【導(dǎo)讀】可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè)90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目可行性研究報(bào)告。新疆道建能源有限公司

　　

【正文】 可行性研究報(bào)告 24 發(fā)酚 815%、灰份≤ %、水份≤ 3%、硫份≤ %。石油焦是煉油廠提煉各類成品油后排放的一種廢油碴 ,貨源來路廣、質(zhì)量可以保證。 洗精煤 洗精煤也是作為工業(yè)硅生產(chǎn)的 一種輔助還原劑 ,投產(chǎn)后配套建設(shè)套洗精煤裝置。另還可從外省洗煤企業(yè)組織供貨 ,貨源充足 ,質(zhì)量、數(shù)量均可保證。 蘭炭生產(chǎn)線 后期根據(jù)鐵合金市場的情況建設(shè)年產(chǎn) 60 萬噸蘭炭生產(chǎn)線。 供水 六十四團(tuán)境內(nèi)有大小河流 15 條（不包括伊犁河），規(guī)劃考慮采用伊犁河作為水源，規(guī)劃在工業(yè)區(qū)建設(shè)工業(yè)水廠，為工業(yè)企業(yè)提供原水。 供電 根據(jù)兵團(tuán)霍爾果斯口岸工業(yè)園區(qū) B 區(qū)和當(dāng)?shù)氐碾娏ο到y(tǒng)，工業(yè)園區(qū)用電戰(zhàn)略定位為：以自發(fā)電為主，外供電為輔。 六十四團(tuán)團(tuán)域內(nèi)三道河處有一座 110kV 變電站，為區(qū) 域中心變電站，其接受霍爾果斯電網(wǎng)及伊犁電網(wǎng)聯(lián)合供電，再統(tǒng)一配送至區(qū)域各變電站，至工業(yè)園區(qū)距離約 5km。 三道河產(chǎn)業(yè)園區(qū) B 區(qū)西側(cè)為 110kV 變電站，距離園區(qū) ~5km。 110kV 供電線路可供電容量滿足 5 萬 kW 以內(nèi)。 因此， 本項(xiàng)目電力供應(yīng)主要立足于 本項(xiàng)目的自備電站，該熱為本項(xiàng)目提供了可靠的電力保證 。 霍爾果斯口岸距伊寧市 90 公里，距烏魯木齊市 670 公里。距哈薩克斯坦雅爾肯特市 35 公里，距哈薩克斯坦原首都阿拉木圖 378 公里。 團(tuán)場可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 25 道路系統(tǒng)發(fā)達(dá)，東聯(lián)西出，十分便捷，精伊霍鐵路、 G30 高速公路以及 312國道、榆三公路橫貫東西。榆三公路西通 63 團(tuán)與霍都公路接壤，東通霍城縣?；舳脊坟灤┕I(yè)園四區(qū)南北，南至六十三團(tuán)，北至霍爾果斯口岸，對外交通十分便利。 本項(xiàng)目所在地是中國向西開放、進(jìn)入中亞、突破美日東部遏制與封鎖的重要區(qū)域，戰(zhàn)略地位不僅對新疆而且對全國來說也是十分重要的。加強(qiáng)與中亞、以至西亞、南亞的經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和聯(lián)系已經(jīng)成為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。國家已經(jīng)投入巨資和政策改善當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展環(huán)境和民生狀況，支撐戰(zhàn)略的實(shí)施。隨著伊犁周邊交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)體系的日益完善，未來經(jīng)貿(mào)合作前景更加廣闊 。 