焦炉煤气生产2万镁合金项目可行性研究报告

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1、 焦炉煤气生产2万吨/年镁合金项目可行性研究报告 目 录第一章 总 论11.1 项目名称、主办单位名称、企业性质及法人代表11.2 可行性研究报告编制的依据和原则11.3 研究范围31.4 项目提出的背景和投资的必要性41.5研究简要综合结论6第二章 市场预测及价格分析112.1国外市场112.2国内市场132.3 镁及镁合金价格预测18第三章 建厂条件和厂址方案193.1主要原材料、能源的供应193.2 厂址213.3 厂址选择结论23第四章 生产技术方案244.1 生产规模和产品方案244.2 主要原材料及成品技术规格244.3 工作制度274.4 工艺设计技术方案27第五章 公用工程和辅

2、助设施方案445.1 总图运输445.2 给排水495.3 供电及电讯565.4 自控技术方案615.5采暖、通风655.6 标准化665.7 维修设施685.8中央化验室695.9 土建695.10 工程界区外管网68第六章 节 能696.1 设计依据696.2 节能原则696.3 节能措施69第七章 环境保护747.1 厂址与环境现状747.2 设计采用的环境保护标准757.3 主要污染源及污染物767.4 污染物治理措施及预期效果767.5 绿化787.6 环境效益分析78第八章 劳动保护与安全卫生及消防798.1 劳动保护与安全卫生798.2 消防85第九章 工厂组织和劳动定员879.

3、1 组织机构879.2 生产班制和定员889.3 人员来源及培训88第十章 建设项目招标9010.1招标范围9010.2招标组织形式9010.3招标方式9010.4招标基本情况表90第十一章 项目实施规划9211.1 建设周期的规划9211.2 实施进度规划92第十二章 投资估算与资金筹措9412.1投资估算9412.2资金筹措95第十三章 技术经济10013.1基础数据10013.2财务评价10113.3不确定性分析10213.4评价结论102第十四章 研究结论11514.1综合评价11514.2研究报告结论116焦炉煤气生产2万镁合金项目可行性研究报告第一章 总 论1.1 项目名称、主办单

4、位名称、企业性质及法人代表1、项目名称：*投资集团公司、*市*集团公司焦炉煤气生产2万吨/年镁合金项目可行性研究报告2、主办单位名称：*投资集团公司、*市*集团公司3、项目建设地点：*工业园区4、企业性质：国有独资5、可行性研究报告编制单位：*工业设计院有限责任公司地址：*兴庆区凤凰北街190号1.2 可行性研究报告编制的依据和原则1.2.1 编制依据*“十一五”国民经济及社会发展规划纲要；*市“十一五”国民经济及社会发展规划纲要；*市政府关于建设以硅、煤为基础的能源、冶金、建材、重化工循环经济产业基地规划的批复；*市人民政府*投资集团公司联席会议纪要（2008年第1次）；*市*集团公司提供的

5、原材料来源、地形图、工程地质、气象、地震等有关基础资料；*工业园区基础资料。1.2.2 编制原则1、严格按照化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定进行编制，使之符合国家和地方基本建设法规、程序。2、按积极、稳妥、可靠、实事求是的原则，深入调查研究，做多方案的比较和科学论证，以优化技术方案。3、充分利用国内外成熟先进、可靠适宜的工艺技术和设备。尽量降低工程投资，节约能源，改善生产条件，节省人力，提高工程建设的经济效益。4、结合企业实际情况，对新建的生产装置，按照一体化、露天化、轻型化、社会化、国产化的原则，积极采用已消化吸收的国内外生产工艺技术和设备制造技术，并积极吸取公司在实际生产管理中所

6、积累起来的成熟经验。5、严格按照国家、社会、行业和地区长远发展规划及其有关产业政策、技术政策的要求，积极贯彻执行国家及地方的环境保护、“三废”治理、劳动保护、安全卫生、消防方面的法规及其与主体工程建设实行“三同时”的原则。即同时设计，同时施工，同时投产，使企业在获得经济效益的同时也同样获得社会效益。1.3 研究范围该项目的研究范围是对年产2万吨镁合金生产装置及与之相配套的辅助工程、公用工程等项目进行可行性研究。1.3.1 生产装置及辅助生产装置2万t/a镁合金生产装置及辅助生产装置。1.3.2 公用工程界区内的总图运输、供热、给排水、供电、电讯、消防、建（构）筑物、采暖通风、环保等；1.3.3

7、工程界区内的外管网1.3.4可行性研究的内容1、市场需求预测；2、产品方案及生产规模；3、工艺技术方案；4、原材料、燃料及动力供应；5、总图布置、公用工程和辅助设施方案；6、环境保护、安全卫生及消防；7、项目实施规划；8、投资估算和资金筹措；9、财务评价。1.4 项目提出的背景和投资的必要性1.4.1 项目提出的背景1.4.1.1 镁合金有巨大的市场需求和应用前景镁合金比重低、比强度和比刚度高、导电性好、兼有良好的阻尼减震性能和电磁屏蔽性能，同时具有易于加工成形、废料容易回收等优点。因此，镁合金成为现代汽车、电子、通信等行业的首选材料，被誉为“21世纪绿色工程金属材料”。迄今为止前十年和从现在

