6000吨超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告(编辑修改稿)

6000吨超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

电管理站承诺保证为该项目提供电力供应，确保生产需要。 供排水 该地区地下水蕴藏丰富，补给条件良好。 本项目建成后生产、生活日用水量为 396m3/d，其 中生产用水量 356m3/d，生活用水量 30m3/d。 本项目生产、生活、消防用水采用地下水，完全可满足生产、生活需要，水质亦符合饮用水和工业用水标准。 水源 排水 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 5 河南建筑材料研究设计院 排水系统采用雨水和生产、生活污水分流制排水系统。 生产用水主要为冷却循环水，外排量极少，一般不含其他有毒物质，对环境影响不大，生活污水经化粪池处理后外排，水质符合有关环保法规要求。 供汽 本工程用汽量 ，压力。 蒸汽由焦煤集团冯营自备电厂供给。 建设厂址 本工程拟建厂址位于焦作市马庄村九里山乡境内，距 离焦（作）辉（县）公路、武（陟）陵（川）公路均不足 1km。 交通运输 焦作市地处河南省西北部，北依太行山与山西省接壤，南与郑州市、洛阳市相连，东与新乡市为邻。 距郑州市区约 80km，距新郑国际机场约100km，距首都北京约 600km。 公路 拟建厂址位于焦作市城区东部，距市区约 16km。 南临焦（作）郑（州）高速公路，西临焦（作）晋（城）高速公路，东临京（北京）珠（海）高速公路。 焦（作）辉（县）公路从厂址西 1km 处通过。 公路运输条件便利。 铁路 焦（作）太（原）铁路、焦（作 ）枝（城）铁路、焦（作）新（乡）铁路、侯（马）月（山）铁路在此交汇。 焦枝铁路从厂址南边通过，厂址距焦枝铁路待王编组站约 6km, 距焦作货站马村铁路专用线约 5km。 铁路运输条件便利 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 河南建筑材料研究设计院 6 地震烈度 根据焦作市地震局对“方庄一带地震烈度意见”，在修武至焦作一带近300 年发生过一次破坏性地震，震中烈度为 7 度。 近几十年来，没有发生过大于 4 度的地震，但是，在山西临汾发生高强度地震时曾影响到本地区。 根据地震活动分析，豫北地区为存在发生中强地震的危险性。 因此，在工程设计时按 7 度设防。 气象条件 年平均温度： ℃ 极端最高温度： ℃ 极端最低温度： － ℃ 平均大气压力： 极端最高大气压力： hPa 极端最低大气压力： hPa 年平均降雨量： 日最大降雨量： 年主导风向： ENE 10 分钟最大风速： 环境保护 该项目建成投产后，对环境产生的影响主要是粉尘、噪音和废水。 为减少其对环境的污染，设计中将严格遵守国 家和地方的环境保护法规，贯彻环保设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”政策。 针对本项目几种主要的环境污染物，本项目设计采取了有针对性的综合防治措施，将工程污染控制在尽可能小的范围内。 全厂环保设施配套齐全，环保设计与工程设计同时进行。 本项目建成后新生产线各种污染物的排放不但能达到国家标准，而且九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 7 河南建筑材料研究设计院 将远低于国家标准规定的限值。 在产生粉尘的煅烧系统、装运系统以及物料转运点均设置了性能可靠、收尘效率高的收尘器，确保粉尘排放指标达到 《工业炉窑大气污染物排放标准》（ GB9078— 199）二级标准及《大气污 染物综合排放标准》（ GB16297— 1996）二级 标准的要求。 对产生噪声的设备如空压机、风机等，在设计中通过采用加装消声器或设置隔音值班室等措施，最大限度的降低噪声对生产岗位操作工人及周围环境的危害，以达到 《城市区域环境噪声标准》（ GB3096— 93）和《工业企业厂界噪声标准》（ GB12348~12349— 90）的要求。 本项目生产用水采用循环系统，仅有少量生产废水和生活污水外排，外排量很少，这部分废水经污水处理达到国家《污水综合排放标准》（ GB8978— 1996） 后与生产废水一起排出厂外。 技术 方案的选择 概述 纳米碳酸钙仍属化合法生产的轻质碳酸钙。 传统的轻质碳酸钙生产，是将精制的石灰石原料煅烧，得到氧化钙和窑气二氧化碳；消化氧化钙，并将生成的悬乳液氢氧化钙在高剪力作用下粉碎，多级悬液分离，除去颗粒和杂质，得到一定浓度的精制氢氧化钙悬乳液。 通入二氧化碳气体，加入适当的添加剂控制晶型，碳化至终点，得到要求晶型的碳酸钙乳液。 进行脱水、干燥、表面处理，最后得到所要求得碳酸钙产品。 目前，纳米碳酸钙的工业化生产工艺主要有：间歇鼓泡碳化法、连续喷雾碳化法、超重力碳化法。 间歇鼓泡碳化 法 在湿法碳酸钙的生产中，大多采用传统的间歇鼓泡碳化法。 生产纳米碳酸钙是在生产轻质碳酸钙的基础上，改变碳化工艺（加入添加剂、既结晶控制剂）控制晶型和粒径，沉淀（加沉淀剂）后经分离、干燥、粉碎、包装，制得不同晶型、颗粒均匀的纳米级碳酸钙。 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 河南建筑材料研究设计院 8 间歇鼓泡碳化法工艺投资较少、操作简单；但生产效率低，气液接触差，碳化时间长，工艺上对碳酸钙晶型不易控制，产品一次成形颗粒大，粒径粗且不均匀，易在反应中产生包裹现象，最终导致产品反碱，影响产品质量。 