多年來 ,自治區(qū)政府對投資者提供了一系列的優(yōu)越條件 ,制定了一系列的優(yōu)惠政策 ,招商引資 ,鼓勵投資者投資興業(yè) ,在土地使用、稅收等方面給予照顧 ,在經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境、社會治安等方面實(shí)行嚴(yán)格管理 ,給業(yè)主創(chuàng)造了良好的投資環(huán)境。公司之所以迅猛發(fā)展 ,除自身強(qiáng)化管理和不斷開拓創(chuàng)新外 ,與當(dāng)?shù)攸h委、政府及有關(guān)部門的大力支持和扶持是分不開的 ,其最重要的關(guān)鍵性因素之一就是具有一個十分寬松的投資發(fā)展環(huán)境。 工業(yè)硅生產(chǎn)過來傳統(tǒng)的冶煉工藝是采用木炭、木片等輔助原料作為主要還原劑 ,每年需砍閥大量的林木（每生產(chǎn)一噸工業(yè)硅 約需 2 噸木炭、木片） ,不利于環(huán)境保護(hù) ,造成生態(tài)環(huán)境的嚴(yán)重破壞。工業(yè)硅生產(chǎn)工藝技術(shù)在不斷創(chuàng)新 ,以廉價(jià)的玉米棒、松樹球等替代木炭、木片作為還原劑生產(chǎn)工業(yè)硅獲得成功 ,生產(chǎn)出各種品級的工業(yè)硅 ,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益 :一是降低了生產(chǎn)成本 ,使企業(yè)在激烈的市場競爭中求得了生存和發(fā)可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 26 展 。二是變廢為寶 ,給農(nóng)民創(chuàng)造了新的增收途徑 ,增加了農(nóng)民的收入 。三是保護(hù)了生態(tài)環(huán)境 ,為當(dāng)?shù)貙?shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、旅游環(huán)保創(chuàng)造了有利的條件。 再就是工業(yè)硅生產(chǎn)除雜質(zhì)（工業(yè)硅質(zhì)量對雜質(zhì)的含量要求非常嚴(yán)格 ,要求嚴(yán)格控制含量指標(biāo)） ,過來采用的是氯氣除雜質(zhì) ,污染十分嚴(yán)重 ,有毒有害氣體排放對大氣和職工身心健康造成嚴(yán)重的影響。工業(yè)硅產(chǎn)品雜質(zhì)含量指標(biāo)大大降低 ,產(chǎn)品質(zhì)量保持在出口特優(yōu)級品的指標(biāo) ,產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了化學(xué)級、電子級工業(yè)硅的要求 ,產(chǎn)品深受國內(nèi)外用戶的青睞 ,產(chǎn)品遠(yuǎn)銷日本、韓國、東南亞、歐美等十多個國家和地區(qū) ,要求供貨的商家絡(luò)繹不絕 ,產(chǎn)品出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。 在工業(yè)硅冶煉中煙氣（即爐氣）是工業(yè)硅生產(chǎn)主要揚(yáng)塵點(diǎn) ,在煙氣的治理上 ,公司內(nèi)部進(jìn)行了研究、改進(jìn)和提高 ,研制出適合工業(yè)硅冶煉除塵的“正壓反吸大布袋除塵法”。企業(yè)已完成工業(yè)性適應(yīng)生產(chǎn) ,證 明有明顯的先進(jìn)性、適用性和除塵效果 ,除塵效率達(dá)到 99%以上 ,環(huán)保效益十分明顯 ,這在企業(yè)的升級改造項(xiàng)目實(shí)施過程中可以實(shí)施運(yùn)用。 