8、开始后十年，我国金属镁及镁合金的需求都有两位数以上的年增长率，这在诸多金属材料中是不多见的。本项目产品有十分广阔的出口前景且国内应用市场也在逐渐拓宽，开发的新产品也越来越多。1.4.1.2 镁合金是国家重点鼓励的产业根据国民经济战略性结构调整和西部大开发战略的实施，国家计委和科技部公布的当前优先发展的高新技术产业化重点领域指南（2001年度）中，将镁合金列入当前优先发展的产业，表明了国家的高度导向。以产业化为目标、以先进的技术和装备为依托，在最短的时间内，将我国从镁金属生产大国发展成为镁合金工业强国。1.4.1.3 镁及镁合金是*的重要优势基础产业*有良好的镁资源优势，白云石资源丰富、品质优良

9、；硅铁产能大、品质好；煤、电能源比较充足、价格相对便宜；*气候干燥、非常适宜镁及镁合金生产。目前，*已有原镁产能10万吨/年，2006年实际产销6万吨，在全国排在第二位，但距第一大省山西仍有很大差距。本项目的实施，将促进*高品质原镁及镁合金的生产，充分发挥本地区的资源、能源优势，扩大*原镁和镁合金生产能力、提高技术水平和经济指标，改善环境条件，提高*镁业在国内外市场的竞争力，推动*镁基新材料工业的发展。1.4.2 项目投资的必要性1.4.2.1 下游支持产业*东方有色金属集团公司已在*发改委立项建设年产10000t特种镁合金及加工坯料生产线，项目已在2004年9月末投产。项目产品中包括5000

10、t/a变形镁(轧制、挤压)加工坯料、3000t/a高品质镁合金重熔锭(主要是压铸合金)、2000t/a特种合金(主要是军用高纯耐蚀合金)。该公司以高品质镁合金和变形镁合金加工坯料为主的镁合金二期工程也在策划中。东方有色金属集团公司镁合金项目的重要意义在于发展深加工产品，提高产品附加值。本项目2万吨/年镁合金，可为东方有色金属集团的镁项目提供高品质原料、完善产品链。1.4.2.2 上游拉动产业*市循环经济产业基地拟建年产100万吨焦化生产装置，在炼焦生产过程中产生的剩余煤气可作为镁合金生产的燃料用气及锅炉用气。目前炼焦行业逐步向精细化方向发展，对焦炉煤气的合理利用将是焦化企业提高综合效益的一条有

11、利途径。硅铁是原镁生产最重要的原料，拟建的*市循环经济产业基地规划建设425.5MW铁合金项目，年产硅铁12万吨，满足本项目需求，为本项目的原镁生产提供了十分重要的原料保证。我区及邻省*有优质的白云石资源，从而可以在附近确定短运距、低成本的矿山原料基地。当前，因为国内外原镁及镁合金市场产销两旺，效益显著。我区具有生产镁及镁合金的资源、能源和技术优势。经缜密调研、磋商，认为在*工业园区内进行建设，利用焦炉剩余煤气作燃料，建设2万吨/年镁合金生产线，可取得较好的经济和社会效益，竞争和抗风险能力较强。1.5研究简要综合结论1.5.1生产规模及产品方案本项目镁合金生产装置工程设计能力为2万吨/年。产品

12、方案见表1-5-1。表1-5-1 产品方案一览表序号产品名称单位数量备注1镁合金t/a100002镁合金压铸件t/a30003镁牺牲阳极t/a20004镁合金加工材t/a50001.5.2工艺技术方案原镁生产分电解和热还原两种，我国原镁生产主要采用横罐外加热硅热还原法（俗称皮江法）。该法具有工艺流程简单、生产灵活性大、产品质量好、投资省、建设周期短、生产成本低、可利用多种能源、环保治理难度小等优点。根据*地区的资源和能源条件，本项目原镁生产工艺采用改进皮江法。本项目采用的皮江法炼镁这一在我国已成为生产原镁的唯一的具有竞争力的工艺。*是国家科技部皮江法炼镁的技术示范基地，*惠冶、华源等公司都在技

13、术上为全国镁工业提供了很好的经验。从2005年5月在德国召开的国际镁协大会所获得的信息看，中国镁业广泛采用的皮江法因具有突出的技术和成本优势，已被全世界认可。1.5.3原料的供应本工程主要原料为白云石、硅铁和莹石。白云石由*青龙山白云石矿区供给，矿区己探明储量为0.6亿吨，远景储量18亿吨，储量大，埋藏浅，易开采，矿石质量在国内堪称上品，杂质含量少，热强度高。硅铁：*地区是优质硅铁产地，产能丰富，本项目硅铁从本地采购。莹石就近外购，来源有保障。镁合金辅助材料锌锭、铝锰中间合金锭、铝锭来源由与原料生产企业签定长期原料供应合同的厂家运输至装置区内燃料：项目采用拟建年产100万吨焦化充满剩余煤气作燃

14、料，在拟建100万吨焦化项目为投产前。采用*工业园区焦化企业剩余焦炉煤气作为燃料。1.5.4环境保护1、废气治理除尘设计尽可能密闭吸尘点，选用合适、先进的除尘设备，单点或近点组成系统，设计管道清扫，同时考虑收尘后的排尘外运设计，避免和减少二次扬尘污染。2、废水治理生产水绝大部分循环利用，少量废水无毒害排放，无需处理。3、废渣治理还原渣、精炼渣均为无毒渣，可作为水泥原料，也可用于铺路。还原渣可与当地相关水泥厂签订购销意向，用于水泥生产，回收利用。*循环经济产业基地拟建2000吨/d废渣水泥项目，可以消耗大量金属镁废渣。本项目建成投产后，对新上装置各工艺环节所产生的污染物均采取措施进行有效治理和控

