新型墙体材料年产7000万块煤矸石及页岩烧结砖建设项目可行性报告.docx
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新型墙体材料年产7000万块煤矸石及页岩烧结砖建设项目可行性报告
新型墙体材料年产7000万块煤矸石及页岩烧结砖建设项目
可行性研究报告
第一章总论
第一节概述
一、项目名称
新型墙体材料年产7000万块煤矸石、页岩烧结砖建设项目
二、承办单位名称
淄博市源通土地开发页岩砖厂
三、项目批建地点
淄博市沂源县芦芽村
四、可行性研究报告编制单位
1、单位名称：
淄博兰德工程咨询有限公司
2、工程咨询资格证书编号：
资格等级：
丙级
五、可行性研究依据
1、国家有关政策、法规、规定等要求；
2、现行国家相关技术规范和标准；
3、国家有关项目可行性研究报告内容和深度规定；
4、《产业结构调整指导目录（2005年本）；
5、投资项目可行性研究指南；
6、项目承办单位提供的有关基础数据、资料；
7、淄博市源通土地开发页岩砖厂委托淄博兰德工程咨询有限公司编制本项目可行性研究报告的合同。
六、可行性研究过程
本项目承担单位为淄博市源通土地开发页岩砖厂，这些产品均具有广阔的市场前景，属标准朝阳产业。
本项目的建设，不仅增加企业的经济效益，还可带动沂源经济的发展，增加就业岗位，减少社会不稳定因素，对建设和谐沂源起到积极作用。
我院接受委托后，认真分析了已有基础资料，并进行现场查看，经与建设单位有关人员分析，达成共识后，开始编制本项目可行性研究报告。
在可行性研究报告编制过程中，我们本着客观、科学、经济、合理的原则，对工程方案中的具体问题与建设单位多次沟通商讨，对主要工程方案进行了调整优化，最终提出可行性研究报告中的方案。
本可行性研究报告通过对有关资料的分析论证及对投资估算、效益进行分析，力求对项目的必要性、可行性做出客观、科学、公正的论述，为投资决算提供依据。
第二章项目的背景及概况
第一节项目建设的背景
一、煤矸石、粉煤灰、炉渣、综合利用任务紧迫
煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生大的固体废物的排放量相当于煤炭的10%左右，我国每年煤矸石排量约1.87亿吨。
目前全国已累计堆存30多亿吨，占地约1.2万公顷，是目前我国排放量最大的工业固体废弃物之一。
煤矸石长期堆存占用大量耕地，会发生自燃，造成大气和地下水质污染。
山东省尾矿石、煤炭资源总量丰富。
截止2005年底全省煤炭资源总量为1131亿吨，保有储量为245亿吨。
据统计从1949年至今山东省煤炭资源产量累计28亿多吨，连续20多年位居全国前列。
2005年，原煤产量高达1.8亿吨，创历史最高水平。
煤炭资源已成为支撑山东经济发展的重要力量，在全国能源供给中也发挥着举足轻重的作用。
按照规划，“十一五”时期，全省煤产量要保持在1.5亿吨，保证山东经济发展对煤炭的需求。
山东省煤炭工业在发挥巨大的社会效益的同时，大量废弃的尾矿石、煤矸石也给经济和社会发展带来了负面的影响。
其排放不仅是对资源的浪费，而且占用耕地，污染环境，给人们的健康和农业的生产带来危害。
全省煤矸石生产量按平均每年15%的速度递增，占工业固体废物的比例已达60%。
因此，尾矿石、煤矸石的综合利用时目前工业固体废弃物处理的重点之一。
二、建材工业结构调整要求新型墙材快速健康发展
据最新资料，目前全国现有砖瓦企业约85000多家，每生产实心粘土砖4500-4800亿块，取土9.9-11亿立方米，毁坏土地约25万亩（按挖深6米计）；其生产能耗每年约6000万吨标煤。
每年仅用于生产墙体材料的生产能耗和北方采暖能耗合计就占我国全年能耗总量的15%以上；另外烧结粘土砖生产过程中每年排放二氧化碳1.7亿吨，加剧了城市酸雨和温室效应的形成。
