高、质量好的节能环保型石灰窑既是国家环保的要求也是目前的大势所趋。
目前石灰窑70%是无任何环保措施的土窑，受地方保护得以生存。
但各地区严重的各类工业污染问题引起国家环保总局高度重视，另加新闻媒体、群众举报等社会监督力量的作用，使土石灰窑在近几年将逐渐被淘汰、关停。
节能、环保的石灰窑具有市场竟争力，是近期发展的必需。
（1）本项目建设有利于项目企业优化产品结构、扩大生产规模，及时适应社会和市场发展趋势要求，增强企业生存和发展能力。
（2）项目建成后，能体现技术先进、工艺成熟、装备运行可靠、经济合理的特点，技术上达到国领先水平。
（3）项目建成后，将提高石灰产品的质量和经济效益，从而对石灰产品升级换代奠定基础。
第三章项目技术基础
3．1技术成果来源及知识产权情况
本成套产品专利部分为鑫海工贸有限公司。
目前该成套设备专利发明部分专利申请已受理。
该发明技术专利为企业所有，属自主创新性产品，该企业拥有自主知识产权。
3．2发明技术特点
环保节能石灰机立窑设计独特、结构巧妙；造价低，运行成本低、能耗低（节煤约40%、节电约60%），目前该技术和设备已获得了国家专利，
三相流化湍球洗气塔专利号为：
ZL200610012717.3；
三相流化湍球冷却塔专利号为：
ZL200610012716.9；
摆动式工业炉出料装置专利号为：
ZL200510048109.3；
1、三相流化湍球洗气塔发明技术特点：
洗气塔是一种燃烧气体生成物净化装置。
烟气从进气口进入塔后上升，石灰水制成的喷淋水喷头雾化后吸附气体生成物中的烟尘和硫化物后，在进行气液分离后气体排入大气。
现有洗气塔和三相流化湍球洗气塔技术特点比较表
三相流化湍球洗气塔专利号为：
ZL200610012717.3
现有洗气塔
三相流化湍球洗气塔
名称种类
存在问题
动力来源
本发明塔名称技术特点
喷淋塔、填料塔、筛板塔、文丘里洗涤塔、机械洗涤塔等5种。
填料塔脱硫效率高，但塔一般设置于平板型筛板上。
鼓风机为其动力来源，设备运行阻力大、能耗高、运行维护要求高、使用成本高
1、能耗低、运行费用少。
在喷头产生的高速水流的挠动下，湍球发生湍流，而布风板的特殊波浪形设置使湍球所需的动力进一步减少。
2、湍球之间的高接触率使系统具有自清洁能力，不会产上堵塞，使用过程中，只需调节石灰水的PH值，无需更换废水，实现了闭水循环，污水零排放。
3、扩大后可应用于工业窑炉废气净化及电站锅炉脱硫除尘。
2、三相流化湍球冷却塔技术发明特点：
本发明属于冷却塔的技术领域，具体是一种具有自清洁能力、能耗低的三相流化湍球冷却塔。
冷却塔是利用冷却水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业或制冷空调中产生的废热的一种设备。
现有冷却塔和三相流化湍球冷却塔技术特点比较表
3、摆动式工业炉出料装置技术发明特点
本发明针对现有技术中工业炉出料装置煅烧效率低、设备故障高、能耗较高而改进的。
现有工业炉出料装置和摆动式工业炉出料装置技术特点比较表
摆动式工业炉出料装置专利号为：
ZL200510048109.3
现有工业炉出料装置存在问题
摆动式工业炉出料装置发明技术特点
1、出料过程停止送风，使炉煅烧给氧不均匀、温度不稳定、煅烧时间增长、影响了煅烧效果、降低了成品率。
2、推拉过程造成系统不密封，使燃烧产生的粉尘外泄造成很大的环境污染，同时低密封性又加大了系统的能源消耗。
3、现有改进型的圆盘卸灰装置虽采取了一定的密封措施，可防止粉尘外泄，实现了不停风出灰，但该装置主要是通过所述的圆盘和刮刀的相对运动及圆盘的转动出灰，出灰过程中，出料块与设备严重摩擦、产生的主要问题有：
①出料块与设备摩擦，造成成品料块受到过渡挤压，破坏了其粒度的完整性，成品料粉尘加大。
②同时对设备严重磨损、故障率高，而出料过程中大的摩擦力又要求较高的能耗。
1、炉体摆动式出料装置及钟罩形料仓形成的全密封结构使出料时送风工作不需停止，进而给氧均匀，温度稳定，提高了炉体的煅烧效率，保证了煅烧的成品率。
2、摆动式结构极大地降低了能耗，经过试验证明，以每天煅烧量为60吨的工业炉为例，国一般的出料装置需配80KW的电机，而本发明所述的出料装置配备2.2KW电机或人工操作即可。
3、出料速度可调、可有效调整料面均匀度，进而提高了煅烧效率。
4、避免了对成品料块的过度挤压，保证了其粒度的完整性，同时降低了对设备的磨损，故障率低。
3．3设备的优越性能
（1）日产量大（日产可达100吨/座）；
（2）产品活性度高（可达280～380ml）；
（3）生过烧率低（≤10%；）
（4）产品氧化钙含量稳定（CaO≥90%）；
（5）窑运行控制方便（不抽心、不偏移、不串层、不结炉，炉层矿煤均衡沉降）；
（6）企业使用后产品消耗石灰量降低（用于炼钢脱硫造渣可降低30%，用于生产磷酸氢钙可降低25%，用于生产铁合金可降低20%，用于生产电石氧化铝可降低20%）；
