1、能源公司煤基活性炭新建项目可行性研究报告XX工程咨询有限公司二零XX年XX月XX项目可行性研究报告建设单位：XX建筑工程有限公司建设地点：XX省XX市编制单位：XX工程咨询有限公司20XX年XX月58可行性研究报告编制单位及编制人员名单项目编制单位：XX工程咨询有限公司资格等级： 级证书编号：（发证机关：中华人民共和国住房和城乡建设部制）编制人员： XXX高级工程师XXX高级工程师XXX高级工程师XXXX有限公司二XX年XX月XX日 目 录第一章 总 论11.1 概述11.2 研究结论81.3 建议10第二章 市场预测分析122.1 煤基活性炭产品用途122.2 国外活性炭市场预测分析152.2、3 我国活性炭市场预测分析202.4 产品的竞争力分析262.5 营销策略282.6 活性炭产品价格预测292.7 市场风险分析30第三章 生产规模和产品方案323.1 生产规模的确定323.2 活性炭产品的品种和规格333.3 产品方案特点36第四章 工艺技术方案384.1 工艺技术方案的选择384.2 主要设备方案604.3 工艺流程和消耗定额794.4 自控技术方案89第五章 原辅材料、燃料及动力供应945.1 原材料供应945.2 辅助材料供应1085.3 燃料供应1095.4 原材料、辅助材料及燃料价格1095.5 原材料、辅助材料及燃料来源表1105.6 水、电、汽动力供应111第3、六章 建厂条件和厂址选择1136.1 建厂条件1136.2 厂址选择140第七章 总图运输、贮运、土建1447.1 总图运输1447.2 贮运1457.3 土建147第八章 公用工程方案及辅助生产设施1528.1 公用工程方案1528.2 辅助生产装置162第九章 节能节水1659.1 节能1659.2 节水166第十章 消 防16710.1 设计依据16710.2 依托条件16710.3 工程概述16710.4 根据火灾类别所采用的防火措施及消防设施16810.5 安全可靠性评述17010.6 消防设施费用及比例170第十一章 环境保护17111.1 环境质量现状17111.2 执行的环境标4、准与规范17111.3 建设项目污染物排放17211.4 环境保护治理措施及方案17911.5 环境管理及监测18211.6 环境保护主要工程量18411.7 环境保护投资18511.8 环境影响分析18511.9 存在的问题及建议186第十二章 劳动安全卫生18712.1 编制原则18712.2 编制依据18712.3 环境因素分析18812.4 生产过程中职业安全与有害因素分析18812.5 设计中采取的主要安全卫生防护措施19312.6 安全卫生监督及管理19812.7 职业安全卫生专用投资估算19912.8 预期效果分析200第十三章 工厂组织和劳动定员20113.1 工厂体制及组织机5、构20113.2 生产班制和定员20113.3 人员培训204第十四章 项目实施规划20514.1 建设周期的规划20514.2 实施进度规划20514.3 项目达产计划205第十五章 项目投资估算20815.1 工程建设项目简要说明20815.2 投资估算的范围20815.3 投资估算编制依据21015.4 投资估算编制的主要基础数据21015.5 项目投资估算结果212第十六章 资金筹措21916.1 权益资本21916.2 债务资金219第十七章 财务评价22017.1 产品成本和费用估算22017.2 财务评价22117.3 财务评价结论223第十八章 结 论22418.1 综合评价26、2418.2 研究报告结论22418.3 项目主要风险及建议226附表附表1 效益指标汇总表（项目期）附表2 投资计划与资金筹措表（项目期）附表3 外购原材料及燃料动力费用估算表（项目期）附表4 总成本费用估算表（项目期）附表5 借款还本付息计算表（项目期）附表6 产品销售收入和销售税金及附加估算表（项目期）附表7 损益表（项目期）附表8 现金流量表（全部资金，项目期）附表9 现金流量表（自有资金，项目期）附表10 资金来源与运用表（项目期）附表11 资产负债表（项目期）附表12 流动资金估算表（项目期）附表13 敏感性分析表（项目期）附表14 盈亏平衡分析（项目期）附表15 成本构成分析（项7、目期）附表16 效益指标汇总表（项目期）附表17 投资计划与资金筹措表（项目期）附表18 外购原材料及燃料动力费用估算表（项目期）附表19 总成本费用估算表（项目期）附表20 借款还本付息计算表（项目期）附表21 产品销售收入和销售税金及附加估算表（项目期）附表22 损益表（项目期）附表23 现金流量表（全部资金，项目期）附表24 现金流量表（自有资金，项目期）附表25 资金来源与运用表（项目期）附表26 资产负债表（项目期）附表27 流动资金估算表（项目期）附表28 敏感性分析表（项目期）附表29 盈亏平衡分析（项目期）附表30 成本构成分析（项目期）附表31 现金流量表（全部资金，总项目）8、附表32 水工艺设备表附表33 380V/220V用电负荷计算表（项目期设备用电负荷）附表34 380V/220V用电负荷计算表（项目期设备用电负荷）附表35 电气设备表附表36 热交换站设备表（项目期）附表37 热交换站设备表（项目期）附表38 暖通设备表附表39 维修车间设备表附表40 化学消防设备表附表41 建筑物和构筑物一览表附图附图1 压块破碎炭备煤工段一期工艺流程图附图2 压块破碎炭备煤工段二期工艺流程图附图3 柱状炭备煤工段二期工艺流程图附图4 原煤破碎炭备煤工段工艺流程图附图5 混捏成型工段工艺流程图附图6 炭化工段工艺流程图附图7 活化成品处理工段工艺流程图附图8 成品处理工9、段工艺流程图附图9 总平面布置图附图10 拟选厂址位置示意图附图11 水量平衡图附图12 全厂供电系统单线图附件附件1 XXXJ公司12万吨/年活性炭项目技术服务合同附件2 XXXJ能源有限责任公司12万吨/年煤基活性炭项目可行性研究报告编制委托书附件3 XX集团关于XXXJ能源公司HS12万吨/年活性炭项目立项的批复附件4 XXXJ公司煤制备活性炭性能评价实验研究报告附件5 土地使用协议附件6 供电协议附件7 供水协议附件8 供气协议附件9 资金来源证明390第一章 总 论1.1 概述1.1.1 项目概况项目名称：XXXJ能源有限责任公司12万t/a煤基活性炭项目项目承担单位：XXXJ能源有10、限责任公司所在地址：XJ乌鲁木齐市法人代表：项目负责人：ZZZ建设地点：XJ联系电话：项目建设性质：新建1.1.2 项目主办单位基本情况 1.1.3 项目背景和建设意义1.1.3.1 项目背景煤炭是人类从大自然中直接索取的主要工业原材料之一，是我国目前及今后相当长一段时间内最重要的一次能源，但作为初级产品,其技术含量低、附加值不高。长期以来，在计划经济体制下，依据国家的建设方针，我国绝大部分煤炭生产企业形成了相对单一的煤炭产品结构，这种低附加值的单一产品结构在目前的市场经济条件下，尤其是在激烈的市场竞争中，使许多煤炭生产企业经营模式单一，难以快速发展并壮大。煤炭企业发展煤炭深加工，实现煤炭的就11、地洁净转化利用，是煤炭企业发展壮大的最佳途径之一。特别是优质煤炭资源的加工利用，既是有效提高其利用价值，实现有限的优质资源价值利用最大化的首要目标，又完全符合国家提倡的资源合理有效利用的产业政策。发展煤炭深加工的途径很多，煤炭直接液化生产油品及其替代品，煤炭焦化生产优质冶金焦或铸造焦，煤炭气化生产燃料气或合成气进而生产多种化工原料或化工产品，均是目前有效的煤炭深加工途径。以煤为原料生产煤基活性炭产品，由于煤基活性炭产品应用范围宽，发展前景广阔，附加值高，因此同样是优质煤炭资源深加工的一种适宜方法。作为中国国内最大的煤炭生产加工企业，同时也是世界上有重要影响的煤炭综合加工利用企业，XX集团在发展12、煤炭生产的同时，非常注重煤炭的综合加工利用，以不断优化集团的经济结构，促进集团快速发展，提升企业的整体竞争力，并在近几年取得了巨大的成就。世界上首条煤炭直接液化生产线的开工建设，煤气化制甲醇及转化烯烃项目和煤气化制甲醇并转化二甲醚项目的前期研究及开工准备等，都是其煤深度转化加工领域成就的具体体现。XXXJ能源有限责任公司作为XX集团这艘煤炭生产加工大航母上的一员，在发展煤炭生产的同时，也把发展煤炭资源，尤其是优质煤炭资源的就地加工转化作为其调整企业产业结构，提升企业整体经营水平，促进企业快速发展，增加企业经济效益的重要手段。2005年，XXXJ能源有限责任公司获得了XJHS矿区的煤炭开采权，作13、为一种特低灰、高反应活性的优质原料煤，初步的分析研究表明其不仅是一种适宜的煤直接液化原料，而且实验室深入研究和多年的工业生产都证明，HS煤是一种优质、独特的煤基活性炭生产用原料煤。正是在此背景下，XXXJ能源有限责任公司就HS优质原料煤的开发利用提出了全面、详尽的发展规划，拟着手实施大型煤化工项目，并把煤基活性炭的生产纳入总体规划，为此委托煤炭科学研究总院和KK工程科技股份有限公司（原化工部第三设计院）共同编制“XXXJ能源有限责任公司12万t/a活性炭项目可行性研究报告”。1.1.3.2 项目建设意义活性炭是以各种含碳材料为原料，经过适当的工艺过程生产的碳基吸附材料。由于其巨大的比表面积，优14、良的吸附性能和稳定的物理化学性质，因此在工业、农业、军事防护和人们日常生活的许多领域被广泛应用于脱色精制、水处理、饮用水深度净化、气体分离精制、空气净化、有毒有害气体脱除、催化剂和催化剂载体等方面，并且随着经济的不断发展和人们生活水平的逐步提高其应用领域和使用量稳步增长。从理论上讲，大部分含碳材料采用适当的生产工艺均可以生产活性炭，但在活性炭工业发展初期，人们普遍认为生产活性炭的最佳原料为木质原料，如木材、椰壳、杏壳等。但是随着活性炭工业生产的发展和其需求量的不断增加，木质活性炭的大量生产势必造成森林资源的不断减少，从客观上加快人类赖以生存的生态环境的恶化，因此木质活性炭生产开始受到越来越多的15、限制。近半个世纪以来，人们为了满足日益增长的活性炭市场需要，对活性炭生产用原料进行了多方面的研究，开发研究了多种以煤为原料生产活性炭的技术。由于煤炭资源相对丰富，来源稳定可靠，因此以煤作为原料的活性炭生产技术受到人们越来越普遍的重视，煤制活性炭技术取得了很大发展，从而促使煤基活性炭产品性能不断提高，应用领域不断扩大，产量也不断增加，是目前世界上生产量和消费量最大的活性炭产品，约占世界活性炭总产量的70%。煤基活性炭是以煤为原料加工制成的高技术含量、高附加值的煤炭深加工产品。由于它具有独特的孔隙结构和优良的吸附性能，因此同样被广泛应用于国防、航天、医药卫生、环境保护及人们日常生活等各个领域，特别16、是近年来随着工业生产的发展，煤基活性炭在环境保护领域发挥着越来越重要的作用，国内外需求量越来越大，是人类改善自身生存环境不可缺少的吸附材料。我国煤基活性炭的大规模发展起步于20世纪80年代初期，当时年产量约4000t，至20世纪80年代末期，年产量超过2万t，2000年达到10万t以上，2005年我国煤基活性炭产量约22万t，发展速度十分迅猛，已成为世界最大的煤基活性炭生产国。同时，由于我国得天独厚的煤炭资源优势和活性炭产品价格优势，因此我国煤基活性炭产品在国际市场上的竞争力很强，目前国内80%左右的煤基活性炭产品出口，是世界最大的煤基活性炭出口国，并且随着我国加入WTO后产品出口贸易障碍的逐17、步取消，中国活性炭产品出口量预计还要大幅度增加。因此，在我国煤基活性炭生产原料资源丰富地区，生产煤基活性炭产品前景广阔，并可取得良好的经济效益。煤基活性炭是以煤炭资源为依托的技术型环保产品，只要具备良好的煤炭资源，利用先进的技术和设备，再加上科学的管理，就可以生产出市场需求的高性能活性炭产品。实验室多年的深入研究结果和工业化生产的实际经验均表明，利用XJHS矿区的优质煤为主要原料生产的煤基破碎活性炭和柱状活性炭，比表面积大，吸附能力强，是一种性能优良的煤基活性炭产品；同时，与国内外目前市场上的其他同类商品煤基活性炭相比，以HS矿区优质原料煤为主要原料生产的煤基活性炭产品，还具有中孔发达、吸附速18、度快、孔容积大的显著特点，特别适合于饮用水深度净化处理和各类工业废水的净化和脱色处理，是今后中国国内活性炭应用领域预计需求增长最快的活性炭产品品种，也是世界目前需求量最大，今后几年增长速度最快的活性炭产品品种，具有广阔的市场前景和很强的市场竞争力。因此，本项目利用XJHS矿区优质原料煤作为主要原料生产性能优良独特的煤基活性炭产品，实现优质煤炭资源的就地加工转化，不仅可实现优质煤炭资源的有效合理利用，而且项目的建设投产能形成良好的经济效益，从而形成XXXJ能源有限责任公司新的经济增长点。虽然目前中国已成为世界最大的煤基活性炭生产国和出口国，在世界活性炭市场具有重要影响，但目前我国活性炭企业普遍规19、模较小，经济实力差，技术装备落后，技术力量薄弱，没有规模效益，只是依托我国的煤炭资源优势在目前激烈的市场竞争中求得生存，缺乏和国外大型活性炭企业在世界市场上直接竞争的能力，也缺乏继续快速发展的后劲。因此，引进、吸收世界先进的活性炭生产技术，建设大型活性炭生产企业是中国活性炭产业发展的必然趋势。本项目依托XX集团和XXXJ能源公司，借助其雄厚的资金实力，技术基础，管理经验和在国内外强大的影响力，利用XJHS矿区的优质煤炭资源优势建设年产12万t的大型煤基活性炭生产企业，具备了原料、资金、技术基础、管理水平等一系列优势，起点高，产品性能优良独特，市场竞争力强。可以预计，项目建成后，将在我国活性炭行20、业形成规模化生产的大型企业，并极大地提升我国活性炭生产企业的整体实力，使中国活性炭行业具备和世界大型活性炭企业竞争的能力，从而带动整个中国活性炭工业的持续健康发展。1.1.4 可行性研究报告编制依据和原则1.1.4.1 编制依据（1）项目可行性研究委托书；（2）XXXJ公司12万t/a活性炭项目技术服务合同书；（3）拟建厂址区位图和地形图；（4）项目建设单位提供的煤基活性炭工程建设项目有关基础资料。主要包括：原辅材料供应情况及价格、水资源情况、动力供应情况及价格、材料价格情况、人力资源情况、土地资源情况及价格、权益资金情况、债务资金情况、其他各项公用工程情况等；（5）XXXJ公司煤制备活性炭性21、能评价实验研究报告；（6）国家现行有关规程、规范、法律、法规和条例。1.1.4.2 编制原则根据XXXJ能源有限责任公司提供的原始资料和XXXJ公司煤制备活性炭性能评价实验研究报告的研究结果，遵照国家、XJ维吾尔族自治区和煤炭行业的有关法律、法规及政策，本项目本着节约、快捷、高起点、高效益及保护环境的总原则，利用先进、成熟、可靠的生产设备及生产工艺，生产优质煤基活性炭产品。考虑目前中国煤基活性炭行业的具体情况，为了加快项目建设进度，减少项目投资风险，本项目拟分两期进行建设，其中期建设规模2万t/a，II期建设规模10万t/a，项目建设完成后，形成12万t/a的煤基活性炭生产能力。本可行性研究的22、指导原则：（1）技术路线和系统规模要与国际、国内的最新发展趋势相结合，并充分考虑未来发展的需求，具有技术系统的先进性和发展的前瞻性，即立足于国际市场竞争选择先进的生产工艺和加工技术。（2）所选择的方案应是优化的方案，以尽可能减少项目投资，提高项目经济效益和抗风险能力。（3）在保持先进性和可靠性的前提下，尽量选择国内的先进技术和设备，同时尽可能地选择标准设备和成熟设备。（4）贯彻可持续发展战略和循环经济理念, 在方案设计中贯彻清洁生产、保护环镜和综合利用的原则，力求做到经济建设与环境保护协调发展，“三废”排放少，环境污染小。（5）系统设计要坚持节能、节水和节约用地的原则。（6）进行项目总体设计时23、，既考虑经济性和合理性，又为今后发展留有充分的余地。1.1.5 可行性研究范围本项目以XXXJ能源有限责任公司生产的HS优质原料煤为主要原料，主要生产用于饮用水深度净化和各类水处理的原煤破碎活性炭、压块破碎活性炭和柱状活性炭，根据报告编制的依据及原则，结合本项目的具体情况，本报告研究的对象是项目的生产工艺装置及相配套的公用工程和辅助设施，主要包括：原料制备车间、炭化车间、活化车间、成品后处理车间、消防系统、维修中心、原材料和产品储运、总图运输、给排水、供配电系统、仪表和自动化控制、厂区管道系统以及其他辅助设施等。报告主要部分包括市场分析及预测、产品方案、生产规模、原材料供应方案、厂址方案、工艺24、流程及主要设备方案、辅助及公用工程方案、环境保护、节能、消防、企业组织及劳动定员、工程实施进度方案、投资估算和经济评价。根据煤炭科学研究总院HH煤化工研究分院与XXXJ能源有限责任公司签定的“XXXJ公司12万t/a活性炭项目技术服务”合同，本项目可行性研究报告的编制工作由煤炭科学研究总院HH煤化工研究分院与KK工程科技股份有限公司共同完成，以煤炭科学研究总院HH煤化工研究分院为主。煤炭科学研究总院HH煤化工研究分院主要负责可行性研究报告中总论、市场预测、产品方案与生产规模、工艺技术方案与辅助设施方案、原辅材料及燃料供应、建厂条件和厂址方案、工厂组织和劳动定员、项目实施规划、投资估算和资金筹措25、及结论等部分的编制，KK工程科技股份有限公司主要负责公用工程、环境保护、劳动保护和安全卫生、节能和经济评价等可行性研究报告其余部分的编制。1.2 研究结论（1）本项目以XJ所产优质HS煤为原料，利用目前国内外先进、可靠的活性炭生产工艺技术和生产装备生产优质煤基活性炭产品，产品主要用于饮用水深度净化、污水处理、味精及食糖的脱色、高档溶剂回收和气体净化等领域。随着国内外经济的不断发展及环境保护意识的日益加强，这些煤基活性炭产品，尤其是饮用水深度净化和各类污水处理用活性炭的需求量将越来越大，具有巨大的国内外需求市场。（2）实验室研究结论和多年的工业生产运行结果均表明，HS矿区优质原料煤是生产性能独特26、优良的水处理用活性炭的优质原料。