为保证耕地，国家有关部委明令取缔用粘土烧制砖瓦在部分城市已实施。
山东省是人口、农业生产大省，土地资源严重短缺，但是墙体材料以实心粘土砖为主的状况根本改变，成为制约山东经济社会可持续发展的瓶颈因数。
为落实科学发展观，建设和谐、节约、生态环保型的社会主义新农村，切实保护全省耕地和生态环境，节约能源，全面提升新型墙体材料发展的水平，调整产业结构，省政府下发了（鲁政〖２００５〗54号）《山东省人民政府关于治理整顿粘土砖窑厂加快发展新型墙体材料的通知》。
省建设厅先后下发了《关于进一步规范生产准入标准和加快发展新型墙体材料的通知》、《山东省混凝土多孔砖发展导则》、《混凝土多孔砖质量管理规程》等重要文件，加大了对新型墙体材料的质量监督，实行产品350个占全省规模以上的新型墙体材料的发展和应用。
随着国民经济的快速发展和国家产业政策的深入贯彻，建材工业正面临着一场结构大调整的革命，一些老的、规模小的、污染严重、能耗高、资源浪费型的建材企业相继进入淘汰、关闭行列。
能抓住这次产业结构调整的机遇，发展国家产业政策鼓励、支持的节能环保、利废型建材产品，是现代建材企业能否实现可持续发展的关键。
淄博市为了有效的保护耕地、节约能源，确保墙体改革工作能更好的服务于全市的经济建设，对发展新型墙材工作高度重视，将发展新型墙材列入本市（县）政府责任目标。
粘土砖瓦窑厂关闭力度进一步加大，新型墙材的发展呈现上升势头。
本项目决定利用煤矸石（50%）、粉煤灰（30%）、页岩（20%）资源得到综合利用，另一方面可以缓解新型墙材市场供求紧张局面。
三、墙材发展势头良好
五年来，我省墙材革新工作取得了良好的社会环境效益。
发展新型墙体材料和淘汰粘土实心砖，是山东省墙材革新的主要内容，也是省政府部署的重点工作。
特别是2005年省政府决定整顿治理粘土砖瓦厂以来，在各级政府和有关部门高度重视及强力推进下，新型墙材出现了跨越式发展的良好势头，各项经济技术指标连创新高，发展速度处于全国前列，为加快城镇化合实现经济社会的可持续发展打下了良好的基础，一是生产能力快速提升。
2006年，全省新型墙材产量达到191亿标砖，同比增长64.6%；新型墙材占墙材总量的比例达到50.5%，首次超过实心粘土砖产量；全省新增规模以上新型墙材生产线达254条，新增产103.5亿标砖，吸引社会投资约20亿元，超额完成省政府确定的全年新增产能74.76亿标砖的目标任务。
2006年，新上新型墙材生产线规模呈增大的趋势，单线平均生产能力达4000万标砖，比2005年提高2400万标砖，均达到或超过国家产业政策的要求。
承重新型墙材产量达到137亿标砖，增长31%，占新材料总量达到72%。
非粘土类承重新型墙材产量达到71亿标砖，增长40%，占新材砖比例为52%，首次超过粘土类新材砖。
新上新型墙材项目装备水平高，技术含量高，产品档次高，新增产能中蒸压粉煤灰砖、煤矸石烧结砖等中高档产品占70%以上。
二是市场供应继续保持稳定。
全省已发展规模以上新型墙材企业574家，生产能力255亿标砖，加上规模以下企业，总产能约435亿标砖，从总体上说，能够基本满足目前城乡建设需求。
新型墙材价格虽有些小幅张升（1-2分块），但基本保持稳定，总体平均价格较实心粘土砖低。
三是适用范围不断扩大。
目前全省16个省辖市8个县（市）实现了“禁实”，新型墙才应用比例达到80%以上。
“禁实”加快了新型墙材的推广应用，全省农村应用新型墙材。
应用新型墙材的比例达到7%，进入农村市场的新型墙材品种大大增加。
改革开放以来，淄博市整体国民经济有较快发展，2006年实现国内生产总值86亿元，人均生产总值达到6376元，全社会固定资产投资完成33.1亿元，其中城镇投资约18.3亿元。
