钢渣处理综合利用技改工程可行性研究报告.docx
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钢渣处理综合利用技改工程可行性研究报告
钢渣处理综合利用技改工程项目
可行性研究报告
第一部分钢渣热闷加工处理生产线1
1总论1
1.1概述1
1.2项目的意义2
1.3国家对钢铁渣“零排放”的有关政策4
1.4项目概况6
1.5可行性研究的依据7
1.6设计原则及指导思想7
1.7设计规模、工作制度及产品方案8
1.8方案设计的范围9
1.9项目的先进性、实用性9
1.10建厂条件13
1.11本项目主要技术经济指标14
1.12结论15
2钢渣处理生产线工艺技术说明16
2.1生产工艺描述16
2.2生产工艺流程16
3总图布置24
3.1厂址概述24
3.2总图布置24
3.3竖向布置及场地排水24
3.4交通组织及运输24
3.5工厂绿化25
4电气与通信26
4.1概述26
4.2设计依据26
4.3用电负荷26
4.4供电系统26
4.5电气联锁及控制系统27
4.6配电线路及敷设27
4.7照明27
4.8防雷及接地28
4.9通信28
5仪表自动化29
5.1设计依据29
5.2过程检测及控制要求29
5.3设计原则29
5.4检测控制29
5.5电缆敷设方式31
5.6控制室设计31
6给水排水32
6.1概述32
6.2设计依据32
6.3设计基础资料32
6.4设计原则和范围32
6.5水源概况32
6.6水量、水质、水压33
6.7水处理设施34
7建筑与结构36
7.1自然条件36
7.2建筑36
7.3结构38
8通风42
9节约与合理利用能源43
9.1设计依据43
9.2钢渣热闷工艺的技术特点44
9.3能耗指标及分析44
9.4节能措施叙述45
10环境保护47
10.1设计依据及标准47
10.2主要污染源47
10.3污染源的控制与处理47
11劳动安全及职业卫生52
11.1概述52
11.2设计依据52
11.3企业目前的劳动安全、职业卫生概况53
11.4主要工艺、原燃料及成品53
11.5存在的主要职业危险、危害概述54
11.6建筑及场地布置55
11.7生产过程中职业危险、危害因素的分析56
11.8劳动安全卫生设计中采取的主要防范措施58
12消防62
12.1工程所在地理位置及附近供水状况62
12.2总图布置62
12.3建筑62
12.4消防给水与排水63
12.5电气64
12.6通风抑尘64
12.7工艺65
12.8消防投资66
13组织机构设置、劳动定员及人员培训67
13.1组织机构设置67
13.2劳动定员67
13.3工作人员定岗及工作制度68
13.4人员培训68
14投资估算69
14.1概况69
14.2投资构成69
14.3编制依据69
15建设工期70
16.经济效益评价71
16.1概述71
16.2钢渣处理生产线项目投资72
16.3成本估算72
16.4财务评价75
16.5结论76
附表78
附图88
第二部分钢铁渣复合粉生产线1
1.总论1
1.1项目背景1
1.2概况3
1.3生产规模及产品3
1.4项目建设的目的和必要性3
1.5项目可行性研究的依据6
1.6可行性研究的范围6
1.7设计原则6
1.8技术装备6
1.9建厂条件7
1.10主要技术经济指标8
1.11结论9
2.市场预测10
3.技术方案15
3.1工艺设计要求15
3.2生产工艺15
3.3生产工艺流程15
3.4物料平衡与储存16
3.5各主要生产车间工作制度17
4总图运输18
4.1工厂总平面布置18
4.2绿化18
4.3交通运输18