在XJ维吾尔族自治区米泉市HS煤产地附近分期建设一座年产12万t的煤基活性炭生产企业，主要生产优质水处理用煤基活性炭产品，不仅可以提高优质煤炭资源HS煤的附加值，充分有效利用XXXJ能源公司的优质煤炭资源，减少其煤炭外运量，实现煤炭的就地洁净转化，而且可以满足国内外不断增长的活性炭市场，特别是水处理用活性炭市场的需求，同时又可以形成XXXJ能源公司新的经济增长点，取得良好的经济效益。（3）本项目依托XX集团和XXXJ能源公司雄厚的经济实力、强大的技术基础、先进的管理经验和在国内外良好的品牌形象，起点高，工艺先进，规模大，项目的建设不仅对加快XXXJ能源公司煤炭加27、工利用发展步伐，带动当地经济持续、稳定发展具有重要意义，而且对提升中国活性炭行业的整体水平，增强中国活性炭企业在世界活性炭市场的竞争力同样具有重要意义。（4）此外本项目还可以综合利用XXXJ能源公司煤化工基地的合成弛放气、自备电厂生产的价格低廉的电力和富余蒸汽，因此本项目和国内同类活性炭项目相比，具有生产成本相对更低、经济效益较好的特点。（5）经济分析结果表明，本项目具有良好的盈利能力、资金回收能力和抗风险能力，在经济上具有可行性。因此，本报告经综合分析论证后认为项目原料性能优良，工艺技术先进，设备可靠，产品性能独特，市场竞争力强，经济合理可行，项目是完全可行的。本项目的主要经济技术指标见表128、-1。表1-1 项目主要经济技术指标序号项目名称单位指标备注一生产规模104t/a12.0二产品方案1压块破碎活性炭104t/a8.12柱状活性炭104t/a1.53原煤破碎活性炭104t/a1.24粉状活性炭104t/a1.2三年操作小时1原料制备工段h48002活化工段h80003炭化及其它工段h7200四主要原辅材料、燃料用量1原料煤104t/a47.42煤焦油t/a183873燃料气104Nm3/a39604添加剂t/a177055工业盐酸t/a37086苛性钠t/a15457动力煤t/a53348包装物万套/a74.2五动力消耗量1新鲜水t/h223.61771110t/a2供电装机29、容量kW12557年耗电量104kWh70323供汽t/h216六三废排放量1废水m3/d3059达标排放 其中：生产废水m3/d30032固体废物t/h0.26七运输量1运入量104t/a52.12运出量104t/a12.0八定员人7991生产工人人7542管理人员人273技术人员人18九总占地面积104m2721厂区占地面积104m2722投资强度万元/公顷15743300 元/亩3绿化率%20十总建筑面积m2149408十一主要单位产品综合能耗MJ/t产品45237十二工程项目总投资万元1133531建设投资万元996392建设期利息万元46253全额流动资金万元9089铺底流动资金万元30、2727十三报批项目总投资万元106991十四年均销售收入万元71415十五成本和费用1年均总成本费用万元439282年均经营成本万元35408十六财务分析盈利能力指标1投资回收期年9.03含建设期，税前投资回收期年7.97含建设期，税后2财务内部收益率所得税前%19.90全部投资，税前所得税后%15.07全部投资，税后3项目财务净现值（Ic=10%）所得税前万元150542所得税后万元1069321.3 建议（1）本项目计划年产各类优质煤基活性炭12万t，项目建成后将成为中国最大的活性炭生产企业，也将成为目前世界最大的煤基活性炭生产企业，因此产品销售和市场开拓将是本项目能否成功的关键，建议在31、项目建设过程中就应积极进行产品的市场开拓工作，以便项目投产后，产品顺利进入市场。（2）本项目生产的活性炭产品部分拟出口国际市场，为了确保项目顺利达产并稳定进入国际市场，项目进行时，必须进行严谨的项目论证、初步设计和施工设计；项目施工时加强工程管理；项目建成后最好依托国内外权威技术单位，不断开发新产品，增加产品品种，提高企业生存发展空间和在国内外市场的竞争力。同时，应积极寻找机会与世界先进的活性炭生产企业合资或合作经营，这样不仅可以利用我国的优质煤炭资源，而且能够利用国外的资金、市场和先进的活性炭生产管理经验，从而使本项目获得更好的经济效益。（3）本项目建设规模大，起点高，因此在选择主要生产设备32、时立足于国际先进水平，主要生产设备采用了目前国际上最先进的主流生产设备。所以，项目启动后，首先应积极联系设备供应商，就项目选择的原料品种对设备的适应性进行必要的工业性试验；同时，应及时培训项目主要技术人员和操作骨干，确保项目按时顺利实施。第二章 市场预测分析活性炭是以优质煤、木材和各种果壳等作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、制粉、成型、炭化、活化、成品处理等一系列工序加工制造而成的一种优良吸附剂，具有发达的内部孔隙结构和巨大的比表面积，广泛应用于冶金、轻纺、国防、环保及日常生活领域。活性炭按形态分为颗粒状、粉末状、纤维状等；根据原料不同，可分为木质活性炭、果壳类活性炭、煤基活性炭和石33、油焦活性炭等；根据用途不同，可分为净化水用、净化空气用、脱色用、回收溶剂用、针剂用、防护用等多种用途活性炭。由于其耐酸、耐碱、耐热，且颗粒活性炭在吸附饱和后，可方便地再生，所以，活性炭是现代社会工业生产和环境保护中必不可少的炭质吸附材料。2.1 煤基活性炭产品用途煤基活性炭是以特定的煤种或配煤为原料，主要经炭化及活化制成的一种具有发达孔隙结构、良好化学稳定性和机械强度的炭质吸附材料，与木质和果壳活性炭相比，煤基活性炭原料来源广泛、价格低廉、易再生、抗磨损、流体阻力小，被广泛应用于糖精、味精、药剂、油脂等的脱色净化，溶剂吸收，气体分离，气体净化及各种水处理等领域。此外，一些经过特殊处理及特殊加工34、的活性炭还可作为高效的脱硫剂、催化剂及催化剂载体。近十几年来，随着煤基活性炭生产技术的进步，煤基活性炭产品性能有了很大的改善和提高，并且随着工业技术的进步和我国森林资源的逐步减少，煤基活性炭将显示其更强的生命力，将是未来最有发展前途的一种活性炭产品。表2-1列出了煤基活性炭的主要用途和应用领域。无论在哪个应用领域，煤基活性炭的应用均可分为液相应用和气相应用。而其应用的主要基础是活性炭的吸附特性和物理化学性能，从而使各种气相、液相介质中的有用或无用组分得到富集、回收、精制和净化。2.1.1 煤基活性炭液相应用煤基活性炭液相应用主要包括水处理、食品工业的脱色及贵金属回收等。2.1.1.1 水处理表35、2-1 煤基活性炭主要用途和应用领域应用领域用 途制糖葡萄糖、饴糖、蔗糖脱色、去蛋白胶质制药原料药、中间体的脱色精制，口服炭片食品味精的半成品脱色、酒类的脱色、去杂味，果汁饮料等脱色、去杂质油脂植物油、动物油、甘油、鱼油等脱色，防止油脂变质炼油石油及其它矿物油的精制，石油化工产品精制冶金提取黄金，分离提取稀有元素。湿法镍冶炼去除铜、铅、锌杂质，作浮选剂水处理工业和生活废水净化，饮用水净化、灭菌水的制取，电子工业高纯水的制取有机酸胱氨酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸等脱色无机物无机酸、碱、盐的脱色精制，从海水中提取钠化学分析色层分离，化学试剂废液回收回收贵金属、油脂、有机溶剂溶剂回收凡使用有机溶剂的场合36、，用活性炭均可有效回收利用空气净化生化、制药、半导体工业净化空气，地下工程及一般室内空气净化脱硫合成气或天然气中脱除H2S或有机硫催化剂氯乙烯、醋酸乙烯合成、氢化、歧化，合成甲醇、光气等空气分离富氧、富氮空气分离烟气脱硫脱除火力电厂等烟气中的SO2、NOx、Hg等军事防毒面具填充，制防护衣日常生活食品保鲜，家庭净水器，香烟过滤嘴随着中国经济的迅速发展和人民生活水平的提高，对水的质量要求越来越严格，然而中国人均水资源缺乏，形势严峻，如何有效地利用有限的水资源是一个急需解决的问题。同时，工业的快速发展导致产生大量的污水，这些污水的高效处理和循环使用也受到越来越多的关注。据报道，国内现有7亿人饮用不37、符合饮用水标准的水，24%的人饮用水水质不良，严重危害着人们的健康和生存。由于活性炭具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，对水中溶解的有机物，如苯类化合物、酚类化合物等具有较强的吸附能力，而且对用生物法及其它方法难以去除的有机物，如色度、异臭、表面活性物质、除草剂、合成染料、胺类化合物以及许多人工合成的有机化合物都有较好的去除效果，因此活性炭在我国水处理领域应用市场很大。活性炭水处理有如下特点：（1）活性炭对水质、水温及水量的变化有较强的适应能力，对含同一种有机污染物的污水，活性炭在高浓度或低浓度时都有较好的去除效果；（2）活性炭水处理装置占地面积小，易于自动控制，运转管理简单；（3）活性炭对某38、些重金属化合物也有较强的吸附能力，如汞、铅、镍、铬、钴等，因此，活性炭用于电镀废水、冶炼废水处理时也有很好的效果；（4）饱和活性炭可经再生后重复使用，不产生二次污染；（5）可回收有用物质，如处理高浓度含酚废水，用碱再生后可回收酚钠盐。目前，国内外水净化处理基本上都选用煤基颗粒活性炭。大批量生产的煤基颗粒活性炭从生产工艺总体上分为四种，即原煤破碎活性炭、柱状活性炭、柱状破碎活性炭和压块破碎活性炭，这四种活性炭在我国自来水深度处理中均有应用，其中压块破碎活性炭将是未来水处理用活性炭市场，尤其是中国水处理用活性炭市场的主流产品。我国生产的各种水净化用颗粒活性炭的主要指标见表2-2。表2-2 我国水净39、化用颗粒活性炭主要指标种类亚甲蓝值（mg/g）碘值（mg/g）堆比重（g/L）pH值强度（%）水分（%）灰分（%）柱状活性炭10028085011504005504.51195995612柱状破碎活性炭10028060010504006004.51190985612原煤破碎活性炭10021060010804005007985955816压块破碎活性炭1803009001100450500710859556162.1.1.2 食品工业脱色食品用活性炭在活性炭消费量中占有较大比例。活性炭应用于各种油品的杂质脱除及脱色精制，使油品质量大幅度提高。值得一提的是，在酒类加工中，使用活性炭可以提高酒质的稳40、定性，延长保存期，使低度酒澄清透明，同时还可以增加酒的风味，改善口感，从而提高酒的等级。在食品工业领域应用最多、最成熟的是木质活性炭，煤基活性炭跻身此领域的历史最早可追溯到1983年。近年来，煤基活性炭行业常收到载镁活性炭（糖浆脱色用活性炭）的订单，从这种情况分析，国内煤基活性炭行业在此领域尤其是在糖脱色应用领域已有了突破性进展，且极具应用潜力。一般来说，糖脱色用活性炭的铁、砷、铅、锌含量都会被严格限制，而经过酸洗精制后均可达到要求。关于活性炭的孔径分布，现在已经有办法将直径大于2.8nm的中孔量增加，使煤基活性炭的糖蜜值达到用户要求。所以，煤基糖脱色活性炭将是煤基活性炭行业的新产品开发方向之41、一。2.1.1.3 贵金属回收用活性炭提取黄金等贵金属已在国内外金矿得到大量应用。湿法冶金过程中黄金的回收大量使用椰壳炭和果壳炭，煤炭科学研究总院从1987年开始开展煤基活性炭用于炭浆法回收黄金的研究工作，发现煤基活性炭的金吸附容量高于椰壳和果壳活性炭，但解吸性能较差，因此中孔发达的煤基活性炭产品的开发将是煤基活性炭应用于贵金属回收领域的前提条件。2.1.2 煤基活性炭气相应用煤基活性炭的气相应用主要包括气体净化、溶剂回收、工业废气治理、烟气脱硫以及毒气防护等。如在原子反应堆或应用放射性的一些领域，活性炭可用于吸附清除放射性气体和蒸气，防止放射性污染；在使用汽油、苯等挥发性溶剂的工业部门及汽车42、行业，用活性炭吸附回收挥发性溶剂和汽油，既可以保护人们的工作生活环境不被污染，又可以减少溶剂的浪费，降低生产成本和应用成本；防毒保护是活性炭最早的气相应用领域之一，从第一次世界大战时起，活性炭就被用做防毒面具，至今仍被广泛应用，只是和当初相比，防毒保护用活性炭的性能已有很大提高；核辐射、生物制剂和化学制剂的防护（简称NBC防护），也一直是煤质颗粒活性炭的主要应用领域之一。此外，煤基活性炭同样是一种宝贵的催化剂和催化剂载体，在许多催化领域均有应用。目前活性炭作为催化剂主要用于煤气中H2S的氧化脱除、卤素的置换反应、光气合成和有机合成反应中的裂解、异构化、聚合及过氧化氢、臭氧的分解等；作为催化剂载43、体主要用作维尼纶生产中的醋酸锌载体及氯乙烯合成反应中催化剂钯的载体等。近年来，国内外一些活性炭生产企业采用新工艺、新方法及先进的原料处理技术，研制出具有特殊吸附性能的煤基活性炭产品，使煤基活性炭产品性能有了很大的改善和提高，应用领域不断扩大，原来一些不能使用煤基活性炭的领域如制药和食品行业中药品和食品的净化、脱色现在也开始采用煤基活性炭，使煤基活性炭的使用量呈快速上升趋势。煤基活性炭是目前我国以及世界产量最大、应用最广、发展速度最快的一种活性炭产品。近年来国内外市场对煤基活性炭的需求量呈逐年递增趋势，优质产品及性能独特产品的供应缺口很大，因此，煤基活性炭工业的发展前景广阔。2.2 国外活性炭市44、场预测分析我国是世界上最大的活性炭出口国，因此，国外活性炭生产状况及需求对我国的活性炭市场有很大的影响。随着世界工业的发展及环境保护要求的提高，世界范围内活性炭的生产量和消费量逐年增加，全世界的活性炭消费量的预计年增长率为4%，近几年已从2000年的75万t/a增长到2005年的84万t/a。2.2.1 市场供应现状及预测国外主要活性炭生产国和地区活性炭生产能力见表2-3。表2-3 2002年国外主要活性炭生产国及地区活性炭生产能力序 号国家或地区年生产能力（万t/a）1美国19.62日本9.33东南亚9.14西欧8.8世界权威的化工经济手册市场研究报告（Chemical Economics 45、Handbook Marketing Research Report，以下简称CEH）统计结果表明：美国是目前世界上最大的活性炭生产国和消费国之一，这几年美国活性炭生产变化幅度不大，主要是因为其再生活性炭产量有了很大增长，但需求量仍以每年44.5%的增长率上升，因此每年需从中国、东南亚一带进口大量低价活性炭。美国的活性炭公司都是相当大的联合企业，生产能力大，企业实力雄厚，有很强的市场竞争力。卡尔岗（CALGON）活性炭公司是美国及世界第一大活性炭公司，年生产能力超过8万t，约占美国活性炭总产量的40%；第二大公司是诺瑞特（NORIT）美洲公司，年生产能力约6万t，约占美国活性炭总产量的30%；46、第三是韦斯特维科公司。表2-4列出了美国几大活性炭生产企业的原料路线、产量及主要产品和应用领域。日本是世界活性炭使用的第二大国，2002年活性炭年生产量为9.3万t，进口活性炭7万多t，出口活性炭0.8万t。日本主要活性炭生产企业如卡尔岗三菱化学株式会社、武田药品工业株式会社及二村化学工业株式会社都拥有1万t以上的生产能力，主要生产高质量、高档次的活性炭产品。具体情况见表2-5。西欧地区主要有五大活性炭生产企业，2002年活性炭总产量为8.8万t，其中最大的Norit公司年产量为4.6万t，占西欧整个活性炭产量的52%。具体情况见表2-6。表2-4 美国活性炭生产企业具体情况表公 司2002年47、产量（万t）原 料工 艺产品种类商 标主要应用领域Calgon8.2烟煤椰壳木炭物理活化压块炭FILTRASORBCENTAUR水处理糖脱色煤气脱H2SNorit6.0褐煤烟煤次烟煤木材泥炭物理活化化学活化压块炭破碎炭粉炭HYDRODARCODARCONORIT糖脱色水处理医药煤气脱H2SMead Westvaco4.5锯木屑物理活化化学活化压块炭破碎炭粉炭Nuchar汽车工业化工净化粉糖精制医药食品Royal Oak0.9树皮物理活化粉炭WatercarbTM水脱臭合 计19.6表2-5 日本活性炭生产企业具体情况表公 司2002年产量（万t）原 料产品种类商 标Takeda2.1锯屑椰壳木48、炭煤颗粒炭粉炭ShirasagiKuraray1.68煤椰壳颗粒炭粉炭Kuraray CoalFutamura1.62椰壳木炭颗粒炭粉炭TaikoCalgon Mitsubishi1.3煤椰壳颗粒炭DiahopeFiltrasorb其 它2.62合 计9.32表2-6 西欧活性炭生产企业具体情况表公 司2002年产量（万t）原 料工 艺产品种类NORIT4.6泥炭锯屑物理活化化学活化压块炭颗粒炭粉炭CECA SA1.5木材锯屑物理活化化学活化颗粒炭粉炭压块炭Pica S.A.1.2椰壳木材化学活化颗粒炭粉炭Germany1.0煤物理活化颗粒炭粉炭压块炭其 它0.5合 计8.82.2.2 市场需49、求现状及预测CEH统计结果表明，美国、日本和西欧等发达国家的活性炭生产逐步减少，而市场需求仍稳步增长，自己生产的活性炭满足不了各种需求，需大量进口来进行补充。美国活性炭主要应用领域、使用数量及未来几年需求增长速度见表2-7。除表2-7所列的活性炭应用领域外，美国燃煤电厂控制汞排放用粉状活性炭将是活性炭新的市场增长点，美国从2005年开始控制和削减燃煤电厂汞排放量的70%，成为世界上第一个控制燃煤电厂汞排放的国家，在控制汞排放的方法中，活性炭吸附法是最有效的方法之一，预计美国市场该类活性炭的需求量将在2010年后达到15万t/a。