年产1吨PSA专用碳吸附剂生产线烟气净化环保项目可行性研究报告.docx
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年产1吨PSA专用碳吸附剂生产线烟气净化环保项目可行性研究报告.docx
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年产1吨PSA专用碳吸附剂生产线烟气净化环保项目可行性研究报告
年产12000吨PSA专用碳吸附剂生产线烟气
净化环保项目
可行性研究报告
一、总论………………………………………………………1
(一)项目概况………………………………………………1
(二)活性炭产业发展概况…………………………………1
(三)产业发展现状及挑战…………………………………1
(四)项目的意义及必要性………………………………………2
(五)建设规模与内容……………………………………………3
(六)项目投入总资金及效益情况………………………………4
(七)问题与建议…………………………………………………4
二、市场分析………………………………………………………6
三、建议规模与产品方案………………………………………11
(一)建设规模…………………………………………………11
(二)产品方案…………………………………………………11
四、场址选择……………………………………………………12
(一)场址所在地位置现状……………………………………12
(二)主要自然条件……………………………………………12
(三)社会经济条件……………………………………………13
(四)城市道路交通状况………………………………………16
(五)工程地质与水文地质条件………………………………16
五、技术方案、设备方案和工程方案…………………………19
(一)技术方案选择……………………………………………19
(二)生产工艺流程……………………………………………19
(三)主要设备设施……………………………………………19
(四)工程方案…………………………………………………21
六、主要原材料、燃料供应……………………………………24
(一)原辅材料…………………………………………………24
(二)动力供应…………………………………………………24
(三)资源开发和利用方案……………………………………24
七、总图运输与公用辅助工程…………………………………25
(一)总图布置…………………………………………………25
(二)场内外运输………………………………………………27
(三)公用辅助工程……………………………………………28
八、节约能源……………………………………………………33
(一)设计依据…………………………………………………33
(二)设计原则…………………………………………………33
(三)节能措施…………………………………………………33
九、环境影响评价………………………………………………35
(一)场址环境条件……………………………………………35
(二)项目建设和生产对环境的影响…………………………35
(三)环境保护措施……………………………………………37
(四)环境影响评价……………………………………………39
十、劳动安全卫生与消防………………………………………40
(一)危害因素和危害程度……………………………………40
(二)安全措施方案……………………………………………40
(三)消防设施…………………………………………………41
十一、组织机构与人力资源配置………………………………44
(一)组织机构…………………………………………………44
(二)人力资源配置……………………………………………45
十二、项目实施进度与招标方案………………………………47
(一)项目实施进度……………………………………………47
(二)招标方案…………………………………………………48