5.公共设施及土建19
5.1电气19
5.2生产过程自动化19
5.3给排水19
5.4建筑21
5.5结构21
5.6通风、采暖及动力22
5.7机、电、仪修理22
6.节约与合理利用能源23
7.环境保护24
7.1本工程污染源24
7.2废水处理25
7.3绿化25
7.4环保投资25
8.劳动安全与职业卫生26
9.消防27
10.组织机构设置、劳动定员28
10.1组织机构设置28
10.2劳动定员28
11.投资估算29
11.1概述29
11.2投资构成29
11.3编制依据及方法29
11.4投资估算表30
12.经济效益评价31
12.1概述31
12.2项目投资31
12.3成本估算32
12.4财务评价34
12.5结论36
13.工程进度计划38
13.1建设工期38
13.2进度安排38
附表39
附图50
第一部分钢渣热闷加工处理生产线
1总论
1.1概述
经发改委批准,某公司按照循环经济的理念,结合江西地区钢铁工业调整,在“十一五”期间,某公司计划实施第三期技改工程。
第三期技改工程完成后,年产生转炉钢渣104万吨、脱硫渣5.3万吨、铸余渣2.0万吨、精炼渣4.7万吨;共计116万吨。
国家环保总局以环审〔2006〕367号文批复某公司三期技改工程中“钢渣采用热闷法处理,回收废钢,中块渣作夯骨料和筑路材料,粉料生产钢渣粉”。
ABC公司(由中冶集团建筑研究总院组建)是国内最早设有专门从事固体废物处理及资源化利用的科研、设计和工程承包的机构,已
有50余年历史。
技术力量雄厚,有多名教授级高工、高级工程师、工程师及技术人员。
是国家科技部、国家计委和国家环保总局批准的
“工业渣处理利用”和“钢渣矿渣水泥”科技成果重点推广计划的技术依托单位。
ABC公司获得国家壹级施工资质证书,施工总承包壹级资质证书,环保工程专业承包壹级资质证书。
建设部颁发的建筑工程设计甲级证书、环境工程(水、气、固废、声)设计甲级证书以及城市环卫、市政排水工程甲级设计证书等专业资质。
历年来取得有关固废处理与利用方面的科技成果75项。
获全国科学大会奖及省、部级科研成果奖和科技进步奖19项。
获国家发明专利9项。
制定了并正在制定冶金渣处理与利用国家标准、行业标准及有关规程27项。
钢渣热闷法处理工艺于1994年经原冶金工业部技术鉴定,获冶金部科技成果奖和国家发明专利并在上钢五厂、上钢三厂、涟源钢铁
公司、辽宁本溪北台钢铁公司、经十余年生产实践,效果良好,并在
总结生产中问题的基础上又有新技术创新。
为了贯彻循环经济和可持续发展的方针,实现钢铁渣“零”排放,减少占地和环境污染,增加企业效益。
某公司领导对采用先进可靠技术实现钢铁渣科学处理和综合利用工作十分重视并列入议事日程,拟建设一条规模为116万吨/年钢渣热闷、磁选、筛分
生产线,最后实现钢铁渣的“零排放”。
1.2项目的意义
(1)该项目是确保完成十一五”规划中工业渣综合利用率指标的重要措施
经过多年的发展我国的钢产量连续^一年居世界首位,2006年
我国钢产量达到4.2亿吨,2007年我国钢产量预计可达4.8亿吨,钢铁渣是钢铁生产的必然产物,随着钢产量增长钢铁渣的产生量也
随之增加。
2006年全国高炉渣的产生量约为1.4亿吨,综合利用率约65%;钢渣的产生量约为5800万吨,综合利用率仅为10%。
大量钢铁渣堆置,占用土地、污染环境、浪费资源,钢铁企业可持续发展面临严峻挑战。
2005年国务院下达了国发【2005]22号关于加快循环经济的若干意见和2006国家发改委以发改办环资【2006]538号文关于《资源综合利用专项规划》意见通知中均指出:
2010年工业固体废弃物
