粉煤灰综合利用项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx

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老线3台机组装机容量合计为1.8万KW。

灰渣型态为干渣湿灰，每年排渣量19.8万吨，排灰量13.2万吨。

新线2台机组装机容量合计为2.4万KW。

灰渣型态为干渣干灰，每年排渣量是21万吨，排灰量是14万吨（其中一电场11.9万吨，二、三电场合计2.1万吨）。

城南热电厂新老线排灰渣量总计：

68万吨，其中：

排灰量27.2万吨和排渣量40.8万吨。

1.3.2金山电厂

装机容量为4台机组每台15万KW，合计60万KW。

灰渣型态是干渣干灰，每年排渣量是72万吨，排灰量是48万吨，灰渣排放量合计：

120万吨。

1.3.3发电厂，

为7台机组，其中有3台装机容量为10万KW，2台为20万KW和2台35万KW，合计140万KW。

灰渣型态是干渣干灰，每年排渣量是92.4万吨，排灰量是61.6万吨。

以上三家电厂每年排渣量205.2万吨，排灰量136.8万吨。

灰渣量合计为342万吨／年。

再加上盛明热电厂和热电厂灰渣量，地区每年将产生粉煤灰渣量总计约400万吨。

1.4地区粉煤灰资源利用情况

现已堆积粉煤灰渣约3000多万吨,每年还将新产生灰渣400万吨,其中矿区内城南热电厂和金山热电厂两家灰渣排量合计为188万吨，（其中：

排灰量75.2万吨，排渣量112.8万吨）。

经测算，每排放一吨粉煤灰渣至少需花10-15元费用。

这不仅造成资金和资源的浪费,还要占用大量土地和污染环境。

据有关资料称，现有230综合利用企业，主要是用于水泥和制砖，利用率仅为15%左右。

本工程项目如能按期建成达产，每年可综合利用粉煤灰渣89.52万吨（其中：

灰80.84万吨、渣8.68万吨），占地区年总排放量的22.38%，占矿区电厂总灰渣排放量的47.62%，本项目可将城南热电厂和和金山热电厂排放的75.2万吨粉煤灰做为生产原料全部加以利用。

1.5项目的必要性

我国大中型城市的建设正以每年15-20%的速度迅猛发展，“十一五”计划的实施和新农村建设都为我国城乡建设和环境美化提供了良好的契机，自2002年7月1日起，我国已有170个城市，2008年底前又有256个城市禁止使用实心粘土砖，特别是从自2006年7月1日起，市辖区也开始实行禁止使用粘土实心砖，由此带来的对非粘土结构性建材和环境产品的大量需求，尤其需要象本项目生产的高质量、技术成熟、易于施工、节能环保的新型建筑材料产品。

本项目生产的烧结粉煤灰陶粒和蒸压粉煤灰砖产品主要供给及周边地区，其市场前景看好。

本集团公司城南电厂每年产生粉煤灰27.2万吨，除少量供给水泥厂使用外，大部分需要外运排放掉，每年运费支出约200万元，所排灰渣堆放处的粉尘严重污染周边环境。

根据发展循环经济，节能减排，清洁生产及环境保护的政策，阜矿集团公司粉煤灰综合利用项目，利用现有建设场地和矿区电厂蒸汽、灰渣等有利条件，新建年产60万立方米烧结粉煤灰陶粒生产线和年产2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖生产线，每年可综合利用粉煤灰渣89.52万吨（粉煤灰80.84万吨和渣8.68万吨），占地区年总排放量的22.38%，占矿区电厂总灰渣排放量的47.62%,这不仅首先解决了城南电厂和和金山热电厂粉煤灰的“零排放”问题，大大减少了灰渣对环境的污染,而且每年还能为及周边地区提供60万立方米烧结粉煤灰陶粒和2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖的新型建筑材料。