表2-7 美国活性炭应用领域和数量 万t应用领域19941998250、00220032007年增长率%颗粒炭粉状炭合计颗粒炭粉状炭合计颗粒炭粉状炭合计液相饮用水1.58902.13383.72281.90682.31544.22222.082.494.5745工业废水0.77181.3622.13380.99881.40742.40620.861.312.174生活废水0.13620.36320.4980.18160.40860.59020.1360.360.4983糖脱色0.63560.86261.49820.63560.86261.49820.4980.771.2701地下水0.4540.36320.81720.81720.36321.18040.720.351、21.043家庭应用0.31780.2270.54480.31780.49940.81720.270.4530.7233食品饮料及油0.09080.40860.49940.13620.59020.72640.090.540.6323采矿0.40860.2270.63560.45400.13620.59020.360.090.452制药0.22700.2270.45400.22700.22700.45400.180.230.4101干洗0.18160.04540.2270.13620.04540.18160.090.0450.1350电镀0.04540.04540.09080.04540.04552、40.09080.0450.0450.090化工及其它0.45400.27240.72640.45400.27240.72640.320.180.502合 计5.31186.537611.84946.31067.173213.48385.666.8412.53气相气体净化0.59020.13620.72640.81720.45401.27120.770.591.364汽车0.49940.49940.63560.63560.72/0.724溶剂回收0.63560.63560.40860.40860.41/0.4134香烟0.04540.04540.04540.04540.27/0.270其它0.53、45400.13620.59020.49940.13620.63560.540.090.632合 计2.22460.27242.4972.40620.59022.99642.720.683.43.5合 计7.53646.8114.34648.71687.763416.48028.387.5215.92.53.5日本颗粒活性炭（GAC）的使用量占总活性炭用量的68%，其主要应用领域及数量见表2-8，从表中可以看出67%的GAC被用于液相吸附如水处理、化工、食品等领域，其中水处理占87%；气相吸附领域则主要用于溶剂回收、汽车燃油蒸发控制、香烟过滤、气体除臭等。日本的粉状活性炭（PAC）主要用于液相54、吸附，在过去的十年间其波动比较大，每年的波动都在2.53.0万t，使用量也有所增长，主要用于糖脱色，同时在水处理方面粉状活性炭用量也有一定增加。日本也是活性炭主要进口国，进口数量逐年增加，进入20世纪90年代以后，日本从国外进口活性炭数量急剧增加，2002年进口量达到7.07万t，比1997年进口量增加70%，而其近五年活性炭进口量的增长主要是由于从中国进口的活性炭数量增加而引起的。CEH预测日本活性炭需求量还会大幅度增加，其年需求增长率将超过4%。表2-8 日本颗粒活性炭应用领域和数量 万t水处理气体吸附化学工业溶剂回收食品催化其它合计19851.651.690.090.160.090.0855、0.083.8419861.681.540.110.160.070.133.6919871.731.490.10.170.060.070.073.6919882.001.610.120.180.070.070.084.1319892.131.710.130.190.070.060.134.4219902.221.880.120.190.070.060.124.6619912.741.890.150.130.060.040.095.1019922.732.070.170.110.070.040.075.2619932.791.970.180.130.080.030.095.2719942.93156、.960.170.120.080.030.095.3819953.031.960.220.140.090.050.145.6319963.221.850.230.150.080.050.165.7419973.651.830.230.130.080.040.136.0919983.941.880.220.130.080.040.186.4719993.001.790.200.130.080.040.285.5220003.151.820.140.140.070.060.285.6620013.341.850.110.130.060.040.305.8320023.451.830.120.12057、.060.040.335.952002年西欧各国活性炭消耗量约10万t，主要消费国是德国、意大利、法国、英国、西班牙和荷兰等，西欧各国活性炭应用种类和数量见表2-9。西欧各国活性炭总消耗量19901995年期间每年以0.5%增长率增加，19951998年期间增长率接近0.9%，颗粒活性炭消耗量增加很大，粉状活性炭消耗量停滞不前，甚至下降。西欧各国2002年从国外进口约7.5万t活性炭，出口6.5万t。主要进口国是中国，其次是菲律宾和斯里兰卡，出口国主要是东欧及远东国家。CEH预测20022007年间西欧活性炭需求年增长率为1.01.5%。表2-9 2002年西欧活性炭应用领域和数量应用领域数量58、 （万t）市场份额%食品工业3.0232.1化工/制药工业2.2724.2水处理2.122.3气体处理2.0121.4合计9.4100%2.2.3 市场供需平衡分析目前，世界活性炭工业生产有如下特点：（1）世界活性炭的工业生产已从西方转向中国等发展中国家，这种产业的转移在21世纪中期将持续进行；（2）由于全球采用更加严厉的环保法规，活性炭的需求将进一步增长，水处理是活性炭的最大市场，同时也是最重要的增长领域，全球水处理市场对活性炭的需求从2002年至2005年增长率为45%，而美国的增长高达56%，其它高增长地区包括拉美和亚洲的发展中国家；（3）其它需求增长较快的领域包括气体处理市场，美国在此59、领域的消费量中期内将增长5%；（4）最大的潜在活性炭应用市场是燃煤火电厂所排放气体的净化，同时由于人们对可能的生化恐怖袭击的高度关注，核、细菌以及化学防护过滤器和个人防护服装对活性炭的需求也将逐步增加。从上述分析可以看出，世界活性炭的需求是增长的，而环境保护措施的不断改善是其增长的主要推动力。由于活性炭产业目前进入门槛低，因此，活性炭生产的发展速度要高于需求的增长速度，尤其是中国等发展中国家，中、低档廉价活性炭的大量生产，造成国际活性炭市场活性炭价格下降。但是，随着中国活性炭产业结构调整的进行，小规模低起点活性炭生产企业的增长速度将放慢，从而改变目前供大于求的局面。2.3 我国活性炭市场预测分60、析我国活性炭工业生产起步于20世纪50年代，高速发展则在80年代以后。尤其是改革开放以来，经济的不断发展和人民生活水平的逐步提高使得活性炭的应用越来越受到人们的重视，尤其是随着环保力度的不断加大，使活性炭需求量不断增长，出口量也逐年上升。我国活性炭工业经过20余年的快速发展，目前已基本形成了独立、完整、初具规模的工业体系。目前我国活性炭工业生产有如下特点：（1）工业布局：煤基活性炭生产主要集中在山西和宁夏地区，目前两大基地的煤基活性炭产品产量占全国煤基活性炭产量的90%左右；果壳活性炭生产以河北省为主；木质活性炭生产主要集中在福建、江西、浙江南部及东北地区。（2）原料：以木质原料生产的活性炭所61、占比重逐渐下降，以煤为原料生产的活性炭所占比重呈上升趋势。木质活性炭所占比重从20世纪70年代占我国活性炭总产量的80%下降到20世纪90年代的不足30%，同期煤基活性炭从15%上升到70%，而且这种趋势至今一直没有改变，煤基活性炭是我国目前产量最大的活性炭产品。（3）产品用途：活性炭的应用范围从20世纪70年代集中于食品、医药、军事、化工等行业，扩展到目前大量应用于水处理、环境保护及其它工业行业，基本上在国民经济的各个领域均有应用。（4）产品特点：活性炭产品向高档次方向发展，质量越来越高，不少厂家积极开发技术含量高的活性炭新产品，以新产品开发带动企业发展，我国活性炭工业发展呈现产量越来越大，62、质量越来越高，品种越来越多的趋势。2.3.1 市场供应现状及预测我国活性炭生产企业已由80年代初的几十家增加到目前的300余家，活性炭品种几十个，牌号达100多种，其中煤基活性炭生产企业100多家，相应的我国活性炭年总产量也由当时约1万t增加到2005年的31万t，其中煤基活性炭产量约22万t。我国煤基活性炭生产原料煤主要分布在山西和宁夏，因此在山西和宁夏形成了我国两个最大的煤基活性炭生产基地。在山西，活性炭生产主要集中在大同和太原周边地区，主要以大同烟煤为原料，采用物理活化法，生产原煤破碎活性炭、压块破碎活性炭和粉状活性炭等，主要用于水处理和各种液体净化等，目前已有活性炭生产企业50多家，其63、中合资厂3家，形成超过10万t/a的活性炭生产能力，2005年生产各种活性炭约12万t。宁夏回族自治区活性炭的生产主要集中在宁夏北部，主要以太西无烟煤为原料，采用物理活化法，生产柱状活性炭，主要用于气体净化和水净化，目前已建成活性炭厂约50家，其中合资厂2家，形成近10万t/a的生产能力，2005年生产活性炭约10万t。山西、宁夏主要活性炭生产厂生产情况及技术水平见表2-10。此外，河南有约10家煤基活性炭生产企业，主要生产用于煤气中H2S脱除的活性炭，生产能力约0.7万t/a。表2-10 山西、宁夏地区主要煤基活性炭生产企业产能及技术水平地区名称生产能力（万t/a）技术水平宁夏宁夏威宁活性炭64、有限公司0.4国产设备宁夏煤业集团活性炭厂1.8国产设备宁夏兴盛活性炭有限公司0.7国产设备核工业宁夏活性炭厂0.5国产设备宁夏华辉活性炭公司2.2国产设备山西新华化工厂3.0部分进口大同惠宝活性炭公司1.2国产设备大同卡尔冈炭素有限公司6.0（生产压块炭半成品）进口设备大同三星力源炭素厂0.8进口设备大同丰华活性炭公司0.8部分进口山西玄中化工有限公司1.0国产设备山西左云云鹏煤化公司0.4国产设备2.3.2 市场需求现状及预测近十几年来，随着我国经济的飞速发展及环保力度的加强，国内活性炭的需求也以较快的速度增长。我国活性炭的需求量以年均10%以上的速度增长。随着我国人民生活水平的提高和环保65、意识的增强，国内用于净化空气及城市供水的活性炭用量也在大幅度上升，以城市饮用水深度净化为例，HH、上海、天津、深圳和广州等大城市用于城市自来水深度净化的活性炭目前年需求量超过2万t，而我国已有越来越多的城市准备采用活性炭对城市供水进行深度净化处理，因此在未来几年国内城市供水净化所需活性炭将大幅度增加，预计到2010年我国城市供水需活性炭约810万t，仅上海市活性炭需求量就在2万t以上，因此我国城市水处理行业活性炭需求潜力很大。根据国家制订的污染物排放总量控制计划，我国将严格控制污水排放总量，工业废水处理率到2010年将达到83%。活性炭可广泛用于处理电镀厂的含铬废水、焦化厂的含酚废水、毛纺厂的66、染色废水、化工厂的含油废水、农药厂的有毒废水等各类工业废水，因此在未来几年工业废水处理用活性炭需求量将大幅度提高，预计到2010年工业废水处理用活性炭需求量约46万t。在制糖工业中，活性炭脱色已逐渐取代了原来的硫磺熏蒸脱色精制方法。按照国外食糖精制中0.3%1.0%的活性炭用量计算，我国食糖精制每年至少需要1.24.0万t活性炭。在油脂工业中，脱色过程活性炭用量也很大，目前大约有60008000t/a的需求潜力。近几年，我国汽车行业得到了快速发展，目前有1200万辆汽车在使用，消除汽车带来的环境污染已迫在眉睫。汽车对大气的污染主要是汽车尾气和燃油气体的蒸发，而活性炭可吸附汽油蒸气，随着科学技术67、的发展，专门用于吸附燃油蒸气的活性炭性能不断提高。预计2010年汽车用活性炭消费将增长到1.98万t，对比2000年的年增长率为7.4%。在黄金冶炼行业，随着活性炭“炭浆法”的推广使用，提取黄金用的活性炭使用量逐年上升。同时，由于我国活性炭生产技术的提高，我国化工行业需要的维尼纶载体炭已经完全由国内活性炭取代进口椰壳炭。随着国家对环境污染治理力度的加大，在2010年以前我国将对火电厂排放烟气全部进行脱硫处理，国家经贸委已印发了火电厂烟气脱硫关键技术与设备国产化规划要点。我国是世界上严重缺水的国家之一，在很多地区缺水现象相当严重，因此难以采用需大量用水的湿法脱硫技术，目前国内有关单位正在积极开发68、活性炭干法烟气脱硫技术，到2010年，如果有5%的电厂采用活性炭干法烟气脱硫技术，则我国烟气脱硫用活性炭年需求量将达到1012万t左右。我国是森林覆盖面积很少的国家，随着生态环境保护力度的加大及森林法的实施，木质活性炭的生产原料将越来越少，代替木质活性炭的煤基活性炭产品需求将大幅度增加，目前，我国木质活性炭年需求量在5万t左右，预计到2010年代替木质活性炭的煤基活性炭年需求量将达到3万t左右。综上所述，随着环境保护力度的逐渐加大及工业废水处理技术、活性炭干法烟气脱硫净化技术的推广应用，我国环境保护领域的活性炭需求量将越来越大，预计今后我国活性炭需求将高速增长，到2010年我国活性炭的年需求量69、可达到3040万t左右，其中城市水处理、工业废水处理、气体净化和烟气净化将是我国活性炭需求的主要增长点。2.3.3 市场供需平衡分析从环境保护的发展趋势来看，从20世纪70年代开始，世界发达国家的环保行业逐渐成为活性炭的主要消费市场。随着我国经济的高速发展，我国近10多年来环保形势日趋严峻，但用于环境保护的水处理、气体处理用活性炭还远远没有普及。随着2008年HH奥运会、2010年上海世博会的日益临近和我国全面跨入小康社会目标所面临的发展和环保矛盾的日益突出，可以预计，仅环境保护这一领域，活性炭的用量将会成倍增长，届时水处理和空气净化用活性炭增加不会少于1012万t/a。而其中增长最快的领域为70、饮用水处理市场，今后几年，这种趋势也不会改变。目前，用于饮用水处理市场的煤基活性炭主要为柱状活性炭和破碎活性炭。随着“十五”（863）课题饮用水深度处理用活性炭研究成果的应用，中国用于自来水深度处理的臭氧生物活性炭工艺将越来越多的采用压块破碎活性炭，因此，煤基压块活性炭面临巨大的市场需求。中国活性炭产品目前主要以出口为主，出口量占年生产量的70%以上。我国从20世纪70年代末开始少量出口活性炭产品以来，活性炭出口一直呈逐年增加趋势。2000年，我国出口活性炭约11.9万t，是1990年的4倍；2001年出口量达13.1万t，比2000年增长10.1%；2002年的出口量达到15.1万t，比2071、01增长15.3%；2003年又比2002年增长19.9%；至2005年，海关统计数字表明我国活性炭年出口量达到20万t以上，创产值1.3亿美元(表2-11)，显示了中国活性炭产品特别是煤基活性炭产品在国际市场上的巨大竞争优势。因此可以认为，由于中国活性炭产品特别是煤基活性炭产品在国际市场上有巨大的竞争优势，因此，中国活性炭出口量还会大幅度增加，中国活性炭工业也将具有良好的发展前景。表2-11 2005年我国主要地区活性炭出口明细表序号地区出口量（万t/a）所占比例（%）金额（百万美元）1山西9.6644.2347.362宁夏2.9613.5518.013天津2.9313.4220.424福建72、1.235.637.605HH1.024.676.106河北0.793.624.907上海0.773.526.308江西0.743.394.869其它1.747.9713.79合 计21.84100129.34我国是世界上最大的活性炭出口国，每年出口活性炭约20万t。传统的活性炭生产强国如美国、日本、欧洲各国活性炭的生产逐步减少，这种态势在20012002年里表现得尤为明显，中、低档次活性炭已很少甚至基本不生产。反观活性炭的市场需求，活性炭的应用领域不断扩展、不断深化，尤其是在水处理、食品工业、汽车工业、溶剂与废气回收工业、空气净化工业等行业，发达国家对活性炭的需求在过去几年里一直保持稳步增长73、的趋势，CEH预测，在21世纪的头10年，发达国家活性炭需求会是一个稳步增长的态势。因此，具有竞争优势的中国活性炭出口量将继续增长，预计到2010年中国活性炭出口量将超过25万t/a，比2005年增加4万t以上。所以，生产用于上述领域的各种活性炭产品，一定会取得良好的经济效益。前已述及，未来1020年，我国的活性炭国内市场需求也将进一步加大，因此对于活性炭行业，本世纪头20年是大有作为的重要战略机遇期。根据活性炭行业发展现状和内外部环境的变化，通过科技创新和结构优化两方面推进工作，使活性炭产业走经济、环境、社会“三赢”的可持续发展之路。在进行活性炭产业结构调整时，加快活性炭企业向规模化、自动化74、和符合环保要求的方向发展，提高企业的技术含量，加快我国活性炭生产向XJ、内蒙古、宁夏地区等具有资源优势的地区转移，争取再形成若干优势互补、内外结合、增值率高、创新能力强的活性炭经济增长带和产业群。在保持活性炭产业持续发展的前提下，走出一条科技含量高、环境污染少、比较优势大、人力资源得到充分发挥的新型工业化路子。活性炭作为新材料和碳素材料的一个重要分支，其综合的优良吸附性能和在国民经济部门的广泛应用，必将在新世纪里继续显示其旺盛的生命力，同时也将面临更多的发展机遇和挑战。2.3.4 产品需求周期性分析一般一个产品的生命周期可分为四个阶段：导入期、成长期、成熟期和衰退期，见图2-1。在导入期，产业75、发展比较慢；在成长期，产业发展速度比较快；在成熟期，产业发展速度减慢，甚至衰退；在衰退期，产品市场萎缩，产业发展速度降低。从我国目前活性炭产业的发展状况看，我国活性炭产品已从导入期进入成长期，在此阶段内产品市场需求急剧膨胀，行业内企业数量增加，行业内部经济结构调整，产品质量提高，产品市场细分，生产成本下降。我国活性炭产业始于上世纪50年代，从80年代后进入快速发展时期，用近40年的时间形成了大约30万t/a活性炭生产能力，目前我国活性炭产品处于导入期进入成长期的过渡时期，在这一时期，我国活性炭产业将高速发展，并进行产业结构调整，活性炭企业向规模化、现代化方向发展，在未来1020年内，在我国形成76、约40万t/a活性炭生产能力是完全可能的，是符合市场经济发展规律的。