铝材厂工程分析建设项目概况及工程分析.docx
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铝材厂工程分析建设项目概况及工程分析
2建设项目概况及工程分析
2.1项目概况
2.1.1项目基本情况
（1） 项目名称
新兴县稔村镇豪懋五金制品有限公司铸造铝合金项目
（2）项目性质
新建项目
（3）建设单位
新兴县稔村镇豪懋五金制品有限公司
（4）建设地点和总平面布置
新兴县稔村镇豪懋五金制品有限公司拟建于云浮市新兴县稔村镇。
建设项目总占地面积100亩（66000m2），平面布置见附图3。
（5）建设内容及生产规模、产品方案
生产铝合金3000t/a，铝合金型材2500t/a。
（6）项目组成及建设内容
项目组成及建设内容见表2-1-1。
环保工程包括铝灰处理系统一套、熔铝炉排烟收尘设备一套，炉门口无组织排放烟尘处理系统，循环水处理系统等。
表2-1-1项目组成及建设内容表
序号
名称
说明
1
主体工程
5500t/a铝合金生产线
2
辅助及公用工程
给排水系统（含循环冷却水系统）
3
供、配电系统含500KW变压器、配箱式变电站一座
4
φ3.2m两段式冷煤气发生炉（1+1）座，为熔炼炉供煤气
6
办公楼、职工宿舍、食堂等
7
仓储工程
厂区原、辅材料库、成品库、煤棚等
8
主要环保工程
熔铝炉烟气收尘装置一套、铝灰处理系统一套、炉门口无组织排放烟尘处理系统，循环水处理系统等
（7）主要经济指标
项目建设总投资3000万元，其中固定资产投资2500万元，流动资金500万元。
环保投资预计310万元，占工程总投资10.3%。
本项目正常年销售收入为7778万元。
税后净利润为720万元。
投资回收期4年。
（8）劳动定员、生产时间及工作制度。
需要职工220人，其中生产工人150人左右，管理及服务人员70人左右。
年生产7200小时，实行四班三倒制24小时生产。
（9）项目实施计划
第一期：
2007年2月，可行性研究阶段；
2007年3月~2007年10月，完成工程设计以及施工图设计；
2007年12月完成设备订货和土建；
2008年1~3月设备安装及生产准备工作；
2.1.2主要原材料、燃料来源及消耗
项目的生产主要原材料及辅料见表2-1-2。
表中为年产5500吨计。
表2-1-2主要原辅材料及来源
序号
名称
比例
用量（t/a）
吨耗
损耗（％）
来源
运输方式
1
铝料
89.4%
4950
990kg
10%
80％来自广东清远、南海及广西、山东。
陆路火车、汽车、水路船
2
镁
0.2%
10
2.00kg
2%
河北
陆路火车、汽车
3
锰
0.3%
15
3.00kg
2%
湖南、四川
火车
4
铜
1.8%
100.25
20.05kg
3%
清远、南海
汽车
5
工业硅
7.5%
415.45
83.09kg
1%
广西
火车、汽车
6
钛中间
0.6%
30
6.00kg
_
湖南、河北
火车、汽车
7
锶中间
0.2%
10
2.00kg
_
湖南、河北
火车、汽车
8
清渣剂
0.01％
0.5
上海、江苏
汽车
9
氩气
5kg
广州、深圳
汽车
合计
5531.2
2.1.3能源来源及消耗
该项目的主要能源及消耗量如表2-1-3。
表2-1-3 主要能源及能耗表
序号
名称
吨耗
年用量
来源及运输方式
1
电
26.28kw.h
13.14万kw.h
供变电站
2
水
0.167m3
0.173万m3
云河、自设泵房
3
烟煤
236.5kg
1182.5t
山西大同、火车