综合利用率达到60%以上,冶炼渣达到86%。
2007年国务院印发的节能减排综合性工作方案的通知中重申上述工业固体废物综合利用率的目标。
2007年4月27日,温家宝总理在全国节能减排电视电话会议上强调,要高度重视狠抓落实,进一步加强节能减排工作,将这项工作作为贯彻落实科学发展观和构建和谐社会的重要举措,进一步加强紧迫感和责任感,下大力气,下真功夫,实现“^一五”规划确定的节能减排目标,履行政府向人民的庄严承诺。
因此实现钢铁渣零排放”是企业应尽的责任和紧迫的任务。
(2)该项目是贯彻循环经济、可持续发展、资源再利用的重要措施
中共十六届六中全会把“资源利用效率显著提高,生态环境明显好转”列为2020年构造社会主义和谐社会九大目标和任务之一。
循环经济的目的是实现经济增长与资源环境相协调,以尽可能少
的资源消耗,尽可能小的环境代价,实现最大的经济和社会效益。
胡锦涛在十七大报告中再次强调促进国民经济又好又快发展,实现未来经济发展目标要加强能源资源节约和生态环境保护,增强可
持续发展能力”。
钢铁工业是能源消耗和污染排放的大户,总能耗占全国的15%,
废水、废气排放量占工业排放量的14%,工业固体废弃物占工业排放总量的16%。
只就钢铁渣而言,历年堆积量约5亿吨,每年仍继续堆弃1亿吨,造成资源浪费,污染环境,占用土地,破坏生态环境。
钢铁渣零排放”项目可实现资源的回收利用。
1钢回收利用
钢渣中金属铁没有全部回收,造成金属资源巨大浪费,钢渣中未被回收的金属以5%计算,堆弃的3.38亿吨钢渣中约有1690万吨金属。
每吨废钢以1000元人民币计算,总价值约169亿人民币。
2渣资源的利用
钢渣含有氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化硅等化学成分,在高温下生成硅酸三钙、硅酸二钙、铁铝酸钙、橄榄石等矿物,是水泥和建筑材料的优良原料。
水泥工业是对矿产资源依赖性很强的工业,1吨水泥要消耗1.1
吨石灰石和0.18吨粘土质原料,我国已探明石灰石矿储量约450亿吨,冶金、建材、轻工、医药以及发电厂烟气脱硫都需要大量石灰石,用于水泥生产的石灰石可采储量仅约250亿吨,40年后中国水泥生产难以继续。
2亿吨钢铁渣全部生产钢铁渣粉代替部分水泥使用,每年可节省2.2亿吨石灰石资源。
3节能降耗,污染减排的重要方面
生产水泥主要原料是石灰石。
高温煅烧熟料,在煅烧时石灰石分解,有44%质量的CO2排放到大气中,燃料燃烧也放出CO2,每生产1吨水泥会产生0.815吨CO2。
钢渣中CaO是以硅酸钙形态存在,生产钢铁渣粉不需高温煅烧,因此没有CO2放出。
每吨钢铁渣粉与水泥相比可节约煤25Kg,节电30kWh,少排CO20.815吨。
以2亿吨钢铁渣粉计算,每年可节约标准煤500万吨;每年节电60亿kWh;每年少排放1.63亿吨CO2,相当于中国CO2总排放量的5%。
1.3国家对钢铁渣“零排放”的有关政策
钢渣“零排放”是国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术。
2005年国家发改委、科技部和环保总局联合发布65号公告,将钢渣综合利用开发技术列入国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术,其技术内容是用钢渣生产用作水泥和混凝土使用高活性掺合料的磨细钢渣粉,可代替10%~30%的水泥,提高混凝土的后期强度和性能,降低混凝土的水化热,在保证混凝土性能的前提下有效地降低水泥用量,减少石灰石消耗,减少CO2、SO2及NOx排
放量。
钢渣“零排放”是中央环境保护专项资金支持的项目。