淄博市经济的发展必然带动基本建设的增长，市场对新型墙材的需求也随之加大。
目前，该县及周边地区墙体材料仍以粘土砖为主，项目所在地属粮食主产区，土地资源十分宝贵。
随着城镇化进程的不断加快和建筑市场的用砖量的不断增加，土地资源的额开采量增大，耕地面积缩小，土地资源受到严重的威胁。
淄博市源通土地开发页岩砖厂决定采用煤矸石、页岩作主要原料，拟投资改建一条年产7000万块煤矸石烧结砖生产线，项目具有良好的市场前景。
第二节项目建设地点及建设内容
一、建设地点
厂址位于淄博市沂源县芦芽村水泥厂内，占地约20亩。
二、主要建设内容、规模及产品
主要建设内容，煤矸石、页岩及进厂至成品出厂整个生产线所需的工艺装备及其相应的厂房与建设，主要包括破碎车间、陈化库、制砖车间、变电室、水泵房机修车间、原料棚、细碎仓、食堂、浴池、宿舍、办公用房、门卫，3.16m二烘两烧平顶节能隧道窑一座、公用工程设施和必要的生产辅助设施。
1、工厂规模：
年产7000万块烧结砖（多孔砖折标砖）：
2、产品规格及方案：
规格尺寸：
240毫米×115毫米×90毫米（kp1多孔砖）
240毫米×115毫米×53毫米（标砖）
强度等级：
10.兆帕-20.0兆帕
主要用于多层结构建筑的承重墙，产品质量分别符合国家建材行业GB13544-2000《烧结多孔砖》和GB5101-2003《烧结普通砖》标准要求。
产品品种规格
品种
规格
产品比例
与标准砖体积比
烧结砖
240×115×53
30%
1:
1
烧结砖
240×115×90
60%
1.7:
1
第三节工程技术方案
一、原材料技术要求
（1）煤矸石
煤矸石是采煤或洗选过程中剔除含碳岩石和其他岩石的混杂物。
随着煤层地质年代、成矿构造及开采方法的不同，热值也差别很大，具有一定的塑性。
生产烧结砖用的煤矸石原材料，一方面要控制其工艺技术性能（热值和塑性），另一方面原材料中的有害杂质含量要低。
项目
要求程度
普通砖
承重空心砖
物理性质
粒度
普氏硬度系数（f）
适宜
<4
<4
粉碎后粒度要求（mm）
适宜
<2.5
<2.5
最大颗粒
<2mm
>50%
<0.5mm
>60%
发热量（煤矸石千卡千克）
适宜
<400
<400
允许
<1000
<1000
烧成温度（℃）
适宜
900-1000
烧结温度范围（℃）
允许
>50
硬塑指数
适宜
6-13
S
<1
0-1
石灰质（CaCo3）
<10
可溶性盐
<0.05
煤矸石原材料的技术要求
（2）煤矸石
煤矸石是采矿筛选后的细颗粒尾矿粉（塑性较差的可以取代页岩和粘土的原料）、煤矸石成分与页岩相似，二化硅及三氧化铝为主，本身塑性较差，作为烧结砖原料，必须与页岩合用。
原料中煤矸石在砖坯中起到骨架作用，不仅有利于坯体内水分的排除，缩短干燥周期，还可以有效的减少由于干燥收缩致使坯体出现裂纹的可能性。
煤矸石原料性能要求表
指标名称
级别
Ⅰ
Ⅱ
细度
（0.08mm方孔筛筛余量）≦
30
45
（0.1mm方孔筛筛余量）≦
15
25
烧失量
5.0
10.0
Sio2
45
40
Sio3
1.0
2.0
用自卸汽车将煤矸石运至原料堆棚中储存，在使用装载机分别将其装入收料斗中，用箱式给料机按体积连续计算方法计量，再用带式输送机将其送至混料皮带机上，经破碎机破碎至规定粒度（通常最大颗粒<2mm），将物料送入双轴搅拌机中。
二、配料设计、物料平衡
（1）配料设计
煤矸石作主要原料（适量加入页岩）生产烧结砖时，应控制在混合料的塑性指数和发热量内。
由于塑性指数在合理的粉碎情况下，一般均可满足生产要求，因此发热量是应控制的主要指标。
混合原料塑性指数可控制在7-14、利用窑炉余热量进行自动干燥的生产工艺，发热量应控制在900-1000千卡块砖较为适宜。
