轻质碳酸钙项目分析报告及节能方案设计.docx
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轻质碳酸钙项目分析报告及节能方案设计
******有限公司
年产50万吨轻质碳酸钙项目节能方案
2012年12月3日
第一章项目单位及项目概况
第一节项目申报单位情况
******有限公司系私营企业，座落在******，总投资3600万元，占地60亩，年产轻质碳酸钙50万吨。
该项目所用原材料—石灰石产于******，品位较高，储存量较大，能生产出高品位轻质碳酸钙，为地方经济起到促进作用。
第二节项目提出的背景
轻质碳酸钙行业是归属无机盐领域，是纳米碳酸钙其中的一部分。
与国外相比，我国轻质碳酸钙的差距还较大，但随着国外先进设备和技术的引进，以及国内自主开发力度的加大，我国纳米碳酸钙产业必将能够快速发展，并将促进我国塑料、橡胶等产业向前发展。
轻质碳酸钙作为一种重要的无机化工产品，应用十分广泛。
粒径在10-100nm的纳米碳酸钙添加至橡胶、塑料等有机介质中可起增强补韧作用，可制得机械性能良好的复合材料。
由于纳米碳酸钙和轻质碳酸钙行业发展高度相关,轻质碳酸钙由于下游需求的带动呈快速发展的态势。
轻质碳酸钙主要功能是无机填料，广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、建材、日用化工、医药、食品、饲料等行业，随着上述行业高速发展，轻质碳酸钙产品向着粒径超细化，晶型多样化及表面改性方向发展，使其既具有填充作用又具有补强性。
中国轻质碳酸钙生产企业260家，轻质碳酸钙生产能力近2000千吨/年，超细钙50千吨/年，每年进口超细专用碳酸钙12.0万吨以上。
超细碳酸钙在欧美等发达国家的消费占全部轻钙产品的一半，而且专业化率很高。
目前中国塑料加工量在10000千吨/年，轻质碳酸钙大约需1000千吨/年以上；中国纸张需要量达到44000千吨/年。
中国镇江、常熟、江阴、浙江、宁波及天津等地正在建设几十万吨级的造纸厂，碳酸钙总量需求将达到3000千吨/年，涂料、橡胶等行业碳酸钙需求量也很大，其潜在市场更大。
根据目前市场需求及预测，超细碳酸钙近期需求约500千吨/年，使用量呈年均20%递增，有广阔的市场前景。
由于纳米碳酸钙粒子的超细化，在磁性、催化性、光热阻和熔点等方面具有普通碳酸钙无法比拟的优越性能，用于橡胶、塑料和造纸中具有较好的补强作用，在高级油墨和涂料中具有良好的光泽、透明、稳定、快干等特性。
近年来，随着我国上述行业的迅速发展，对碳酸钙的品位和档次要求越来越高，特别是生产高级铜板纸、高档油墨、汽车专用漆（底盘聚酯漆、汽车面漆）所用的纳米级超细碳酸钙的需求日益增多。
在化工建材行业，随着中国化学建材质量新标准的实施，塑料管材、塑钢门窗等塑料制品对强度等性能的要求将大大提高，对纳米碳酸钙的需求也将迅速增长。
截至2005年我国纳米碳酸钙需求量达到20万吨以上，国内产能还是不能满足市场的需求,大部分还是通过进口的方式来填补国内的需求,可见纳米碳酸钙的对外依存度还是很高,对国内企业来讲,纳米碳酸钙市场前景广阔。
据我们的模型预测，未来几年间，纳米碳酸钙在发达国家的需求量将以年均10％的速度增长，在我国将以年均20％的速度增长，到2010年纳米碳酸钙需求量达到50万吨以上。
目前我国有油墨生产企业300多家，年综合生产能力约36万吨。
我国油墨产量约占世界油墨总产量的6%，排在世界第四位（美国、日本、德国分别为第一、二、三位）。
2002年我国油墨产量达到17.09万吨，比2001年增长9.1%，2005年产量为30.24万吨。