2.1.4主要原材料、燃料成分分析
该项目主要原材料为铝料（铝锭）、镁、锰、铜、工业硅、钛中间合金、锶中间合金体及清渣剂等，其主要成分见表2-1-4。
表2-1-4 主要原材料成分分析
名称
主要成分
规格
执行标准
铝锭
Al
Al≥99.7％
GB/T1196-93
回收铝料
Al
Al≥88.3％
镁
Mg
≥99.9％
GB3499-83GB3499-1995
锰
Mn
≥99％
GB2774-91，TB/T015--93
铜
Cu
≥99％
工业硅
Si
≥99.7
GB2881-91
钛中间（AlTi10）
Al、Ti
Al基，Ti9%～11%
YS/T282-2000
锶中间（AlSr10）
Al、Sr
Al基，Sr9%～11%
YS/T282-2000
清渣剂
MgCl2、KCl、NaCl等
燃料采用大同烟煤炭粒为原料，炭粒直在径2～8cm左右，无须再进行二次破碎。
其成分分析见表2-1-5，2-1-6。
表2-1-5大同烟煤煤质分析
挥发份（Vr）
全水份（Wf）
灰份（Ag）
含硫量（Sqg）
低位热值
20～30%
<4～5%
5～10%
0.4～1.0%
26MJ/kg
表2-1-6发生炉煤气体积成分分析（％）
H2
CO
CH4
CO2
N2
O2
H2S
杂质
Qd（Kj/Nm3）
13.3
31.6
1.8
2.35
50.3
0.2
0.05
0.4
6320
2.1.5物料消耗及产品产量
（1）物料消耗
物料消耗见表2-1-7。
表2-1-7项目物料平衡表
入方
出方
原料
消耗量（t）
产品
产量（t/a）
铝料
4950
铝合金
5500
镁
10
锰
15
铜
100.25
工业硅
415.45
钛中间
30
锶中间
10
清渣剂
0.5
5531.2
损耗
31.2
合计
合计
5531.2
（2）产品产量
项目生产铝合金材料5500t/a，主要为工业用材。
2.1.6储运工程
（1）仓储
项目建材料仓储车间200m2，用于存放铝锭、废杂铝、工业硅及其他辅助材料，废杂铝（14吨）储存周期为10天，工业硅及其他辅助材料（60吨）存储周期为30天，储存方式为堆放。
项目设成品库，成品（200吨）储存周期为10天。
项目建煤库用于存储燃料用煤（75吨），存储周期为15天。
（2）运输
厂内运输由合资公司自行承担，在工厂内建硬化卸车场所。
车间内运输采用叉车，一些零星辅助材料等可采用叉车及手动搬运车运输。
厂外运输采用外协的办法，成品用汽车运输方式运出。
全年运入：
铝料4950吨（含电解铝、废杂铝），工业硅415.45吨，煤1182.5吨，紫铜100.25吨，其他材料65吨。
全年运出：
铝合金产品5500吨。
产品主要销往广州本田、东风日产及肇庆、湛江、高要、深圳等地的铝合金铸造、压铸业。
2.1.7公用工程及辅助生产设施
（1）供、排水
供水由稔村镇供水管网直接接入，水源地为北江。
排水系统按清污分流、雨污分流的原则制定排水系统。
本项目基本不产生生产废水，只有生活污水。
生活污水在区域污水处理场建成后，经化粪池处理后排入园区污水管网进入污水处理场。
区域污水处理场未建成前，生活污水采用地埋式污水综合处理设备，处理达到广东省《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）一级标准要求后排放云河。
排污口位于云河Ⅲ类水质区域内。
（2）供电
新建项目电气装机容量约为2×240KW，均为低压（380/220V）用电设备，来自市政供电。