根据原材料发热余量和塑性指数，考虑全内燃人工干燥以及一次码烧工艺的成型要求以及干燥、焙烧制度，本工程考虑在节能型隧道窑窑顶顶部设置换热通道以及安装热交换设备等，结合现有生产经验，设计内燃热值4500千焦标砖（包括干燥耗热与热交换器用热）。
因此，本工程配合比设计见下表：
配合比表
页岩
粉煤灰
煤矸石
配合比（%）
20
30
50
（2）物料平衡
原料成型水分14%，产品合格率为95%，根据上述数据计算物料平衡。
项目年工作300天，每日按2-3班生产，每班工作8小时。
物料平衡表
物料名称
单位
年
日
班
时
成品砖
千块
7000
200
66.67
8.33
成型砖坯
千块
73157.89
210.53
105.26
13.16
砖（干）质量
吨
156972.93
523.24
261.62
32.7
湿坯料
吨
182526.32
608.42
304.21
38.03
立方米
146607.48
488.69
244.35
30.54
页岩
吨
31394.53
104.65
52.32
6.54
粉煤灰
吨
34533.93
114.7
57.52
7.194
煤矸石
吨
94183.58
313.95
156.97
19.62
立方米
76572.02
255.24
127.62
15.95
成型水
吨
25553.68
85.18
42.59
5.32
机油、润滑油
吨
7.77
0.03
0.01
——
三、工艺流程
（1）配料工艺与搅拌均化
煤矸石烧结生产中，煤矸石既是生产原料，又是焙烧原料。
根据项目所需原料工艺性能和一次码烧硬塑挤出成型以及焙烧工艺等技术参数（如成型水分、内掺热值等）要求，采用计算机配料技术与煤矸石热值与检测相组合方式，及时调整混合料的发热量，稳定混合料性能对于稳定成型与干燥焙烧制度至关重要。
对于煤矸石、页岩的配料，采取以下方式，对于细颗粒状物料—煤矸石和页岩，在细料底库，采用带式定量给料机计算。
电子定量给料仪计量，通过给水管进入搅拌机内。
该计量仪的流量传感器可以输出流量的信号，通过调整给水泵的电机转速控制管道内的流量，进而达到调整给水配比要求。
根据物料的成分，物理性能及发热量等工艺参数，通过对计量设备的变频调速，可以配置符合配合比设计要求的混合料，然后用混料皮带机将各种物料进入搅拌机中加水搅拌，最后进入陈化库。
整个配料工艺实行计算机控制，各给料设备采用无极变速的方式，确保各组物料符合工艺配合比设计要求。
配料系统具有配料计量准确、自动控制水平高、运行可靠、便于管理等特点，可以满足称量精度、搅拌均匀以及产量要求。
（2））原料陈化与二次搅拌
为了保证陈化效果，同时又具有储备的功能，选用池式陈化库，以保证原料良好的成型性能和储存功效。
用带式可逆配仓布料输送机可以在纵、横、竖三维方向移动，连续均匀布料，将混合料均匀的分布在陈化池中陈化，陈化3天后，用液压多斗挖掘机均匀挖出，再经带式输送机送至成型车间的箱式给料机上。
经陈化后的原料，颗粒易疏解，原料中的水分均匀化程度提高，提高了原料的成型性能，对稳定生产起较大的作用。
用搅拌机挤出机对陈化后的混合料进一步加水混合搅拌均化，使其达到成型水分要求，同时进一步改善泥料的塑性。
（3）成型及切码运
二次搅拌均化后的泥料进入双级真空挤出机，在上级搅拌混合过程中，泥料受水和蒸汽的作用，湿度和温度进一步得到调节，在螺旋绞刀挤压下，泥料受到破碎、揉炼和混合并不断向真空室移动。
真空室入口处的锥形泥缸使泥料受挤压形成料封。
泥料落入真空室后，其中的空气被真空泵排出室外。
脱氧后的松散泥料受下级螺旋绞刀的作用，被推向前段，并逐渐再次受到挤压，经机口挤出成矩形泥条。