十三、投资估算与融资…………………………………………50
(一)投资估算依据……………………………………………50
(二)投资估算…………………………………………………50
(三)融资方案…………………………………………………52
(三)资金投资投入计划………………………………………52
十四、财务评价…………………………………………………53
(一)财务评价基础数据与参数选取…………………………53
(二)营业收入估算……………………………………………54
(三)成本费用估算……………………………………………54
(四)财务评价指标……………………………………………55
(五)财务评价结论……………………………………………56
十五、研究结论与建议…………………………………………57
(一)结论………………………………………………………57
(二)建议………………………………………………………57
第一章总论
(一)项目概况
1、项目名称
年产12000吨PSA专用碳吸附剂生产线烟气净化环保项目
2、建设单位概况
单位名称:
XX市森化碳吸附剂有限责任公司
法人代表:
建设地点:
经济开发区
3、项目背景和建设意义
(1)项目背景
XX市因煤而建,缘煤而兴,煤炭是XX市的支柱产业。
长期以来,XX以原煤经营为主,作为煤炭初级产品,其技术含量低,附加值不高。
这种低附加值的单一产品结构在目前的市场经济条件下,尤其是在激烈的市场竞争中,难以快速发展,并壮大,制约了XX市的发展。
煤炭深加工,是实现煤炭资源就地转化增值,发挥煤炭资源优势的最佳途径之一。
特别是优质煤炭资源的加工利用,既是有效提高其利用价值,实现有限的优质资源价值利用最大化的首要目标,又完全符合国家提倡的资源合理有效利用的产业政策。
发展煤炭深加工的途径很多,煤炭直接液化生产油品及其替代品,煤炭焦化生产优质焦,煤炭气化生产燃料气或合成气进而生产多种化工原料或化品产品,均是目前有效的煤炭深加工途径。
以煤为原料生产煤基活性炭产品,由于煤基活性炭产品应用范围宽,发展前景广阔,附加值高,因此同样是优质煤炭资源深加工的一种适宜方法。
XX煤炭品质优良,品种齐全,作为一种特低灰、高反应活性的优质原料煤,不仅是一种适宜的煤直接液化原料,而且是生产煤基活性炭的优质原料。
(2)项目建设意义
活性炭是以各种含碳材料为原料,经过适当的工艺过程生产的碳基吸附材料。
由于其巨大的比表面积,优良的吸附性能和稳定的物理化学性质,因此在工业、农业、军事防护和人们日常生活的许多领域被广泛应用于脱色精制、水处理、饮用水深度净化、气体分离精制、空气净化、有毒有害气体脱除、催化剂和催化剂载体等方面,并且随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高其应用领域和使用量稳步增长。
从理论上讲,大部分含碳材料采用适当的生产工艺均可以生产活性炭,但在活性炭工业发展初期,人们普遍认为生产活性炭的最佳原料为木质原料,如木材、椰壳、杏壳等。
但是随着活性炭工业生产的发展和其需求量的不断增加,木质活性炭的大量生产势必造成森林资源的不断减少,从客观上加快人类赖以生存的生态环境的恶化,因此木质活性炭生产开始受到越来越多的限制。
近半个世纪以来,人们为了满足日益增长的活性炭市场需要,对活性炭生产用原料进行了多方面的研究,开发研究了多种以煤为原料生产活性炭的技术。
以煤作为原料的活性生产技术受到人们越来越普遍的重视,煤制活性炭技术取得了很大发展,使煤基活性炭产品性能不断提高,应用领域不断扩大,产品也不断增加,是目前世界上生产量和消费量最大的活性炭产品,约占世界活性炭总产量的70%。
煤基活性炭是以煤炭资源为原料加工制成的高技术含量、高附加值的煤炭深加工产品。
由于它具有独特的孔隙结构和优良的吸附性能,被广泛应用于经济社会各个领域,特别是近年来随着工业生产的发展,煤基活性炭在环境保护领域发挥着越来越重要的作用,国内外需求量越来越大,是人类改善自身生存环境不可缺少的吸附材料。
