【正文】 位于 XX 縣工業(yè)開發(fā)區(qū)，該公司 申請在 XX 縣 XX 鎮(zhèn) 籌建本項目，以形成煤炭生產(chǎn)、加工、銷售的一條龍產(chǎn)業(yè)鏈。已探明 200 米以上煤炭資源量 100 億噸以上，遠景儲量 600億噸以上 ； XX— 布爾 堿煤礦區(qū) ：在 103 省道以西 75 公里已探明儲 量 億噸 ； 另外，在 103 省道以東 平方公里進行 勘探，預計 XX— 布爾堿煤礦區(qū) 煤炭資源儲量約 40 億噸以上。 但是，原年產(chǎn) 12 萬 t/a 半焦項目也具有許多劣勢：①原年產(chǎn) 12 萬 t/a半焦項目生產(chǎn)規(guī)模過小， 不符合中華人民共和國工業(yè)和信息化部發(fā)布的《 焦化行業(yè)準入條件 》 （ 2021 年修訂）： “ 新建直立炭化爐單爐生產(chǎn)能力 ≥ 萬噸/年，每組生產(chǎn)能力 ≥30 萬噸 /年，企業(yè)生產(chǎn)能力 60 萬噸 /年及以上 ”的要求 ；② 原 12 萬 t/a 半焦項目 生產(chǎn)工藝與裝備的水平較簡陋 ， 大部分清潔生 產(chǎn)指標不合格，尤其 在半焦生產(chǎn)的過程中產(chǎn)生的低熱值、高氧、高氮、高焦油含量的干餾爐煤氣的量是相當多的，但是只有約 1/3 的煤氣返回干餾爐中作干餾爐的半焦碳化加熱燃料，其余大部分約 2/3 的煤氣 “點天燈”燃燒后放空白白浪費， 既 沒有得到應有的利用 也污染了環(huán)境 ，不符合國家節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟的產(chǎn)業(yè)政策。 本項目在 XX 鎮(zhèn) 建設(shè)年產(chǎn) 90 萬 t/a 半焦及綜合利用半焦煤氣配套生產(chǎn) 72萬 t/a 石灰 項目 ，合理配置資源，促進資源優(yōu)勢向經(jīng)濟優(yōu)勢轉(zhuǎn)變，推動地方及 自治區(qū)經(jīng)濟建設(shè)迅速發(fā)展。 但是，近幾年焦炭行業(yè)在總量迅速增長的同時，出現(xiàn)了嚴重低水平盲目擴張，浪費資源、污染加劇的突出矛盾和問題。 這樣 既減少了尾氣直接排空對環(huán)境的污染，又可 節(jié)約 大量能源，具有可觀的經(jīng)濟效益。 其次， 主導產(chǎn)品應用范圍廣，市場需求旺盛。 最后， 中央政策支持。 三、 焦化副產(chǎn)品綜合利用焦化生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的焦爐煤氣應全部回收利用，不得放散 。 可行性研究報告編制依據(jù) (1)XXXX 縣 XX 實業(yè) 有限公司 委托 XX 化工設(shè)計研究院 進行 技術(shù)咨詢 的 合同。 (5)《 XX 石油化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃 (20212021 年 )》。 (3)積極采用國內(nèi)同類型生產(chǎn)企業(yè)的先進工藝生產(chǎn)技術(shù)，設(shè)備選型合理， 可行性研究報告 6 本著生產(chǎn)安全可靠、投資節(jié)約的原則，優(yōu)化設(shè)計方案，確定經(jīng)濟合理的工藝及最佳的工藝參數(shù) ，確保裝置建設(shè)技術(shù)先進、運行可靠。 (7)重視生產(chǎn)過程的安全、衛(wèi)生、勞動保護和消防工作，確保工廠安全運行，保護勞動者的健康。 擬建裝置設(shè)計 生產(chǎn)能力： 半焦 裝置 90 萬 t/a，副產(chǎn)煤焦油 9 萬 t/a， 尾氣氣燒石灰 窯 裝置 72 萬 t/a；粉煤 萬 t/a。 可行性研究 主要內(nèi)容 本工程為 異地技改擴建 項目，根據(jù) XXXX 縣 XX 實業(yè) 有限公司 委托我院編制可行性研究報告范圍和內(nèi) 容，本報告具體內(nèi)容包括： (1)對國內(nèi) 半焦 生產(chǎn)發(fā)展狀況進行分析研究，確定合理的 半焦 生產(chǎn) 規(guī)模和干餾爐煤氣 綜合利用 方案。 (5)對原材料供應的來源，可靠性進行調(diào)查落實。 (9)對項目建設(shè)的必要性、合理性進行研究論證，得 出研究結(jié)論。 依據(jù) XXXX 縣 XX 實業(yè) 有限公司 審閱提出的意見，經(jīng)過修改補充，完成可 可行性研究報告 8 行性研 究報告的編制工作。 (3)本項目生產(chǎn)裝置達到了規(guī)?；a(chǎn)，符合焦化行業(yè)的準入條件，并有效的利用了焦爐煤氣等副產(chǎn)物，實現(xiàn)了資源的綜合利用。項目建成后對提高本行業(yè)的資源綜合利用，節(jié)約能源，改善環(huán)境，促進 XX 煤化工產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào) 可行性研究報告 9 整將起到積極的示范帶頭作用；項目的建設(shè)也有利于當?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展，同時可新增 200 人的就業(yè)機會。 (2)本工程的建設(shè)為跨 年度 實施，各配套項目的建設(shè)應統(tǒng)籌安排，使建設(shè)順序盡可能合理，盡量縮短相關(guān)工序生產(chǎn)裝置的建設(shè)周期，以提高工程整體的經(jīng)濟效益。 半焦生產(chǎn)是以形成于早、中侏羅紀的弱粘煤和不 粘煤為主要原料，采用中低溫干餾工藝技術(shù)進行生產(chǎn)，同時產(chǎn)生煤焦油和煤氣。半焦是鐵合金、電石、合成氨等行業(yè)的專用焦，這三個行業(yè)過去都是使用冶金焦，存在焦炭價格高、冶金焦性能不能很好地滿足這些行業(yè)的需求等問題。中國現(xiàn)有的鐵合金生產(chǎn)能力約為 2200 多萬噸，可滿足 l0 億 噸 鋼生產(chǎn)的需要。 炭質(zhì)吸附劑 (1)活性焦 活性焦即經(jīng)過活化的半焦，由于其廉價并具有一定的吸附性能，所以作為活性炭代替品廣泛應用于城市污水處理廠和工業(yè)廢水凈化處理，近年來山西大同已建成多座活化爐，市場前景廣闊。目前，中國已成為世界上最大的化肥生產(chǎn)過和消費國。 其它用途 半 焦因其燃燒性能優(yōu)良、熱值高、活性好，還作為無煙燃料用于生產(chǎn)民用型煤，鑄造型砂的炭質(zhì)材料，煙氣中 SO2的脫除劑，煉焦瘦化劑，焙燒石灰石和白云石的載能體，半焦粉末用于燃燒發(fā)電等，并且半焦的應用領(lǐng)域仍在不斷擴展。 煤焦油的主要用途： ① .工業(yè)上用作大型鍋爐加熱爐的燃料； ② .作為粘結(jié)劑被應用到型煤等助燃燒的制作； ③ .經(jīng)粗加工可生產(chǎn)雜酚油、防腐油、煤瀝青等化工產(chǎn)品，用于生產(chǎn)炭黑及其它碳素材料； ④ .添入其它填料，經(jīng)加熱煉制可以得到筑路瀝青和防水瀝青，用于非重型車輛通行道路和屋面防水。通過對煤氣進行凈化，可回收得到硫磺、硫酸銨、工業(yè)萘、焦化粗苯等多種有較高利用價值的化工產(chǎn)品和大量煤焦油。 可行性研究報告 16 石灰是人類最早應用的膠凝材料。由于其原料分布廣，生產(chǎn)工藝簡單，成本低廉，在土木工程中應用廣泛。生石灰的主要成分是 CaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時為淡灰色或淡黃色。玻璃由石灰石、石英砂、純堿等混合，經(jīng)高溫熔融制得。純堿是用石灰石、 食鹽 、 氨 等原料經(jīng)過多步反應制得（索爾維法）。 石灰與燒堿制成的堿石灰，用作二氧化碳的吸收劑。用石灰漿刷樹干，可保護樹木。 焦炭需求旺盛，然而，生產(chǎn)冶金焦炭及鑄造焦需要有焦煤、瘦煤、肥煤等煤種進行配料，由于焦煤資源稀缺，導致焦炭價格高、其性能又不能滿足鐵合金、電石、合成氫等行業(yè)的需求。 ① .電石及鐵石金行業(yè) 據(jù)統(tǒng)計到 2021 年底，全國共有電石生 產(chǎn)企業(yè)約 450 家，產(chǎn)能達 2021 萬噸 /a，產(chǎn)量為 1111 萬噸， 2021 年全國電石產(chǎn)量約為 1400 萬噸。