15、制，各种污染物排放均满足国家有关环保标准。因此，装置投产后，可以实现节能降耗、清洁生产，不会对周围环境的现状造成环境影响，符合国家产业政策及经济建设可持续发展的方向。1.5.5主要技术经济指标序号项目名称单 位数 量备 注一生产规模及产品方案1公称设计能力t/a200002产品方案镁合金t/a10000镁合金压铸件t/a3000镁牺牲阳极t/a2000镁合金加工材t/a5000二年操作时间小时7920330天三主要原材料用量1白云石t/a2300002硅铁t/a230003莹石t/a32004熔剂t/a24005锌锭t/a1606铝锰中间合金锭t/a4007铝锭t/a1200四公用动力及燃料消

16、耗量1供水（新鲜水）m3/d539.22焦炉剩余煤气Nm3/h54000(含锅炉用气)3供电kW.h/a3.6107五三废排放量1废水m3/h无废水排放2废气m3/h除尘处理后达标排放3固废t/a122000可综合利用六运输量t/a4023601运入t/a2603602运出t/a142000七定员人860其中：生产工人人750 技术、管理人员人110八新增建、构筑物面（体）积新增建筑物面积m248954新增构筑物体积M3九主要技术经济指标1总投资万元17083.462年销售收入万元52900.003年总成本万元40964.504年经营成本万元39996.695年销售税金万元2444.316利润

17、总额万元9500.087财务内部收益率(税前)64.128财务内部收益率(税后)37.139财务净现值(税前)万元30165.0010财务净现值(税后)万元12287.0011投资利润率55.6112投资利税率69.9213资本金利润率55.6114投资回收期(税前)年2.6315投资回收期(税后)年3.7116盈亏平衡点年26.1317资产负债率29.5418流动比率190.5919速动比率104.21第二章 市场预测及价格分析2.1国外市场2.1.1国外市场现状近年随着镁合金材料生产成本的降低、镁合金结构件成型工艺的进步和产品质量的提高，特别是发达国家对汽车等交通工具能量消耗、废气污染与噪

18、音限制的不断升级，镁合金及其制品以其强度高、减震能力强且压铸成型工艺性能好等特点，在同其他轻质材料的竞争中已取得明显优势，再度受到汽车和航空工业的青睐。全世界压铸镁的用量以年平均15，其中北美达30，欧洲高达60的速度递增。镁合金被广泛认为是21世纪用于交通工具减重的最理想、最适用的轻金属结构材料，镁合金的研究、开发与应用已被发达国家视为本世纪的一项重大战略选择。在镁合金用量递增速度最快的欧洲，欧盟委员会向欧洲的汽车制造厂家建议，到2010年汽车废气中的CO2弥散含量应当由现存的每公里130克减至80克，也就是要求柴油发动机百公里耗油5.3公升，汽油发动机百公里耗油6公升，并最终实现3公升的理

19、想目标，为此，德国政府联邦教育部投资两千四百万欧元，由阿伦工业大学、慕尼黑工业大学、杜易堡大学和多特蒙特大学以及大中汽车公司等44家工厂展开了代号为MADICA(magnesium Die Casting)的联合攻关项目，内容包括从模具制造、高压铸造、半固态成形、焊接、机械加工、表面处理以及废品回收全过程，目的是确保德国汽车工业在今后很长一段时间内继续处于领先地位。为了生产出符合市场要求的新一代轿车，美国底特律三大集团，即通用、福特与克莱斯勒三大汽车集团与美国政府能源部签署了一项名为“PNCV”(新一代交通工具)的合作计划，共同研究开发发动机用耐热合金及托架结构合金的开发与应用，届时镁的用量将

20、突破100万吨以上。其目标是要生产出消费者可以承受的，每百公里耗油3公升的六人载客汽车，而且整个汽车还至少要有80以上的部件是可以回收的。由于汽车重量对其能量的消耗有着重要的影响，重量每降低100kg，油耗将减少0.7公升。因此，镁合金的研究及其在汽车上的应用已成为美国PNCV计划实现的重要内容之一。今年发达国家用于制造结构件的镁合金的典型产品有：汽车上的离合器壳，气缸盖、仪表盘、阀盖，座椅框架、变速箱壳、进气歧管、轮毂、方向盘和转向系统等。正在全力开发的镁合金汽车产品主要有：汽车车门框、大的车体外部件、发动机箱体和底盘。其它的非汽车零件，如计算机机箱外壳（特别是笔记本电脑的外壳），移动电话的

21、外壳、照相机外壳、皮箱框架、自行车架、钓鱼竿、摄像机壳和射箭的弓等。在日本和台湾，镁合金被广泛地应用于3C行业。例如，镁合金作为笔记本电脑外壳在跌落和震动情况下比塑料能够更好的保护液晶屏，因而被称之为笔记本电脑的“护花使者”。这是因为：镁合金的硬度是塑料的25倍，重量却非常轻，可以做的更轻更薄，满足对耐用和便携的要求；笔记本电脑运行时产生的热量会令系统稳定性下降，并影响液晶屏的使用寿命，镁合金外壳是良好的导热材料，可以有效地消除这种危害；镁合金能有效地隔绝电磁干扰和辐射，令系统更稳定，保护主人健康；镁合金的银色高贵典雅，质感细腻，更能体现品位和个性。与塑料相比，镁合金用于3C行业地另一个最大优