由于泥料中的空气在挤压的过程中被真空处理，大部分被排出后，泥料颗粒间的接触面积增加，提高了泥料的结合性和可塑性，改善了泥料的成型性能，使坯体有较高的密实性，为提高成品砖的机械强度奠定了基础。
由挤泥机口挤出的紧密而连续的矩形泥条，首先通过自动切条机，切割成一定长度的坯条，再经自动切坯机将泥条同时切割成多块坯体，由分坯机均匀分坯，由自动码至干燥车上，再用顶车机将干燥湿坯送入干燥室。
（4）干燥及焙烧
本工程采用逆流隧道式一次码烧自动干燥工艺，干燥热源全部来自隧道窑保温带、冷却带、顶腔换热带、预热带的热空气。
砖坯从干燥室出室后，通过摆渡车、顶车机将窑车送至隧道窑内，坯体经过升温预热、焙烧、保温、冷却，完成了烧成过程。
由于砖坯以煤矸石为内燃料，送入窑内后，在窑内热气流的作用下，坯体温度逐渐升高，先后依次完成了干燥脱水和预热。
窑车前行过程中，坯体温度继续升高达到内燃料着火点后，坯体即开始进入焙烧阶段，经过一定的焙烧（保温）、冷却等工艺过程，砖坯就发生了一系列的物理化学变化，最终成为具有优良力学性能和耐久性能好的墙体材料。
室外冷空气在窑送风系统风机作用下进入窑内，穿过砖跺使砖得到冷却，同时空气也被加热。
热空气继续向烧成带运动，为焙烧提供足够的助燃空气。
最终燃烧后的烟气一部分继续前行与砖坯进行热交换对砖进行干燥、预热；另一部分烟气在风机作用下经热分道送往干燥室中。
隧道窑之所以可以实现节能，主要在于他将窑烧成带前段（预热带）的多余热气（热能）和保温冷却后的热烟气抽出，用可调频率送风机将其送至干燥室作为干燥介质，即实现了烧砖不用煤，又可以改善全内燃焙烧时窑内的焙烧条件。
（5）成品卸车
焙烧后的成品用人工将其装在丁砖车上，送至成品堆场，按制品外观质量分等堆存。
四、工艺流程图
煤矸石
页岩
破碎
计量
计量
贮存
水
成品堆场
强力搅拌机
出窑
隧道窑
砖坯干燥
制砖机
强力搅拌机
细碎
料库
过筛
陈化
过筛
五、主要工艺参数
硬塑挤出成型一次码烧工艺生产的坯体具有一定的强度，砖坯经挤出机挤出成型后，用自动码坯机直接码在窑车上，用液压式顶车机将窑车推入干燥室干燥，在经摆渡车、液压式顶车机将砖坯顶入窑内。
干燥与焙烧一次完成，不需再进行半成品的二次人工码放，即提高了半成品合格率，同时又可以提高窑炉的产量。
结合现有生产线的干燥制度，干燥、焙烧过程中砖坯也不会产生较大的收缩变形。
（1）成型工艺参数
成型水分（%）14-15
最大挤出压力（兆帕）3.8
真空度（%）90
（2）干燥工艺参数
干燥后坯体残余水分6%
干燥周期22小时
送风温度110-150℃
排潮温度40-45℃
排潮相对温度90-95%
（3）焙烧工艺参数
烧成周期44小时
烧成温度950-1000℃
第四节主要设备选型和配套工程
一、机械化装备水平
该生产线从原料运输、制备、成型全部实现机械化作业，干燥和焙烧局部工序实现机械化作业。
二、主要设备选型原则
（1）原料制备
原料制备直接关系到产品成型和质量。
特别是利用尾矿石作主要原料、煤矸石作内燃料烧结承重砖，煤矸石细度、颗粒级配将直接决定产品外观和内在质量，并且直接关系到成型与干燥、焙烧工艺操作。
因此在设备选定时，破碎设备需保证原料破碎细度及细颗粒含量。
煤矸石原料粉碎后，必须进行陈化苏解。
研究证明原料陈化3天以上，其塑性和成型性能大幅度的提高。
因此，设置陈化库是必不可少的，同时也可起到缓冲的作用。
（2）成型及切码运系统
挤出机有效提高挤出压力，设备标定压力应在3.8兆帕，并且有较高的真空度，设备标定真空度应为90%。
产量满足工艺要求，单台设备小时产量不小于1.3万块标准砖。
自动切条机与切坯机单台设备小时产量不小于1.3万块标砖。
（4）干燥与焙烧窑
砖坯经由分坯机，自动码至窑车上，经摆渡车、顶车机将其推入干燥室、焙烧。