XX矿区优质原料煤为主要原料生产的煤基活性炭产品,还具有中孔发达、吸附速度快、孔容积大的显著特点,是今后国内活性炭就用领域预计需求增长最快的活性炭产品品种,也是世界目前需求量最大,今后几个增长速度最快的活性炭产品品种,具有广阔的市场前景和很强的市场竞争力,有望培育成为新的经济增长点。
随着工业化程度的不断加快,向环境中排放的有害物质在不断地增多,“保卫地球、保护我们生成的环境”不再仅仅是一句危言耸听的口号,而是关系到我们生存的刻不容缓的大事。
目前,工业生产给环境带来的主要污染物为工业废气、工业废水、废渣(即工业“三废”),其中工厂每天向大气中排放大量的各种各样的工业废气对人类的健康威胁极大,尽可能将污染物排放量降低到最低限度是非常必要的。
对生态环境影响较大和人类健康威胁较大且绝对排放量较大的主要有害气体污染物NOx、SO2、P、CO、卤代烃、挥发性有机物等。
项目单位研制开发的PSA专用炭吸附剂具有强度高、微孔集中、孔容大、吸附和解吸速度快等特性,广泛应用于气体的吸附分离,在精制氢、精制氧、制取纯二氧化碳等方面发挥不可替代的作用,特别是对工业废气具有较强的脱硫效果。
项目单位活性炭生产线在生产过程中需要在活化炉内燃烧煤炭能源,排放大量烟气,项目单位采用布袋除尘、石灰石—石膏湿法脱硫技术净化烟气,保护环境。
但是这种烟气净化技术措施存在着脱硫效果偏低(仅为70%)、产生大量废水(7859t/a),增加废水处理成本,容易造成二次污染。
为此项目单位对烟气净化进行技术改造,项目单位生产的PSA专用碳吸附剂产品进行烟气净化处理,既提高了环境保护质量,又节约用水,减少污水二次污染。
4、可行性研究报告编制依据和原则
(1)编制依据
①项目单位关于可行性研究委托书;
②《环境保护法》;
③XX市国民经济和社会发展“十二五”规划纲要;
④XX市资源型城市转型发展规划;
⑤XX市环境保护专项资金项目库建设方案;
⑥拟建厂址区位图和地形图;
⑦项目建设单位提供的相关基础资料。
主要包括:
年产12000吨PSA专用碳吸附剂生产经营情况、现有烟尘净化处理情况、石灰石—石膏湿法脱硫技术应用情况、权益资金情况、债务资金情况、其他各项公用工程情况等。
⑧PSA专用炭吸附剂产品性能评价实验研究报告;
⑨国家现行有关规程、规范、法律、法规和条例。
(2)编制原则
本项目本着节约、快捷、高起点、高效益及保护环境的总原则,利用先进、成熟、可靠的环保技术工艺,应用煤基PSA专用炭吸附剂产品,替代石灰、石膏等除尘、脱硫净化烟气。
环保项目建设完成后,应用煤基PSA专用炭吸附剂产品,对项目单位生产过程中产生的烟气进行净化处理,达到节水、节能、环保的目的。
本可行性研究的指导原则:
(1)技术路线和系统规模要与国际、国内的最新发展趋势相结合,并充分考虑未来发展的需求,具有技术系统的先进性和发展的前瞻性,即立足于国际市场竞争选择先进的生产工艺和加工技术。
(2)所选择的方案应是优化的方案,以尽可能减少项目投资,提高项目经济效益和抗风险能力。
(3)在保持先进性和可靠性的前提下,尽量选择国内的先进技术和设备,同时尽可能地选择标准设备和成熟设备。
(4)贯彻可持续发展战备和循环经济理念,在方案设计中贯彻清洁生产、保护环境和综合利用的原则,力求做到经济建设与环境保护协调发展,“三废”排放少,环境污染小。
(5)系统设计要坚持节能、节水和节约用地的原则。
(6)进行项目总体设计时,既考虑经济性和合理性,又为今后发展留有充分的余地。
5、可行性研究范围
本项目以优质PSA专用炭吸附剂,对项目单位生产过程中产生的烟气进行净化处理,保护生态环境,节约生产成本。
根据报告编制的依据及原则,结合本项目的具体情况,本报告研究的对象是项目单位对现有的烟气净化技术工艺装置及相配套辅助设施,进行技术改造,主要包括:
烟气除尘系统、烟气脱硫系统、PSA专用碳吸附剂活化系统。
(二)研究结论