按年递增率9%预计，2006年我国油墨产量将达到34万吨。
超细钙比重按5%估计，超细钙的需求量约为1.7万吨。
从国内外市场信息调研的情况看，市场前景非常好，发展潜力巨大。
第三节项目概况
一、项目名称
年产50万吨轻质碳酸钙项目
二、项目地址
******三、项目性质
私营企业
四、建设期
******五、项目建设规模
年产50万吨轻质碳酸钙
占地规模：
项目总体规划占地60亩。
六、投资规模及资金来源
投资规模：
项目总投资******万元，
序号
指标名称
单位
指标
备注
1
2
3
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
占地面积
建筑面积
投资指标
总投资
建筑费用
设备费用
预备费
流动资金
财务指标
销售收入
利润
销售税金
投资利润率
投资利税率
投资回收期
盈亏平衡点
总产值
工业增加值
亩
平方米
万元
万元
万元
万元
万元
万元
万元
万元
%
%
年
万元
万元
60
700
3600
554
1957
289
800
12800
2288
640
63.6
81.3
1.7
27.4
13000
第四节市场分析
轻质碳酸钙是化学工业生产中的一种基础原料。
它广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、医药保健和农药生产领域，是一种理想的化工生产填充剂，用轻质碳酸钙做填充剂制成的成品具有防水，绝缘、美观轻便、坚固耐用、光滑净高等独特能和优质。
并能够降低生产成本，提高质量，增加效益。
1.轻质碳酸钙在橡胶中的应用
轻质碳酸钙是橡胶工业中使用最早量最大大填充剂之一，轻质碳酸钙大量填充在橡胶之中，可以增加制品的容积，从而节约昂贵的天然橡胶达到降低成本的目的，碳酸钙填入橡胶能获得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度耐磨性，撕裂强度，并在天然橡胶和合成橡胶中有显著的补强作用，同时可以调整稠度。
2、轻质碳酸钙在塑料中的应用
轻质碳酸钙在塑料制品中能起到一种骨架作用，对塑料制品尺寸的稳定性有很大作用，能提高制品的硬度，还可以提高制品的表面光泽和表面平整性。
在一般塑料制品中添加碳酸钙耐热性可以提高，由于碳酸钙白度在95%以上，还可以取代昂贵的白色颜料起到一定的增白作用。
3.轻质碳酸钙在油漆行业中的用量较大
轻质碳酸钙在油漆行业中的用量较大，是不可缺少的骨架，在稠漆中用量为30%以上，酚醛磁漆4-7%里酚醛细花纹皱纹漆39%以上。
4.轻质碳酸钙在造纸工业起重要作用能保证纸的强度，白度，成本较低。
5.在电缆行业能起一定的绝缘作用。
6.在水性涂料行业的应用，用途更为广泛，能使涂料不沉降，易分散，光泽好等特性，在水性涂料用量为20-60%。
综上所述，轻质碳酸钙市场空间巨大，发展前景良好。
第五节产品与技术
一、产品
（一）产品的确定原则
1、主要原料来源可靠，运输方便。
2、产品是国内急需和数量较大的品种。
3、产品成本适宜，经济效益显著。
4、产品结构相近且上下衔接，便于组织生产。
二、工艺技术
（一）技术方案选择的基本要求
1、设计的指导思想
本设计的指导思想是:
认真贯彻落实资源综合利用节能方针，认真贯彻技术进步的方针，坚持高起点、经济规模的路子，积极采用新技术、新工艺、新材料、新装备，以提高产品质量和技术水平，增强国内外市场的竞争能力，提高建设单位的经济效益为目的。
2、设计原则
（1）采用国内外先进的工艺技术和高水平装备，以保证产品质量具有市场竞争力。