（7）炼钢使用后单位产品收得率高（产品收得率可提高1%以上）；
（8）废气排放污染小（SO2排放低于国家控制标准）；
（9）可废物利用，如使用废气燃气等废弃物。
3．4生产工艺特点：
1）炉型合理，采用了花瓶形窑形。
这种设计使气流分布均匀，物料受热均匀，既有利于物料均匀下降，又使横断面积不断增大，有利于气体和物料之间的热交换，充分发挥气流对石料的预热作用，减少热量损耗。
窑身直径的变化有利于物料预热，有利于燃料的充分燃烧和热能的利用，加速了石灰的煅烧，从而降低了燃料消耗，同时使石灰冷却充分，降低了出灰温度，回收了热能，降低能源消耗。
2）采用下送上抽的送风原理，下部采用鼓风机强制送风，上部采用环形烟道和重力惯性除尘器，利用引风机和烟囱抽力，这样既有利于环保除尘，又有利于增加风量和产量。
3）节能环保活性石灰窑设备简单可靠，寿命长，生产维修费用低。
第四章市场预测与建设规模
4．1市场预测及有利条件
伴随着国钢铁行业的发展，活性石灰作为钢铁业必需的辅料，需求量增加，质量要求也越来越高，灰市场出现了前所未有的发展机遇，市场调查结果证明，未来三至五年高品位、高活性度灰市场价格将继续攀升，维持卖方市场地位，由于灰质量对炼钢影响非常大，即使将来钢铁市场下滑，优质灰也会挤占劣质灰，而留有足够的利润空间。
我国虽然是能源大国，但由于工艺落后，尤其是旧窑型和土烧石灰窑污染大、质量差、能耗高、产量低，达不到炼钢对灰的质量要求，因此淘汰土烧白灰窑，推广能耗低、产量高、质量好的节能环保型白灰窑既是国家环保的要求也是目前的大势所趋。
目前白灰窑70%是无任何环保措施的土窑，受地方保护得以生存。
但各地区严重的各类工业污染问题引起国家环保总局高度重视，另加新闻媒体、群众举报等社会监督力量的作用，使土白灰窑将逐渐被淘汰、关停。
节能、环保的白灰窑具有市场竟争力，是近期发展的必需。
综上所述，节能型工业窑炉成套设备是取代我国现行旧式石灰窑的最佳选择，对于我国石灰生产技术的提高、环境的保护、产品质量的改善具有深远的影响。
近年来我国钢铁工业高速发展，2008年中国钢产量为1.50866亿吨，2009年中国钢产量为1.81552亿吨，2003年中国钢产量为2.223360亿吨，2010年中国钢产量为2.727979亿吨。
中长期，钢铁工业仍是我国国民经济重要基础产业和支柱产业，钢铁技术发展进入了全面繁荣新时期，钢铁生产总体上处于中等发达国家水平。
2010年下半年后，由于钢铁市场需求的拉动，我国钢铁工业成为前所未有的投资热点，新增从烧结－炼铁－炼钢－轧钢成套生产能力约0.8～1.8亿吨，现已年陆续投产。
其中相当大比例是民营大厂投资。
冶金石灰是钢铁冶炼重要辅料，应该努力与之相适应。
2009年我国铁、钢产量突破2亿吨，消耗石灰2000万吨，其中炼钢消耗石灰（含轻烧白云石）约1300万吨，烧结消耗石灰630万吨，其他约70万吨。
基本上满足了近年来钢铁工业高速增长对石灰数量要求，但是，炼钢需求的优质活性石灰比例低，烧结用石灰靠大量外购土窑石灰，以及石灰石精料等问题仍急待解决。
2009年全年石灰产量超过1000万吨，全年炼钢消耗石灰1330万吨。
2009年全国烧结矿按3亿吨推算，需要烧结用石灰630万吨。
近年来我国新增石灰生产能力约700万吨左右。
我国建筑石灰总产量已达1.3亿t/a，年耗能总量为2300万t标煤，是建材工业第三位耗能高的产品。
石灰企业大多是小型企业，80-90％的企业采用石灰土窑和简易立窑生产石灰，窑的单位容积产量仅为200-300g/m3，烧成率只有70-80％，能耗却高达200kg标煤/t石灰以上。
新思远公司研制的节能环保型石灰竖窑，窑的单位客积产量可达400-500kg／m3，烧成率达到90-95％，能耗降为120kg标煤／t石灰，比石灰土窑和其它落后立窑的能耗平均降低80kg标煤/t石灰以上。
的石灰市场主要为冶金和化工方面，据不完全统计和资料显示，2009年消费量约为600万吨，2010年消费量约为656万吨。
主要为钢铁工业的迅速发展、对石灰质量要求较高所致。
近年来由于国家对环保的要求越来越高，环保已成为一个欣欣向荣的产业，而在而言，煤的燃烧脱硫就成为环保治理的重点，从而带动了石灰市场的快速发展。
一方面是冶金用石灰的市场需求不断增加，另一方面是环保的要求迫使原来落后污染的石灰窑不断关闭，再一方面是节能的压力也使的落后的石灰窑关闭和停产。
所有这一切都说明一这样个事实，即石灰生产正处在关键的调整期，是市场进入和开拓的最佳时期。
4．1．1项目有利条件
1、国家的长期节能战略为该产品的大面积推广奠定了政策基础。
2、突出的专利技术为该产品的销售奠定了扎
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