可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 27 第六章 技術(shù)方案 工業(yè)硅礦熱電爐技術(shù)采用礦熱爐爐內(nèi)冶煉 ,硅石、石油焦、玉米棒、松樹球和精洗煤等原材料在配料站按冶煉工藝要求進(jìn)行稱量配料 ,混勻后 ,通過上料系統(tǒng)、布料系統(tǒng)及下料管加到電爐內(nèi) ,供電冶煉。電爐為連續(xù)還原冶煉 ,連續(xù)出硅出渣。出爐的硅水鑄錠成形 ,經(jīng)精整破碎加工后 ,產(chǎn)品散裝或包裝出廠 ,大量的爐渣需進(jìn)行水淬處理。 本項(xiàng)目產(chǎn)品方案為年產(chǎn)工業(yè)硅 90 萬噸 ,同時副產(chǎn)有 :硅渣 、碳化硅、硅微粉。 本項(xiàng)目采用的生產(chǎn)技術(shù)方案是電爐冶煉法生產(chǎn)產(chǎn)品和爐外吹氧精煉法 ,環(huán)保處理采用正壓反吸大布袋除塵法。 工業(yè)硅的電爐冶煉法 :此生產(chǎn)方法至 1958 年我國第一臺工業(yè)硅爐建成投產(chǎn)至今已經(jīng) 40 多年的不斷實(shí)踐和改進(jìn) ,工藝技術(shù)在國內(nèi)已相當(dāng)成熟 ,本章不再敘述。 工業(yè)硅產(chǎn)品爐外吹氧精煉法 :此生產(chǎn)工藝在國內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用 ,技術(shù)已相當(dāng)成熟。 此項(xiàng)目的環(huán)保處理工藝 :工業(yè)硅生產(chǎn)屬干無渣冶煉 ,生產(chǎn)中無廢渣、污水 ,對環(huán)境的污染非常小 ,而有影響的主要是煙、塵。本項(xiàng)目采用的是公司自發(fā)研制的 ,非常適合工業(yè)硅冶 煉除塵的正壓反吸大布袋除塵法 ,企業(yè)已完成工業(yè)性適應(yīng)生產(chǎn) ,證明有明顯的先進(jìn)性、適用性和除塵效果 ,現(xiàn)已在公司工業(yè)硅冶煉爐中全面裝配 ,經(jīng)省環(huán)保部門檢測 ,已達(dá)國家 I 級排放標(biāo)準(zhǔn) ,除塵效率達(dá)到 99%以上。 可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 28 冶金原理 電爐法冶煉工業(yè)硅的基本原理是在電弧加熱的高溫區(qū)用碳還原二氧化硅中硅。其主要反應(yīng)有 : SiO2+C Si+CO2 工藝流程簡述 本項(xiàng)目工業(yè)硅冶煉操作的工藝流程包括爐料準(zhǔn)備、電爐熔煉、硅的精制和澆鑄 ,除去熔渣夾雜而進(jìn)行的破碎包裝。 可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 29 可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 30 在爐料配制之前 ,所有原料都要進(jìn)行必要的處理。硅石采用人工破碎至塊度不大于 100mm,采用水洗滾筒篩篩出小于 5mm的碎塊和泥土等雜質(zhì)。因?yàn)樗閴K在爐膛上都熔融 ,從而降低了爐料的透氣性 ,使生產(chǎn)過程難以進(jìn)行。石油焦有較高的導(dǎo)電系數(shù) ,破碎至塊度不大于 10mm,還要控制石油焦的粉末量。因其在爐膛口上直接燃燒 ,會造成還原劑不足。 工業(yè)硅生產(chǎn)中 ,洗煤完全可以取代木炭。精洗煤 ,固定炭達(dá) 68%,揮發(fā)分為 21%,灰分含量 10%,Fe2O3 含量 %,Al2O3 含量 %,CaO 含量%。經(jīng)生 產(chǎn)實(shí)踐 ,采用此種洗煤是可行的。 松樹球和玉米棒在生產(chǎn)中主要是增加爐料的透氣性 ,玉米棒是用裁材機(jī)和削片機(jī)加工的。