1、本项目以XX优质煤为原料,利用目前国内外先进、可靠的生产工艺技术和生产装备生产优质煤基PSA专用炭吸附剂产品,产品主要用于工业废气脱硫净化、精制氢、高档溶剂回收等领域。
随着国内外经济的不断发展及环境保护意识和日益加强,这些煤基活性炭产品,尤其是工业废气脱硫净化和各类污水处理用活性炭的需求量将越来越大,具有巨大的国内外需求市场。
2、项目单位活性炭生产线在生产过程中需要在活化炉内燃烧煤炭能源,排放大量烟气,对大气环境造成不利影响,项目单位采用布袋除尘、石灰石—石膏湿法脱硫技术净化烟气,保护环境。
但是这种烟气净化技术措施存在着脱硫效果偏低(仅为70%)、产生大量废水(7859t/a),增加废水处理成本,容易造成二次污染。
为此项目单位对烟气净化进行技术改造,应用PSA专用碳吸附剂产品进行烟气净化处理,提高环境保护质量,节约用水,减少污水二次污染。
3、本项目依托XX市森化碳吸附剂有限公司雄厚的经济实力、强大的技术基础、先进的管理经验和良好的品牌形象。
项目的建设不仅对加快XX煤炭深加工利用发展步伐,带动当地经济持续、稳定发展,加速城市转型具有重要意义,而且对加速活性炭应用发挥示范带动作用,进一步提升XX地区环保水平。
4、经济分析结果表明,本项目具有良好的环保能力、节约生产成本能力和抗风险能力,具有较强的可行性。
因此,本报告经综合分析论证后认为项目产品性能优良,工艺技术先进,设备可靠,环保技术水平高,市场竞争力强,经济合理可行,项目是完全可行的。
本项目的主要经济技术指标见表1-1。
表1-1项目主要经济技术指标
序号
项目名称
单位
指标
与改造前比较
备注
一
项目规模(烟气量)
万m3/a
3511
1
烟尘
t/a
79.2
削减量79.1
2
SO2
t/a
25.67
脱硫率提高20%
削减量23.1
3
废气灰尘
t/a
64.8
提高5%
削减量64.3
3
无组织排放粉尘
t/a
0.2
备注
三
动力消耗量
年耗电量
kW.h/a
165
四
工程项目总投资
万元
60
1
自筹资金
万元
40
2
申请专项资金
万元
20
五
年均节本增效
万元
9
1
节约水资源
t/a
7859
2
回收硫酸
t/a
600
(三)建议
1、本项目对优质煤基PSA专用炭吸附剂生产线产生的烟气进行净化处理,改进环保工艺技术,提高环保质量,节约用水,节约生产成本。
建议在项目建设过程中就应积极进行宣传示范,开展市场开拓工作,以便项目推广应用。
2、项目实施时,必须进行严谨的项目论证、初步设计和施工设计;项目施工时加强工程管理;项目建成后最好依托国内外权威技术单位,不断改进工艺技术,提高企业生存发展空间和在国内外市场的竞争力。
3、本项目技术先进,起点高,项目启动后,应及时培训项目主要技术人员操作骨干,确保项目按时顺利实施。
第二章市场预测分析
能源是人类赖以生存和发展和基础,随着人们环境保护和保证企业最终产品质量意识的提高,人们对能源的洁净利用开始日趋重视。
XX市发电、焦化、玻璃、建材、化工、机械、耐火燃料等行业快速发展,大量使用煤炭燃料,产生大量的废气,污染环境。
近年来,人们对燃煤废气净化程度的认识已经不止是废气中的含尘量、含焦油量和含水量等概念,人们开始更加注重废气中的含硫量。
我国能源以煤碳为主。
我国的大气环境是典型的煤烟型污染,由燃煤排放的SO2所造成的酸雨已危及全国多个省、市、自治区。
近年来,随着国民经济的发展和能源消耗的不断增长,我国酸雨问题变得越来越严重。
广东、广西、四川盆地和贵州的大部分地区所形成的华南、西南酸雨区,已成为与西欧、北美并列的世界三大酸雨区之一,同时又形成了以长沙为中心的华中酸雨区和厦门、上海等华东沿海酸雨区,以及青岛等酸雨区,有些地方降水PH值最低达3.5以下,给生态环境国民经济带来了严重的危害。
据统计,仅西南、华南酸雨区而造成的林木死亡,农业减产,金属腐蚀等的经济损失每年达140亿元。
二氧化硫和酸雨造成的环境污染已成为制约我国社会经济可持续发展的重要因素,烟气脱硫是解决二氧化硫和酸雨污染问题的重要技术手段。