22、势就是其可回收性。目前，台湾和日本正在考虑自己定“家电回收法规”，要求家电生产商自行回收废弃的家电，这将会使得企业更多地考虑用镁合金来制造家电外壳。2.1.2国外市场需求由于生产工艺地不断改进，镁的生产成本已经低于铝的生产成本。近年来，全球范围内对镁的需求量在稳步上升，特别是镁的大用户，如铝合金和压铸业方面。行业专家预测，2005年全世界汽车产量为6000万辆。保守估计到2010年产量为8000万辆，到2010年单车用量按4kg算，汽车总用镁合金量为32万吨；到2015年单车用镁量按10kg算，汽车总用镁量为30万吨。镁的总用量将超过100万吨。2.2国内市场2.2.1国内市场现状中国目前现有

23、镁合金生产企业几十家，其中年生产能力3000吨规模以上的有22家，10002000吨有50余家。20077年生产能力达到10万吨左右。中国已经成为世界上主要的镁生产国，随着市场形式的变化和竞争的加剧，国内镁生产企业的组织结构正在发生深刻的变化，生产能力正在逐步向一些有竞争能力的集团公司集中。2005年虽然国际市场镁价处于低谷，但中国镁行业通过技术进步和强化管理，在节能、降耗、降低成本方面仍取得了进展，保持了旺盛的生命力。由于中国镁业的兴起，改变了世界镁生产和供应格局，促使镁的价格大幅度下降，为其应用领域的扩大提供了先决条件。以镁代铝、以镁代塑已成为今后发展的大趋势。中国镁业的兴起推动了有色金属

24、应用领域的一次革命。但必须应清楚的看到，我国炼镁工业虽然取得了举世瞩目的发展，但主要是生产能力和生产量的发展，总体的技术水平与国际先进水平仍有较大差距。中国镁业的兴起主要是凭借资源优势、能源优势和劳动力优势。实际上，我国出口的镁产品80以上为普通镁锭，深加工产品和高附加值产品很少，产量大幅度增加而经济效益不增加，甚至还减少。这充分说明我国虽然是镁资源大国，但不是镁技术强国。尽管我国出口量世界第一，但出口产品品质不高，价格也大大低于国际市场的平均水平。在这种环境下能够生存的原镁生产企业大都集中在山西、陕北、*等动力资源丰富、相对能源价格比较低的地区。但这是以牺牲能源、污染环境为代价换来的。从国家

25、的角度看是弊大于利，对镁产业的自身发展很不利。使企业没有能力进行技术改造，设备更新，不利于企业的可持续发展。这种状况长期下去，也会反作用于镁的需求方。2.2.2国内市场需求1、汽车、摩托车制造行业我国主要汽车、摩托车企业用镁压铸件生产能力情况如下：表22 国内镁合金需求量表厂家汽车产量（辆/年）单车用镁量（镁/辆）总用镁量（吨/年）上海乾通12万辆普通桑塔纳111500东风汽车公司10万辆汽车151500长安汽车5万辆微车201500隆鑫摩托25万辆摩托车61000一汽4万辆红旗251000成都发动机公司55万来那个列车8400到2008年，国际上将有20万吨汽车镁合金压铸件的生产缺口，我国形

26、成的镁合金汽车压铸件生产技术和生产能力，将积极加入镁合金汽车零部件全球采购中。如果考虑到我国镁合金压铸企业在原料价格、废料回收、劳动力等方面的优势，将夺到510万吨镁合金汽车零部件国际市场。2005年我国压铸汽车、摩托车零部件用镁合金为600036000吨/年。截止2007年12月镁合金用量为20万吨，2008年预计达到25万吨。2、镁合金压铸业。据调查，国内镁合金压铸厂对镁合金的需求情况如表23所示。表23 部分压铸厂镁合金需求量表厂家年需求量（吨）远景需求量（吨）青岛金谷镁业有限公司1001000成都飞机制造公司10002000东风汽车集团公司3003000重庆镁业股份有限公司200500

27、0长春华禹镁业有限公司10001500目前由于台湾经济萧条，为了降低成本，离镁合金的货源更近一些，现有安拓实业股份有限公司、可成科技股份有限公、嘉瑞制品有限公司、富士康集团等大公司纷纷来大陆的上海、深圳等周边地区投资建厂，有些台湾公司甚至已将总部迁至大陆，这对于国内镁合金需求量的增长也是一个积极因素，同时为博大公司扩大生产规模、完成销售计划提供良好的条件。3、林业机械、工具和“3C”产品壳体应用陕西西北林业机械厂、江西宜春风动工具厂、珠江三角洲、长江三角洲和青岛等地也在林业机械、工具和“3C”产品壳体的镁合金用量为20008000吨/年。近年我国铝合金铸件及压铸件用镁量：2005年2006年2

28、007年2008年0.5万吨2.0万吨3.0万吨4万吨（估计）在日益严重的能源和环境双重压力下，随着材料研究和开发技术的不断发展，镁合金作为工程应用中最轻和尚未被完全利用的金属材料，正受到世人前所未有的关注，大规模开发和应用镁合金的时代正想我们走来，以镁代铝、锌、钢广受青睐，我国的镁合金市场将有爆炸式增长。例1、镁合金板材在电池行业市场潜力巨大，效益客观，按中国电池协会数据，我国05年一次性锌合金干电池产量为250多亿只，锌材用量38万吨/年，如果镁合金材代替锌，镁板用量约为188万吨/年，而价格约为锌材的1/2/2/3。例2、印刷业的PS板，我国2005年为1.3亿m2，耗铝15万吨/年，国