半焦加入石灰約 20%，固定炭只能達到 50%左右，而且強度 不高，大大影 可行性研究報告 18 響產(chǎn)氣率和氣化效率，同時給操作帶來較大的困難。以上 56 家重點骨干企業(yè)占全國鋼鐵產(chǎn)量預測為 ～ 萬噸，如果噴煤比再提高到 160 ㎏ /t,那么高爐噴吹煤粉年需求量為 1700～ 1900 萬噸。 ④ .半焦作為民用市場 據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，隨著城市條件改善，清潔能源的利用 ，城市用煤大幅度減少，預測 2021 年減少到 3000 萬噸，而農(nóng)村能源利用秸稈、柴等燃料污染嚴重，生態(tài)環(huán)境受到破壞，隨著農(nóng)民的生活水平提高煤炭用量將大幅度增長，預測 2021 年增長到 9800 萬噸。 綜合以上幾方面市場分析，預測 2021 年半焦大約有 3300 萬噸 的市場份額。 近幾年煤焦油的利用 ： （ 1） 煤焦油進行精制加工，約占 55%～ 60%； （ 2） 做原料、燃料，約占 30%～ 40%； （ 3） 煤焦油出口，約占 %～ %。預計 2021 年煤焦油深加工能力會突破 800 萬噸，擬建和在建生產(chǎn)能力達 400 萬噸，由于主要產(chǎn)品煤瀝青需求范圍狹窄，過度飽和，與 可行性研究報告 20 煤焦油價格倒掛價差較大，造成煤焦油加工開工率不 足，預計 2021 年實際加工量在 650 萬噸左右，比 2021 年增長 25%。 但最近幾年因受原油價格屢創(chuàng)新高以及國家產(chǎn)業(yè)政策調(diào)整 (每年整治小煤窯、淘汰小 焦爐 )等外力影響，每年都會出現(xiàn)一個量緊價高的時間周期，然后市場出現(xiàn)疲軟，油價回歸理性。作為化工原料可用于制取甲醇、合成氨。 在 半焦 企業(yè)內(nèi)部，氣燒石灰窯以 半焦 生產(chǎn) 副 產(chǎn) 焦爐煤氣 作為燃科是 最合理的 爐氣利用措施。用焦爐煤氣 作 為燃料生產(chǎn)石灰，避免了焦爐煤氣的直接燃燒排放所帶來的資源浪費，使焦爐煤氣得到了合理、充分的利 用。 我區(qū)現(xiàn)有石灰企業(yè)生產(chǎn)能力約 280 萬噸， “ 十一五 ” 期間，我區(qū)每年石灰的需求量將達 600 萬噸。 本工程由半焦系統(tǒng)、焦油回收系統(tǒng)、 石灰窯 系統(tǒng)、及輔助設(shè)施組成。 （ 2） 分離后的焦油在油水分離罐中實現(xiàn)油水分離；分離后的 煙氣 一 部分作為燃料供給 碳 化爐，其余煙氣通過電捕焦技術(shù)進一步凈化成為干餾爐煤氣，一小部分 作為 鍋爐燃料供熱，其余大部分作為 72 萬 t/a 氣燒石灰窯裝置 的 燃料 生產(chǎn)石灰 。本項目中產(chǎn)生的 干餾爐煤氣 用作 72 萬 t/a 氣燒石灰窯裝置的燃料生產(chǎn)石灰，是解決半焦生產(chǎn)中剩余的干餾爐煤氣 有效利用的一種較好方法。（粉煤是原煤篩分后不能用作半焦生產(chǎn)的原料而外售的產(chǎn)品） （ 3）低溫煤 焦油： 9 萬 t/a； （ 4） 副產(chǎn)焦爐 煤 氣 ： 億 m3/a（中間產(chǎn)品） 。 煤干餾（熱解）始于 20 世紀初。 20 世紀 60 年代以前，中國也曾進行了各種類型的熱解工藝生產(chǎn)，包括油頁巖、長焰煤的干餾，其主要目標是獲得當時非常短缺的石油替代品。英國開發(fā)的伍德爐用于干餾制氣和半焦 (或 可行性研究報告 26 焦炭 )，國內(nèi)外得到廣泛應用。氣體熱載體內(nèi)熱式立式爐低溫干餾 20～ 80mm 塊狀褐煤和型煤，這種爐型不適用中等粘結(jié)性和高粘結(jié)性煙煤。因此當?shù)卣堰M行整頓，實行關(guān)停小型半焦爐，新建干餾爐必須達到一定規(guī)模，配有正規(guī)焦油回收系統(tǒng)，煤氣必須利用，整體達到環(huán)保要求。所產(chǎn)半焦含有足夠的揮發(fā)分，可用于現(xiàn)有的發(fā)電廠而不需改變設(shè)備或附加輔助燃料。 