活性炭烟气脱硫技术具有脱硫剂消耗少、运行费用低、设备相对较小、工艺流程简单、在脱硫的同时可以回收硫资源等优点,具有良好的应用前景。
目前,中国大气污染的程度已相当于世界发达国家五、六十年代污染最严重的时期。
世界各国都已注意到大气污染对人类生存的危害,都投入巨额资金对其进行整治。
我国也制定了《中国跨世纪绿色工程计划》对大气污染进行综合治理。
治理大气污染的根本途径之一是采取有效的脱硫措施,减少点、面排放源的SO2排放量。
针对我国的具体情况,开发切实可行的脱硫技术,卓有成效地控制燃煤烟气排放的SO2量。
1、煤基活性炭产品用途
煤基活性炭是以特定的煤种或配煤为原料,主要经炭化及活化制成的一种具有发达孔隙结构、良好化学稳定性和机械强度的炭质吸附材料,与木质和果壳活性炭相比,煤基活性炭原料来源广泛、价格低廉、易再生、抗磨损、流体阻力小,被广泛应用于气体分离、气体净化、溶剂吸收、各种水处理糖精、味精、药剂、油剂脱色净化等领域。
此外,经过特殊处理及特殊加工的PSA专用炭吸附剂,还可作为高效的脱硫剂、催化剂及催化剂载体。
近十几年来,随着煤基活性炭生产技术的进步,煤基活性炭产品性能有了很大的改善和提高,并且随着工业技术的进步和我国森林资源的逐步减少,煤基活性炭将显示其更强的生命力,将是未来最有发展前途的一种活性炭产品。
煤基活性炭是一种宝贵的催化剂和催化剂载体,在许多催化剂领域均有应用。
目前活性炭作为催化剂主要用于煤气中H2S、SO2的氧化脱除、卤素的置换反应、光气合成和有机合成反应中的裂解、异构化、聚合及过氧化氢、臭氧的分解等;作为催化剂载体主要用作维尼纶生产中的醋酸锌载体及氯乙烯合成反应中催化剂钯的载体等。
2、国外活性炭市场预测分析
我国是世界上最大的活性炭出口国,因此,国外活性炭生产状况及需求对我国的活性炭市场有很大的影响。
随着世界工业的发展及环境保护要求的提高,世界范围内活性炭的生产量和消费量逐年增加,全世界的活性炭消费量的预计年增长率为4%,近几年已超过150万t/a。
世界活性炭的需求是增长的,而环境保护措施的不断改善是其增长的主要推动力。
由于活性炭产业目前进入门槛低,因此,活性炭生产的发展速度要高于需求的增长速度,尤其是中国等发展中国家,中、低档廉价活性炭的大量生产,造成国际活性炭市场活性炭价格下降。
但是PSA专用炭吸附剂及一些特殊用途的碳吸附剂,由于对技术工艺、原材料要求相对较高,生产规模偏小,将长期处于供不应求的局面。
3、国内活性炭市场预测分析
国内活性炭工业生产起步于20世纪80年代,高速发展则在80年代以后,尤其是改革开放以来,经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高使得活性炭的应用越来越受到人们的重视,尤其是随着环保力度的不断加大,使活性炭需求量不断增长,出口量也逐年上升。
我国活性炭工业经过30余年的快速发展,目前已基本形成了独立、完整、初具规模的工业体系。
产品用途:
活性炭的应用世纪70年代集中于食品、医药、军事、化工等行业,扩展到目前大量应用于水处理、环境保护、工业废气脱流净化及其它工业行业,基本上在国民经济的各个领域均有应用。
产品特点:
活性炭产品向高档次方向发展,质量越来越高,不少厂家积极开发技术含量高的PSA专用炭吸附剂及其它活性炭新产品,以新产品开发带动企业发展,国内活性炭工业发展呈现产量越来越大,质量越来越高,品种越来越多的趋势。
4、市场需求现状及预测
近十几年来,随着我国经济的飞速发展及环保力度的加强,国内活性炭的需求也以较快的速度增长。
我国活性炭的需求量以年均10%以上的速度增长。
随着人民生活水平的提高和环保意识的增强,国内用于净化空气及城市供水的活性炭用量也在大幅度上升,近几年,我国汽车行业得到了快速发展,目前有1200万辆汽车在使用,消除汽车带来的环境污染已迫在眉睫。