松樹球和玉米棒的用量要視爐況來決定。 爐料的配比是根據(jù)生產(chǎn)所要求的產(chǎn)品級別來確定的 ,石油焦和洗煤的比例對爐料的工作電阻來確定。爐料各組分經(jīng)稱量后 ,將爐料混合均勻 ,待搗爐后 ,將混勻的爐料集中加入爐內(nèi) ,保持一定的料面高度 ,加料均勻。 工業(yè)硅生產(chǎn)爐內(nèi)的狀況也不是永恒不變的 ,電爐內(nèi)是以電能轉(zhuǎn)換成熱能 ,然后再用熱能直接加熱物料而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的過程。所以爐內(nèi)的電氣特性是非常重要的 ,熔煉實(shí)行閉弧操作 ,保持高爐溫 ,提高熱效率 ,提高電爐利用率。熔煉采用一定時間的燜燒和定期集中加料的操作方法進(jìn)行。正常情況下爐料難以自動下沉 ,生產(chǎn)需強(qiáng)制沉料。爐況容易波動 ,較難控制。因此 ,在生產(chǎn)中必須正確判斷 ,及時處理。每 4 小時出一次爐 ,進(jìn)行精煉澆鑄 ,破碎挑渣整理入庫。 （一）電爐操作 熔煉是在埋弧狀態(tài)下連續(xù)進(jìn)行的。為生產(chǎn)出恒定均質(zhì)的金屬硅 ,需要實(shí)行最佳的電爐操作 ,在爐膛內(nèi)電流的流經(jīng)路線及各路線的電流量的分布可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 31 對爐膛內(nèi)各區(qū)的溫度分布和整個熔煉過程的進(jìn)行有著重要的影響 ,要注意保持三相電能的負(fù)荷平衡 ,這樣才能提高產(chǎn)量 ,保證質(zhì)量 ,降低電耗。 （二） 加料和搗爐 要使硅的熔煉電爐達(dá)到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的 ,除了要有良好的電爐參數(shù) ,精良的原料 ,合理的配比之外 ,操作也是十分重要的因素。合理的加料對料層結(jié)構(gòu)、電極在爐內(nèi)的穩(wěn)定性和熱能的充分利用起著主導(dǎo)的作用。生產(chǎn)中 ,加料和搗爐是結(jié)合進(jìn)行的。要根據(jù)熔煉過程的不同情況和特點(diǎn) ,適時地完成加料、搗爐作業(yè)。為了保持爐內(nèi)有良好的透氣性 ,需要進(jìn)行扎眼和搗爐。小搗爐根據(jù)爐況進(jìn)行 ,大搗爐一般一小時左右一次 ,搗爐要快要透 ,搗爐搗出的塊料推向爐心 ,搗爐過程中不能邊搗爐邊加料。一個電極區(qū)、一個電極區(qū)進(jìn)行搗爐的操作是不可取的 ,必須集中統(tǒng)一搗爐、 統(tǒng)一加料 ,這樣才能保持較高的熔煉溫度。穩(wěn)定電爐操作最重要的因素是保持料層中恒定的溫度分布 ,如果爐膛溫度分布受到破壞 ,電爐操作會受到嚴(yán)重干擾。生產(chǎn)中爐料的粒度和均勻程度 ,加料和出爐以及爐膛料面的處理都會影響電極運(yùn)行。電極移動過大、過強(qiáng)的搗爐都會造成電爐操作不穩(wěn)定。 （三）閉弧操作 閉弧操作是將電極適當(dāng)?shù)芈袢霠t料中 ,以半熔融爐料為阻抗體 ,在電極和熔融爐料之間產(chǎn)生電弧。要想做到閉弧操作 ,首先就要考慮投料方法。投料方法有一次投料法、分次投料法、多次投料法。除一次投料法是明弧操作外 ,其他方法都是可以做到閉弧操作。化學(xué) 硅生產(chǎn)中 ,采用分次投料法 ,料層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定 ,電耗低 ,爐齡長。操作中要處理好如下幾個問題 :一是要選擇好合適的電氣參數(shù) ,使電極插入料層深度適當(dāng) 。二是要想辦法控制好爐料的比電阻 。