图2-1 产品生命周期2.4 产品的竞争力分析发展煤炭的深加工，实现煤炭资源，尤其是优质煤炭资源的就地转化，是有效利用其价值并提高其附加值的手段。利用优质煤炭资源生产煤基活性炭是目前我国优质煤炭资源深加工的适宜方法。XJ是我国煤炭资源最丰富的地区之一，而且煤炭品种齐全，品质优良，具有生产活性炭的原料保障。XX集团是我国最大的煤炭企业，在发展煤基活性炭生产方面具有得天独厚的优势。2.4.1 目标市场分析水处理市场一直是活性炭消费的巨大市场，据世界权威机构英国Roskill信息服务公司最新的一份分析报告预测，预计在2002200577、年水处理市场对活性炭的需求将保持每年45%的增长率，其中美国市场的增长率将达到每年56%，拉美和亚洲的发展中国家对水处理活性炭的需求也将保持较高的增长速度。本项目的活性炭产品主要用于城市供水的净化及液相处理，这一应用领域是活性炭最大的应用领域，约占活性炭应用市场的6070%，因此市场需求巨大，而水处理厂一般属于市政工程项目，企业经营规范，资金来源有保证，企业信誉度好，给这种企业供货，可以取得较好的经济效益。我国活性炭产品另一个主要市场是出口，表2-12列出了国外主要活性炭消费国2002年水处理活性炭的消费量和在整个活性炭市场中所占的份额。从表中可以看出水处理活性炭的消费量在整个活性炭消费市场中78、所占的份额是非常可观的，因此生产水处理活性炭具有广阔的市场空间。表2-12 2002年国外主要活性炭消费国水处理炭的消费量和市场份额国家数量 （万t）市场份额%美国7.2445.5日本4.1546.8西欧2.122.32.4.2 产品竞争力分析本项目所选用的原料煤具有灰分低、化学反应活性高等特点，是生产煤基活性炭的合适原料。与国内其它活性炭生产用煤比，该XJ煤所需的活化时间短，这意味着采用相同的活性炭生产设备，以该原料煤为原料生产活性炭，同样的吸附性能，其产量高，各项能耗少，生产成本相对较低。同时，采用选定的XJ原料煤制备的活性炭具有孔容积高、中孔和大孔发达及杂质含量低等显著特点，这种独特的活79、性炭产品吸附速度快，对有机物吸附性能好，市场需求量比较大，特别适合水处理行业或其它要求严格的活性炭应用领域。目前这种高孔容煤基活性炭国内生产还是空白，适宜大批量生产。根据XJ煤的原料特点及其生产的活性炭产品吸附性能特点，XJ煤制备的活性炭比较适合液相处理，主要用于城市供水净化、污水处理和糖脱色等领域，和国内现有生产的活性炭产品相比，具有杂质含量低、吸附性能好和生产成本低等优点，特别是由于XJ煤是我国特有的超低灰煤，因此，以该种煤为原料制备的活性炭产品，在杂质含量方面，与国内外同类产品相比，具有绝对优势。目前，由于我国活性炭企业规模都比较小，可信度低，产品外销能力差，因此，我国活性炭产品一般均经80、外贸公司出口，直接由生产企业出口的活性炭产品很少，所以活性炭生产企业获得的利润比较低，相当一部分利润被中间商拿走，因此我国活性炭企业长期处于维持状态，企业缺少发展资金；而本项目欲建设国内最大的活性炭企业，此企业依靠XX集团，将有良好的社会信誉和强大的产品外销能力，由于产品可以直接出口销售，因此，企业可以获得相对丰厚的利润，该企业将有可能成为我国活性炭行业的引导性企业，带领中国活性炭行业健康发展。目前我国小活性炭企业的生产能力接近20万t/a，而由于这些活性炭企业规模小，资源利用率低，生产过程环境污染严重，随着我国环保标准的提高，这些企业都将逐渐退出历史舞台，被现代化的活性炭企业所取代。此外，活81、性炭产品是一种环保产品，随着环保力度的加大，国内外的需求量一直处于增长趋势，其中我国需求量增长最快；同时，由于国外活性炭生产成本高，国外活性炭产品很难进入中国活性炭市场，因此，这些市场需求均为本项目提供了巨大的市场发展空间。2.5 营销策略未来十年，为增强“XXXJ12万t/a活性炭项目”的流通服务功能，壮大流通贸易服务实力，增大市场覆盖面，要超前、高起点规划建设一批大型现代化活性炭产品流通服务基础设施。提高“XXXJ12万t/a活性炭项目”流通贸易服务业的整体水平，为活性炭商品流通的现代化、国际化创造条件。根据活性炭产品特点，采用“由点到线，由线成面”的方式建立全国活性炭销售网。活性炭作为吸82、附净化材料，其特点是种类多，应用范围广，专业性强，而大部分活性炭用户活性炭专业知识少，需活性炭生产部门提供技术咨询和服务，以便选择适合自己的产品，因此优秀的活性炭销售人员除具备必要的销售技能外，必须具备丰富的专业知识和某一领域的活性炭应用知识，在为客户提供咨询和技术服务的同时销售活性炭产品。具备为客户提供技术服务和咨询的销售人员，才具有活性炭市场的开拓能力。活性炭销售网的“点”就是培养优秀的活性炭销售人员。由于活性炭产品技术性和专业性比较强，因此应重视在技术人员中选拔培养销售人员。培养优秀的销售人员是建立活性炭销售网的基础和关键。活性炭销售网的“线”就是按活性炭的应用行业或领域销售活性炭产品，83、在该行业内建立活性炭二级销售和服务机构。为此需对销售人员按活性炭的应用领域进行必要的分工，与各领域的企业和行业协会建立紧密联系，扩大活性炭企业在该行业内的影响力，在为用户提供优质服务的同时，开拓活性炭销售市场。在活性炭销售“线”的建立过程中，在活性炭销售量比较大的地区，采用合资、代理或收购控股等方式建立活性炭销售和服务分公司，统一管理该地区的活性炭销售工作，建立活性炭的销售“面”。争取经过35年努力，在2010年建立覆盖全国的活性炭销售服务网络。活性炭产品另一个显著特点是国际化，产品附加值较高，一国生产多国使用，产品销售半径覆盖全球，因此应仿照国内销售网络的建立方式，建立国际化的活性炭销售网络84、。2.6 活性炭产品价格预测由于活性炭属于资源消耗型和劳动密集型产品，所以发达国家的活性炭生产成本很高，主要供自己国内使用，同时由于环保、资源等方面的原因，生产成本逐年上升，在国际市场上竞争力逐渐下降，工业发达国家活性炭市场销售价格见表2-13。表2-13 2003工业发达国家活性炭市场价格序号国家或地区粉炭（美元/kg）颗粒炭（美元/ kg）1美国0.774.961.436.612西欧0.804.801.204.003日本1.193.831.594.44我国煤炭资源丰富，品种齐全，具有生产活性炭的优质资源，且劳动力相对便宜，因此，中国煤基活性炭产品在国际市场上具有很大的价格优势，我国的煤基活85、性炭产品，尤其是中、低档次品种的价格竞争力在全球范围内鲜有对手。近年来，在其它发展中国家和地区，活性炭工业发展较快的是东南亚的菲律宾、印度尼西亚、越南、马来西亚等国，但这些国家在资源、人力、生产等方面的成本和我国相比没有优势，且目前生产规模仍较小，在未来几年内仍然不可能向我国活性炭的国际市场地位发出有力的挑战。近十几年来，国外活性炭产品价格一直呈上涨趋势，然而，由于我国活性炭企业数量多、产品单一，规模小，活性炭产品销售无序竞争严重，因此，造成中国活性炭产品销售价格严重偏低。前几年，由于我国活性炭产品出口量大幅度增加，造成国际活性炭价格也停止上涨，甚至有下降的趋势，但是这种现象只是暂时的，随着我86、国活性炭产业结构的调整及部分活性炭企业关、停、并、转，随着我国经济秩序的好转及活性炭企业规模的扩大，中国活性炭行业一定会走出低谷，走上健康发展的轨道。近两年，我国活性炭价格逐步回升，2006年我国活性炭产品价格和2005年初相比上涨了20%以上，部分煤基活性炭产品供不应求，因此，从长远观点来看，我国生产的活性炭产品价格肯定会不断提高，并逐渐与国际市场接轨，从而使我国的活性炭生产企业取得越来越好的经济效益。表2-14列出了近十年中国活性炭出口价格。表2-14 近十年中国出口价格统计表年份1995199619981999200020012002200320042005价格（美元/kg）0.699087、.5080.5370.6020.5720.5640.5520.5320.5370.592同时，由于活性炭生产对原料要求比较高，目前并不是任何原料煤都适合于生产活性炭，只有少数煤种能完全满足目前的生产要求，因此，随着我国煤炭行业的整顿，煤炭资源集中化程度的提高，活性炭生产将会逐渐转移到少数大型活性炭生产企业，活性炭企业规模扩大，但生产企业将大幅度减少，从而改变目前这种市场竞争无序的状况。因此，未来一个时期内，预计我国活性炭产品价格将会一直处于上升的趋势。用于活性炭生产的原料煤均是我国优质煤种，因此其价格会不断上涨，但由于原料在活性炭生产中所占比重不大，因此其价格上涨对活性炭产品销售没有太大的影响88、。活性炭产品是一个小产品，一般在用户的总成本中所占的比重较小，而活性炭产品性能对用户的使用情况影响非常大，因此用户购买活性炭时，首先看重的是活性炭产品的性能，只要活性炭产品性能好，能满足用户的使用要求，即使价格比较高，用户也会购买，否则即使再便宜，用户也不会购买。因此，国外活性炭企业非常重视活性炭技术的研究开发，提高产品性能，保护和开拓活性炭的应用市场。2.7 市场风险分析由于活性炭是一种小的化工产品，一般用户一次采购量比较少，用户分散，而且产品销售半径大，一国生产，多国使用，其销售半径为全球，而国外大型活性炭企业均有50年以上的发展历史，因此，开发新的用户是一个缓慢而艰巨的过程，发展的主要瓶89、颈是市场开拓问题。但是，市场一旦开发成功，其市场也是比较稳定的。近几十年来，在国际活性炭行业美国Calgon公司和欧洲Norit公司引导世界活性炭发展潮流的格局一直没有大的改变。同时，世界活性炭行业近百年的发展历史也说明，由于活性炭产品专业性比较强，而国内外研究活性炭的机构比较少，因此，处于市场领先地位的活性炭生产企业一直以来长期在国际活性炭行业占垄断地位，很难形成新的竞争对手。此外，活性炭生产对原料、技术和经营均有一些特别的要求，而同时占据原料、技术和经营等方面优势的企业非常少，因此潜在的竞争对手比较少。所以，对本项目来说，最大的竞争对手就是目前数量众多的小活性炭企业，但随着我国活性炭产业结90、构的调整及环保要求的提高，这些小的活性炭企业一定会逐步被淘汰，本项目一定会有一个好的市场生存空间。中国经济目前运行的良好形势以及今后相当长时间里的强劲发展势头，使得环境保护是今后中国经济快速发展过程中必须严肃面对的主要问题之一，建设和谐社会，人与自然，人与环境的和谐，是其主要内容之一。作为一种主要用于水处理和气体净化的吸附材料，活性炭在中国经济的可持续发展过程中，具有不可替代的作用。因此，对中国活性炭行业，尤其是煤基活性炭行业来说，本世纪头20年是大有作为的重要战略机遇期。本项目起点高，产品性能优良独特，工艺设备具有国内领先水平，其中关键工段设备具有国际先进水平，这是本项目生产的活性炭竞争力的91、主要保证。尽管由于项目规模大，在目前的市场开拓过程中存在一定的风险，但是依靠先进的生产工艺和生产设备，依靠优良独特的产品性能，依靠XX集团的综合实力和优势，这种风险对项目不会产生很大的影响，是完全可以规避的。目前中国众多由于产品规模小，因此企业综合实力均不强，这样就造成了大部分活性炭生产企业产品单一，生产环境恶劣，特别是新产品及新工艺开发能力极度缺乏，在世界活性炭市场根本没有发言权；另一方面，根据中国活性炭产品生命周期的分析，目前我国活性炭行业已从导入期转入成长期，按照经济运行的规律，产品处于成长期时，市场细分及形成垄断是其主要特征，因此，综合实力差，规模小的活性炭生产企业必然面临淘汰的极大风92、险；同时，由于中国国内活性炭应用市场的兴起以及经济秩序的规范，今后中国国内活性炭应用企业将全部采用招投标等合理公平的形式采购活性炭产品，这对规模大，技术先进，信誉高的企业，无疑具有更大的优势。第三章 生产规模和产品方案3.1 生产规模的确定本项目立足于建成世界一流的活性炭企业，选用大型化、现代化的生产设备，使我国活性炭形成规模化生产，具有和国外大型活性炭企业竞争的能力，从而带动整个中国活性炭工业健康发展。目前我国活性炭企业普遍规模较小，经济实力较差，技术力量薄弱，没有规模效益，只是依托资源优势在目前激烈的市场竞争中求得生存，很难有大的发展，也很难和国外大型活性炭企业竞争。市场研究表明，目前工业93、发达国家运行良好的活性炭企业生产规模一般是在2万t/a以上，而世界上最大的两家活性炭企业美国Calgon公司和荷兰Norit公司的全球总产量均在10万t/a以上。因此，为形成具有与国外大型活性炭企业的竞争能力，必须保证较大的生产规模。国外大型活性炭企业使用的现代化生产设备普遍具有较大的生产能力。以美国Calgon公司为例，用于生产压块活性炭的压块设备单台生产能力可达5万t/a，活化设备耙式炉单台生产能力可达1万t/a。因此，为保证充分利用现代化生产设备的生产能力，也必须具有足够大的生产规模。本项目的承担单位XXXJ能源有限责任公司（以下简称XXXJ公司）是XX集团的控股子公司，注册资金12亿余94、元，2006年总资产近23亿元，下辖十余家多经企业，是一个集煤、电、建材、五金、塑料、农副产品等为一体的年销售收入5.2亿元的大型综合经济实体。作为XXXJ公司的控股股东，XX集团有限责任公司（简称XX集团）以能源为主业，集煤矿、电厂、铁路、港口、航运为一体，实施跨地区、跨行业、多元化经营，是我国最大的煤炭企业，在国民经济中占有重要地位。目前，XX集团拥有全资及控股子公司30家，职工约9万人，已连续多年在国务院五部委对全国169家中央企业进行综合效绩考评中位居煤炭行业第一位，是中国煤炭生产和综合加工利用行业名副其实的航空母舰，也是具有世界影响和国际声誉的跨行业的现代化大型企业集团公司。因此，本95、项目具有足够的经济实力以保证项目的正常实施XXXJ公司所属井田煤炭资源丰富，交通方便，开采条件较好，煤炭具有低灰、低硫、高发热量等优点，是优质动力煤和化工原料。硝尔布拉克（HS）梯匈沟矿区总资源量达219480万t，采取露天开采的形式，所产原煤为低变质烟煤，煤类为长焰煤或不粘煤，煤质特性为特低灰，高挥发分，特低硫，特低中磷，中高发热量。松树头矿区储量为6439万t，属不粘煤类，局部为长焰煤类，具有特低灰低灰、特低硫低硫、特低磷低磷、易熔灰分等特征。这两个矿区所产原煤均是生产活性炭的优质原料煤，可充分保证本项目的原材料供应。目前活性炭主要应用于环保领域，其中水处理是活性炭最主要的应用领域，市场需96、求量占60以上，具有极大的市场容量。由于全球采用更加严厉的环保法规，活性炭的需求将进一步增长，而水处理领域是活性炭的最大市场，同时也是最重要的增长领域。据统计，全球水处理市场对活性炭的需求从2002年至2005年增长率为45%，而美国的增长高达56%，其它高增长地区包括拉美和亚洲的发展中国家。随着我国经济的高速发展，近10多年来环保形势日趋严峻，环保领域的活性炭需求量将越来越大，预计今后我国活性炭需求也将高速增长，在“十一五”期间将达到需求高峰，到2010年我国活性炭的年需求量可达到3040万t左右，其中水处理领域将是我国活性炭需求的主要增长点。水处理厂一般属于市政工程项目，通常采用招标的形式97、对活性炭进行采购，单次订货量在5000t以上，给这种企业供货，既可以保证产品的销售又可以取得较好的经济效益。综上所述，通过国际竞争对手、生产设备、资金来源、原材料供应以及销售市场等方面的分析，为保证本项目建成和国外大型活性炭企业竞争的能力的世界一流水平的现代化活性炭企业，确定本项目生产规模为12万t/a。为了提高投资效率，本项目拟采取总体规划设计、分步实施、滚动发展的建设方针，项目分2个阶段进行建设，其中项目期设计年生产能力2万t，项目期设计年生产能力10万t，项目达产后最终形成12万t/a的生产能力。本项目建成后将成为世界上大型的活性炭企业之一，从而在世界活性炭领域具有竞争力，也为我国活性炭98、工业发展打下坚实的基础。3.2 活性炭产品的品种和规格确定产品的种类，最重要的依据是原料煤的性质。根据实验室对神新公司提供原煤制备活性炭的评价实验结果，HS煤制备的活性炭具有吸附性能好、微孔和中孔发达和杂质含量低的特点，适合制备压块活性炭和柱状活性炭；松树头煤制备的活性炭具有吸附性能好、中孔和大孔发达的特点，适合制备原煤破碎活性炭和粉状活性炭。根据对目标市场的分析，水处理活性炭是需求量最大的活性炭品种。目前，我国用于饮用水处理市场的煤基活性炭主要为柱状活性炭和破碎活性炭，而国际上普遍使用的则是压块破碎活性炭。随着“十五”（863）课题饮用水深度处理用活性炭研究成果的应用，中国用于自来水深度处理99、的臭氧生物活性炭工艺将越来越多的采用压块破碎活性炭。因此，煤基压块活性炭面临巨大的市场需求，产品方案中必须重点考虑。在使用汽油、苯等挥发性溶剂的工业部门，用活性炭吸附回收挥发性溶剂，既可以保护人们的工作生活环境不被污染，又可以减少溶剂的浪费，降低生产成本和应用成本；活性炭的孔隙结构决定了其具有很强的吸附性能，可对多种有毒有害气体有效吸附，在产生有毒有害气体的领域一直广为应用。XJ当地拥有独山子石化等多家大型石化企业，对溶剂回收炭和气体净化炭的潜在需求量很大。在制糖工业中，活性炭脱色已逐渐取代了原来的硫磺熏蒸脱色精制方法，我国食糖精制每年至少需要1.24.0万t活性炭。在油脂工业中，脱色过程活性100、炭用量也很大，目前大约有60008000t/a的需求潜力。一般来说，糖脱色用活性炭的铁、砷、铅、锌含量都会被严格限制，而经过酸洗精制后均可达到要求。XJ当地某活性炭厂以HS煤为原料制备的活性炭曾在石河子味精厂试用一年，取得了非常好的脱色效果。综上所述，确定本项目主要产品为优质压块破碎活性炭、柱状活性炭、原煤破碎活性炭和粉状活性炭4大类，共6个品种，下面将对各品种活性炭的主要技术指标分别论述。