汽车对大气的污染主要是汽车尾气和燃油气体的蒸发,而活性炭可吸附汽车蒸气,随着科学技术的发展,专门用于吸附燃油蒸气的活性炭性能不断提高。
预计2012年汽车用活性炭消费将增长到1.98万t,
随着国家对环境污染治理力度的加大,在2010年以前我国将对火电厂、锅炉排放烟气全部进行脱硫处理,国家经贸委已印发了《火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点》。
我国是世界上严重缺水的国家之一,在很多地区缺水现象相当严重,因此难以采用需大量用水的湿法脱硫技术,目前国内有关单位正在积极开发活性炭干法烟气脱硫技术,到2012年,如果有5%的电厂采用活性炭干法烟气脱硫技术,则我国烟气脱硫用活性炭年需求量将达到10-12万t左右。
综上所述,随着环境保护力度的逐渐加大及工业废水处理技术、活性炭干法烟气脱硫净化技术的推广应用,我国环境保护领域的活性炭需求量将越来越大,预计今后我国活性炭需求将高速增长,到2012年我国活性炭的年需求量可达到30-40万t左右,其中城市水处理、工业废水处理、气体净化和烟气净化将是我国活性炭需求的主要增长点。
5、目标市场分析
火电厂、锅炉等工业废气脱硫净化处理市场一直是活性炭消费的巨大市场,预计未来5年工业废气脱硫净化处理市场对PSA专用炭吸附剂的需求将保持每年8-10%的增长率。
本项目PSA专用炭吸附剂产品主要用于工业废气的净化处理,因此市场需求巨大。
活性炭产品另一个主要市场是出口。
第三章技术方案、设备方案和工程方案
(一)技术方案选择
1、技术方案选择的原则
(1)依据《化工产品生产技术规程》及相关产品的国家标准规定。
(2)符合现代化、标准化、专业化的原则。
(3)处理好整体布局、分类加工、扩大规模的配合原则。
(4)有利于保证生产安全、增进职工劳动健康原则。
2、技术方案选择内容
(1)烟气干法脱硫除尘工艺;
(2)设备维修保养;
(二)烟气脱硫技术比较分析
1、抛弃法
在烟气中加入一种吸附物质,使烟气在形成二氧化硫时便与之化合或为之吸附,生成另一种物质,而不加利用地抛弃掉。
2、回收法
通过吸附将二氧化硫富集起来,通过氧化还原或吸附作用,
使之产生另一种有用的硫的产品。
回收法脱硫又分为干法和湿法两种。
干法脱硫时烟气不会冷却,有利于烟羽的大气扩散。
缺点是烟气和固体吸附剂接触时间短,吸附剂利用率低。
在循环时,吸附剂颗粒经过多次吸附和再生循环会发生钝化和迟化甚至磨粒,实际的系统必须二台设备,一台吸附时,另一台再生。
这样设备费和维护费都会增加。
湿法脱硫没有干法的缺点,但在处理烟气时必须冷却到湿球温度,这对烟羽的扩散是有影响的。
3、几种实际使用的脱硫方法
脱硫技术有许多,诸如煤炭洗选技术、煤气化技术、水煤浆技术、型煤加工技术、流化床燃烧技术等,但是目前世界上唯一大规模商业化应用的是烟气脱硫技术。
它主要有下面几种方式。
(1)石灰石(石灰)——石膏法
湿式工艺绝大多数采用碱性浆液或溶液作为吸收剂,其中以石灰石或石灰为吸收剂的强制氧化湿式脱硫方式是目前使用最广泛的脱硫技术。
在该工艺中,石灰石或石灰洗涤剂与烟气中SO2反应,反应产物硫酸钙在洗涤液中沉淀下来,经分离后既可抛弃也可以石膏形式回收。
目前的系统大多采用了大处理量洗涤塔,300MW机组可用一吸收塔,从而节省了投资和运行费用;系统的运行可靠性已达99%以上;通过添加有机酸可使脱硫率提高到95%以上。
(2)简易石灰石(石灰)——石膏法
简易工艺的原理与传统石灰石——石膏法相同,但与传统工艺相比,通过预洗、吸收和氧化设备合并,简化烟气热交换系统,以及烟气部分旁路等的改进,以中等脱硫效率(70%—80%)为目标,有效地降低了设备初投资。
(3)磷铵复肥法(PAFP法)
该法是利用天然磷矿石和氨为原料,在烟气脱硫过程中副产磷铵复合肥料,工艺流程主要包括四个过程,即:
活性炭一级脱硫并制得稀
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