LR 的優(yōu)點：油收率高、能耗較低、設(shè)備結(jié)構(gòu)較簡單。在中試裝置上進行了多灰多硫煤、褐煤及泥煤試驗。對原料煤的適宜粒度要求是 630㎜。 清華大學的煤多聯(lián)產(chǎn)工藝是以電站循環(huán)流化床鍋爐為主外掛煤干餾 (熱解 )氣化反應器，實現(xiàn)供電、供熱、供煤氣。目前該工藝處于實驗室階段，擴大規(guī)模的研究開發(fā)工作也在進行中。 按加熱方式可分為：外熱式、內(nèi)熱式、內(nèi)外并熱式煤干餾 (熱解 )工藝。 煤干餾 (熱解 )工藝類型選擇取決于獲取的目標產(chǎn)品的要求，并綜合考慮原料煤質(zhì)特點、設(shè)備制造、工藝控制水平及最終的經(jīng)濟效益。所生產(chǎn)的半焦約 90 萬噸，低溫煤焦油 9 萬噸，干餾碳產(chǎn)生的 副產(chǎn)焦爐 煤 氣 做為中間產(chǎn)品全部加以綜合利用 ， 本項目半焦生產(chǎn) 焦爐煤氣 除 部分供 半焦生產(chǎn)系統(tǒng)自用 外 ， 剩余 大部分焦爐煤氣 作 為 煅燒 石灰生產(chǎn) 的 燃料 。 本項目設(shè)計所選工藝技術(shù)為 低溫干餾內(nèi)燃內(nèi)熱式直立方型爐半焦生產(chǎn)工藝技術(shù) ，低溫干餾方爐單臺半焦生產(chǎn)能力為 10 萬 t/a，共 9 臺。 (3)爐體運行操作通過調(diào)整加熱氣體量、混合比、干餾溫度、出口溫度、壓力和出焦量來控制爐子運行，半焦產(chǎn)量大、焦油產(chǎn)率高、操作簡單、運行可靠。 (7)對煤氣凈化盈余廢水通過處理后用來熄焦，和廢水不經(jīng)過處理直接熄焦相比，減少了產(chǎn)品中帶走的污染物，減少了污染物向下游產(chǎn)品的轉(zhuǎn)移量，和對廢水進行焚燒處理相比，節(jié)約了能源和水資源。 裝置物 料平衡見圖 ：單位： 萬 t/a； （ 億 Nm3/a） 備煤工段 （１）原煤的供應 本項目生產(chǎn)的 半焦 所用的原料煤是由 XX 縣 布爾堿礦區(qū) 煤礦供給。 ②原煤的廠內(nèi)貯存 煤礦距裝置距離比較近，根據(jù)《化工機械化運輸設(shè)計原則規(guī)定》的要求，貯存天數(shù)可確定為 3～ 5d。筒倉貯存方案優(yōu)點是對環(huán)境污染小、占地面積小 (比煤堆場小 7 倍左右 )、容易管理、貯煤量和質(zhì)量不受自然環(huán)境影響，但貯煤量小，投資高，建設(shè)周期長。 由園滾篩下小于 20mm 的粉煤，由膠帶式輸送機輸送到粉煤倉庫儲存。 （ 3）工藝流程及主要設(shè)施 根據(jù)低溫干餾方爐生產(chǎn)用煤和外來煤情況，備煤部分采用機械化封閉運煤、篩分、布料，減少操 作人員數(shù)量，改善操作條件。 碳化工段 碳化原理及工藝概述 （ 1）碳化原理 碳化是有機物的熱分解過程，熱分解反應和熱縮聚反應，它分三個階段進行，一是脫水、脫氣（ 300℃～ 400℃），二是熱分解（ 270℃～ 450℃），三是縮聚反應（ 600℃左右），原料通過碳化使其中的揮發(fā)組分降低在 6～ 13%，并形成初始較大的孔隙。 本項目年產(chǎn) 半焦 90 萬噸，一座低溫干餾方爐年生產(chǎn)能力為 10 萬噸，因此采用三門爐分別形成 三 組生產(chǎn)系統(tǒng)。加入爐內(nèi)的塊煤向下移動，與布氣花墻送入爐內(nèi)的加熱氣體逆向接觸，并逐漸加熱升溫，煤氣經(jīng)上升管從爐頂導出，爐頂溫度應控制在 80～ 100℃。 低溫干餾方爐加熱用的煤氣是經(jīng)過煤氣凈化工段進一步冷卻和凈化后的煤氣。 爐底出焦采用 國內(nèi) 公司開發(fā) 研制 的可調(diào)式推焦機，由一套調(diào)速電機傳動推焦機將爐內(nèi)半焦排出。 。 煤氣凈化 (冷凝回收 )工段 概述 煤氣回收采用文氏管初冷塔 — 旋流板終冷塔 — 靜電捕焦油器冷卻 、凈化、回收煤焦油和冷凝液的三段凈化流程。冷卻后氣液分離，冷卻下來的液體經(jīng)管道流入循環(huán)水池，通過靜置沉淀油水分離，焦油泵打到焦油貯槽，循環(huán)水經(jīng)管殼式換熱器冷卻后循環(huán)使用，循環(huán)水池封閉