3.2.1 压块破碎活性炭水处理活性炭主要技术指标：粒度（目）46，68，816，830，1240，2050碘值（mg/g）950，1000，1050比表面（m2/g）900，950亚甲蓝（mg/g）200101、，240，280强度（）85，90，95灰分（）48水分（）1000，1050亚甲蓝（mg/g）200，220CCl4吸附率（）60，70，80堆积重（g/L）410490着火点（）350比表面（m2/g）900，950灰分（）46水分（）900，1000亚甲蓝（mg/g）180，220CCl4吸附率（）60，70堆积重（g/L）410530苯吸附率（）32，38，42灰分（）48强度（）90水分（）900，1000，1050亚甲蓝（mg/g）180，200，240灰分（）45堆积重（g/L）400550强度（）9098水分（）80，100，1203.2.4 粉状活性炭煤基粉状活性炭主要技术指102、标如下：主要性能指标：粒度（目）100，200，325碘值（mg/g）800，900，1000灰分（）610水分（）3依据世界活性炭市场的现状和今后的发展趋势，并结合项目实施地原料煤的性质和实验室试验结果，拟定各种煤基活性炭产品年产量见表3-1。表3-1 各种活性炭产品年产量 t/a序号产品种类期期合 计1压块破碎活性炭1600065000810002柱状活性炭-15000150003脱色活性炭200010000120004粉状活性炭20001000012000总 计200001000001200003.3 产品方案特点本项目生产的煤基活性炭产品是以XJHS矿区优质原料煤为原料加工的高附加值、103、高技术含量的煤炭深加工产品，产品主要用于水处理等环保领域。因此，从原料角度考虑，本项目是煤炭深加工项目，符合国家及XJ维吾尔族自治区的产业调整政策。从产品应用角度考虑，本项目是环保项目，主要用于饮用水的深度净化、废水和废气的处理，保护人类的生存环境，是目前国家大力提倡和鼓励发展的项目。从产品竞争力角度考虑，由于本项目原料拟采用灰分含量为23的HS煤，其生产的产品品质好，性能独特，生产效率高，而主要产品之一的煤基压块破碎活性炭在国内属于新产品，特别适合于饮用水深度净化，因此市场前景广阔，经济效益显著。综上所述，本项目符合国家的产业政策、煤炭行业的发展规划和产品结构调整的要求，产品性能优良独特，市104、场需求量大、竞争力强，具有十分广阔的发展前景。第四章 工艺技术方案4.1 工艺技术方案的选择4.1.1 原料路线确定的原则和依据生产活性炭的原料很多，从理论上讲所有含碳材料均可用于活性炭生产。早期活性炭生产主要采用的是木质原料，如木炭、炭化木屑等，随着活性炭制造技术的不断发展，特别是气体活化法技术的工业应用，坚果壳（其中主要是杏壳和椰壳）开始作为活性炭生产原料用于不定形颗粒活性炭的生产。第二次世界大战后，活性炭的应用领域日趋广泛，需求量不断扩大，以煤为原料生产的活性炭产品由于原料来源广泛、品种多、价格相对低廉，因而在活性炭总生产量中所占比重不断增多，进入二十世纪九十年代后，煤基活性炭年生产量已105、占世界活性炭年总产量的2/3左右。我国的情况与世界大体一样，据统计，2005年中国活性炭年总产量约31万t，居世界第二位，而煤基活性炭的年总产量约22万t，占世界活性炭总产量的2/3强。生产煤基活性炭的原料煤很多，从生产原理来说，几乎所有类型的煤均能用于活性炭的生产，但不同煤种生产的活性炭产品性能差距很大。考虑到活性炭制造工艺和制造设备的现有水平，以及生产成本和产品性能等多方面因素的限制，目前世界上能用于活性炭生产的煤种主要有无烟煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤、褐煤和泥煤等，且对原料煤灰分要求十分严格，一般要求灰分6，且越低越好。因此，虽然我国煤炭资源十分丰富，但能用于目前煤基活性炭生产的原料煤种106、并不多，在我国现有煤炭资源中，无烟煤和某些烟煤质量较好，甚至有些品牌是世界少有的优质煤种，所以我国生产活性炭最常用的原料煤是无烟煤、不粘煤和长焰煤。活性炭的成孔机理研究表明，不同的煤种采用合适的生产工艺，能生产出不同性能的活性炭产品，因此原料煤的选择一方面要考虑其品质优良、来源稳定、价格低廉等因素，同时也应考虑其生产工艺、产品性能及产品在国内外市场的竞争力。考虑到本项目所在地位于XJ地区，拥有丰富的煤炭资源，在厂址附近即有HS、松树头等大型煤田，其煤种主要为烟煤，各项指标均符合活性炭生产对原料煤的要求，并且储量丰富，实验室研究和工业生产均证明，以XJHS矿区所产原料煤生产的煤基活性炭产品，品质107、优良，性能独特，因此本项目推荐采用XJHS煤进行活性炭生产。4.1.2 工艺技术方案确定的原则一般来说，建设项目工艺技术方案的选择应遵循以下主要原则：（1）技术上成熟、先进、可靠，并尽量立足于国内现有设备；（2）能满足拟定的产品方案中各类活性炭产品包括高档活性炭产品的生产要求；（3）生产的产品质量均匀稳定，对拟定的生产原料适应性好；（4）对环境不造成污染，或虽有影响但可采用现有成熟并具有经济可行性的技术和设备加以控制和消除；（5）工艺尽量简单，利于操作；（6）经济上可行。本项目确定的煤基活性炭生产规模为12万t/a，项目建成后将成为中国目前最大的活性炭生产企业，也将成为世界上大型的煤基活性炭生108、产基地。因此，本项目选择工艺技术路线时，除了要遵循以上原则外，在关键工艺技术及生产设备方面还应优先考虑引进和使用世界上活性炭行业新的、先进的生产技术和生产设备，使项目建成后具备技术、经济上的高起点、高效益，并体现洁净生产的现代世界工业生产理念，从而增强项目建成后在国内外活性炭市场，尤其是国际活性炭市场的竞争力，减少项目投资风险。4.1.3 活性炭生产方法的比选和确定活性炭生产的核心过程就是活化，按照活化方式的分类，活性炭的生产方法目前分为三种，即气体活化法、化学药品活化法及化学物理活化法。（1） 气体活化法气体活化法是将原料经过炭化后，采用水蒸汽、烟道气、空气等含氧气体或水蒸汽与烟道气、水蒸汽109、与空气、烟道气与空气等混合气体作为活化剂，在高温下与炭化所得的具有一定初孔结构的炭化料接触进行活化或两种活化剂交替进行活化，从而生产出比表面积巨大、孔隙发达的活性炭产品。气体活化法也称物理活化法，炭化料为固体，活化剂为气体，活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面进行扩散、活化剂被炭化料表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过程。气体活化法所用的原料称为炭化料，炭化料在炭化过程中就形成了活化所110、需要的表面积和初孔结构，不过由于这些初孔孔隙被炭化过程中生成的一些无序的无定形碳或焦油馏出物所堵塞或封闭，因此炭化料的比表面积很小。气体活化的过程就是通过气化反应使炭化料原来闭塞的孔开放、原有孔隙的扩大及孔壁烧失、某些结构经选择性活化而产生新孔的过程。在一定的活化烧失率范围内，活化气体与炭化料的气化反应程度越深，生产出的活性炭比表面积就越大、孔隙就越发达、活性炭的吸附性能就越好。催化活化法是气体活化法工艺的一种发展，它是在炭化料生产过程中加入少量的催化剂（一种或几种），当炭化料进行活化时，催化剂催化炭化料与水蒸汽、二氧化碳（烟道气）等活化剂的气化反应，生产出具有特殊孔隙结构或高吸附性能的活性炭111、产品。气体活化法基本适合于所有含碳材料用于制造活性炭的生产过程。目前，国内外气体活化法生产活性炭最常用的活化气体（活化剂）是水蒸汽和烟道气，烟道气则是水蒸汽活化过程中产生的煤气经过燃烧而制得，活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化或二者的混合气体活化。（2） 化学药品活化法化学药品活化法是将各种含碳原料与化学药品均匀地浸渍或混合后，在适当的温度下，经过炭化、活化与回收化学药品等过程，制造活性炭的一种方法。化学药品活化法通过化学药品对原料的润胀作用、脱水作用、芳香缩合作用和骨架作用最终形成孔隙发达的活性炭产品。化学药品活化法常用的化学药品是氯化锌、磷酸、氯化钙、硫酸钾及硫化钾，其中以氯化锌、磷酸为国112、内外化学活化法厂商使用最多，氯化钙、硫酸钾及硫化钾仅有少数厂商使用。化学药品活化法通常要求含碳原料中的氧含量及氢含量要达到一定数值，这样化学药品才能达到对原料的润胀作用、脱水作用、芳香缩合作用和骨架作用，炭、活化过程方能有效进行。例如，氯化锌法使用的含碳原料其氧含量不低于25%，氢含量不低于5%。因此化学药品活化法最适宜的原料主要为木屑、木片、各种木素、果壳、泥炭等。化学药品活化法的成孔过程与气体活化法截然不同，一般来说化学药品活化法生产的活性炭的孔结构与气体活化法生产的活性炭的孔结构存在较大的不同，产品孔隙主要以中孔为主，因此化学药品活化法生产的活性炭只适宜用于液相脱色精制，诸如医药行业、食113、品行业等的脱色精制。（3） 化学物理活化法化学物理活化法就是含碳原料通过化学药品浸渍后，经过一定温度的加热处理，然后再在高温下与活化剂接触进行气体活化，其工艺过程是将化学药品活化法和气体活化法相结合制造活性炭的一种两步活化方法。化学物理活化法工艺较为复杂，生产成本较高，一般适合高指标特种活性炭的制造。上述三种活化方法工艺各有特点，对原料的要求及生产出的活性炭的性能及其应用也各有不同。化学药品活化法一般都是在酸性条件下进行，对生产设备存在腐蚀，同时由于生产过程中产生的废水和废气如果处理不当对环境污染较大，因此化学药品活化法的装置材质几乎都要求耐腐蚀，制造装置的价格昂贵，制造过程比较复杂，难以大量114、生产，生产性及装置工程学问题较多，生产过程也难以严格控制。前已述及，化学药品活化法通常对含碳原料中的氧含量及氢含量有严格要求，而对一般煤基活性炭生产原料，如无烟煤和烟煤，由于其成煤过程的变质作用，与植物相比结构致密、煤中的氧含量及氢含量较低，因此无烟煤、烟煤和褐煤不适合用化学药品活化法生产活性炭。化学物理活化法其工艺过程是将化学药品活化法和气体活化法相结合的两段活化法，对原料的要求首先必须满足化学药品活化法的要求，因此对无烟煤和烟煤同样不太适用。气体活化法是在高温下进行，生产过程中产生的废气是以二氧化碳和水蒸汽的形式排放，同时生产过程中基本没有废水产生，因此对环境的污染很小。气体活化法生产的活115、性炭孔径范围比较大，产品的应用范围比较广。由于需要首先对原料进行炭化处理，因此气体活化法基本适合于所有含碳材料制造活性炭的生产过程，尤其是对以无烟煤和烟煤为原料的活性炭生产，气体活化法不仅非常适用，而且产品得率高。以无烟煤和烟煤为原料采用气体活化法生产活性炭，一般活性炭产品得率（相对原料）高达30%50%。目前国内外以无烟煤、烟煤和褐煤为原料生产活性炭的厂商一般都采用气体活化法。三种生产方法的比较详见表4-1。（4） 本项目活性炭生产方法的确定本项目拟定主要原料为XJHS烟煤或其它类似低变质程度烟煤，根据以上对各种工艺特点的分析，确定本项目活性炭生产方法采用气体活化法。尽管空气作为活化气体廉价116、易得，但是空气作为活化气体生产活性炭时活化反应不易控制，容易造成烧失率高，产品得率低，成品强度低，产品孔隙中没有吸附作用的大孔多；而水蒸汽和烟道气作为活化气体生产活性炭具有烧失率小，产品得率较高，成品强度高，孔隙结构合理等优点。因此，本项目活化气体（活化剂）采用水蒸汽和烟道气，其中烟道气是水蒸汽活化过程中产生的煤气经过燃烧制得，活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化或二者的混合气体活化。表4-1 活性炭生产方法比选小结生产方法活 化 机 理适 用 原 料气体活化法通过气化反应使炭化料原来闭塞的孔开放、原有孔隙的扩大及孔壁烧失、某些结构经选择性活化而产生新孔的过程所有含碳原料化学活化法通过化学药品对117、原料的润胀作用、脱水作用、芳香缩合作用和骨架作用最终形成孔隙发达的活性炭产品含碳原料其氧含量不低于25%，氢含量不低于5%，诸如木屑、木片、各种木素、果壳、泥炭等化学物理活化法将化学药品活化法和气体活化法相结合的两段活化法含碳原料其氧含量不低于25%，氢含量不低于5%，诸如木屑、木片、各种木素、果壳、泥炭等4.1.4 国内外煤基活性炭生产工艺方案的比选和确定早在20世纪40年代初，美国就已经开始以煤为原料大规模批量生产活性炭。经过几十年的不断发展和完善，目前煤基活性炭的生产工艺技术已经比较成熟和完善。中国煤基活性炭工业虽然起步于20世纪50年代后期，但飞速发展则是在20世纪80年代中期以后。经118、过十几年的发展和国内活性炭技术人员的不断改进，中国煤基活性炭生产工艺技术也已经较为成熟，与世界煤基活性炭先进生产工艺技术水平的差距也在不断缩小。目前国内外以无烟煤、烟煤和褐煤为原料生产活性炭的企业基本都采用气体活化法，主要生产工艺流程有如下几种：4.1.4.1 原煤破碎活性炭生产工艺流程原煤破碎活性炭生产工艺就是以合格粒度原料煤为原料直接通过炭化、活化生产破碎状不定型颗粒活性炭的一种工艺过程。该工艺生产流程为：块状原料煤按照生产工艺要求通过破碎、筛分成合格粒度的原料后，首先进入炭化炉进行炭化，炭化之后再经过筛分除去粉末成合格的炭化料；合格的炭化料进入活化炉进行活化成活化料，活化料经过破碎、筛分119、分成不同粒度等级的颗粒活性炭成品包装入库；活化料经过破碎、筛分得到的筛下粉末通过磨粉制成粉状活性炭作为副产品；不同粒度等级的颗粒活性炭成品有时需要按照市场需求进行酸洗或高温高压碱煮制成低灰颗粒活性炭成品。原煤破碎活性炭生产工艺流程框图见图4-1。本工艺是煤基活性炭生产中较为简单的一种生产工艺，工艺简单，生产成本较低，设备投资较少。本工艺活化采用的活化气体（活化剂）为水蒸汽和烟道气，其中烟道气是水蒸汽活化过程中产生的煤气经过燃烧而制得的。以目前国内煤基活性炭生产厂商常用的斯列普活化炉为例，活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化。该工艺较适合具有较高物理强度和反应活性的原料煤直接通过炭化、活化生产破碎120、状不定型颗粒活性炭，所得颗粒活性炭成品强度较高，但对于无烟煤及其它化学活性相对较低的煤种用此工艺制得的颗粒活性炭吸附指标较差，因此本工艺不太适合无烟煤及其它煤种生产颗粒活性炭。本工艺生产的颗粒活性炭成品主要用于工业废水处理，部分大颗粒产品可用于焦糖脱色、味精处理；本工艺的副产品粉状活性炭可用于水处理，也可用于垃圾焚烧净化处理。目前该工艺在国内山西大同应用广泛，由于大同煤主要为弱粘性烟煤，化学活性好，因此大同的大多数活性炭生产厂商基本都是采用此工艺。考虑到本项目所用原料煤XJHS烟煤及周边地区烟煤均为弱粘性烟煤，满足原煤破碎活性炭生产工艺对原料煤的要求，并且在XJ已有煤基活性炭厂家使用这种原料煤121、经此工艺生产原煤破碎活性炭，因此推荐本工艺作为本项目生产工艺之一。筛下物筛上物块状原料煤颗粒活性炭磨 粉包 装粉状活性炭成品包 装酸洗或碱煮水 洗脱 水烘 干筛 分低灰颗粒活性炭成品筛下物筛上物筛下物做燃料破 碎筛 分包 装破 碎筛 分炭 化活 化颗粒活性炭成品图4-1 原煤破碎活性炭生产工艺流程框图4.1.4.2 成型活性炭生产工艺流程成型活性炭生产工艺流程就是将原料煤通过磨粉、造粒、炭化和活化生产颗粒活性炭的过程。根据造粒的形状，成型活性炭生产工艺又可分为柱状活性炭生产工艺、压块活性炭生产工艺（生产不定形破碎炭）和球状活性炭生产工艺。（1） 柱状活性炭生产工艺流程该工艺流程如下：首先将原料122、煤磨粉到一定细度（一般为95%以上通过180目），加入一定数量的粘结剂（常用的粘结剂为煤沥青焦油，也可以用亚硫酸盐纸浆废液、糖蜜、淀粉溶液、羧甲基纤维素等）和水（采用催化活化法时则同时添加一定数量的催化剂）在一定温度下捏合一定时间；待加入的粘结剂和水与煤粉充分的浸润、渗透和分散均匀后，通过成型机在一定压力下用一定直径的挤条模具挤压成炭条；炭条经风干后炭化，炭化好的炭化料经筛分成合格的炭化料，加入活化炉进行活化；活化好的活化料经过筛分、包装即为柱状活性炭成品；活化料筛分时的筛下物用于生产副产品加以回收，筛下物颗粒部分用于生产破碎状颗粒活性炭成品，筛下物粉末部分通过磨粉生产粉状活性炭成品。柱状活性123、炭成品有时需要按照市场需求进行酸洗、浸渍等处理。柱状活性炭生产工艺流程框图见图4-2。原料煤筛 分压 条风 干捏 合炭 化预 破活 化磨 粉筛 分包 装脱 水烘 干水 洗筛 分包 装破 碎筛 分包 装酸 洗磨 粉包 装粘接剂和水催化活化法同时加入一定数量的催化剂筛下物很少可返回磨粉工序，也可作为燃料筛下物筛下物颗粒或活化料筛下物筛下物柱 状活性炭成 品粉 状活性炭成品破碎状颗粒活性炭成品低灰柱状或破碎状颗粒活性炭成品合格粒度图4-2 柱状活性炭生产工艺流程框图本工艺是煤基活性炭生产中较为复杂的一种生产工艺，在国内外规模化工业生产已有几十年的历史，工艺技术比较成熟，应用比较广泛。本工艺在中国国内124、的发展始于20世纪50年代后期，当时由太原新华化工厂从前苏联引进斯列普活化炉生产线生产煤基柱状活性炭，经过国内几代活性炭技术人员的努力，该工艺得到了长足的提高和完善，尤其是20世纪80年代中期以后，该工艺在国内取得了飞速发展。目前该工艺在国内应用比较普遍，尤其是宁夏地区的煤基活性炭生产厂商基本都是采用此工艺。本工艺活化采用的活化气体（活化剂）为水蒸汽和烟道气，其中烟道气是水蒸汽活化过程中产生的煤气的燃烧产物。活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化或混合活化。本工艺对原料适应比较广泛，可生产高、中、低档各类活性炭品种，产品强度高，质量指标可调范围广，既可用于气相处理，也可用于液相处理，因此本工艺生产125、的产品应用范围比较广泛，市场适应性好，推荐本工艺作为本项目选择工艺之一。