同时本项目每年可利用热电厂废汽3.6万吨，节约制品蒸压养护用蒸汽折合标煤7200吨。

另一方面，同普通烧结粘土实心砖相比，由于本项目采用的是免烧工艺和利用废热，每年可为国家节约能源折标煤2.3万吨和节约烧砖用地135亩。

本项目的实施可为阜矿集团带来显著的环境效益、社会效益和较好的经济效益，不仅必要而且可行。

1.6阜矿集团公司基本情况

阜矿集团公司是国有独资企业。

成立至今，在半个多世纪的时间里，经过几代人的不懈奋斗，企业从小到大，现在已经发展成为一个以煤炭生产为主、多种经营的综合性、特大型经济实体，在全国百强煤炭企业排序中列为第42位。

2006年阜矿集团公司生产商品煤1035万吨；

企业总收入35亿元，其中煤业收入24亿元、非煤业收入11亿元；

上缴税费2.5亿元。

从矿物局建立到2006年底的57年中，矿区已累计生产煤炭5.8亿吨，平均年产千万吨，累计上缴税费27.5亿元，为国家的经济建设做出了重要贡献。

全公司现有31个国有二级单位和一个集体企业性质的多种经营公司。

在31个二级单位中，包括9个生产煤矿（分别为海州露天矿、五龙矿、艾友矿、清和门矿、海州立井、八道壕矿、恒大公司、伊马矿、乌龙矿）和4个工厂（分别为机械制造公司、煤矸石热电厂、天厦水泥公司、圣诺化工公司），其余为地面其他生产经营和事业单位。

阜矿集团公司目前经营的主业有三项，即：

煤炭生产、煤层气开发利用和热点联产。

其他产业还有煤矿机械设备制造；

建筑材料；

化工产品（不含危险品）；

火工产品与民爆器材；

水业；

电器机械及器材；

矿井支护用品等。

阜矿集团公司现有资产总额为48.5亿元，净值16.4亿元，负债31.8亿元，资产负债率为65%。

在9个煤矿中已经实施政策性破产，将在进期挂牌重组为新的企业；

恒大公司是有原阜矿集团公司王营煤矿破产改制重组的股份制企业；

8个井工矿现核定生产能力为1038万吨。

截止2006年底，矿区尚有煤炭地址储量7.96亿吨，其中可采储量3亿吨。

全公司现有全民在职职工43502人，其中在岗35442人、不在岗7060人；

有离退休、退养及抚恤人员32507人。

多种经营总公司现有集体在职职工72333人，其中在岗6753人、不在岗65580人；

集体退休人员22730人。

1.7相关政策

1.7.1关于废渣综合利用有关政策

国家和各地方政府市为鼓励发展节能、节地、利废的新型墙体材料，陆续推出了一系列新政策，概括起来有以下内容：

（1）坚持“以用为主”指导思想，实行“因地制宜，多种途径，各方协作，鼓励用灰”和“谁排放、谁治理、谁利用谁受益”的原则。

（2）粉煤灰综合利用项目，当生产的原料中掺有不少于30%的粉煤灰时免征增值税和5年内免所得税；

减免土地使用税和固定资产调节税。

（3）有关部门应对粉煤灰综合利用项目从投资政策、建设资金上给予支持。

（4）发展粉煤灰综合利用项目，可列入国家开发银行的基本建设政策性投资项目，可享受政策性贷款。

（5）新建、扩建和改建电厂工程，其项目建议书应包括粉煤灰综合利用的内容，可行性研究报告和初步设计应包括粉煤灰综合利用方案，凡不具备上述条件的，有关部门和主管部门不予审批立项。