干燥与焙烧一次完成。
坯体需具有一定的强度，以保证干燥、焙烧过程中砖坯不变形。
干燥室采用112.7×3.16米一道干燥室。
干燥热源来自于隧道窑焙烧得余热采用侧送风正压集中排潮隧道式的干燥方式。
焙烧窑采用112.7×3.16米双通道窑2座，窑体结构设计成砖混结构，以全内燃为主，无需外投煤。
隧道窑设有排烟系统、烟热交换系统。
该窑断面较大、产量高、断面温差小、保温性能好，焙烧热工参数稳定，保证了烧成质量。
（5）成品出窑
焙烧后的产品，由人工将成品从窑车上装上砖车，按制品外观质量分等码排到成品堆场。
三、主要工艺设备
工艺设备表
序号
设备名称
规格型号
单机产量
数量（台套）
单机功率（千瓦）
特征参数
立方米时
一、原料处理
1
装载机
ZL30e
1.7m³（斗容）
1
装载高度2911毫米，装载距离1055mm
2
链板式箱式给料机
KB1000
15～45m³h
1
5.2
3
颚式破碎机
PE400×700
14～40m³h
1
37
4
锤式破碎机
MB1000
>20T
1
110
5
滚筒筛
GTS-10
1
7.5
出料力度<3mm
6
双轴搅拌机
SJ3000
27.8T
1
30
搅拌轴有效长度3000mm
7
可逆配仓皮带
B600
25～30m³h
1
10
8
气囊式袋收尘器
LPM4A-120
处理风量7254m³h
1
5.5
9
皮带电子定量秤
∮300×1.8
1
5.5
10
带式定量给料机
B650
0-30Th
1
2.2
11
液压多斗挖掘机
DW40
40m³h
1
25.5
12
箱式给料机
KBB650
15～35m³h
1
5.2
二、联合车间
1
双轴搅拌挤出机
SJ3000
25～30m³h
1
30
搅拌轴有效长度3000mm
2
双级真空挤出机
JZK7565-3.8
14000～18000块小时
1
235
真空度>92%成型水分12-20（%）挤出机泥缸直径750-650（mm）
3
自动切条机
ZQT
1
3.5
4
自动切坯机
ZQP
1
7.5
5
顶车机
SD-60T
最大顶推力150（千牛）
3
7.5
顶推速度1～2.4（米分钟）最大行程2200mm
6
真空泵
MH-2100
1
7.5
7
窑车
3.4*3.22*0.76
200
三、干燥、焙烧
1
双通道干燥室
112.7*3.16米
1
2
双通道隧道窑
112.7*3.16米
2
四、配套工程
（1）土建工程
序号
单项工程名称
结构形式
面积（㎡）
层高（m）
备注
1
原料储棚
门式钢架结构
2000
6
钢筋砼独立基础、门式钢架结构、彩板屋面、砼地面
2
破碎车间
钢筋砼结构
300
9
钢筋砼多层框架，独立基础、砼地面
3
陈化库
钢架结构
800
7.5
门式钢架结构、彩板屋面、砼地面
4
成型车间
钢架结构
1000
7.5
钢筋砼独立基础、门式钢架结构、彩板屋面、砼地面
5
干燥室、隧道窑
网架结构
3000
6
网架结构、砼地面
6
卸砖窑棚
钢架结构
300
6
钢筋砼独立基础、门式钢架结构、彩板屋面、砼地面
7
联合车间裙房
钢混结构
800
4.5
钢筋砼独立基础、门式钢架结构、彩板屋面、砼地面
总平面主要技术指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
项目占地面积
平方米
13340
20亩
2
新建建（构）筑物占地面积
平方米
4666
3
新建建（构）筑物占地面积
平方米
4333
4
道路广场建筑面积
平方米
571
5
堆场面积
平方米
37
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