国家环保总局和财政部为贯彻落实党中央、国务院关于节能减排工作的指示和部署,合理安排中央环境保护专项资金,推进污染减排工作,根据当前环境保护工作重点,提出了国家重点支持项目,其中之一是污染
防治新技术新工艺推广应用”。
同时发布2007年度“国家先进污染防治示范技术名录”,我公司的《钢渣超低排放”资源化利用技术》被列入名录,其技术指标为钢渣余热产生的蒸汽可消解f-CaO和f-MgO使其稳定化,回收的钢渣尾渣采用卧辊磨磨细成钢渣粉可等量取代10%~30%的水泥配制混凝土使用,钢渣中金属铁回收率大于98%,尾渣可100%利用生产建材产品,实现节能降耗,消除对环境的污染。
2007年“国家鼓励发展的环境保护技术目录”把我公司的《钢渣热闷自解处理技术》列入其中,技术内容为利用钢渣的余热,产生饱和蒸汽热闷钢渣能使钢渣消解粉化,稳定性良好,回收的废钢返回炼铁,用低能耗的磨机将钢渣尾渣磨细成钢渣粉等量取代10%〜
30%的水泥配制混凝土使用,钢渣中金属铁回收率大于98%。
1.3.1国家鼓励资源综合利用的优惠政策
2007年国家税务总局以国税函【2007]446号文关于明确资源综合利用建材产品和废渣范围的通知,资源综合利用产品增值税政策所涉及的建材产品和废渣范围参照国家发改委、财政部、国家税务总
局联合印发的《资源综合利用目录(2003年修订)》的有关规定执行,规定明确了冶炼炉渣包括转炉渣、电炉渣、铁合金渣等,明确了利用冶炼废渣回收的废钢铁、精矿粉,及利用冶炼渣生产的烧结料、建材产品,进一步明确了建材产品:
包括水泥、水泥添加剂、砖、砌块、混凝土、砂浆、轻重新型建材、复合材料等,享受国家资源综合利用产品增值税即征即退政策,体现了国家鼓励开展资源综合利用的工作。
1.3.2固体废物排放收费政策
2003年国务院发布了369号令,从2003年7月1日起实施排污费征收标准管理办法,尔后,财政部、中国人民银行、国家环保总局联合发布关于排污费收缴问题的通知,首次规定对于无专用贮存或处理设施和专用贮存或处理设施达不到环境保护排放标准排放的工业固体废物,一次性征收固体废物排污费,冶炼渣每吨征收25元。
1.3.3国家关于固体废物处理利用技术政策
2005年国务院下达了国发【2005】22号关于加快发展循环经济的若干意见中,提出为实现2010年工业固体废物综合利用率;重点环节之一是加强各类废物的循环利用,推进企业零排放”大力发展高技术产业,加快用高新技术和先进适用技术改造传统产业,淘汰
落后工艺、技术和设备,实现传统产业升级;加快循环经济技术开发加大科技投入,支持循环经济关键技术的研究开发,积极引进和消化、吸收国外先进的循环经济技术、零排放”技术、可回收利用材料和回
收处理技术等。
重点发展利用工业废渣高效综合利用技术,从冶炼渣回收有价金属,鼓励大掺量、高附加值废渣利用产业化。
重点支持资源有保证,以提高专业化、规模化水平为主要内容的再生资源产业化建设项目,提高资源利用的效率和专业化利用水平。
2006年国家发改委、财政部、国土资源部、建设部、商业部、中国人民银行、国家质量监督检验总局、国家环保总局下发的【2006]609号文和国家发改委在水泥工业发展专项规划中指出,坚持资源化
和综合利用,走循环经济道路是水泥工业发展的基本原则,鼓励企业
利用低品位原、燃料作原料和混合料,推广节能粉磨。
2010年水泥
行业每年工业废渣的利用量将达到2.5亿吨。
第十一个五年规划纲要中第六篇第五节指出加强资源综合利用推动钢铁、有色、煤炭、电力、化工、建材等行业实施循环经济改造,形成一批循环经济示范企业,建设济钢、宝钢、鞍本钢等一批循环经济示范企业。
1.4项目概况
(1)项目名称
某公司钢渣处理项目一一钢渣热闷加工处理生产线。