（6）已投入运行的电厂，对技术可行、吃灰量大、确有效益的综合利用项目，要在技术改造项目或保护项目中首先安排。

（7）排灰单位对用灰单位从指定取灰点自行装运不得收费和变相收费，并为取灰提供方便，对违反本条之规定的，没收其收费所得，并视情节轻重处以1～5倍的罚款。

（8）在核定距离取灰点合理运距内，根据用灰能力确定的用灰量，排放和用灰单位必须完成；

对未完成用灰量的责任单位，处以每吨4～6元的罚款。

（9）凡具备粉煤灰（包括制品）综合利用条件的建筑和道路工程，其设计部门必须将充分利用的粉煤灰及其制品纳入设计方案，建设、施工单位应确保使用。

违反本规定，各地粉煤灰综合利用主管部门或依法行驶监督管理权的其他行政管理部门，可根据情节轻重予以经济处罚或行政处分。

（10）各地粉煤灰综合利用主管部门，对直接从事粉煤灰综合利用做出突出贡献的排灰、用灰、运灰、设计和科研单位与个人要予以表彰和鼓励。

上述已颁布实施的各项政策中，绝大多数都是强制性、引导性和鼓励的政策，可以说粉煤灰综合利用项目是我国近年来绝无仅有的几个政策扶植性项目之一。

1.7.2关于限制粘土砖鼓励使用新型建材的相关政策

（1）自2001年1月1日起，对增值税一般纳税人生产的粘土砖、瓦一律按适用税率（17%）征收增值税；

（2）自2006年7月1日起，市辖区禁止使用粘土实心砖；

（3）发展新型墙体材料的项目的基建、扩建、技改项目，实行固定资产投资方向调节税税率为0%的政策；

（4）发展新型墙体材料的项目，可列入国家开发银行的基本建设政策性投资项目，可享受政策性贷款；

（5）发展新型墙体材料的项目，引进国外先进设备，免征进口设备关税和进口产品增值税；

（6）对企业生产的原料中掺有不少于30%的煤矸石、粉煤灰、炉渣、及其他废渣的建材产品，免征产品增值税；

（7）对应用新型墙体建造的北方节能住宅，实行固定资产方向调节税税率为0%的政策；

（8）对使用实心粘土砖在价外加收一定费用，建立发展新型墙体材料专项基金，用于墙体企业的技术改造和建筑应用技术研究和开发；

（9）对节能建筑和新型墙材建筑，减免城市设施配套费用。

1．8生产技术和主要设备选择

1.8.1粉煤灰陶粒

烧结粉煤灰陶粒生产，主要是以粉煤灰为原料，添加约5％的膨润土，经过1200度高温烧结后，生产出陶粒产品。

陶粒产品既可以做为轻质墙材的原料，又可做为商品混凝土的骨料，还可替代煤矿井下锚喷用的石子，本项目新建6条共计年产60万立方米的陶粒生产线，每年可以使用49.5万吨的粉煤灰。

粉煤灰制作陶粒有化学方法和烧结方法两种。

化学方法是利用粉煤灰在水热合成条件下（蒸养）与石灰混合后具有一定的凝结硬化能力，而将其制成“轻骨料”的一种生产工艺，以起源于荷兰的“安德拉”技术为代表，其基本工艺路线为：

配料→成球→蒸养→筛选，蒸养时湿料球与防止粘结的粉煤灰混合进行，筛选是将陶粒与粉煤灰进行分离，分离后的粉煤灰返回料仓重复使用。

其优点是工艺简单、投资省、能耗低、成本低；

问题是在常压水热条件下，粉煤灰中的SiO2、Al2O3和Ca（OH）2反应后生成的水化硅酸一钙[CSH]和水化铝酸一钙[CAH]只是一种过渡性的化合物，性质不稳定，虽有一定强度但结构脆弱，在环境条件变化时，化合物中的CaO还能再次发生反应，反应过程中由于CaO吸水而膨胀，致使已形成的结构破坏。

应用“安德拉”技术生产的陶粒堆积密度约1100kg/m3，已超过国标关于轻集料的分界线，强度只有3Mpa。

烧结法是目前世界各国普遍采用的粉煤灰陶粒生产方法，产品性能稳定，强度高、质量轻，能满足各种用途骨料要求。

按烧结工艺分为三种：

立窑、回转窑和烧结机。

五十年代末和六十年代初，英国、印度、原苏联和中国等相继建成立窑法粉煤灰陶粒厂。

优点是产品质量较好、热效率高（45%）、燃料消耗少、生产成本低。

缺点是产量低、环保差、对原材料要求严格，选灰困难，不利于普遍推广、窑内易结炉而影响稳定生产，至六十年代末世界各国均已淘汰。

回转窑法主要适应于掺加优质粘土或页岩的地区或粘土陶粒的生产，热效率低（20%～30%），产量小，成本高（比烧结机法高20%～30%），由于我国限制使用粘土资源，该工艺与环保需要与政策相孛，不宜推广。