（2）设计指标力求先进、可靠，提高自动化水平，坚持安全、高效、节能和适用的原则。
（3）除必须引进的关键设备、材料和软件外，设计和设备制造尽可能立足于国内，力求节省外汇。
（4）充分利用现有能源介质系统和辅助设施，能利用的现有工程不新建，尽可能减少项目的建设工程量和投资。
（5）要充分认识该项目生产和安全、卫生、消防的重要性，设计要采用先进有效的措施和技术，确保环境保护，劳动安全，工业卫生和消防安全符合国家和地方法规、标准规定的要求。
（6）坚持长远规划和近期需求相结合的原则，合理布局，做到工艺流程合理，运输路线短捷，并为今后发展留有余地。
（7）坚持合理用地，节约土地的原则。
（二）技术
1、工艺技术选择
用石灰石为原料，窑炉煅烧分解成二氧化碳和氧化钙。
生产工艺将集中采纳国内最先进的工艺，并吸取各氧化钙厂各具特色的先进工艺，优中选优，设备选型将采用国内具有当代代表性、高效率、低能耗、无污染、劳动强度低的机械化、自动化程度高的设备及工艺。
2、机械窑炉的选型
该项目所选设备系国内最先进地立窑，该设备具有当代代表性、高效率、低能耗、无污染、劳动强度低地机械化、自动化程度地设备工艺。
3、工艺技术
轻质碳酸钙的制取主要分为六个工序：
石灰石煅烧、石灰消化、石灰乳碳化、脱水、烘干、包装。
按照上述原则，本项目主要工段所选用的生产工艺较先进，且环境污染少，能满足轻质碳酸钙的生产需要。
其工艺流程如下：
项目工艺流程图
工艺流程说明：
1）石灰石和原煤分别倒入石灰石仓和煤仓，按一定比例自动称量倒入卷扬机石斗内，提升至窑顶倒入料仓中，经分石器均匀分布于窑内。
石灰石煅烧所需的风量由鼓风机送于窑底布风室，煤炭在煅烧区燃烧放热，石灰石被煅烧分解为生石灰和窑气，生石灰由出窑大转盘卸出，运至灰仓供化灰工艺使用。
由煤炭燃烧和石灰石分解产生的窑气从窑顶部经管道引出进入窑气分离器进行旋风分离器除尘，然后经水洗，进步净化微尘和SO2，再经水气分离后，进入碳化工艺。
2）消化工艺
石灰窑卸出的石灰，送入储仓。
将石灰和水按一定的比例输入回转化灰机，经旋转分离，溢流石灰乳经筛分进入消化池，用泵输送至旋风器，筛分后石灰乳进入时化池，再用泵输送至碳化塔进行碳化。
3）碳化工艺
精制石灰乳调浓后，打入反应器中，输入净化的二氧化碳气体，进行碳酸化反应，碳化后的物料经硝酸中和后进入沉淀池，下层物料进入顶浆池搅拌后用泵送至离心机甩干。
上层水溢流至回水池，重复利用。
4）烘干包装工艺
顶浆池的物料经泵输送至离心机，甩干后的物料送至烘干机烘干，液体水溶液流至回水池。
烘干后的物料经旋风机筛分离后送至包装车间，经包装机包装后入库。
第六节设备
一、工艺设备选型原则及要求
1、设备选型原则
（1）坚持高起点原则。
要选择目前世界上最先进的设备，所选设备要技术先进，质量可靠。
（2）坚持利用国外关键技术和国内配套相结合的原则，以便节约外汇。
主要设备的关键技术采用国外制造专利，设备由国内配套（要选国内先进水平、技术成熟的设备）。
（3）坚持成套制造的原则。
即利用国外工艺技术制造的设备，检测仪表及控制系统与工艺设备一起成套委托加工。
以保证工程设计、软件编制，检测控制技术的可靠性、完整性和先进性，满足生产工艺的要求，有利于按期顺利投产。
项目的检测仪表和控制系统均由制造商负责设计。
（4）坚持质价比合理的原则。
在保证产品质量和技术要求的前提下，合理的选择工艺设备的质量和价格比，做到经济合理。
2、主要设备选型的要求
（1）主要设备选型应与选择的项目建设规模、产品方案和工艺技术方案相适应，满足项目的要求，可获得最大出力。
（2）适应产品品种和质量的要求。
（3）提高连续化、大型化程度，降低劳动强度，提高劳动生产率。