29、外已使用镁合金板代替铝合金板作PS板的板基，中国印刷协会已将其列为攻关课程，镁合金用量约10万吨/年。例3、依规划，“十一五”期间，浙江、江南两者的风动工具产量可达3.5亿件套，按每件套用镁合金0.22kg计算，镁合金压铸件用量为0.77万吨/年。例4、首特钢远东镁合金制品有限公司和天津自行车三厂生产的可折叠自行车和电动自行车，已畅销国内外单车用镁合金材（主要为管材）4kg，按年产1000玩辆计，需镁合金材4万吨/年。2.3 镁及镁合金价格预测国际镁产品价格近年来波幅较大，决定性因素是供需关系。同时也受成本、关税、货币政策和企业利益的影响。2002年前，虽然美国和欧盟对中国原镁实行反倾销，但仍

30、然受到中国和俄罗斯、乌克兰出口镁的冲击。国际市场镁价自1996年以来，一路下滑，以MB鹿特丹仓库平均价为例，至2001年1011月最低达到1750美元/吨。之后虽有反弹，但基本维持在180030美元/吨范围内波动。随着西方国家镁厂的陆续停产，欧盟终止对中国镁的反倾销，加之国内硅铁和煤炭价格上扬，到2003年3月，镁价涨至1975美元/吨之后，受非典滞后影响，镁价于2003年6月进一步上扬至2025美元/吨。国内镁价已完全与国际市场接轨，在2001年底，镁价降至11000元/吨谷底后，随着我国对国际镁市场主导地位的日益加强，2003年下半年后，镁价上涨至1550016000元/吨。受国内硅铁价格

31、大幅上涨影响，2004年镁价已升至1900019500元/吨。按公认的镁铝性价比1.21.5:1计算，铝以底价13500元/吨计，镁的合理价位应该在1620020250元/吨范围内。2006年金属镁价格可以维持在1400017000元/吨范围内，2007年上半年金属镁价格1500018000元/吨，至今已达到21000元/吨左右。本项目预估未来镁合金价格应在22000元/吨比较合理。第三章 建厂条件和厂址方案3.1主要原材料、能源的供应3.1.1主要原材料、辅助材料供应本工程主要原料为白云石、硅铁和莹石。白云石：由*青龙山白云石矿区和*供给，青龙山白云石矿区矿区己探明储量为0.6亿吨，远景储量

32、18亿吨，储量大，埋藏浅，易开采，矿石质量在国内堪称上品，杂质含量少，热强度高。硅铁：*地区是优质硅铁产地，供给有保障。远期由*循环经济产业基地425.5MW铁合金项目供应。莹石：用量少，就近外购。镁合金辅助材料锌锭、铝锰中间合金锭、铝锭来源可与原料生产企业签定长期原料供应协议的厂家运输至装置区内。主要原料、辅助材料供应见表3-1。表3-1 主要原料、辅助材料用量序号名称规 格单位年用量备 注1白云石MgO19，Ca03033，CaO/MgO=11.03(摩尔比)， 粒度1525mmt230000区内或*2硅铁符合GB227287标准，要求Si75%，A11.5%t23000当地3莹石CaF2

33、95t3200外购4熔剂t2400外购5锌锭符合GB470-83的Zn-1牌号标准规定t160外购6铝锰中间合金锭Cu0.1，Mg0.2，Ni0.1，Si0.6，Fe0.6，Zn0.3，Mn1.0+2，AL余量t400外购7铝锭按GB1196-93标准，采用Al含量99.80%的铝锭t1200外购3.1.2 动力供应表3-2 主要动力用量一览表序号名称规 格单位数量来源输送方式备 注1新鲜水m3/d539.2园区管网管道2焦炉煤气Nm3/d100万吨焦化装置或园区内焦化企业供应管道3电380VkW.h/d109091变电所1、新鲜水本项目新增生产、生活用水由*工业园区给水管网提供，给水管网可满

34、足本项目新鲜水系统的需要。2、燃料项目采用*工业园区焦化企业剩余煤气作燃料，远期采用本公司年产100万吨焦化项目剩余煤气作燃料。3、供电规划区内现有3条高压输电线路穿越基地东南部，2条220kv双回路石大线（*二电厂至大武口）。可用电量充沛，为建设工业装置提供了有利条件。3.2 厂址厂址的选择应综合分析与权衡以及有关的自然和经济资料，进行多方案的技术经济，安全可行性的比较，合理选择做到安全可靠，厂址的安全可靠主要涉及工程地质条件的优劣，厂区范围内能否适应总平面布置和安全距离的要求，自然灾害的威胁程度及抗御的可能性，能否避免由于企业间发生事故时引起二次灾害，能否便于治理三废，以及同外部的联系与协