拟安装一台500KW变压器，配箱式变电站，以满足生产及办公使用。
另外为预防停电，本项目自备120KW发电机组一台（套）。
（3）煤气发生炉
建设1座φ3.2m两段式冷煤气炉，专门为熔炼铝合金炉组提供燃烧介质。
煤气发生站的主要原料为烟煤，煤气经除尘、捕焦、冷却、脱硫、除水、加压后直接通过煤气管道进入生产车间投入使用。
煤气管道的设置为地上架空输送。
（4）建一座软水站，处理能力5t/h。
水处理工艺采用阴阳离子树脂交换脱除水中正负离子，使其水质指标达到生产用软化水水质要求，供煤气发生炉水套用水。
2.1.8环保工程
（1）废气治理
● 熔炼炉以脱硫、脱焦后的洁净冷煤气为燃料，其烟气中烟尘和二氧化硫的含量较低，烟气采用预热炉沉降、降温、除尘净化处理系统处理后排放的烟气中烟尘和二氧化硫的含量能达到《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996），烟尘排放浓度小于100mg/m3,二氧化硫排放浓度小于850mg/m3。
熔铝炉炉门等处的无组织排放采用集尘罩收集后用布袋除尘处理后集中排放。
● 煤气发生炉采用两段式。
两段式煤气发生炉的最大特点是将含有焦油较多的干馏煤气与含尘量较高的气化煤气从不同出口输出，并根据各自的特点以不同的方式净化、冷却，从而避免了单段炉生产中产生重质焦油和粉尘混合以及大量酚水难以处理的问题。
煤气发生炉自备旋风除尘器、脱硫、电扑焦油器等系统。
● 为防止或减轻储煤场与堆渣场在堆料运输、装卸、堆放过程中二次扬尘污染大气，工程设计拟采取路面硬化、洒水、封闭式储煤场、堆料表层洒水保湿、围墙绿化带等综合抑尘措施，控制粉尘污染。
（2）废水治理
● 煤气生产中产生的酚水通过酚水蒸发器，利用煤气自身热间接加热成蒸汽，然后进入煤气炉内作为气化剂进行气化反应，循环使用，含酚废水实现零排放。
● 煤气及设备工件冷却水设有循环水池。
冷却水沉淀处理，自循环使用不外排。
生活污水采用地埋式污水综合处理设备，处理能力为Q=3.0m3/h。
污水处理设备内设有生物接触氧化池、沉淀池等污水处理工艺，废水经处理达到广东省《水污染物排放限值》（DB44/26—2001）一级标准要求后排入云河。
● 厂区雨水经雨水管网排入云河。
（3）噪声治理
本工程主要噪声源有熔铝炉组、铝灰处理机、粉灰机和煤气炉的鼓风机及加压风机和各种泵类电机，噪声强度在70～105分贝。
项目拟采用低噪机型、减振基础、消音器、变频电机、围墙等综合减振降噪措施，使车间控制在85分贝以下。
（4）绿化
在厂区主干道、次干道和通道的路面两侧以及建筑物周围种植花草及树木，尽可能的扩大绿地面积。
目前在总平面布置中绿化面积约55424m2,绿地率29.9%，绿化投资10万元，厂区护坡投资100万元。
2.1.9消防
消防工程的设计严格遵守国家有关方针，政策、标准，规范及公安部颁布的《建筑工程消防监督审核管理规定》进行。
消防依靠由自救为主，临近单位协助为辅的原则。
本项目的消防给水采用生产、生活及消防合一供水系统，由市政管网统一供给。
以生产车间及煤气发生站为主要消防对象，生产车间耐火等级为二级，生产类别为戊类，煤气发生站耐火等级为二级，生产类别为乙类，室内消防水量为10L/S，室外消防水量为15L/S。
室外消防采用低压制。
室外消防给水干管在厂区成环状布置，并设置室外地上消火栓系统。
生产车间、煤气发生站内设置干粉灭火系统。
煤气发生站主厂房设有泄压设施，泄压面积符合《建规》要求。
其生产类型及耐火等级均达到《建规》要求。
煤气管道的架设符合《建规》要求。