（4）降低原材料、水、电单耗，满足环境保护要求。
（5）强调设备的可靠性、成熟性，保证生产和质量稳定。
不允许将不成熟或本经生产考验的设备用于建设方案设计。
（6）符合政府或专门机构发布的技术标准要求。
（7）主要设备及辅助设备之间相互配套。
二、主要设备装置的选择
1、关键设备
根据工艺技术方案情况，我们确定关键设备有：
斗式提升机、窑气冷却器、石灰窑等。
2、主要设备见表
主要生产设备明细表
序号
设备名称
购置地
功率
KW
数
量
1
配料系统
自建
2
2
2
上料系统
自建
2
2
3
石灰窑（包括除尘系统）
桓台华茂公司
184
2
4
化灰机
唐山
18
4
5
旋分器
唐山
18
18
6
炭化塔
自建
40
6
7
离心机
唐山
180
12
8
旋风机
唐山
60
3
9
烘干机
江苏
15
4
10
包装机
唐山
37
2
第七节主要污染源、污染物及其治理措施
一、主要污染工序
1、废水
本项目所产生的废水全部回收循环利用，不外排。
对周围水体环境无影响。
2、噪声
本项目对主要高噪设备采取隔声、消音、减振等处理措施，厂界噪声达到《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-1990）Ⅱ类标准要求，对周围声环境影响较小。
3、固废
该项目产生的灰渣及煤渣可用于建筑材料综合利用，不外排。
对周围环境无影响。
第二章节能方案
第一节能耗状况和能耗指标分析
一、主要原材料的需求和供应
（1）原材料：
该项目所需主要原材料为石灰石，年需求量30万吨左右。
龙泉镇地下矿藏丰富，煤炭、白云石、焦宝石、粘土、石灰石等储量大、易开采。
经有关专家估算，该镇石灰石石储量（B+C+D级）在3亿吨以上。
且该地石灰石质地优良。
完全满足生产需要。
其主要成份如下表。
矿石化学成分表：
（%）
矿层
CaO
MgO
SiO2
Al2O3
Fe2O3
K2O
Na2O
SO3
CL-
LOSS
一
0.58
0.77
0.28
0.23
0.07
0.02
0.066
二
0.45
0.85
0.35
0.25
0.08
0.02
0.055
三
0.75
0.90
0.26
0.21
0.06
0.02
0.073
全矿
平均
54.22
0.60
0.84
0.30
0.23
0.07
0.02
0.065
0.0028
43.36
（2）原煤
煤炭：
本项目所需煤炭从宁夏采购，其热值达到7700大卡。
（3）电力
项目用电由龙泉电管所提供，完全满足生产生活需要。
（4）水
本地境内有质量高蕴藏丰富的地下水资源，满足生产生活用水需要。
（5）天然气：
为减少二氧化碳、二氧化硫等排放，在轻质碳酸钙干燥过程中，采用天然气作燃料；用高效节能旋转窑烘干，每年使用天然气700万立方，按1.33Kgce/m3折标煤9310吨，更有效提高效益。
二、能耗现状
1、用电负荷
本项目全年用电量2848万kw.h。
2、原煤
本项目全年耗宁夏煤17200吨。
3、水：
本项目全年耗水2万m3。
4.天然气：
用天然气700万m3
**********************
三、能耗指标分析
1、能耗指标分析
本项目能源消耗种类如上述电力、原煤和水三种；
（1）电耗：
项目全年耗电量2848万kw.h，按0.1229kg/kw.h折标煤3500吨标准煤。
（2）原煤：
项目全年耗宁夏煤17200吨，按1.10kgce/kg，折标煤21300吨标准煤。
（3）水耗：
项目全年耗水2.0万吨，水运行电耗统计入总电量。
（4）天然气：
全年用天然气700万m3按1.33kgce/m3，折标煤9310吨。