连续喷雾碳化法 与间歇碳化法相比，连续喷雾碳化法工艺适应于规模 化生产，生产能力大且生产效率高，碳化时间短，产品晶型、粒度容易控制，可制得优质稳定的纳米碳酸钙产品。 喷雾碳化法一般采用两段或三段连续碳化工艺，即石灰乳经第一碳化塔碳化得到反应混合液，然后喷入第二段碳化塔制得最终产品，或再喷入第三段碳化塔碳化得到最终产品。 由于碳化过程分段进行，因此可对晶体的成核和生长过程分段控制，从而控制晶体的粒径、晶型。 根据需要，控制适宜的喷雾液滴大小、氢氧化钙浓度、碳化塔内的气液比、反应温度、各段的碳化率等条件，即可制得不同晶型的纳米碳酸钙产品。 超重力碳化法 超重力技术 起源于 1976 年的太空试验。 在太空微重力状态下，化工分离单元操作无法完成，从而引发超重力技术的研发，并在 1980 年得到充分发展。 超重力技术产生的离心加速度不仅可以比重力加速度大 2～ 3 个数量级，而且可以调节。 利用离心力场不仅使化工单元操作在太空成为可能，而且可以大大提高化工单元操作效率。 将超重力技术应用于纳米碳酸钙的生产使这一生产过程发生了革命性变化。 高速旋转的填料将氢氧化钙溶液剪切成细微的液滴、液丝和液膜，强大的离心力使碳酸钙微粒一旦形成就迅速脱离氢氧化钙溶液，无法继续长大，同时氢氧化钙溶液和二氧化碳气体 的接触面积大大增加并迅速更新，使反应速度大大提高。 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 9 河南建筑材料研究设计院 技术方案选择 通过上述对国内外纳米碳酸钙生产工艺的对比分析，本项目拟选择由北京化工大学超重力中心研制开发的具有国际领先水平的超重力碳化法生产工艺，生产纳米碳酸钙。 超重力技术生产纳米碳酸钙具有以下优点：（ 1）产品平均粒径小，可制得平均粒径为 15～ 30nm 的超细碳酸钙；（ 2）产品粒度分布范围窄；（ 3）产品质量稳定；（ 4）反应速度快；（ 5）反应器体积小；（ 6）易于操作，从开机到稳定生产一般不超过 1min；（ 7）不需要使用晶体生长抑制剂，产品质量稳定、 生产效率高，生产成本大幅度降低。 该生产工艺是理想的纳米碳酸钙生产工艺。 工程设计特点 本工程设计力求工艺流程简洁、顺畅，择优选择先进、成熟、可靠的技术和装备，技术方案充分考虑了当地的原料资源和自然条件。 具有以下特点： (1) 充分重视生产线的先进性、可靠性及经济性，设备选型立足国产化。 (2) 采用申克定量给料机计量石灰石和焦碳，提高计量精度，保证石灰煅烧的稳定性。 (3) 采用机械化立窑煅烧石灰，减少劳动强度，提高生产率，有利于环境保护。 (4) 采用超重力碳化工艺生产纳米碳酸钙，具有产品粒度小 、分布范围窄、颗粒均齐，反应时间短、生产效率高、设备能力大等优点。 (5) 采用先进、可靠的 DCS 集散式计算机控制系统，自动化水平高，以达到高效、节能、稳定生产、优化控制等目的，并可减少操作岗位定员，降低生产成本。 综上所述，本工程设计具有技术先进可靠、劳动生产率高、生产成本低、经济效益、环境效益、社会效益好的特点。 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 河南建筑材料研究设计院 10 项目主要技术经济指标 主要技术经济指标见表 1－ 1。 表 1－ 1 主要技术经济指标汇总表 序 号 名 称 单 位 指 标 备 注 1 建设规模 纳米碳酸钙 t/a 6000 2 产品品种 15～ 30nm t/a 6000 3 生产方法 超重力 碳化法 4 主要设备 石灰窑 有效容积： 50m3 投石量： 35t/d 台 1 消化反应器 12m3石灰乳 /h 套 1 碳化反应器 液体流量： 250m3/h 台 2 气体流量： 1500 m3/h 压榨式过滤机 150m2 台 1 干燥器 包装机 台 1 5 装机容量 kW 800 6 年耗电量 kWh 360104 7 用水量 m3/d 生产用水 m3/d 6384 其中循环用水量为 6038 生活用水 m3/d 30 循环水利用率 % 95 8 总平面图指标 厂区占地面积 ha 建构筑物占地面积 m2 4980 建筑系数 % 场地利用系数 % 围墙长度 m 970 9 焦碳消耗 t/a 540 10 劳动定员 人 70 管理人员 人 14 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 11 河南建筑材料研究设计院 生产工人 人 56 11 劳动生产率 全员 t /人178。 a 生产工人 t /人178。 a 12 投资 总投资 万元 其中： 建设投资 铺底流动资金 万元 建设投资构成 万元 % 万元 % 万元 % 万元 % 万元 % 万元 % 13 单位产品指标 建设投资 元 /t 综合成本 元 /t 综合电耗 kWh/t 14 企业经济指标 年销售收入 万元 正常达产年 年销售税金及附加 万元 正常达产年 年总成本费用 万元 生产期平均 年利润总额 万元 生产期平均 年所得税 万元 生产期平均 年税后利润 万元 生产期平均 财务内部收益率：税前 % 税后 % 投资回收期：税前 a 含建设期 税后 a 含建设期 财务净现值：税前 万元 ic=12% 税后 万元 ic=12% 投资利税率 % 生产期平均 投资利润率 % 生产期平均 九里山 6000t/a 超重法纳米碳酸钙生产线建设工程可行性研究报告 河南建。