项目设100m3消防水池一座，设消防泵房，泵房内设消防水泵。
本工程建筑物内按《建规》要求设置一定数量的消防灭火器材。
2.2工程分析
2.2.1生产工艺流程
（1）工艺选线与设备选型
a.铝材生产工艺：
采用常规熔炼法生产，由多台单体炉组合在一起，按照生产工艺需求把熔炼铝合金时不同的工艺过程分别由单台炉分部分完成，多个单体炉组合在一起共同完成整个熔炼过程。
这种生产方式的优点在于整个生产过程阶段性明显，在每个工段都能连续生产，设备状态和产量指标处于稳定状态，同时减小了对工人技能多样性的要求，增加了单项技能提高的可能性，为完成在冶炼行业实现生产线性化、工人产业化的生产方式提供了保证。
b.煤气生产工艺
煤气生产工艺较为流行的有两种：
单段煤气法和两段煤气法
单段煤气法使用用较早，煤直接燃烧后通入蒸气，生产水煤气直接引出，经水封及沉降室沉降后用于生产。
常用于玻璃生产，其特点是产气量大，问题是煤焦油和粉尘一起排放，废气处理难度大。
两段法是在单段法的基础上增加了干馏工序。
在干馏过程中分离了焦油，在造气过程中产生的含尘气中焦油的含量极少，可直接用袋式收尘处理。
大大减轻了空气污染物的处理难度。
本项目选用直径3.2m的煤气发生炉生产煤气。
（2）生产工艺流程
a.铝材生产工艺
将原材料铝锭、废杂铝合金（包括生杂铝件以及其他回收铝材）在联通的熔炼炉中经预热、熔化，温度控制在700～800℃、保持1～1.5小时后进入合金炉，加入一定比例的工业硅、铜以及其他钛、锶等中间合金材料，通氩气进行除渣、除气，经时效均质保持4～5小时（＜750℃）铸锭、成品出厂。
工艺流程简述如下：
预热→熔化→合金化→时效→铸锭→码锭。
生产工艺流程图及产污节点见图2-2-1。
b.煤气生产的基本原理
炽热煤与空气和水蒸汽反应产生一氧化碳、氢气及隋性气体的混合气体，俗称“煤气”。
反应式如下：
煤碳燃烧产生高温：
C+O2→CO2
C+CO2→2CO
炽热焦炭与水蒸汽反应产生煤气
C+2H2O→2H2＋CO
CO＋2H2O→CO2＋2H2
c.生产工艺流程
本项目煤气生产选用大同低硫烟煤炭粒为原料，炭粒的直径在2～8cm左右。
将煤炭粒用密封式送带输送上部煤仓，煤炭由自动密封加煤阀门定期加煤到下部煤仓，加煤后阀门自动关闭。
在干馏段，上段煤气把热量带给煤块，使煤炭经过充分干燥和长时间低温干馏，逐渐形成半焦并以挥发份析出为主生成干馏煤气即上段煤气；半焦、干馏煤炭在气化炉内反应后产生煤气为下段煤气，上下段煤气各约占40％与60％。
产生的煤气由上下两段的管道排出。
上段煤气经炉体上段排出，进入电扑焦油器去除重焦油后与来自风冷器、酚水蒸发器的下段煤气混合经水封单向阀后进入间冷器除酚。
经第一道除尘和除焦油器后（第一道清除的焦油进入焦油罐内）。
又进入电捕轻油器内除去轻油（第二道清除的焦油和轻油排入封闭焦油罐内）。
经除尘除焦降温后干燥冷煤气进入脱硫塔。
下段煤气经下部集气口排出后经旋风除尘器除尘降温并为酚水蒸发器提供酚水蒸发热量后，进风冷器冷却，煤气经水封单向阀又进入间冷器除酚后与上段煤气混合进入电捕轻油器内除去轻油（第二道清除的焦油和轻油排入封闭焦油罐内）。
经除尘除焦降温后，煤气经加压风机加压进扑滴器干燥除氢进入脱硫塔。
经除尘、扑焦、冷却、除氢、脱硫净化的冷煤气，计量检验供应用户。
脱硫塔采用干法脱硫工艺，以氧化铁为脱硫剂，脱硫效率可达到95％以上。
废脱硫剂采用塔内再生工艺重复使用，硫可外售制酸。
其基本原理为：
Fe2O3+3H2S→Fe2S3+3H2O
2Fe2S3+3O2→2Fe2O3+6S