（2） 压块活性炭生产工艺流程该工艺流程如下：向原料煤中加入一定数量的添加剂或催化剂（有时加入少量粘结剂），磨成煤粉（一般要求80%以上通过325目）后，利用干法高压成型设备对混合均匀的粉料进行压块；压块料经过破碎筛分，进入炭化炉炭化成炭化料；炭化料经过筛分成合格炭化料后，进入活化炉活化成活化料；活化料经过破碎、筛分后分成不同粒度等级的破碎状颗粒活性炭成品包装入库，筛下粉末通过磨粉制成粉状活性炭作为副产品。活性炭成品有时需要按照市场需求进行酸洗、浸渍等处理。压块活性炭生产工艺流程框图见图4-3。本工艺在国外的应用比较普遍，126、在国内的应用则处于起步阶段，本工艺在国内的最早应用始于20世纪90年代后期。20世纪90年代后期，煤炭科学研究总院HH煤化工研究分院活性炭技术人员率先在国内成功开发了这一技术并成功在山西建成一条工业化生产线，至今成功生产已有近十年的历史。本工艺活化采用的活化气体（活化剂）为水蒸汽和烟道气，其中烟道气来源于水蒸汽活化过程中产生的煤气的燃烧产物。活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化或混合活化。由于本工艺采用的是对磨粉后的原料进行干法造粒，因此一般要求原料煤具有一定的粘结性，因此本工艺只对具有一定粘结性的烟煤或低变质程度的烟煤适用，而高变质程度的无烟煤及没有粘结性的褐煤和泥炭难以采用此工艺生产煤基颗粒127、活性炭。本工艺可生产高、中、低档各类活性炭，产品的强度较高，产品的质量指标可调范围广。本工艺由于使用的原料煤为烟煤，生产出的煤基颗粒活性炭产品中孔较为发达，因此本工艺生产出的煤基颗粒活性炭成品非常适合用于液相处理。本项目拟定的主要原料为XJHS烟煤，通过加入适量添加剂可以满足压块活性炭生产工艺对原料煤粘结性的要求，因此推荐此工艺作为本项目的主要生产工艺。原料煤预 破磨 粉混 合压 块破碎、筛分炭 化筛 分活 化破 碎筛 分酸 洗水 洗脱 水烘 干包 装筛 分包 装磨 粉包 装筛下物回收作为燃料加入添加剂或催化剂，有时加入少量粘结剂筛下物筛下物筛下物破碎状颗粒活性炭成品低灰破碎状颗粒活性炭成品粉128、状活性炭成品图4-3 压块活性炭生产工艺流程框图（3） 球状活性炭生产工艺流程该工艺流程如下：首先将原料煤磨粉到一定细度（一般为90%以上通过200目），加入粘结剂和水分两段进行捏合、粉碎，待所加入的添加剂、粘结剂和水与煤粉经过充分的浸润、渗透和分散均匀后，通过造球机造球；造球后进行筛分，合格粒度的炭球通过热风干燥完成二次造球后，进行炭化；炭化好的炭化料进行筛分成合格的炭化料后进入活化炉活化，活化好的活化料经过筛分、包装即为球状活性炭成品。球状活性炭生产工艺流程框图见图4-4。本工艺是煤基活性炭生产中较为复杂的一种生产工艺，在国外早有规模化工业生产，工艺技术较为成熟完善，国内有小批量生产，没有129、形成规模。筛下物颗粒筛下物筛下物筛下物粉末筛下物原料煤预 破磨 粉捏 合添加剂、粘结剂和水催化活化法同时加入一定数量的催化剂粉 碎二次捏合二次粉碎造 球筛 分热风干燥炭 化筛 分活 化筛 分酸 洗水 洗脱 水烘 干筛 分包 装球 状活性炭成品包 装破 碎筛 分包 装破碎状颗粒活性炭成品磨 粉包 装粉 状活性炭成品低灰球状活性炭成品筛下物可作为燃料图4-4 球状活性炭生产工艺流程框图本工艺活化采用的活化气体（活化剂）为水蒸汽和烟道气，活化过程是水蒸汽和烟道气的交替活化或混合活化。由于本工艺采用对磨粉后的原料进行加入粘结剂造粒的方法，因此要求原料煤具有较强的粘结性，所以本工艺只对具有较强粘结性的烟130、煤适用，而对高变质程度的无烟煤、低变质程度的弱粘结性烟煤及没有粘结性的烟煤、褐煤和泥炭则不适用，因此本项目不推荐采用此种工艺。4.1.4.3 煤基粉状活性炭生产工艺流程煤基粉状活性炭生产工艺过程就是块状原料煤按照生产工艺要求通过破碎、筛分成合格粒度的原料后，首先进入炭化炉炭化成合格的炭化料，合格的炭化料进入活化炉活化成活化料，活化料经过磨粉制成粉状活性炭成品包装入库。煤基粉状活性炭生产工艺流程框图见图4-5。块状原料煤破 碎筛 分筛上物筛下物作为燃料出售炭 化活 化磨 粉包 装粉状活性炭成品图4-5 煤基粉状活性炭生产工艺流程框图煤基粉状活性炭主要用于上、下水处理、垃圾焚烧烟气净化处理及土壤改131、良等，由于售价较低，因此单独生产煤基粉状活性炭，经济上常常不可行，所以国内基本没有单独生产煤基粉状活性炭的生产厂商。目前，煤基粉状活性炭产品基本来源于煤基颗粒活性炭生产厂商在生产颗粒活性炭的同时产生的筛下物，这些筛下物被磨成粉制成粉状活性炭作为副产品销售。据了解，国外煤基粉状活性炭生产企业仅有Norit公司，该公司用泥炭生产煤基粉状活性炭用于垃圾焚烧烟气的净化处理，因此本工艺只对价格非常低廉的原料煤诸如泥炭较为适用，本项目不推荐采用此种工艺。4.1.4.4 本项目活性炭生产工艺流程的确定本项目拟定的原料煤XJHS煤和松树头煤均为弱粘结性烟煤，难以满足球状活性炭生产工艺对原料煤的要求，但能够满足132、柱状活性炭和原煤破碎活性炭生产工艺对原料煤的要求，同时这些低变质程度的烟煤可以通过配煤方案满足压块活性炭生产工艺对原料煤粘结性的要求。因此，根据本项目拟定的原料煤特性和产品方案，综合上述国内外煤基活性炭生产工艺流程的比选，推荐本项目生产工艺方案采用压块活性炭、柱状活性炭和原煤破碎活性炭3种生产工艺，主要生产高、中、低档各种规格的煤基压块破碎颗粒活性炭、柱状活性炭和原煤破碎颗粒活性炭，同时副产一定数量的粉状活性炭。国内外煤基活性炭生产工艺比较见表4-2，本项目拟定的活性炭生产工艺流程框图见图4-6、4-7。表4-2 国内外煤基活性炭生产工艺流程比选小结生产工艺流程特 点适用原料煤种原煤破碎活性炭133、工艺简单，生产成本较低，设备投资较少，操作简便；活性炭产品质量较好，主要为中、低档产品具有较高物理强度的弱粘结性块状烟煤柱状活性炭工艺较为复杂；原料适应比较广泛，可生产或同时生产多品种活性炭；本工艺可生产高、中、低档各类活性炭，产品的强度高，产品质量指标可调范围广，产品孔径可调范围宽，产品既可用于气相处理，也可用于液相处理，因此本工艺生产的产品应用范围比较广泛，市场适应性好所有煤种压块活性炭可生产高、中、低档各类活性炭，产品的强度较高，产品质量指标可调范围广。本工艺由于使用的原料煤为烟煤，生产出的煤基颗粒活性炭产品中孔较为发达，因此活性炭成品非常适合用于液相处理，诸如上水处理，糖浆脱色等具有一134、定粘结性的烟煤或低变质程度的烟煤球状活性炭可生产高、中、低档各类活性炭，产品的强度较高，产品的质量指标可调范围广；活性炭成品不仅适合液相处理，而且也适合气相处理；同挤压成型法、压块法相比，本工艺是最适合大规模批量生产，但对原料要求苛刻，原料来源范围窄具有较强粘结性的烟煤煤基粉状活性炭工艺简单，设备投资较少，操作简便；产品主要应用于低档场合，售价低。只对价格低廉的原料煤诸如泥炭较为适用破 碎筛 分炭 化活 化筛 分筛 分包 装压块破碎颗粒活性炭成品包 装粉状活性炭成品原料煤1预 破磨 粉混 合压 块添加剂破 碎筛 分炭 化筛 分活 化筛 分酸 洗原煤破碎活性炭成品磨 粉预 破破 碎原料煤3水 洗135、烘 干包 装图4-6 项目期活性炭生产工艺流程框图破 碎筛 分炭 化活 化筛 分筛 分包 装压块破碎颗粒活性炭成品包 装粉状活性炭成品原料煤1预 破磨 粉混 合压 块添加剂破 碎筛 分炭 化筛 分活 化筛 分酸 洗原煤破碎活性炭成品磨 粉预 破破 碎压 条风 干炭 化筛 分活 化捏 合预 破磨 粉粘结剂水原料煤1筛 分添加剂原料煤2原料煤3水 洗烘 干包 装包 装柱状活性炭成品图4-7 项目期活性炭生产工艺流程框图4.1.5 项目工艺技术来源按照选定的活性炭生产工艺流程，同时借鉴国内外先进的活性炭生产工艺技术，本项目工艺技术首先立足国内现有成熟的生产设备和最新开发的技术成果，同时在关键工艺技术136、和生产设备方面考虑引进世界活性炭行业新的先进生产技术和生产设备。经综合比较后，选择起点高、工艺先进、产品质量优良、生产成本低及经济效益好的生产技术和生产设备，使项目建成后成为技术先进、经济效益好、竞争力强的大型煤基活性炭企业。根据项目确定的活性炭生产工艺流程，本项目活性炭生产过程主要包括备煤工序、成型工序、炭化工序、活化工序、成品处理工序，下面分别加以说明。4.1.5.1 备煤工序备煤工序主要是对活性炭生产所用的原料煤进行处理以保证后续工序的正常运行。在备煤工序，用于压块破碎活性炭和柱状活性炭生产的计量原料煤经破碎、磨粉后，送往成型工序进行成型处理；用于原煤破碎活性炭生产的原料煤被破碎至合格粒137、度后送往炭化工序进行炭化。（1） 原料煤的破碎依据本项目选用的生产工艺方案，生产原煤破碎活性炭的原料煤需先经过破碎至合格粒度后再送至炭化工序进行炭化生产，生产压块破碎活性炭和柱状活性炭的原料煤需先经过破碎达到合格粒度再送至磨粉工序，即原煤破碎是本项目生产的第一道工序。（2） 原料煤的磨粉磨粉是为成型造粒做准备，磨粉工序的要求应该是在工业条件允许的情况下尽可能把原料煤磨得细一些，这样可以使原料均匀，增大煤粉的外表面积，捏合时在水和粘结剂的存在下产生界面化学凝聚，易于成型和提高产品强度。对于本项目，一般要求煤粉的细度为95%以上通过180目即可完全达到生产工艺要求。4.1.5.2 成型工序成型工序138、就是在专用的成型造粒设备中对煤粉进行加工，使之具备工艺要求的性能和形状。在成型工序，用于进行压块活性炭生产的原料煤粉要被压成块状后破碎再送往炭化工序进行炭化，用于柱状活性炭生产的原料煤粉与粘结剂、水捏合均匀后被挤压成条状，再经风干后送往炭化工序进行炭化。（1） 压块压块成型工序就是将原料煤粉加入压块成型机的成型模具内，在高压条件下，通过煤中的粘结性组分的粘结力、煤分子之间的吸引力及煤中的粘结性组分在高压条件下发生的热缩聚，将物料压成具有一定强度的块状或片状颗粒。由于压块成型机压出的块状或片状颗粒粒度较大，因此还需要通过破碎筛分（大块返回破碎，筛下物返回压块机）制成符合粒度工艺要求的不定形颗粒。139、（2） 捏合（柱状活性炭）捏合工序对最终产品的强度、外观及产品的得率都有很大影响，其过程是将一种或两种煤粉与一定数量的粘结剂和水（采用催化活化法时则同时添加一定数量的催化剂）在一定温度下进行充分混合并搅拌一定时间，使加入的粘结剂和水与煤粉经过充分的浸润、渗透和分散均匀，煤粉在粘结剂和水的存在下产生界面化学凝聚成膏状物料，具有挤压变形的可塑性，易于成型和提高产品强度。（3） 挤条（柱状活性炭）挤条过程是将捏合好的煤膏送入成型机，使物料在高压下通过一定规格的模具，煤膏在高压下发生复杂的弹性与塑性变形，最终成条状被挤出。（4） 风干（柱状活性炭）刚成型好的炭条由于温度较高，并含有一定的水份，质地柔软140、，强度较差，所以必须通过一定时间的自然风干使存在于物料内部的水份扩散到物料表面并被蒸发除去，同时物料被冷却至常温。物料在风干过程中由于水份的除去、物料的冷缩及物料内部的界面化学凝聚，使得物料内部结构致密化，从而达到炭条硬化并提高强度的目的，使物料在运输储存及炭化时不发生碎裂和粉化现象，保证后续生产和最终产品的质量。风干采用自然堆放法将物料水平铺放于光洁的水泥地面之上，铺放厚度为35cm。风干时间一般为48个小时。4.1.5.3 炭化工序炭化工序是气体活化法生产活性炭过程中的重要工序之一，该过程是把原料隔绝空气加热，使非碳元素减少，以生产出适合活化工序所需要的碳质材料的工序，是活化前的主要准备与141、基础。炭化工序包括成型物料的炭化和炭化尾气处理两部分。（1）成型物料的炭化炭化工序实际上就是物料在低温条件下的干馏，在该过程中，物料在一定的低温范围内和隔绝空气的条件下逐步升温加热，物料中的低分子物质首先挥发，然后煤及煤焦油沥青分解和固化。整个炭化过程中物料会发生一系列复杂的物理变化和化学变化，其中物理变化主要是脱水、脱气和干燥过程；化学变化主要是热分解和热缩聚两类反应。物料在热分解和热缩聚反应过程中析出煤气和煤焦油，物料中的有机化合物的氧键结合基被破坏，氧元素以H2O、CO、CO2等气体析出，同时形成芳香族化合物和交联的高强度碳分子结构固体；在炭化过程中，由于物料在高温分解时将氧和氢等非碳物142、质排出，失去氧氢后的碳原子则进行重新组合，形成具有基本石墨微晶结构的有序物，这种结晶物由六角形排列的碳原子平面组成，它们的排列是不规则的，因此形成了微晶之间的空隙，这些空隙便是炭化料的初始孔隙。因此，炭化的目的就是使物料形成容易活化的二次孔隙结构并赋予能经受活化所需要的机械强度。对物料炭化的要求就是通过炭化所得的炭化料外观要达到一定的规格和形状要求，内部结构上要具有一定的初孔结构，同时要具有较高的机械强度。炭化工艺控制的主要操作条件包括炭化温度、炭化终温、物料的升温速度、加料速度及炭化时间。（2）炭化尾气处理成型物料的炭化过程产生炭化尾气，炭化尾气的组成主要为两部分：一部分为炭化时外加燃料热源143、燃烧产生的高温加热气体，主要成分为CO2、H2O、N2及少量的SO2和CO；另一部分为成型物料炭化热分解时所产生的挥发物组份，诸如CO、H2、CH4、烷烃、烯烃、煤焦油等。炭化尾气中含有少量有毒有害物质，这些气体直接排入大气将给周围环境造成污染，因此炭化尾气需要经过处理才能直接排入大气。目前，炭化尾气处理采用的方法主要有两类，一类是焚烧法，一类是电捕集器法。焚烧法是使炭化尾气进入焚烧炉，在800950的高温条件下并有过量空气的气氛中充分燃烧，将可燃气体及有害物质全部燃烧成CO2后排入大气。焚烧炉可用煤气加热也可用煤加热，燃烧产生的热量通过废热锅炉进行回收产生蒸汽。这种方法投资少，操作简单，可以144、将对环境有害的物质彻底脱除，不留环境隐患，同时可以产生项目生产所需要的蒸汽。焚烧法主要流程如图4-8所示。炭化尾气焚烧炉废热锅炉烟囱燃料气空气蒸汽除盐水图4-8 焚烧法处理炭化尾气流程示意图电捕集器法是采用成套工艺设备通过捕集、回收、燃烧、净化等过程将炭化尾气净化排入大气。这种处理方式借鉴于焦化厂的焦炉气处理方法，从炭化炉排出的炭化尾气首先通入直冷塔，用水直接喷淋将温度从500600降至8085；再通入间冷塔进一步冷却至2540，在此处煤气与焦油、水、焦油渣等分离。分离下来的焦油、水及焦油渣一起进入焦油氨水澄清池，经澄清分离后上层的水可用泵打回直冷塔喷淋，中层的焦油可通过液面调节器流出用来进一145、步精制，下层的焦油渣可用刮板运输机运出。其余煤气经鼓风机后进入电捕焦油器，在此处将煤气中悬浮的焦油雾滴捕集，煤气再经焚烧回收热量后排空或用作燃料气燃烧利用（如用作燃料气需进一步净化处理）。电捕集法处理炭化尾气主要流程如图4-9所示。在焦化行业处理荒煤气的流程中使用的是氨水进行喷淋冷却，处理过程更为复杂，可得到多种副产品，但投资庞大，一般在生产规模较大规模的焦化厂中才会应用。这种方法一次性投资较大，产生的工业废水中含有氰、酚等化合物，净化处理比较困难，运行成本较高，而且由于活性炭炭化炉与炼焦高炉操作温度不同，尾气成分差别很大，导致焦油回收效率低，目前该方法在活性炭行业无成功范例，因此不推荐本项目146、采用此方法。焚烧法处理炭化尾气虽然焦油未能回收，但该法投资少，操作简单，尾气处理彻底，不留后患（如含酚废水），因此焚烧法在活性炭生产中采用比较普遍。焦油蒸汽除盐水炭化尾气直冷塔废热锅炉烟囱水间冷塔鼓风机澄清池电捕焦油器净化燃料气废水焦油焦油渣焚烧炉空气燃料气图4-9 电捕焦油法处理炭化尾气流程示意图焚烧炉可用煤气、天然气、柴油、重油加热，也可用煤加热。考虑本项目拟定厂址在XJ，当地天然气资源丰富，来源广泛稳定，价格低廉，因此推荐本项目焚烧炉采用以天然气作为炭化尾气焚烧燃料。炭化尾气处理方法比选详见表4-3。表4-3 炭化尾气处理方法比选小结处理方法优 点缺 点焚烧法投资少，操作简单，尾气处理彻147、底，不留后患，可回收热量产生蒸汽焦油未能回收电捕集器法可回收炭化尾气中的焦油成分操作复杂，投资大，含酚废水处理困难，运行成本高综上所述，本项目炭化尾气处理工艺推荐采用焚烧法，炭化尾气处理设备推荐采用以天然气为燃料的焚烧炉。4.1.5.4 活化工序活化工序是活性炭生产过程中最关键的工序，它直接影响到活性炭的性能、成本和质量，活化工序也是活性炭生产过程中操作复杂、投资较大的核心部位。气体活化法的活化工序是用活化气体和碳发生氧化还原反应，侵蚀炭化物的表面，同时除去焦油类物质及未炭化物，使炭化料的微细孔隙结构发达的工序。由于炭化料在生产过程中已经具备了基本的孔隙结构和一定数量的比表面积，但是距活性炭所148、要求的技术指标相差甚远。活化就是在保持炭粒一定强度的前提下，通过工艺措施使炭化料具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积，达到活性炭所要求的技术性能。根据项目确定的活性炭生产方法，本项目活性炭生产方法确定为气体活化法。气体活化法生产煤基活性炭，无论采用什么设备，其基本原理都是一致的，即采用水蒸汽、烟道气（主要成分为CO2）或其混合气体等含氧气体作为活化剂，在高温下与炭接触发生氧化还原反应进行活化，生成一氧化碳、二氧化碳、氢气和其它碳氢化合物气体，通过碳的气化反应（“烧失”）达到在碳粒中造孔的目的。其主要化学反应式如下：C+2H2O 2H2+CO218kcal C+H2O H2+CO31kcal CO149、2+C 2CO41kcal 从上述三个化学反应式可以看出，三个反应均是吸热反应，即随着活化反应的进行，活化炉的活化反应区域温度将逐步下降，如果活化区域的温度低于800，上述活化反应就不能正常进行，所以在活化炉的活化反应区域需要同时通入部分空气与活化产生的煤气燃烧补充热量，或通过补充外加热源，以保证活化炉活化反应区域的活化温度。活化反应属于气固相系统的多相反应，活化过程中包括物理和化学两个过程，整个过程包括气相中的活化剂向炭化料外表面的扩散、活化剂向炭化料内表面的扩散、活化剂被炭化料内外表面所吸附、炭化料表面发生气化反应生成中间产物（表面络合物）、中间产物分解成反应产物、反应产物脱附、脱附下来的150、反应产物由炭化料内表面向外表面扩散等过程。目前的研究表明，活化反应通过以下三个阶段最终达到活化造孔的目的。