烧结机法是目前国内外粉煤灰陶粒的主要生产方法，产量大、生产效率高，产品质量好，生产控制方便灵活，无结窑，负压烧结利于环保收尘处理，对粉煤灰的化学成分要求较低，不掺或少掺粘结剂。

我国始于1964年便研制开发了陶粒烧结机，并在天津、广州、齐齐哈尔、兰州等地建立了生产线，但后来均因为技术等问题而相继停产，主要问题是需要掺加粘结剂和助融剂，能耗高，成本相应增大，产品密度达不到超轻陶粒，强度等级达不到高强陶粒。

为解决以上矛盾，美泰科公司在吸取各种粉煤灰陶粒制作方法的经验和教训的基础上，按环保、节能、现代化、工业化的设计思路对整套工艺进行了改造，从而实现了节能、高产、高掺量、高强粉煤灰烧结陶粒的技术突破，并将包括材性研究成套技术引进到中国，以实现我国粉煤灰综合利用的本地化和产业化。

美泰科公司先进的工艺技术和成套设备生产的陶粒是经烧结过程中粉煤灰颗粒熔化、粘结、固化而成。

主要技术特点如下：

（1）粉煤灰掺配率高（≥95%），如粉煤灰质量能达到设计要求，掺灰率可达100%，无须粘土、页岩、助融剂、粘结剂等辅助材料；

（2）对粉煤灰进行预均化处理，预湿成球（专有技术），煤灰在混合器内先形成小颗粒球核，成球时，球核逐步长大形成生料球，从而避免了传统干湿混合成球，由于料球不同截面水分和孔隙率差异而使生料球强度低、烧结时易爆炸的缺陷，提高强度50%～100%，粒径均匀，成球效率和成品率高；

（3）生产能耗低。

仅粉煤灰中剩余的碳提供的热能即能满足烧结时所需的热量，一般不需另加燃料，同时由于烧结机密封好，燃烧效果好，还降低了热耗，综合节能效益可达50%以上；

（4）陶粒强度高。

“美泰科陶粒”可配制C60陶粒混凝土，而用国内技术生产的粉煤灰陶粒只能配制C30以下的陶粒混凝土，此外，美泰科陶粒混凝土的干缩变形、热膨胀系数、吸水率也显著低于国内粉煤灰陶粒，这一性能对改善目前砌块建筑的墙体裂缝是极为重要的；

（5）自动化程度高。

全自动化生产线，微机集成控制系统，动态实时监控，中文菜单显示，既可连续控制亦可单独操作，20万m3/年的全自动生产线全线正常生产仅需要5～8人操作，劳动强度很低；

（6）环境保护好。

采用集中收尘系统，先进的系统设计和收尘设备，严格控制各扬尘点的抽风量，排尘指标达到并超过国家标准；

（7）生产成本低，投资省。

按美泰科技术生产粉煤灰陶粒，由于①不加粘结剂或少加粘结剂；

②不加煤粉或少加煤粉；

③设备可靠性好，连续运转周期长；

④系统密封效果好，扬尘投资少；

⑤自动化程度高，操作人员少；

⑥生产工艺紧凑，基建投资少，所以投资少，生产成本低。

总之，本项目选择美泰科陶粒工艺技术和设备，有效克服了传统粉煤灰陶粒工艺及设备的诸多缺陷，投资省，吃灰量大，产品质量好，技术水平居世界领先地位，适合于本项目的选择。

1.8.2蒸压粉煤灰砖

蒸压粉煤灰砖生产，主要以粉煤灰渣为骨料，以生石灰、石膏为胶结料，加入一定量的水，通过搅拌、消化、碾练、压力成型、高压釜蒸汽养护而制成的硅酸盐制品。

本项目新建二条共计年产2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖生产线，每年可以综合利用粉煤灰31.36万吨、渣8.68万吨。

　　粉煤灰砖根据国家标准《墙体材料术语》的规定，是以粉煤灰、石灰或水泥为主要原料，掺加适量石膏和集料经坯体制备、压制成型、高压或常压蒸汽养护或自然养护而成的实心（孔洞率小于25%）粉煤灰砖。