在煤气生产过程中产生的焦油送入封闭的焦油罐出售到专业工厂。
酚水送入封闭的酚水池，进入酚水蒸发器，使挥发酚回到煤气发生炉焚烧。
制气产生的炉灰渣外卖用来制水泥、筑路等。
工艺流程及产污节点见图2-2-2。
2.2.2主要生产装置
生产装置主要包括熔炼合金化与煤气发生炉两个生产工序和铝粉回收等。
本项目熔炼合金化采用的主要工艺设备包括：
16吨熔炼炉组两套，分别由4个单体16吨炉组合而成，其主要特点为一个高炉用于熔化，一个高炉用于材料预热，两个轮换使用，不仅使热能得到充分利用，而且还减少了灰尘的排放量。
在低炉上引入永磁搅拌技术，使产品的均匀性和合金锭的物理结构得到进一步加强。
主要设备选型见表2-2-1。
表2-2-1主要工艺设备表
序号
设备名称
规格与型号
数量
备注
1
熔炼炉
16吨
1（座）
除尘塔一座
2
铸造机
216
1（台）
3
码锭机
10吨/小时
1（台）
4
加料车
3m3
1（台）
5
发射光谱
ARL
1（台）
瑞士进口
6
永磁搅拌机
Ф100
2（台）
7
煤气发生炉
Ф3.2m
1（座）
8
滚筒式揪灰
14吨
1（台）
9
氩气罐
10m3
1（台）
10
叉车、铲车
10（台）
11
柴油发电机组
120kw
1（套）
2.3主要污染源及污染物分析
2.3.1废气污染源及污染物
（1）产污环节
由工艺流程图可见，本项目废气产污环节主要为：
①熔炼炉、合金化炉在铝料熔炼时产生的炉内铝尘、熔炼炉燃料为脱硫净化煤气，煤气燃烧排放的烟气；
②熔炼炉产生的铝灰经布袋除尘后有少量排放；
③熔炼炉、合金化炉炉门无组织排放的铝尘，经集尘罩、布袋除尘后排放；
④储煤场与堆渣场在堆料运输、装卸、堆放过程中二次扬尘。
煤气炉、其它生产装置煤气的极少量泄漏排放等。
废气污染物主要有SO2、烟尘、粉尘等。
由表2-1-4可以看出，所用原料铝料中99.7％以上为金属铝，不含有害的重金属成分。
（2）硫平衡
按项目可行性研究报告的材料及业主提供资料，项目耗煤中的硫平衡见表2-3-1。
表2-3-1项目硫平衡表
入方
出方
原料
消耗量（t）
含硫率
（%）
硫
（t）
类别
量（t）
含硫率
（%）
硫
（t）
煤
1656
1.0
82.964
净化煤气
4740.8万Nm3/a
30mg/Nm3
1.422
煤渣、灰
829.64
2.0
16.59
煤焦油
447.95
0.8
3.584
脱硫渣
71.51
（用于回收硫磺61）
85.7
61.285
各种损耗
11.85
0.7
0.083
合计
11852
0.7
82.964
合计
82.964
（3）有组织废气污染源排放
项目有组织废气排放源主要为两套分别由4个单体16吨炉组合而成的熔铝炉，其中一个高炉用于熔化，一个高炉用于材料预热，交替使用，排放去向为大气。
熔炼炉使用本项目煤气发生炉自产的脱硫、除焦的冷煤气。
其中SO2是根据燃料含硫量估计；NOX是根据广州市污染源调查研究的实际资料估计，即燃气按0.32kg/t计算。
两台熔炼及合金炉熔炼废气由除尘塔处理后排放,排放高度约40.5m。
冷煤气经氧化铁脱硫工艺处理后，H2S≤30mg/m3，排放源的排放情况见表2-3-2。
（4）无组织排放
H2S泄漏量，按煤化工生产泄漏系数计算，本项目取脱硫前的煤气，按0.01％计。
炉门和扒渣时的无组织排尘为铝尘，通过集尘罩后经布袋除尘对其回收，这能增加企业的利润，企业将严加控制其排放，故外排很少。
尘主要是煤场产生的扬尘。
无组织排放源的排放情况见表2-3-3。
表2-3-2工程废气及其污染物排放量