35、作等因素。综合考虑厂址的地形、地质、总平面布置以及与周边安全距离的要求等因素并结合企业现状，本项目拟建在*工业园区内，可充分利用基地配套公用工程设施。1、地理位置已经*市政府论证通过并批准实施的“建设以硅、煤为基础的能源、冶金、建材、重化工循环经济产业基地规划”的基地场址位于*市惠农区正谊路以南，基地总占地面积533.33公顷（8000亩）。基地选址已与*市城建局、规划局、国土局协商，初步同意基地选址，根据基地规划和各个产业之间的物流关系，考虑距以后主要原料供应地（*南部详查区）较近等因素，本项目厂址选择在该基地南部，距石中高速公路仅1km，紧临109、110国道，交通便利。拟建场地地势较为平

36、坦。本工程占地面积约200亩（13.33公顷）。2、地形地貌规划区地处贺兰山前洪积扇冲积倾斜平原边缘的黄河三级阶地，地势平坦，海拔在1096m1110m之间。该地区地层岩性以粉土、细砂为主。地震烈度：根据中国地震烈度区划图，规划区抗震设防烈度为8度。3、气候条件厂区气候属温带半干旱大陆性季风气候。四季分明，春季干旱多风沙，夏季炎热，雨量高度集中，秋季秋高气爽，冬季寒冷少雪，空气干燥。极端最高气温 37.7极端最低气温 -29.1最大冻土深度 1450mm无霜期 156165天年平均气温 9.2年平均降水量 160170mm年平均风速 2.9m/s年最大风速 20m/s4、道路交通条件规划区西侧

37、紧靠石中高速公路和110国道，距包兰铁路惠农站约1km。该地已形成“十”字型道路交通框架，交通运输四通八达。3.3 厂址选择结论本项目在*工业园区内建设，可充分利用基地配套公用工程设施；可充分利用新上年产100万吨焦化生产装置焦炉剩余煤气，或利用园区内焦化企业剩余煤气。本项目总平面布置和安全距离的要求合理；工艺流向合理、装置及厂房联合成片集中；辅助生产厂房就近布置，尽可能缩短工艺管线，减少厂内货物运输距离。拟建厂址可完全满足项目建设的需要。第四章 生产技术方案4.1 生产规模和产品方案4.1.1 生产规模根据新上年产100万吨焦化生产装置焦炉剩余煤气量、*工业园区现有焦化企业剩余煤气量，考虑镁

38、合金经济规模和行业发展规划的背景，结合目前企业资金筹措情况，本工程建设生产规模确定为20000t/a镁合金（工程设计能力）。4.1.2 产品方案产品方案见表4-1。表4-1 产品方案一览表序号产品名称单位数量备注1镁合金t/a100002镁合金压铸件t/a30003镁牺牲阳极t/a20004镁合金加工材t/a50004.2 主要原材料及成品技术规格4.2.1 主要原材料技术规格1、白云石Mgo 19%Ca0 3033Cao/Mgo=1.01.03（摩尔比）SiO21.5%Al2O3Fe2O30.5%K2ONa2O0.05%粒度：520mm2、硅铁含硅量Si75%，A11.5%，其余杂质含量符合

39、GB2272-873、萤石粉CaF2 95%K2ONa2O 无H2O 1%皮江法炼镁除了对白云石化学成份有一定的要求外，对白云石的结构也有一定要求，优质原料应为致密的无晶型结构，有此结构的白云石具有优良的抗热爆性，可大大减少白云煅炼时的物料损失，降低白云石的消耗量。4、锌锭()符合GB470-83的Zn-1牌号标准规定，Zn99.99，b0.003，Fe0.003，Cd0.005，Cu0.002，杂质总和0.001。5、铝锰中间合金锭()Cu0.1，Mg0.2，Ni0.1，Si0.6，Fe0.6，Zn0.3，Mn1.0+2，AL余量。6、铝锭：按GB1196-93标准，采用Al含量99.80%

40、的铝锭。4.2.2 成品技术规格表4-2-1 镁合金产品合金成份合金牌号A1MnZnSiCuNiFe其它每种金属杂质其它杂质总 和6.7还原罐寿命(d)70中部4550，边部2030单罐产量(kg)19221618吨镁燃料耗量焦炉煤气18000 Nm3煤炭5.56.0吨燃料热值50205440(KJ/标m3)26400(KJ/kg)性能与特点准备期短、升温快、无烟尘排放、全年连续生产、操作可实现自动控制。准备时间长、升温慢、煤耗高、炉温不均匀。有烟尘污染，还原罐易损坏、需停炉清灰、人工操作,劳动强度大。说明:. 表中还原罐尺寸均为F3392900mm(长度不含冷却水套). 料镁比指每生产出1吨

41、结晶原镁时消耗球团原料的数量. 准备期是指反应温度和真空度达标前的时间段，包括扒渣、清罐、装填球团料、封闭罐口、抽真空、升温等工序。. 生产周期指一个正常班次。即每次从清渣、装填球团料，到反应结束卸出结晶镁所需时间。由以上对比可以看出，燃气还原炉各项技术经济指标比燃煤还原炉要先进很多，本项目设计采用燃气还原炉。4.4.1.2 燃料方案选择重油、天然气、发生炉煤气、焦炉煤气、煤和电等均可作为皮江法炼镁的能源。重油、天然气和电价高，不宜采用，发生炉煤气一次性投资大，运行费用高，对造气原料质量要求严；以煤作为燃料，价格最低，但存在严重的环境污染问题。本项目采用的焦炉煤气，热值高，是最理想的清洁燃料。