(2)项目地址
钢渣处理生产线位于某公司现钢渣风化堆场(水渣冲渣池西北
侧、新型建材厂西南侧)。
1.5可行性研究的依据
(1)某公司给ABC公司的钢渣处理项目可行性研究委托书。
(2)国家环保总局以环审【2006]367号文批复某公司三期技改工程中钢渣采用热闷法处理,粉料生产钢渣粉”。
(3)国家及江西省现行的法律、法规及相关规定。
(4)新余钢铁有限责任提供给ABC公司有关本工程的基础设计资料和来往传真信函。
(5)ABC公司所有的一种热态钢渣热闷处理用设备”专利和“一种热态钢渣热闷处理方法”专利。
(6)ABC公司所有的“钢渣自磨机”专利。
(7)ABC公司所有的一种熔融钢渣热闷处理方法”和一种熔融钢渣热闷处理用设备”专利。
(8)ABC公司所有的一种钢渣破碎提纯用棒磨机”专利。
(9)2004〜2006年设计并建成投产的本溪北营钢铁(集团)公
司年处理46万吨钢渣热闷处理生产线、太原钢铁有限公司年处理92万吨钢渣热闷处理生产线、天铁资源有限公司年处理60万吨钢渣热
闷处理生产线、韶关钢铁公司年处理50万吨钢渣热闷生产线的建设和生产的经验总结。
1.6设计原则及指导思想
1.6.1设计原则
(1)执行国家、江西省的有关法规、标准、规范和技术政策,某公司的有关规定和要求。
(2)本着技术先进、生产可靠、节约投资提高经济效益的原则。
(3)优化工艺方案,总体布局紧凑合理,工艺流程短捷顺畅。
并能便于生产管理和集中操作,确保安全生产和文明生产。
(4)选用成熟、可靠、高效节能的机电设备,降低能耗和经营费用。
(5)严格执行国家的环保政策,以防为主,防治结合,搞好粉尘和污水的治理,使生产线达到国家规定的环保标准要求。
(6)建筑物选用适当的结构形式,满足工艺要求、环境和地质要求。
(7)按照现代化管理模式,减少本项目建设非生产性投资,减少非生产性人员,提高企业经济效益。
162设计指导思想
贯彻循环经济、可持续发展的科学发展观,与主体工程同步、协调、匹配。
建设具有21世纪国际先进水平的钢渣处理生产线,实现产品、技术、效益、环境协调发展。
采用先进工艺装备,建设科技含量高、经济效益好,环境污染少,能耗低的生产线,使钢渣中f-CaO、f-MgO充分消解,消除不稳定现象,实现钢渣的“零排放”。
1.7设计规模、工作制度及产品方案
1.7.1设计规模
设计规模为116万吨/年。
转炉钢渣(104万t/年)热闷处理、脱硫渣(5.3万t/年)带罐打水处理、精炼渣(4.7万t/年)、铸
余渣(2万t/年)热泼打水处理。
1.7.2工作制度
TFe>90%
TFe>80%
TFe>40%
0〜10mm
(2)尾渣粒度分级
1.7.3产品方案
(1)金属回收品位
废钢:
>200mm
渣钢:
10〜200mm
尾渣粒度为0~10mm。
产品方案设计,见表1-1
表1-1产品方案
钢渣种类
序号
名称
规格
(mm)
数量
(万吨/
年)
用途
转炉钢渣
精炼渣
铸余渣
1
渣钢
渣钢
>200
10-200
1.66
3.88
返回炼钢
返回炼钢
2
磁选粉
0-10
11.07
返回烧结
3
尾渣
0-10
94.09
钢渣粉和建筑材料
脱硫渣
4
渣铁
10-200
1.06
返回炼铁
5
尾渣
0-50
4.24
道路材料
1.8方案设计的范围
从炼钢炉车间将钢渣用汽车将渣罐运至钢渣处理车间开始,包括
转炉钢渣热闷处理及加工,脱硫渣、精炼渣和铸余渣打水冷却处理及加工、产品储存生产线工程。
设计内容
(1)转炉钢渣热闷及加工、脱硫渣带罐打水冷却及加工、精炼渣和铸余渣热泼打水冷却及加工工艺设计,喷雾抑尘、排汽的设计,工艺流程及主要工艺设备选型、配置及配套设施的设计。