三是爐料粒度對硅的冶煉有重要影響 ,粒度過大和過小對爐況都不利。閉弧操作的優(yōu)點(diǎn)是 : 可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 32 （ 1）爐內(nèi)料層結(jié)構(gòu)能形成一個完整的體系 ,爐料依次下沉 。 （ 2）弧光不外露 ,料面上輻射熱損失大大減少 ,保持高爐溫 ,熱效率提高 ,從而增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低電耗 。 （ 3）能使電極消耗量達(dá)到平衡穩(wěn)定 ,避免發(fā)生電極折斷事故 。 （ 4）料面的溫度比較低 ,使料面上的設(shè)備受 到的熱輻射較輕 ,延長了設(shè)備的壽命 ,提高了電爐設(shè)備的利用率 。 （ 5）粉塵較少 ,可以使?fàn)t面操作有一個較好的環(huán)境。 電爐無論大小 ,只要采取適當(dāng)措施 ,都可以做到閉弧操作 ,獲得理想的生產(chǎn)效果。 （四）配電技術(shù) 冶煉過程中 ,物理化學(xué)變化與電氣制度有著緊密的聯(lián)系。配電操作的好壞 ,對冶煉效率有著十分重要的影響。電弧主要存在于電極末端 ,空腔受電弧沖擊推力的作用 ,把物料推開 ,形成泡形。熔煉過程中 ,電爐電氣參數(shù)的控制是由配電工完成的。一般情況下就是控制電極的埋入深度 ,電極淺埋 ,一般表明還原劑過剩 ,電極附近形成火眼 ,電弧聲響亮 ,出 爐硅溫度低 ,數(shù)量少、電耗高。如果爐料中還原劑過少 ,電極將處于較低位置 ,電極深埋。因?yàn)闋t料電阻隨著爐料中炭的減少而增大 ,電阻增大使電流負(fù)荷下降 ,電極消耗增加 ,生產(chǎn)率降低。生產(chǎn)中 ,電極的埋入深度根據(jù)現(xiàn)場操作來確定。調(diào)節(jié)電極埋入深度就是改變爐料的電阻值 ,這是調(diào)節(jié)爐況的最佳手段。當(dāng)電爐二次電壓超過一定值后 ,電極會受損壞 ,硅的揮發(fā)損失增多 ,爐膛上部過熱 ,熱損失增大。二次電流 ,受電極允許電流密度的限制 ,也不能隨意增大。 電流電壓的比值 ,是爐前操作的重要因素。電流電壓比過小 ,電極下不去 ,明弧生產(chǎn)、難操作。電流電壓比過大 ,電極插入爐料過深 ,生產(chǎn)不十分可克達(dá)拉循環(huán)經(jīng)濟(jì)一體化產(chǎn)業(yè) 90萬噸工業(yè)硅及余熱發(fā)電項(xiàng)目 可行性研究報(bào)告 33 理想。生產(chǎn)中 ,只有找到適當(dāng)?shù)碾娏麟妷罕?,工作電流穩(wěn)定 ,物料均衡 ,電極及時升降 ,才能取得最好的生產(chǎn)成果。 調(diào)整工作電壓是調(diào)整電爐生產(chǎn)率的重要手段。電爐工作電壓取決于兩個方面 :一方面是短網(wǎng)結(jié)構(gòu) ,要求電效率要高、功率因素應(yīng)適當(dāng) 。另一方面是爐況 ,包括爐體結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作情況。熔煉中工作電阻的值很關(guān)鍵 ,它易變動 ,應(yīng)努力使其穩(wěn)定并趨近最佳值。為保證電爐熔煉正常 ,必須按適當(dāng)比例增大電流 ,提高電壓 ,保證正常的料面溫度在 600℃左右。應(yīng)使用符合規(guī)格的原材料 ,爐料粒度過大 ,電阻就小 ,支路電流大 ,電極不 易深插。 （五）爐料電阻 爐料電阻的大小 ,對電極的穩(wěn)定起著十分重要的作用 ,調(diào)整好爐料電阻是電爐操作者必須具備的技術(shù)。在正常情況下 ,爐料電阻適當(dāng) ,電極能夠深插到適當(dāng)?shù)奈恢?,使?fàn)t底溫度提高