42、本项目采用本公司年产100万吨焦化项目剩余煤气作燃料，有利于稳定生产，减少投资，降低成本，减轻工人劳动强度，改善环境、综合效益明显。表4-4-2 煤气成分一览表成 份CO2 +H2SCOCH4H2N2CnHmO2热值kcal/Nm3含量（%）7.625.8330.6360.20.818504.4.2 还原炉选择本项目还原炉的选择经多方比较、论证，拟选择新型双预热蓄热式还原炉。本还原加热炉设计的主要技术特点是采用蓄热式燃烧技术。（1）双预热燃烧系统的原理通过两端预热室交替切换工作状态来回收烟气中的余热。当左侧的预热烧嘴在燃烧，参与燃烧的气体（空气、煤气）经过烧嘴中已被蓄有热量的蓄热体，被加热后喷

43、入炉内燃烧；右侧预热烧嘴的蓄热体进行排烟吸热，回收流经它的烟气中的余热。此时，右侧的预热烧嘴工作在放热状态，加热流经它的气体（空气、煤气）；左侧预热烧嘴工作在吸热状态，吸收流经左侧蓄热体烟气中的显热。通过换向系统不断地切换工作状态，使左右两侧的预热烧嘴可以把烟气中的显热不断地传递给工作气体（空气、煤气）。预热式燃烧原理示意图传统火焰燃烧双预热式燃烧传统燃烧和双预热式燃烧的比较燃气、空气双项切换预热的控制直接影响能源的利用和炉温的稳定。适当设计换向时间和蓄热量，可以将烟气温度降低到露点附近，最大限度地提高燃料的热利用，本项目设计两台空气换向阀，两台煤气换向阀，换向系统的动作采用PLC控制。本方案

44、中空气、煤气采用分散加快切的换向系统，控制点少，并进行智能控制。切换预热的控制系统具备以下功能：定时换向：当换向系统处于自动运行状态时，换向阀以一定的时间间隔完成换向动作；定温换向：当排烟温度过高时，系统将强制换向阀换向，直至排烟温度下降到设定的温度范围内；手动换向：当系统处于手动状态时，可手动对系统中的每个换向阀进行手动换向，便于调试和故障处理；超温报警；动作异常报警：当换向阀阀位异常或长时间动作不到位时，蜂鸣器报警，系统做出相应的应急反应或人工干预；快切阀异常报警：当快切阀故障，蜂鸣器报警，系统做出相应的应急反应或人工干预。 换向阀示意图 1、阀体 2、阀板连杆 3、汽缸 4、炉体管道连接

45、口一5、炉体管道连接口二 6、煤气进口 7、排烟口 (2) 双预热蓄热式还原炉结构本项目对还原炉炉型进行全新设计，整体采用钢架和耐火毡结构，炉体两端空气、煤气双预热式加热，并配备全新的燃烧系统，排烟系统、控制系统。解决以耐火砖砌筑的传统还原炉直接排烟，热量损失巨大，炉内无用空间大，还原罐的支撑墙占据较大空间，影响热传导等问题。还原炉以炉体结构尺寸和保温效果及各结合面的密封和隔热，以确保还原炉在使用中的密封性、安全性以及最小的散热损失，保证炉子的寿命和热效率。炉体结构以槽钢为主体框架，并用角钢进行连接。炉体采用硅酸铝保温棉、轻质保温砖、耐火浇注料等保温材料。还原炉采用沿炉长方向的端部供热，燃烧方

46、式为从炉子一侧到另一侧的交替换向燃烧。新型节能还原工艺要求正常生产时炉温控制为：12001220。炉内以高温辐射为主，对罐温的传热非常均匀。采用双预热式燃烧技术将空气和煤气预热到1000，可在低氧下完全燃烧，没有局部高温区，因此可比常规还原罐大幅降低氧化烧损，降低幅度可达40%-60%，提高还原罐寿命。本还原炉采用两端炉墙上的双预热烧嘴进行供热。预热烧嘴采用半内置式，烧嘴全部装在还原炉的端墙上，通过计算确定烧嘴数量、烧嘴的具体安装位置和角度，烧嘴配比可以通过控制系统进行优化调节，从而使两端燃烧火焰形成火幕、对流、高温辐射加热。整个还原炉在沿炉宽方向上设置供热点。(3)燃气和空气双预热燃烧的工艺

47、条件和工艺参数新型还原工艺以热值为1850kcal/Nm3的半焦煤气为燃料，通过还原余热回收利用，将空气、煤气双预热到1000以上高温后，再喷入炉膛进行燃烧。这样，可以使炉膛温度快速升高到反应温度，并稳定在工艺要求范围内，排出的烟气控制在150C以下，从而大量节约能源，降低成本，环保清洁。双预热式还原炉与传统还原炉技术指标、工艺参数对比参数传统还原炉预热式还原炉燃耗8吨(煤)吨镁18000Nm3煤气/吨镁炉膛内温度（）1200127012001220料镁比6.86.2升温速度（分钟）6030周期（小时）1110.排烟温度（）900150环保（有害气体排放量Nm3/h ）2500极少量空煤气预热

48、温度（）无1000（4）新型蓄热式燃烧系统与传统燃烧系统的对比利用新型的蓄热式燃烧系统来代替传统的燃烧系统，主要有以下几大优点：可形成与传统火焰完全不同的火焰类型，在炉内形成特别均匀的温度场，提高还原罐的加热质量，延长炉体寿命。强化对还原罐的传热，提高物料反应速度，提高产量。节约能源，降低燃耗。采用蓄热式燃烧技术可以将烟气余热利用到几乎接近极限的程度，最大限度地回收烟气潜热，可使空、煤气同时预热至接近炉气温度，排烟温度可以低于150，余热回收率大大提高，节能降耗非常明显。相比目前传统金属镁还原炉可节约能源达40%。改善还原罐的加热环境，在还原罐周围形成还原性气氛，减少还原罐的氧化，提高还原罐的