(2)总图布置、厂内道路、交通运输及厂区绿化规划。
(3)生产线的供配电及自动化。
(4)生产线的环境治理、劳动安全、职业卫生和消防设计。
(5)生产线的通风和给排水。
1.9项目的先进性、实用性
钢渣形成过程中由于钢水的沸腾喷溅,钢渣中往往含有钢粒,加之放渣时随渣流出的钢液,一般钢渣中含有5〜10%钢。
钢渣慢冷或急冷时,渣与残钢粘结或包裹在一起,给废钢磁选回收和尾渣的利用带来困难。
目前我国钢渣的利用率很低其原因是钢渣中含有游离氧化钙
(f-CaO),和水反应生成氢氧化钙Ca(OH)2体积膨胀97.8%,游离氧化镁(f-MgO)与水反应生成氢氧化镁Mg(OH)2,体积膨胀148%,做回填材料、道路材料、水泥和混凝土掺合料、建材制品均会造成不同程度的开裂破坏。
根据循环经济的要求,从钢渣中回收废钢和钢渣能100%循环利用,是钢渣综合利用的重大课题。
ABC公司经过近50年钢渣处理利用工作的研究和实践,于二十世纪九十年代研制成功钢渣池式法热闷处理方法。
用该方法处理后的
钢渣渣铁分离好,稳定性好,能广泛用于各种建设工程。
在上钢五厂、上钢三厂、北台钢厂、湖南涟源钢厂等钢铁企业推广应用十余年,效果良好。
《块状钢渣的综合热闷处理方法》1994年获国家发明专利证书,专利证书号为:
ZL92112576.3,经过十余年的生产实践不断完善,又研究开发出“一种热态钢渣热闷处理用设备”(ZL200420058581)、“一种热态钢渣热闷处理方法”(ZL20040096981.0)及“一种熔融钢渣热闷处理方法”(200710151418.2)、“一种熔融钢渣热闷处理用设备”(200720174489.x)。
新的工艺设备结构进行改进并采用自动化喷雾系统使该方法更加科学、安全、有效。
被中国钢铁工业协会列为钢铁工业可持续发展支撑技术之一。
钢渣处理加工是钢渣实现资源化的前提与条件,处理工艺的好坏,对其资源化利用关系很大。
钢渣处理工艺的确定取决于钢渣的利用途径、钢渣的粘度和流动
性、钢渣的稳定性与钢渣水硬胶凝性三个主要因素。
国内的钢渣处理工艺有热泼、风淬、热闷和滚筒等。
20世纪70年代〜80年代钢渣主要用于烧结配料使用,钢渣粒
度要求小于8mm,因此研究成功钢渣风淬工艺、滚筒法工艺、钢渣破碎筛分工艺。
处理后的钢渣为颗粒状,供烧结使用。
近几年来,钢渣的粘度提高,流动性变差,使风淬工艺、滚筒法工艺的处理率很低。
1.9.1热泼法工艺存在的问题
(1)占地大。
(2)污染严重。
(3)处理周期长,全部冷却需5~7天时间。
(4)钢渣稳定性不好,不能做建材、建材制品和道路材料使用,利用率低。
(5)破碎筛分磁选的工作量、设备损耗严重。
1.9.2滚筒法等工艺存在的问题
(1)处理率低,钢渣的碱度大、流动差,同时随温度降低很快结晶而失去流动性,钢渣处理率一般在15%~50%左右,仍有大量干
渣排放。
(2)钢渣中含铁量大,处理量大时水量较小会产生爆炸现象。
(3)钢渣不易被击碎粒化,对设备磨损严重,设备使用寿命短。
(4)钢渣经滚筒法处理后,钢渣结晶致密,难磨细,其胶凝性能变差,钢渣中f-CaO、f-MgO不能充分消解,影响钢渣在建材行业应用。
(5)粒化后的钢渣颗粒单一,作道路基层和垫层材料不符合粒度要求。
1.9.3钢渣热闷工艺特点
(1)该工艺技术先进且与国际先进工艺接轨。
为了消解钢渣中f-CaO、f-MgO,日本住友金属株式会社等钢铁企业采用慢冷钢渣装入热闷罐中,用外来蒸汽进行蒸压处理,处理后的钢渣经过稳定性检验方法检验合格后,方可在道路和建材中应用。
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