项目合计综合能耗31730吨。
轻质碳酸钙吨产品综合耗能：
182.59千克标煤。
主要能源和含能工质的品种及年需要量
序号
主要能源及含能工质名称
计量单位
年需要量
其 中
备注
购入量
自产量
其他
实物
标煤
实物
折算系数
折标煤
实物
实物
实物
折标煤
折标煤
折标煤
1
电
万kWh
t
2848
1.229
tce/万kWh
3500
2
宁夏煤
吨
t
17200
1.10
kgce/kg
18920
3
水
万m3
2.0
4
天然气
m3
700万
1.33kgce/m3
9310
年总需要
折标煤（t）
包括采暖
不包括采暖
31730
注：
水耗用电，已统计入项目总电量中。
2、计算能耗指标
耗能
工序
产品
产量
能源
种类
单位耗量
年耗量
氧化钙
CaO
16万吨
宁夏煤
107.5kg/t
17200t
电
11.75kWh/t
188万KWh
轻质碳酸钙
CaCO3
20万吨
天然气
35m3/t
700万m3
电
133kWh
2660万KWh
水
0.1m3/t
20000t
3、产品能耗比较
1、氧化钙产品能耗
（a）“氧化钙”国内同行业能耗水平
企业名称
产品单耗（kgce/t）
蒙西某有限公司
147
唐山某有限公司
160
广西某有限公司
155
云南某有限公司
138
贵州某有限公司
127
以上企业平均能耗水平
145.4
而本项目氧化钙原料能耗可达到118.59kg标煤/吨，
（b）与氧化钙土法生产工艺水平比较
能源种类
项目能耗量
土法石灰窑
能耗量
折标系数
节能量
节能率
实物量
折标煤（kg/t）
实物量
折标煤（kg/t）
kg
%
电（kwh/t）
188万
1.44
10.58
1.30
0.1229kg/kwh
原煤（kg/t）
107.5
118.25
206.00kg
200.11
见注解
合计
119.69
201.41
82.05
40.74
注：
该项目生产氧化钙使用原煤为燃料，土法生产氧化钙的燃料为原煤。
2、轻质碳酸钙产品能耗.
（a）轻质碳酸钙国内同行业能耗水平
企业名称
产品单耗（kgce/t）
四川某有限公司
320.36
河南某有限公司
309.78
湖北某有限公司
295.64
以上企业平均能耗水平
308.59
（b）与轻质碳酸钙土法生产工艺水平比较
能源种类
项目能耗量
土法生产轻质碳酸钙能耗量
折标系数
节能量
节能率
实物量
折标煤（kg/t）
实物量
折标煤（kg/t）
kg
%
氧化钙能耗
119.69
201.41
电（kWh/t）
2660万
16.35
292
35.89
0.1229kg/kwh
天然气m3
35
46.55
96.63
93.87
见注解
水（m3）
20000
合计
182.59
331.51
156.64
47.25
注：
①该项目1吨轻质碳酸钙消耗0.8吨氧化钙。
0.8吨氧化钙能耗加轻质碳酸钙工序单耗为项目单位产品能耗。
②该项目生产氧化钙使用原煤为燃料，土法生产氧化钙的燃料为原煤。
第二节节能措施
一、能源选择原则
1、项目设计时应综合考虑资源条件、地区能源产销平衡和合理流向，所采用的能源种类，品位与质量、耗量等，必须符合国家、地区及行业颁布的能源政策、法规、通则、规范及标准。
2、在能满足产品质量前提下，应优先选用一次能源和低品位能源少用二次能源和优质能源。
社会或本地区奇缺的能源尽可能不用或少用。
3、耗用的能源品种，应因地制宜立足于本地区，不宜舍近求远，充分考虑供能承受力，保证用能可靠性、稳定性和连续性。
4、尽可能减少自产能源的种类，充分利用社会的集中供能，如:
瓶装气体、集中供热等。
5、能源的综合利用应该是“技术上可行，经济上合理”。
余热回收利用，应优先本工序、本车间、本部门。
6、项目设计时应采用合理用能的新工艺、新设备、和新材料。
对项目中属于国家规定淘汰的原有设备应予更新改造。
凡设计中的新增设备，均应采用国家推荐的节能产品。
二、本项目具体节能措施
本项目合计综合能耗28727吨标煤。
因此设计中严格遵循国家和地方有关合理用能标准，以及节能设计规范，积极采用新技术、新工艺、新设备、新材料。
落实节能措施，控制和降低能耗。
本项目的节能设计方案归纳如下：
（一）生产技术。
本项目设备采用符合国家有关规定的节能设备，选用新型高效节能型，严格按设计安装。
该项目选用节能型石灰窑，
（二）采用先进加工制造工艺及合理地选用节能设备，使能源的消耗得到有效控制，本项目全部主要生产设备都是采用国内外先进水平的设备。
（三）采用先进节能型电气设备
1、采用S11型变压器和电容补偿装置。
2、采用节能型通风机械，提高设备效率。
3、大容量低转速电动机采用同步电动机
4、采用变频调速器
5、总图布置。
本项目总图布置要尽量紧凑，流程要顺捷，动力供应要尽量靠近负荷中心，这样不仅可以节约建设投资，而且还可以避免长距离供应和物料往返输送而增加的不必要的能量。
6、尽量选用节能型的电器和照明灯具，合理选择照度标准；具有间断使用特点的照明灯，做到及时关闭，人走灯灭。
7、变配电系统采用静电电容补偿器，以提高功率因数，减少电能损耗。
8、消防泵、水泵、热源泵等选用节能型产品，并定期检测维修。
（四）建筑节能。
对围护结构采用保温措施
1、厂房的节能措施。
本项目厂房采用质钢结构，墙体采用夹心保温板，屋顶有采光板。
2、厂房建筑墙体采用煤矸石砌块和多孔模数砖，保温防水应采用新材料。
（五）计量器具管理
计量器具汇总表
1、能源计量器具汇总表
序号
能源计量类别
Ⅰ级
Ⅱ级
综合
应装数
安装数
配备率
应装数
安装数
配备率
配备率
台
台
%
台
台
%
%
1
电
1
1
100%
2
2
100%
100%
2
原煤
1
1
100%
1
1
100%
100%
3
水
1
1
100%
2
2
100%
100%
4
天然气
1
1
100%
2
2
100%
100%
2、电力计量器具统计表
器具名称
规格型号
精度等级
配备数量
一级
电表
IGFADB300021
1
1
二级
电表
IGFADB300021
1
2
3、原煤计量器具统计表
器具名称
规格型号
精度等级
配备数量
一级
汽车电子衡
Scs-100
1.0
1
二级
电子皮带秤
ICS-S
1.0
1
4、水计量器具统计表
器具名称
规格型号
精度等级
配备数量
一级
水表
LXLC-80
1
1
二级
水表
LXLC-80
1
2
5、天然气计量器具统计表
器具名称
规格型号
精度等级
配备数量
一级
流量计
TBQ-1000B
1
2
二级
流量计
TBQ-1000B
1
2
第三节节能效果
一、能耗指标
本项目经过选用国内先进的窑炉生产工艺，并采取相应的节能措施后，氧化钙生产吨综合能耗118.59标煤。
二、节能水平
中国节能技术政策大纲指出：
2020年，能耗水平应达到或接近世界平均水平。
2000～2020年，预计氧化钙综合能耗由214kg标准煤下降到150kg标准煤。
本项目氧化钙单位综合耗能118.59标煤，说明本项目工艺、设备先进，节能措施是合理、有效的，符合国家和地方合理用能指标，节能效果显著。
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