49、使用寿命。减少对环境的污染。蓄热式燃烧技术不仅节约了能源，降低了烟气排放量，而且大大降低了烟气中NOx等有害气体的含量，减轻了环境污染。改善加热环境，在加热物周围形成还原性气氛，减少氧化烧损。(5) 还原炉温度、真空、及结晶区域温度数字化控制系统的设计及还原系统的联动控制本项目对还原炉的燃烧系统的温度、压力、流量等各个热工参数进行检测、控制、显示和记录。控制系统具有全自动/手动控制功能，并具有煤气泄漏声光报警、煤气低压报警、空气低压报警、炉温过高报警、机械故障报警，设备及人员安全的报警进行自动处理。镁冶炼生产工艺流程较长，工艺条件较为复杂，采用PLC控制系统，对还原炉的各种仪表和设备进行监视或

50、操作。要求系统集开放式结构、模块化设计技术、合理的软、硬件功能配置和易于扩展的特点，保证信号采集的准确性，确定数据的可用性，实现生产全程监控。总之,空气、燃料高温双预热燃烧和热能回收再利用技术，以及生产过程的信息化、自动化控制系统等关键技术的应用，及镁冶炼新型节能还原工艺技术和新装备，使能源消耗降低70，生产成本降低10以上，实现金属镁生产过程的信息化、数字化控制和管理，实现清洁文明生产，提高产品质量，提高劳动生产率，提高产品和企业综合竞争能力。已在*中卫金益镁业有限公司应用于生产,技术经济指标得到验证。4.4.3生产工艺流程说明皮江法炼镁是以白云石为原料，硅铁作还原剂，萤石为催化剂，在真空条

51、件下进行热还原。镁合金是以原镁生产过程中经精炼后的熔体镁为原料，添加合金元素后制成。皮江法炼镁工艺流程框图如图4-3所示。按照所确定的工艺流程，金属镁生产可分为白云石煅烧、制球、还原、精炼、合金化等工序，简述于下：1、白云石煅烧通过输送设备将粒度520mm的白云石由堆场送到煅烧厂房，经斗式提升机送窑尾料仓，由电磁振动给料机加入回转窑中煅烧。回转窑以热煤气为燃料，煅烧温度为11501200，煅烧过程的主要化学反应为：MgCO3CaCO3=MgOCaO+ 2CO2物料在窑内停留时间为1.252h，要求煅后料灼减0.6%，水化活性32%。煅后白云石经冷却机冷却至100150后，送制球工序。回转窑尾气

52、的出窑温度为500600，采用除尘器除尘、玻纤袋除尘、负压流程、计算机控制的技术对烟气进行净化处理，同时通过余热锅炉对烟气余热进行回收利用。2、制球从煅烧工序冷却机排出的煅后白云石用斗式提升机送入煅后白云石密闭料仓，硅铁经颚式破碎机破至25mm以下，再用球磨机磨至140目以下，经斗式提升机送入硅铁仓；萤石粉用斗式提升机送入萤石粉料仓；煅后白云石、硅铁、萤石粉料仓下分别设有配料螺旋输送机，煅后白云石、硅铁、萤石粉按工艺要求一定比例通过电子配料秤计量后，送到球磨机混合、磨粉，经斗式提升机和螺旋输送机将混合粉料送到密闭料仓中。料仓中的混合料加到压球机中压制成球团，在压球机处装有筛分装置，筛上的球团料

53、由人工装入纸袋中，封口后送还原工序，筛下未成球的粉料，经螺旋输送机、斗式提升机返回压球机重新压球。3、还原由制球工序来的球团料装入还原炉的还原罐中，在真空条件下进行热还原。本工艺设计利用半焦煤气锅炉产生蒸汽带动蒸汽射流泵产生真空供给还原炉及冬季采暖使用。还原过程的主要化学反应为：2（MgOCaO）+Si(Fe)=2Mg+2 CaOSiO2+(Fe)还原反应生成的镁蒸汽，在还原罐端部冷却区段的镁结晶器中冷凝成结晶镁，还原周期为12h，还原结束后，取出结晶镁，送往精炼工序，还原渣扒出后，经冷却自然粉碎，可作为生产水泥的添加剂。4、精炼结晶镁中含有金属杂质和非金属杂质，外形也不宜作为商品出售，而且不宜保存，必须进行精炼铸锭。精炼在以电加热的精炼炉中进行，先将结晶镁表面粘附的杂质清理干净，装入放有精炼熔剂的坩埚里进行熔化，精炼温度为670700，在精炼过程中，要将熔融镁和熔剂连续搅拌，搅拌时间为10min左右，精炼完毕后将温度升到720，静止510min，温度降到710时用连续铸造机进行铸锭。浇铸好的镁锭趁热进行清理、水洗和酸洗，除去表面附着的熔剂及杂质，经自然干燥后，计量包装，送半成品金属镁库。坩埚中的残镁，位于渣层之上，在清渣时应将其尽量倒出，加在下炉中再次精炼，精炼过程中形成的渣，在清