　　标准中又根据粉煤灰砖养护制度的不同分为：

蒸养粉煤灰砖，是以石灰为主要胶凝材料，经常压蒸汽（100℃饱和蒸汽）养护制成的粉煤灰砖；

蒸压粉煤灰砖，亦是以石灰为主要胶凝材料，经高压蒸汽（180℃～200℃饱和蒸汽）养护制成的粉煤灰砖；

自养粉煤灰砖，是以水泥为主要胶凝材料，经自然养护（免烧、免蒸）制成的粉煤灰砖，俗称“免烧砖”或称“双免砖”。

　　粉煤灰砖属于粉煤灰硅酸盐制品，硅酸盐制品的强度和耐久性能取决于制品的密实度和硅酸盐石的矿物组成。

凡是影响这两方面的工艺因素，都会影响制品的性能。

　在各种养护制度下的粉煤灰砖的原料配比合理，并具有先进的原料处理和成型工艺装备，因而坯体可具有较高的密实度和强度。

由于养护制度的不同，主要是养护温度和时间的不同，使得粉煤灰的水化反应产物即硅酸盐石的矿物组成有很大的不同。

从而使粉煤灰砖的综合耐久性能具有很大差异。

蒸压粉煤灰硅酸盐制品与蒸养、免烧制品相比，有许多独特的优点，特别在综合耐久性方面，蒸养制品及免烧制品是不可比拟的。

蒸压粉煤灰砖在高压饱和蒸汽养护条件下，不仅粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化铝可与石灰充分地进行水化反应。

而且以石英硅和晶态（托勃莫来石）硅状态存在的氧化硅，都不同程度地被高温高压、条件所激发，发挥了活性，可以很快地与石灰结合进行水化反应。

莫来石可以直接水化成CaO－SiO2－Al2O3－H2O系列水化产物，如水化石榴石。

在有效CaO小于20%的情况下，蒸压处理之后不存在游离CaO,水化反应非常充分，可以提高水化硅酸钙的结晶度，促进抗碳化性能良好的水石榴石形成。

当具有合理的配料、技术水平先进的成型工艺装备和合理的蒸压养护制度，蒸压粉煤灰制品的水化产物将处于多相平衡状态，托勃莫来石、C-S-H凝胶及单硫型水化硫铝酸钙、水石榴石等同时具有合适的比例平衡存在，而使制品具有较高的强度和优异的综合耐久性能。

蒸养粉煤灰硅酸盐制品的水化反应机理与粉煤灰水泥制品是完全不同的。

它主要是依靠粉煤灰内含有的活性氧化硅及活性氧化铝与经过消解的生石灰及石膏在水热气氛中进行水化反应，生成CaO－SiO2－H2O系统产物、CaO－SiO2－Al2O3－H2O系统产物、CaO－Al2O3－CaO4－H2O系统产物并形成硅酸盐石。

　　由于水化硅酸钙系列产物中的托勃莫来石晶体需要在较高的温度下生成，在蒸养条件下，无论是增加石灰掺量，还是延长蒸养时间，都难以生成结晶良好的托勃莫来石，制品的主要生成物是结晶差的C-S-H凝胶。

从其水化产物即硅酸盐石的矿物组成看，蒸养粉煤灰砖的综合耐久性能不如蒸压粉煤灰砖。

我国砖瓦企业60年代即已开始研制生产了蒸压粉煤灰砖，70年代颁布了产品质量标准。

标准的各项主要技术指标和烧结普通砖大体相同，可代替粘土实心砖用于建筑工程。

由于粉煤灰砖用灰量大，投资较少，技术比较成熟，建设比较快的项目，因而电力和排渣部门，于七十年代末八十年代初，投资十几亿元建设了上百条年产3000万块粉煤灰蒸压砖生产线，加上六十年代末和七十年代初建成的生产厂，全国有100多个蒸压粉煤灰砖生产厂，年生产蒸压粉煤灰砖能力达40多亿块，年用灰量800多万吨，形成了粉煤灰制砖的高潮。