污染源
燃料量
（Nm3/h）
烟气排放量（Nm3/h）
SO2
NOX
烟、粉尘
排放口参数
kg/h
mg/m3
kg/h
mg/m3
kg/h
mg/m3
高度（m）
内径（m）
温度（℃）
熔炼、合金炉（净化煤气）
6584.4
8647.8
0.395
45.69
0.527
60.94
0.14
16.1
40.5
2.0
70
炉门除尘
10180
-
-
-
-
0.11
10.5
15
0.82
70
扒渣除尘
19500
-
-
-
-
0.15
7.8
15
0.60
60
合计
6584.4
38327.8
0.395
0.527
0.40
※注：
炉门除尘及扒渣除尘操作时间一年约为500小时。
表2-3-3无组织排放估算
编号
污染源名称
污染物
排放量（t/a）
1
煤场扬尘
尘
2.16
2
生产装置煤气泄漏
H2S
0.006
2.3.2废水污染源及污染物
（1）用水及排水量
本项目用水及排水情况见表2-3-4，水平衡图见图2-3-1。
表2-3-4用水排水一览表
序号
项目
新水用量（m3/d）
损耗量（m3/d）
排水量（m3/d）
备注
1
办公、生活用水
50.0
10.0
40.0
煤气站循环水池约有29m3/d用于地面冲洗及煤场等地喷洒用水。
2
铸锭循环水池补水
5.4（循环96）
5.4
0
3
煤气站循环水池补水
49.3（循环204）
20.3（29m3/d外用）
0
4
煤气站软水
5.2
5.0
0.2
5
绿化用水
3.0
3.0
0
总计
112.9
67.7
40.2
外排40.2m3/d
（2）废水来源及产生量
工程废水可分为煤气发生炉酚水、设备循环冷却水、生活污水及雨排水等。
①酚水：
主要来自煤气发生炉生产过程中产生的，计3.8m3/d.台。
煤制气酚水通过酚水蒸发器蒸发后回到煤气发生炉焚烧，不外排。
②清净废水：
生产设备、煤气站循环水部分更换用于煤场等地喷洒用水，不外排。
③生活污水：
行政部门和车间的员工生活产生的污水约40.2m3/d。
生活污水经生物接触氧化法处理达标后排至云河。
（3）废水主要污染物
由表2-3-5可见，本项目废水主要为生活污水及少量的煤气发生炉软化反冲洗水。
主要污染物为COD、BOD、石油类等。
生活污水经地埋式污水处理设备处理后，污水水质达到《广东省水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级排放标准。
煤气发生炉
铸锭
绿化
办公生活用水
软水站
5.4
循环96
损耗5.4
49.3
损耗等49.3
循环204
3.0
损耗3.0
50.0
5.2
40.0
0.2
排放
40.2
市政
自来水
55.2
市政自来水
57.7
图2-3-1水平衡图（m3/d）
表2-3-5废水水质排放情况（单位：
mg/L）
位置
水量（m3/d）
CODcr
BOD
石油类
氨氮
SS
进水水质
40.2
300
150
15
25
230
排水水质
40.2
＜90
＜20
＜5.0
10
＜150
DB44/26-2001Ⅱ时段一级排放标准
90
20
5.0
10
150
2.3.3固体废物
本项目在生产过程中将产生铝灰、焦油及煤气站炉渣、灰等，项目固体废物产生汇总见表2-3-6。
表中为年产5万吨计，年产10万吨则翻倍（除生活垃圾）。
（1）生产过程中铝灰产生量估计55.5t/a产生，此属
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