第一阶段是炭化时形成的但却被无序的碳原子及杂原子所堵塞的孔隙的打开，即高温下，活化气体首先与无序碳原子及杂原子发生反应。第二阶段是打开的孔隙不断扩大、贯通及向纵深发展，孔隙边缘的碳原子由于具有不饱和结构，易于与活化气体发生反应，从而造成孔隙的不断扩大和向纵深发展。第三阶段是新孔隙的形成，随着活化反应的不断进行，新的不饱和碳原子或活性点则暴露于微晶表面，于是这些新的活性点又能同活化气体的其它分子进行反应，微晶表面的这种不均匀的燃烧就不断地导致新孔隙的形成。活化工艺控制的主要操作条件包括活化温151、度、活化时间、活化剂的流量及温度、加料速度、活化炉内的氧含量等。4.1.5.5 成品处理工序成品后处理是根据市场的需要，调整活性炭产品的粒度分布范围、灰份、pH值等，或通过浸渍或加载化学药品改善其化学物理性能，以及颗粒产品筛分所得筛下物的回收等工艺过程的总称。根据拟定的产品方案，本项目成品后处理包括酸洗、破碎、筛分、磨粉等过程。（1） 酸洗酸洗工序包括酸洗、水洗、脱水和烘干等过程，可以去除活性炭产品的部分灰分或将产品的pH值调整为中性，以满足市场对低灰或低pH值产品的需要。（2） 成品破碎本项目的成品破碎工序是指对压块炭活化料的破碎。破碎的目的就是根据市场需要，生产不同粒度分布范围的不定形颗粒152、活性炭产品。（3） 成品筛分本项目的成品筛分工序包括原煤破碎活化料的筛分、压块炭活化料破碎后的筛分以及柱状活化料的筛分。原煤破碎活化料的筛分和压块炭活化料破碎后的筛分是将筛上的不合格大颗粒分离返回破碎，同时将筛下的粉末分离回收生产粉状副产品；柱状活化料的筛分是将活化生产过程中的产生的小颗粒和粉末分离回收生产副产品。（4） 成品磨粉本项目的成品磨粉工序是将原煤破碎活化料和压块炭活化料破碎后筛分所得的筛下粉末、柱状活化料的筛下物以及部分合格粒度的原煤破碎活化料制成粉状活性炭产品。4.2 主要设备方案4.2.1 主要设备选型根据项目确定的活性炭生产工艺流程，本项目活性炭生产过程主要包括备煤、成型、炭153、化、活化、成品处理5个工段，涉及到的主要设备包括原料煤的破碎设备、磨粉设备、捏合和混合设备、成型设备、炭化设备、炭化料筛分设备、活化设备、成品后处理设备、物料输送和储存设备、粉尘的收集设备及炭化、活化尾气的废热利用设备，下面分别加以说明。4.2.1.1 破碎设备用于原材料破碎的设备种类很多，但由于粒度要求、规模大小、造价高低等因素的影响，在活性炭生产中用于原煤破碎的设备主要为颚式破碎机、对辊破碎机、锤式破碎机等。颚式破碎机是活性炭生产中常用的破碎设备，主要应用于较大粒度原煤的破碎，具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点。对辊式破碎机适用于各种中等硬度以下的154、各种物料，在活性炭生产中主要用于中碎和细碎，具有结构简单、排料粒度调节灵活、性能稳定等特点。锤式破碎机适用于破碎各种脆性材料，具有结构简单，破碎比大，生产效率高等特点，可作干、湿两种形式破碎，适用于中等硬度及脆性物料的细碎。原料煤破碎设备比选详见表4-4。表4-4 原料煤破碎设备比选小结设备类型优 点缺 点颚式破碎机主要应用于较大粒度原煤的破碎，具有破碎比大、产品粒度均匀、结构简单、工作可靠、维修简便、运营费用经济等特点产品粒度较大对辊破碎机主要用于中碎和细碎，具有结构简单、排料粒度调节灵活、性能稳定等特点对进料粒度要求较高锤式破碎机适用于破碎各种脆性材料，具有结构简单，破碎比大，生产效率高等155、特点，产品粒度较大，破碎均匀度差，对原料要求较高综上所述，同时考虑本项目是大规模生产，原料煤处理量大，推荐本项目原煤破碎设备采用颚式破碎机和对辊破碎机相结合进行生产。4.2.1.2 磨粉设备磨粉设备种类很多，但由于粒度要求、规模大小、造价高低等因素的影响，在活性炭生产中用于煤的磨粉设备主要有中速辊式磨煤机、雷蒙磨、离心粉碎机、球磨机、振动磨粉机等。雷蒙磨又称摆式磨粉机，是目前煤粉加工的主要设备，在活性炭生产中应用比较广泛。由于它具有占地面积小、设备独立配套生产、煤种适应性强、生产能力大、产品细度能达到生产要求、煤的含水率稍高也能运行稳定可靠、易操作、节能省电、噪音小、污染少等优点，缺点就是造价156、较高。雷蒙磨和高压悬挂辊式磨粉机非常适合大规模化生产。中速辊式磨煤机适用于粉磨烟煤等中等硬度的物料，具有容量大型化、研磨部件使用寿命长、电耗率低及设备可靠程度高等特点。中速磨粉机的产量和细度易于调节，产品粒度均匀，同时还具有高效节能、金属磨损低的优点，其生产能力一般较大，适合于大规模生产。离心粉碎机又称气流粉碎机或风选粉碎机，由于其产品粒度细且可调，设备体积小、价格低，所以深受中小企业和乡镇企业的欢迎；但其缺点是产量小、噪音大，仅适合中硬度以下含水率较低物料的粉碎作业。球磨机最大优点是煤种适应性强，结构可靠，运行稳定；但其设备庞大，投资额和占地面积也大，运行中电耗高、噪音大，出粉均匀性较差，生157、产效率低，因此在活性炭生产中正在被逐步淘汰。磨粉设备比选详见表4-5。综上所述，考虑到本项目的实际情况，经综合比选，推荐本项目磨粉设备采用雷蒙磨和中速磨粉机。4.2.1.3 捏合设备本项目捏合设备只用于柱状活性炭的生产过程。捏合的过程就是将煤粉与一定数量的粘结剂和水（采用催化活化法时则同时添加一定数量的催化剂）在一定温度下进行充分混合并搅拌一定时间，使煤粉成膏状物料，具有挤压变形的可塑性，易于成型和提高产品强度。捏合设备有间歇式和连续式两种。活性炭生产使用的间歇式捏合机主要采用常压蒸汽加热或油加热翻缸出料的形式，优点是物料混合均匀、物料配比及混捏程度易于掌控、便于维修，缺点表4-5 原料煤的磨158、粉设备比选小结设备类型优 点缺 点雷蒙磨占地面积小、设备独立配套生产、煤种适应性强、生产能力大、产品细度能达到生产要求、煤的含水率稍高也能运行稳定可靠、易操作、好维护、节能省电、噪音小、污染少造价较高中速辊式磨煤机产品均匀度高、布置紧凑、容量大型化、研磨部件使用寿命长、电耗率低、设备可靠程度高、检修方便安全、出力平稳、噪音低、振动小设备处理能力一般较大，碾磨出力最小为10t/h离心粉碎机产品粒度细且可调，设备体积小、占地面积小，价格低产量小、噪音大、仅适合中硬度以下含水率较低物料的粉碎作业，易损件更换周期短，维修频繁球磨机煤种适应性强，结构可靠，运行稳定要求物料在中碎细度状态入磨才有较高的粉磨159、效率；研磨球对物料重击及研磨时球体本身磨掉的铁质会对活性炭原料造成污染是间歇操作、体力劳动强度大、生产环境比较脏。连续式捏合机是近十年引进和消化国外的先进捏合技术而开发出来的一种先进捏合设备。其工作过程为煤粉、煤焦油和水按照工艺要求的比例调节好流量，物料连续进入捏合机的一端，被两个平行轴上的搅拌桨不断翻动、挤压，同时向前运动，当物料被翻挤到捏合机的另一端时，便由下部的排料口连续排出。连续式捏合机的优点是生产效率高（通常比间歇式相同规格容积的生产效率高3040%）、劳动强度小、操作环境好，产量大、质量均匀、可连续化生产，但生产过程中时煤粉、煤焦油和水必须连续稳定供应，所以连续式捏合机多用在较大生160、产规模的工厂。目前国外大的活性炭生产企业捏合工序基本都是采用连续式捏合机，使物料的捏合和造粒工序完全在连续化和封闭化的状态下进行，生产效率高，生产环境清洁，节省人力，自动化程度较高。而国内大部分活性炭生产企业使用的捏合设备多数为间歇式的，主要原因在于国内企业的生产规模都比较小。捏合设备比选详见表4-6。综上所述，经综合比较，推荐本项目捏合设备采用连续式捏合机。表4-6 捏合设备比选小结设备类型优 点缺 点间歇式捏合机物料混合均匀、物料配比及混捏程度易于掌控、便于和生产隔离和维修间歇操作、体力劳动强度大、生产环境比较脏连续式捏合机生产效率高、劳动强度小、节省人力、生产环境清洁，产量大、质量均匀，161、可使生产连续化、封闭化开车调试比较困难，易出不合格产品4.2.1.4 成型造粒设备根据拟定的活性炭生产工艺流程，本项目工艺成型造粒有两种，一种为柱状成型造粒；一种为压块成型造粒，因此本项目成型造粒设备分为压块成型造粒设备和柱状成型造粒设备。（1） 压块成型造粒设备压块成型造粒主要采用干法挤压成型造粒技术，目前比较适合于活性炭压块成型造粒的设备只有一种，即干法辊压造粒机。干法辊压造粒机是采用干法挤压工艺技术，对含水量10%的粉状物料进行压缩成块、片或团，再经过破碎、整粒、筛分工艺，使团、片或块状物料变成符合使用要求的颗粒状物料。干法辊压造粒机主要是靠外部加压方式，使物料强制通过两个反向旋转的辊轮162、间隙，压缩成团、块或片。在辊压过程中，物料的表观密度能增大1.53倍，从而达到一定的强度要求。干法辊压造粒机全套设备主要由螺旋加料机、螺旋喂料机、双辊辊压主机、破碎机、整粒机和多级旋振筛所组成。干法辊压造粒机的工作原理是：各种干粉物料从设备顶部加入，经脱气、螺旋预压进入两个平等轧辊，轧辊相对旋转，物料被强制送入两辊之间，带槽轧辊将物料咬入辊隙被强制压缩，物料通过压缩区后，物料的表面张力和重力使之自然脱出。脱出后的成型料块进入碎粒机由旋转刀排破碎，被破碎的物料进入整粒机通过滚动刀排使颗粒和部分粉状物料进入旋振筛进行筛分，合格品通过输送机被送入成品仓，大颗粒筛上物料通过输送机再次返回整粒机，粉状筛163、下物料通过输送机再次被送回螺旋加料机进行二次辊压，挤压力的大小可根据造粒操作的需要由液压油缸的压力进行调节。通过改变辊面开槽形式，可得到块状、片状、条状、扁球状物料。干法辊压造粒机的特点是：l 物料经机械压力强制压缩成型，不破坏物料的化学性能，不添加任何湿润剂，产品纯度得到保证。l 干粉直接造粒，无需后续干燥过程，更有利于现有生产流程的衔接和改造。l 颗粒强度高，堆积比重的提高较其它造粒方式更为显著，尤其适合于增加产品堆积比重的场合，对活性炭生产极为有利。l 可控制环境污染，减少粉体浪费和包装成本，提高产品运输能力。l 结构紧凑、维修方便、操作简单、工艺流程短、能耗低、效率高、故障率低、原料适164、应范围广，辊压力可根据不同的物料自由调整。l 加料和喂料装置采用电磁无级调整和变频无级调整控制，自动化程度高，可实现一人多机控制，劳动强度低。l 主要传动部件均采用优质合金材料和不锈钢材料制作，大大提高了耐磨损和耐腐蚀能力，使该机具有较长的使用寿命。目前国内外活性炭生产企业采用压块成型造粒设备均为干法辊压造粒机。综上所述，考虑目前可用于活性炭压块成型造粒的设备只有一种，即干法辊压造粒机；同时干法辊压造粒机又是目前国内外最先进的工艺技术，因此本项目压块成型造粒设备推荐采用干法辊压造粒机。（2） 柱状成型造粒设备柱状成型造粒设备的种类很多，目前国内外用于煤基活性炭生产的柱状成型造粒设备主要有单缸立165、式四柱压力机、双缸立式双柱压力机、卧式压力机、单螺杆挤条机、双螺杆挤条机、平模碾压造粒机。单缸立式四柱压力机、双缸立式双柱压力机、卧式压力机均为间歇式成型造粒，单螺杆挤条机、双螺杆挤条机、平模碾压造粒机则都是连续式成型造粒。单缸立式四柱压力机、双缸立式双柱压力机的工作过程主要是人工将捏合好的物料加入压缸内，液压机的活动横梁带动压头自上而下向下运动，压头进入压缸向下顶压物料，物料则通过挤条模具的模孔被挤压成圆柱状炭条排出。当压缸内的物料全部被压出之后，活动横梁带动压头自下而上向上运动，完成一次压条过程，如此反复操作。卧式压力机是卧式液压挤条机或利用卧式液压机的结构和原理而改造成的挤条设备，其工作166、原理是先将捏合好的物料进行预压成型，使之成为大块圆柱状物料，然后装入压缸挤压，通过孔板模具盘压成圆柱状炭条排出。单螺杆挤条机、双螺杆挤条机的工作过程就是捏合好的物料由加料斗连续加入，通过单根或两根反方向转动的螺杆不断向前挤动，一直推到挤出孔板处被强制连续挤出，成为一定规格的圆柱状炭条。平模碾压造粒机的工作原理就是加入机内的物料经辊轮挤压，被强制从钢制开孔平模挤出，挤出的圆柱状颗粒在模板下面被刮刀切断，从而得到圆柱状颗粒。目前国内活性炭生产企业使用的挤条造粒设备主要是单缸立式四柱压力机和双缸立式双柱压力机；国外活性炭生产企业使用的挤条造粒设备主要为平模碾压造粒机。单缸立式四柱压力机和双缸立式双柱167、压力机其结构和工作原理都是一样的。双缸立式双柱压力机由于加料和压条同时进行，因此双缸立式双柱压力机的生产效率比单缸立式四柱压力机大大提高。这两种设备都具有压条质量均匀、运行可靠、设备维修量小、压条直径范围宽（颗粒直径为1.515mm都能生产）等优点，但两种设备的缺点是间歇式生产，单机生产能力偏小，一般为0.50.7t/hr（以煤粉计），不适合大规模化活性炭造粒生产。卧式压力机具有操作安全方便，便于更换清洗模具和维修等优点，但是其生产时必须先对捏合料进行预压成型，然后才能压条，生产效率低，生产能力小，目前在活性炭生产中正逐步被淘汰。螺杆式挤条机具有结构简单、造价低、易制造、易修理等优点，但是螺杆168、式挤条机用于活性炭生产时，操作和维修工作量大，经常出现抱轴现象，螺杆易磨损，物料挤出孔容易堵塞，造成设备超压运行出现故障，因此螺杆式挤条机对捏合料的配比和捏合程度要求严格。实际生产过程中，螺杆式挤条机常常不能连续正常稳定运行，导致国内外活性炭生产厂商使用的越来越少。平模碾压造粒机是目前最先进的造粒技术，它具有成粒率高，无返料；颗粒强度高，二次粉化率极低；单机生产能力大，用于活性炭生产最大可达1.6t/hr（以煤粉计），更适合于大规模物料的造粒生产，同时设备运行稳定可靠，生产过程连续化和封闭化，生产效率高，生产环境清洁，节省人力；压条直径范围宽（颗粒直径为210mm都能生产）等优点。其缺点是造价169、偏高。目前国外大的活性炭生产企业挤条造粒使用的设备基本都采用平模碾压造粒机。柱状成型造粒设备比选详见表4-7。表4-7 柱状成型造粒设备比选小结设备类型优 点缺 点单缸立式四柱压力机压条质量均匀、运行可靠、设备维修量小、压条直径范围宽间歇式生产，单机生产能力偏小双缸立式双柱压力机压条质量均匀、运行可靠、设备维修量小、压条直径范围宽间歇式生产，单机生产能力偏小卧式压力机操作安全方便，便于更换清洗模具和维修生产效率低，生产能力小单螺杆挤条机结构简单、造价低、易制造、易修理操作和维修工作量大，经常出现抱轴现象，螺杆易磨损，物料挤出孔容易堵塞，造成设备超压运行出现故障；对捏合料的配比和捏合程度要求严格170、双螺杆挤条机结构简单、造价低、易制造、易修理操作和维修工作量大，经常出现抱轴现象，螺杆易磨损，物料挤出孔容易堵塞，造成设备超压运行出现故障；对捏合料的配比和捏合程度要求严格平模碾压造粒机成粒率高，无返料；颗粒强度高，二次粉化率极低；单机生产能力大，更适合于大规模物料的造粒生产；运行稳定可靠，生产过程连续化和封闭化，生产效率高，生产环境清洁，节省人力；压条直径范围宽等优点，是目前最先进的造粒技术造价偏高综上所述，考虑本项目大规模化生产的特点，经综合比选后，推荐本项目柱状成型造粒设备采用平模碾压造粒机。4.2.1.5 炭化设备用于活性炭生产的炭化炉有很多种，诸如立式移动床窑炉、土窑炉、坑式炉、蜂房171、式炉、铁制移动炉、外热型卧式螺旋炉、耙式炉、回转炭化炉等等。活性炭生产的原料不同，炭化时所能使用的炭化设备也会不同。由于在炭化过程中的表现不同，碳质材料可以分为“焦炭”型和“木炭”型两类。焦炭型原料炭化时，在350500下发生熔融，而木炭型原料则不发生熔融。对于焦炭型原料的炭化只能使用回转炭化炉，否则就会出现原料在炭化时结焦堵塞产品道，或使用带有搅动设备的炭化装置诸如耙式炉，则会出现原料在炭化时产生大量破碎料及粉末；而回转炭化炉在炭化焦炭型的原料时，由于其特殊的工艺结构和工作原理则不会出现上述问题。回转炭化炉分为外热式和内热式两种。外热式回转炭化炉由于结构复杂、造价高、热效率低等原因，现在已经172、很少使用。而内热式回转炭化炉则具有结构简单、工艺控制和操作方便容易、热效率高、通过转动混合使物料均匀加热、升温速度合理、质量均匀、炉内气氛易于控制、产品得率高、产品强度高、产量大、连续化生产运行稳定等优点，因此目前煤基活性炭生产企业广泛使用的是内热式回转炭化炉。内热式回转炭化炉是一个组合传动设备，主要由加料仓、炉尾、回转筒体、炉头及传动装置所组成。内热式回转炉的工作原理是加热介质和被炭化的物料在一定的温度范围内连续直接接触，相互逆向流动。物料由低温区向高温区移动，逆向而来的加热介质不断将热量供给物料，物料温度逐步提高，从而完成脱水、脱气、干燥、热分解、热缩聚等过程，最后从高温区的出料口排出；加173、热介质由高温区向低温区移动，由于不断将热量供给物料，自身温度逐步降低并携带炭化过程中物料产生的大量挥发物，最后由炉尾烟气出口排出。煤炭中烟煤是焦炭型原料，无烟煤、褐煤及泥煤则是木炭型原料。但是无烟煤、褐煤及泥煤通过磨粉加入煤焦油成型所得到的炭条则就变成焦炭型原料。因此国内外以烟煤为原料或者以无烟煤、褐煤及泥煤通过磨粉加入煤焦油成型的方式生产活性炭，炭化时所用的设备均为内热式回转炭化炉。炭化设备比选详见表4-8。表4-8 炭化设备比选小结设备类型优 点缺 点内热式回转炭化炉结构简单、工艺控制和操作方便容易、热效率高、通过转动混合使物料均匀加热、炉内气氛易于控制、产品得率高、强度高、产量大、连续化174、生产运行稳定自动化程度低、温度不易控制、尾气产生量大外热式回转炭化炉自动化程度高，温度控制稳定，尾气产生量少且易于处理回收结构复杂、造价高、工艺及炉内气氛不易控制、热效率低综上所述，由于本项目拟定的原料为无烟煤和烟煤，无烟煤不能直接生产颗粒活性炭，只能通过磨粉加入煤焦油成型生产颗粒活性炭，因此本项目炭化设备推荐采用内热式回转炭化炉。4.2.1.6 炭化料筛分设备通过炭化工序所得的炭化料，活化之前一般需经过筛分方可进入活化炉活化。因为成型物料炭化过程中不可避免地产生少部分细小颗粒和粉料，这些细小颗粒和粉料的存在会导致活化炉产品道膨料，或使活化炉内料层致密不利于活化气体的均匀分散活化。筛分的目的就175、是将炭化生产过程中产生的不符合粒度要求的细小颗粒及粉料除去，以保证活化顺利有效进行。