到八十年代后期，蒸压粉煤灰砖产量急剧下降，生产厂家寥寥无几。

造成这种局面的原因是：

（1）蒸压粉煤灰砖成型时，灰中的气体难以排出，坯体易产生裂纹；

（2）产品生产后须在工厂停放较长时间方能用于建筑工程，否则墙体会因产品收缩而出现裂缝。

（3）产品吸水率较高，特别在南方多雨地区，雨淋后渗水难以排出，影响工程寿命；

（4）由于蒸压养护蒸汽压力低，成型压力小等主要因素影响使产品冻融不好，特别是在寒冷地区，影响工程质量；

（5）生产成本高于粘土实心砖，难以和实心砖竞争；

（6）受多年来使用红砖习惯势力的影响，用户不愿接受；

（7）国家没有制订颁发蒸压粉煤灰砖建筑设计应用规范和施工规程，影响了建筑设计和应用。

蒸压粉煤灰砖存在的质量问题和影响应用的主要原因首先，粉煤灰化学成分和物化性能比较复杂，有的不一定适合制砖，因此应严格把好原材料关；

第二，对粉煤灰、石灰、石膏等原料的配比不准确和未经均化处理；

第三，压砖机具多为机械传动的八孔压砖机（少数企业为16孔），工作压力只有60吨，压成的坯体密实度和强度很低，压砖机大都是单面快压（国外上下加慢压），粉煤灰中大量空气难以排除，坯体四角出现裂纹；

第五，用蒸压釜高压蒸养坯体本可提高质量和产量，但许多企业为降低成本把10-13公斤的蒸养压力降到8公斤以下，有的只有6公斤，难以提高产品质量。

加之，落后的工艺、设备、生产技术和管理，无法生产出高质量的产品，也无力和同类产品竞争，到头来只好关门停产。

蒸压粉煤灰砖存在的质量问题是因为采用了落后的生产工艺技术和设备造成的。

近年来，国内蒸压粉煤灰砖的生产又开始兴起，这是因为采用了先进的生产工艺技术和设备，解决了过去落后的生产工艺技术和设备造成的产品质量问题。

本项目针对粉煤灰及其配合料的特性，采用干硬性高精度自动配料混合技术、连续式消解技术、轮碾碾压混合工艺、三阶段加压成型工艺（成型机工作压力由60吨提高至600吨）、通过高温高压（蒸汽压力由8提高到10—13个大气压）快速养护法、全自动码坯传送工艺等。

国内外的实践经验证明，本项目采用工艺技术和装备，是先进和成熟可靠的生产工艺技术和装备。

国内的一些单位也在总结粉煤灰砖生产技术装备存在问题的基础上，进行试验研究，解决了生产装备技术上存在的问题。

本项目采用上述先进成熟可靠的技术方案和选用国内知名的专用设备厂家生产的工艺装备，完全可以生产出符合要求的高质量的产品。

该生产线投资合理，吃灰量大，产品质量好，解决了低档次工艺、设备技术和产品质量中出现的问题，产品符合我国墙材革新、建筑节能和利废的要求。

1.9项目资金来源

项目投入总资金为11389万元，其中：

5000万元由企业自筹，占总资金的45.40%，余下6389万元由企业贷款解决。

1.10主要设备来源

烧结粉煤灰陶粒生产线设备由美国美泰科公司提供全自动生产线；

蒸压粉煤灰砖生产线设备拟选自福建海源自动化机械设备有限公司等几家名优设备制造厂比选提供。

1.11建设进度

为使项目进度如期发挥效益，本着缩短建设周期的主导思想，结合国内成熟的建厂经验，从前期准备至投产的建设进度安排如下：

项目

2007年3月～2008年5月

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

1

2

可行性研究

施工图设计

三通一平

设备订货

土建施工

设备安装

调试试生产

1.12项目主要技术经济指标

项目主要技术经济指标汇总表

序号

指标名称

单位

指标

备注

项目规模：

烧结粉煤灰陶粒

蒸压粉煤灰砖

年

60万立方米

2亿块（标砖）

装机容量

kW

4800

计算负荷

3360

年耗电量

万kwh/a

1300

年用水量

万吨

17

年用汽量

吨

36000

年用灰渣量

89.52

总图指标

（1）占地面积

公顷

13.83

（2）建、构筑物占地面积

m2

24550

（3）堆场占地面积

30532

（4）道路广场面积

38935

（4）绿化面积

44243

（5）建筑系数

％

39.8

项目投入总资金

11389

（1）建设投资

万元