炭化料的筛分过程非常简单，能满足炭化料筛分工艺要求的筛分设备很多，诸如直线振动筛、旋振筛、气流筛、滚筒筛等等。目前国内活性炭生产企业使用的成品筛分设备主要为直线振动筛，直线振动筛具有单机生产能力大、运行可靠、结构简单、造价低等优点，本项目成品筛分设备推荐采用直线振动筛。考虑到从炭化炉出来的炭化料温度较高，在振动筛外部加一风冷装置，整体做成密闭结构，这样可保证炭化料的降温和筛分同步进行。4.2.1.7 活化设备活化设备是活性炭生产过程中的核心设备。气体活化法生产活性炭的活化炉主要有沸腾炉、管式炉、盘式炉、L型炉、176、平板炉、闷烧炉、耙式炉、斯列普炉、回转活化炉、斯特克炉等，其中早期使用的沸腾炉、管式炉、盘式炉、L型炉、平板炉、闷烧炉等由于生产能力小、得率低、生产效率不高、产品质量不均匀、热效率低、设备检修周期短、劳动强度大等缺点已逐步被淘汰，考虑到本项目生产规模较大，因此仅对生产能力较大的耙式炉、斯列普炉和回转活化炉作为活化设备进行比选。耙式炉也称多膛炉，是由多个圆桶形炉膛床层叠连在一起的工业炉，外壁为钢制结构，内壁由耐火材料砌成。炉中心垂直装有一根耐高温、抗腐蚀的空心转动主轴，每层炉床上都有2个或4个带有耙齿的伞状耙臂安装于空心转轴上并随其转动，耙齿不断地翻动炉床上的物料，使料层与炉膛中的活化气体不断更177、新接触面，保证均匀地进行活化。耙式炉工作时，炭化料从炉顶加入，在耙齿连续地推进和翻动下料层不停地被翻动，并逐渐由炉床外侧移向炉床的中部，最后由炉床中部的落料孔落入下一层炉床；在下一层炉床上，物料在被耙齿翻动的同时，逐渐由炉床的中部移向炉床的外侧，再由炉床外侧的落料孔落入第三层炉床。如此重复，物料就是这样由上至下慢慢地移动，在移动的过程中完成活化，并由最底层炉床上的出料口卸出炉外。各层的温度可以通过启动燃烧喷嘴的数量及其燃烧状况进行调节。燃烧产物烟道气和由炉壁水蒸汽入口通入的水蒸汽，一同按照与物料完全相反的方向，由下向上运动，与物料逆流接触进行活化作用，并最终由炉顶的烟道气出口排出。炉壁上还设有178、空气入口，由此向炉膛内送入一定数量的空气，供水蒸汽与炭料在活化过程中所产生的可燃气体充分燃烧使用，并保持活化温度。物料在炉中的停留时间（活化时间）由变频器调节主轴的转速加以控制。斯列普炉主要由活化炉本体、下连烟道、上连烟道、蓄热室四部分组成。原料炭从活化炉顶部加入，在重力作用下沿活化槽缓慢下行，先后经过预热段、补充炭化段、活化段、冷却段，最后由下部卸料器卸出。炭在预热段利用炉内热量预热除去水分；在补充炭化段，炭被高温活化气体间接加热，使炭的温度不断提高，进行补充炭化；在活化段，产品道与活化气体通道垂直方向相通，炭与水平方向流动的活化气体直接接触进行活化；在冷却段，产品热量通过炉壁散热进行自然冷179、却。在活化过程中，炭与水蒸汽发生一系列化学反应，产生大量含有CO、H2、CH4等的水煤气，水煤气与通入的空气接触后燃烧放出大量的热量，能够弥补因活化吸热反应导致的热量损失，从而使活化段的温度保持稳定。回转活化炉主要由加料装置、炉尾、回转筒体、出料装置、炉头所组成。炉头设有活化气体入口和燃料烧咀。回转活化炉的工作过程如下：物料从炉尾处进入回转炉内，然后从炉头端的出料装置连续卸出，同时活化气体混合物（水蒸汽和烟道气）从炉头进入回转炉内，最后经过炉尾焚烧排入烟囱。整个过程中，物料与活化气体混合物逆向流动接触活化。耙式炉是美国于20世纪50年代开始开发使用的，经过不断改进，工艺技术非常成熟，它是目前世180、界上最先进的活化设备，美国、欧洲和日本等国的大型活性炭企业均采用这种炉型和技术。它的优点主要是机械化、自动化程度高，劳动强度低，生产环境好；单台设备生产能力大（最大为12500t/a/台，以生产碘值1000mg/g、CTC60%活性炭为核定标准）；炉内的温度等工艺条件能够精确地控制，物料与活化气体的接触状况比较好，产品质量均匀稳定；物料在炉内停留时间短，产品得率高；更换原料及调整工艺过程快，开炉及停炉时间短等。耙式炉的主要缺点是设备投资大，主轴等部件对材料的耐热性能要求高；正常生产时有时需要外部供给热量，消耗一定的能源；物料在炉内存在一定的磨损和粉化，并存在死角，尤其是生产粒度小或粉状活性炭时181、尤为突出。斯列普炉是我国于20世纪50年代从前苏联引进的活化设备，经过国内几代科研人员的不断改进和完善，工艺技术已非常成熟，目前斯列普炉是国内煤基活性炭生产企业主要采用的活化设备。它的主要优点是正常生产时不需要外加热源，活化时产生的水煤气通过燃烧保持活化炉的自身热平衡，同时电耗低；能同时生产多个原料品种的活性炭，对国内外活性炭多品种的市场需求适应性比较好；易于控制，操作稳定，日常维护工作量小；产品质量均匀，产品得率较高；设备使用寿命长（生产煤基活性炭一般可使用69年）。斯列普炉的主要缺点是结构复杂，建设周期较长，开、停炉困难，更换原料及调整工艺过程慢，难于实现机械化生产，并且对原料粒度及堆积重182、有一定的要求。回转活化炉是目前国内外中小企业使用较多的一种活化设备。它的优点主要是投资小，建设周期短；机械化程度高，劳动强度较小；更换原料及调整工艺过程快，开、停炉方便。其主要缺点是正常生产时需要不断外加热源，燃料消耗大；单台设备生产能力小（最大为1000t/a/台，以生产碘值1000mg/g、CTC60%活性炭为核定标准），工艺控制调节比较困难，产品质量易出现较大波动；设备材料耐热性能要求高等。活化设备比选详见表4-9。综上所述，通过综合比较，耙式炉是目前最先进的活化设备，生产能力大，适合大规模化生产；斯列普炉是国内活性炭生产企业主要采用的活化设备，能同时生产多个品种或多个原料品种的活性炭，183、市场需求适应性好。因此本项目活化设备推荐采用耙式炉和斯列普炉，其中耙式炉主要生产压块活性炭和柱状活性炭，斯列普炉主要生产原煤破碎活性炭。4.2.1.8 成品后处理设备本项目成品后处理主要包括破碎、筛分、酸洗、水洗、脱水、烘干及磨粉等过程。（1）成品破碎设备本项目的成品破碎工序为压块炭活化料的破碎，破碎的目的就是根据市场需要，生产不同粒度分布范围的不定形颗粒活性炭产品。表4-9 活化设备比选小结设备类型优 点缺 点耙式炉机械化、自动化程度高，劳动强度低，生产环境好；单台设备生产能力大（最大为12500t/a/台，以生产碘值1000mg/g、CTC60%活性炭为准）；炉内的温度等工艺条件能够精确地184、控制，物料与活化气体的接触状况比较好，产品质量均匀稳定；物料在炉内停留时间短，产品得率高；更换原料及调整工艺过程快，开炉及停炉时间短设备投资大，主轴等部件对材料的耐热性能要求高；正常生产时需要不断地供给热量，消耗一定的能源；物料在炉内存在一定的磨损和粉化，并存在死角，尤其是生产粒度小或粉状活性炭时尤为突出斯列普炉不需要外加热源，电耗低；能同时生产多个品种或多个原料品种的活性炭，对国内外活性炭多品种的市场需求适应性非常好；产品质量均匀，产品得率较高；设备使用寿命长（生产煤质活性炭一般可使用69年）结构复杂，建设周期较长，开、停炉困难，更换原料及调整工艺过程慢，难于实现机械化生产，并且对原料粒度及185、堆积重有一定的要求回转活化炉投资小，建设周期短；机械化程度高，劳动强度较小；更换原料及调整工艺过程快，开、停炉方便需要不断外加热源，燃料消耗大；单台设备生产能力小（最大为1000t/a/台，以生产碘值1000mg/g、CTC60%活性炭为准），工艺控制调节比较困难，产品质量易出现较大波动；设备材料耐热性能要求高由于不定形颗粒活性炭产品的粒度分布范围比较宽且要求粒度分布均匀，因此活性炭成品破碎的设备只有辊上带有条齿的对辊破碎机。这种破碎机具有造价低，体积小、操作方便、生产能力大、性能稳定、破碎得率高、成品粒度分布范围宽、成品粒度分布均匀等优点，因此本项目成品破碎设备推荐采用辊上带有条齿的对辊破碎186、机。目前国内活性炭生产企业使用的成品破碎设备主要为这种对辊破碎机。（2）成品筛分本项目的成品筛分工序包括压块炭活化料破碎后的筛分和柱状活化料的筛分。压块炭活化料破碎后的筛分是将筛上的大颗粒分离返回破碎，同时将筛下的粉末分离回收用于生产粉状活性炭；柱状活化料的筛分是将活化生产过程中产生的小颗粒和粉末分离回收用于生产粉状活性炭。成品筛分过程非常简单，能满足成品筛分工艺要求的筛分设备很多，诸如直线振动筛、旋振筛、气流筛、滚筒筛等等。目前国内活性炭生产企业使用的成品筛分设备主要为直线振动筛，直线振动筛具有单机生产能力大、运行可靠、结构简单、造价低等优点，本项目成品筛分设备推荐采用直线振动筛。（3）成品187、酸洗、水洗、脱水和烘干本项目成品酸洗、水洗、脱水和烘干的工序是根据市场需要低灰或低pH的活性炭产品所需要进行的过程，目的是去除活性炭产品的部分灰份或将产品的pH调整为中性。活性炭的成品酸洗、水洗过程都在同一个设备中进行，酸洗、水洗设备通常都是自行设计的非标设备。酸洗、水洗设备通常为桶状容器，要求耐酸腐蚀。目前国内活性炭生产企业使用的酸洗、水洗设备主要有木桶、瓷缸、塑料（聚乙烯或聚四氟乙烯）容器、搪瓷反应釜、玻璃钢衬里容器、铸石衬里的池子或碳钢容器等等。木桶、瓷缸、塑料（聚乙烯或聚四氟乙烯）容器虽然造价低，但使用寿命短；搪瓷反应釜、玻璃钢衬里容器，造价较高；而铸石衬里的碳钢容器即能耐酸又能耐碱，188、耐腐蚀性能好，设备使用寿命长，同时造价适中，因此本项目成品酸洗、水洗设备推荐采用铸石衬里的碳钢容器。能满足活性炭成品脱水工艺要求的脱水设备主要有真空抽滤罐和水平真空带式过滤机。真空抽滤罐体积小，占地面积小，但是间歇式运行，过滤速度慢，生产效率低，卸料困难，劳动强度较大，和烘干工序衔接不好，需要有中间物料堆积场地；水平真空带式过滤机具有自动化程度高，过滤速度快，过滤工艺方便，生产效率高，劳动强度低，生产环境好等优点，因此本项目成品脱水设备推荐采用水平真空带式过滤机。能满足活性炭成品烘干工艺要求的设备主要有流化床烘干和回转烘干炉。流化床烘干分为间歇式（流化床干燥炉）和连续式（振动流化床干燥机）两种189、，流化床处理能力较低，仅适合粒度较小的物料干燥，对于粒度较大的物料需要反复烘干几次才能达到烘干工艺要求；回转烘干炉分为外热式和内热式两种，外热式热效率较低，内热式热效率较高。回转烘干炉由于运行温度高，烘干强度大，生产能力大，对各种规格大小的物料都能一次达到烘干要求。考虑本项目酸洗产品处理量较大，因此本项目成品烘干设备推荐采用内热式热风烘干转炉。（4）成品磨粉本项目的成品磨粉工序是将压块炭、柱状炭和原煤破碎炭的活化料筛下物及部分原煤破碎炭活化料制成粉状活性炭。成品磨粉过程非常简单，能满足成品磨粉工艺要求的磨粉设备主要有雷蒙磨、离心粉碎机、球磨机、振动磨粉机等，几种设备的比选前文原料煤的磨粉设备中190、已经提及，本项目成品磨粉设备推荐采用R型雷蒙磨。4.2.1.9 物料输送本项目物料运输主要包括原料煤场原料煤的整理搬运、原料煤的输送、中间生产物料的输送、包装成品的输送等。原料煤的整理搬运推荐采用装载机。原料煤的运输推荐采用胶带输送机。包装成品的运输推荐采用叉车。中间生产物料的运输推荐采用胶带输送机、密封链式输送机、波状挡边带式输送机和多斗提升机。煤焦油的输送采用焦油泵，利用管道直接输送。4.2.1.10 物料的储存本项目物料的储存主要包括生产过程中的中间固体物料储存及煤焦油的储存。中间固体物料的储存推荐采用钢制料仓；煤焦油的储存推荐采用焦油储罐。4.2.1.11 粉尘的收集本项目物料的破碎和191、筛分工序会产生部分粉尘，这部分粉尘粒度都比较小，采用旋风除尘器不能达到除尘的效果；采用电除尘设备，造价高，运行费用高，经济上不划算；采用湿法除尘，工艺较为复杂，占地面积大，运行费用高。因此国内的活性炭生产企业广泛使用的粉尘收集设备为袋式除尘器。各种型号的袋式除尘器国内均有生产，系列规格齐全，袋式除尘器具有结构简单，造价低，且具有技术成熟、运行稳定、易于操作、噪音小等优点。因此，本项目粉尘的收集设备推荐采用袋式除尘器或旋风除尘器和袋式除尘器结合使用。4.2.1.12 炭化和活化尾气废热的利用活性炭生产过程中的炭化和活化会产生大量的高温尾气，这部分尾气的显热可以通过废热锅炉加以回收利用，如利用废热192、锅炉生产水蒸汽以供项目使用。因此，本项目炭化和耙式炉活化尾气废热的利用采用废热锅炉加以回收利用生产水蒸汽。4.2.2 主要设备根据项目主要设备选型比较的结果，选定本项目主要生产设备，见表4-10、表4-11。表4-10 项目期主要设备一览表序号设备名称规格型号数量备注常用备用一备煤原煤破碎车间101皮带运输机TD-751102原煤料仓50m31103带式永磁除铁器1104皮带运输机TD-751105小料仓2m31106对辊破碎机PG400X2501107筛分机YK153531108刮板运输机TD-751109提升机D1602110合格粒度原煤料仓50m31111袋式除尘器FSMC4X120B1193、压块炭煤粉制备车间112皮带运输机1113原料料仓140m31114带式永磁除铁器1115皮带运输机1116皮带运输机1117添加剂料仓10m31118皮带运输机1119小料仓20m31添加剂120对辊破碎机ZPG610x4001121刮板运输机1122混和料仓20m31123刮板运输机1124柱磨机ZGM651125热风炉系统1126干煤粉料仓140m31二成型201密封链式输送机1202小料仓2m32203螺旋给料器2204干法辊压造粒机GFZL-7002三炭化301皮带输送机B4008302波状挡边带式输送机DJ508303内热式回转炭化炉1.516m8304回转炭化炉高压风机GDG-N194、o.982305炭化炉尾气焚烧炉16000x3000x30002306炭化炉尾气废热锅炉4t/h2307锅炉引风机废热锅炉配套21308锅炉给水及处理设备废热锅炉配套1309炭化烟囱H=45m1310炭化料冷却筛分机自制8311袋式除尘器FSMC4X60B8312皮带输送机B4008313炭化料料仓V=132m38314皮带输送机B4008四活化401斗式提升机D1602402耙式炉7900-15H2403耙式炉尾气焚烧炉耙式炉配套2404耙式炉尾气废热锅炉耙式炉配套2405锅炉引风机耙式炉配套2406锅炉给水及处理设备耙式炉配套2407燃烧尾气处理系统耙式炉配套2408耙式炉烟囱耙式炉配套1195、409斗式提升机D1603410斯列普炉Silepu3924411斗式提升机D1604412活化料料仓V=132m34五成品后处理501斗式提升机D1601502筛分机2MVS10181503斗式提升机D1601504对辊破碎机2PG400x2501505筛分机2MVS10181506多斗提升机D160-S1507高位料仓V=7.5m31508铸石衬里酸洗槽V=7.5m31509水平真空带式过滤机PBF6501510内热式热风烘干转炉HZG-15001511碱中和池V=48m31512斗式提升机配套设备1513R型雷蒙磨3R27151514成品粉炭料仓V=12m31515袋式除尘器FSMC4X196、60B2六成品库房整理601成品包装机械4602叉车4七动力701蒸汽锅炉DZL10-1.25-A 21702锅炉引风机锅炉配套21703锅炉给水及处理设备锅炉配套1合计1715表4-11 项目期主要设备一览表序号设备名称规格型号数量备注常用备用一配煤原煤破碎车间101皮带运输机TD-751102原煤料仓160m31103带式永磁除铁器2104皮带运输机TD-752105小料仓2m32106对辊破碎机PG400X2502107筛分机YK153532108刮板运输机TD-752109提升机D3501110袋式除尘器FSMC4X120B1111合格粒度原煤料仓160m31压块炭煤粉制备车间112皮197、带运输机ZZ75-5001113原煤料仓200m31114带式永磁除铁器1115皮带运输机ZZ75-5001116小料仓20m31117颚式破碎机600x9001118刮板运输机1119添加剂储罐20m31120皮带运输机ZZ75-5001121混和料仓100m31122刮板运输机1123柱磨机1124热风炉系统1125煤粉料仓200m31柱状炭煤粉制备车间126皮带运输机TD-751127原煤1料仓100m31128带式永磁除铁器1129皮带运输机TD-751130小料仓5m31131对辊破碎机PG400X2501132刮板运输机1133皮带运输机TD-751134原煤2料仓50m31135198、皮带运输机TD-751136皮带运输机TD-751137添加剂料仓5m31138皮带运输机TD-751139混合料仓100m31140小料仓5m31141刮板运输机1142柱磨机ZGM651143热风炉系统1144煤粉料仓200m31二成型201密封链式输送机1202小料仓2m310203螺旋给料器10204干法辊压造粒机GFZL-70010205密封链式输送机XMQ3001206连续式捏合机KC-40005207平模碾压造粒机PRG-55208皮带输送机B4005209焦油泵80BWCB-480/0.655210焦油泵40BWCB-80/0.655211焦油泵25BWCB-33/0.6552199、12煤焦油储罐4.5x610213煤焦油中间储罐5三炭化301皮带输送机B40042302波状挡边带式输送机DJ5042303内热式回转炭化炉1.918m42304回转炭化炉高压风机GDG-No.94210305炭化炉尾气焚烧炉16000x3000x300010306炭化炉尾气废热锅炉4t/h10307锅炉引风机废热锅炉配套102308锅炉给水及处理设备废热锅炉配套5309炭化烟囱H=45m5310炭化料冷却筛分机自制8311袋式除尘器FSMC4X60B8312斗式提升机D16045313炭化料料仓V=132m345314皮带输送机B40045小计36412四活化401斗式提升机D160104200、02耙式炉7900-15H10403耙式炉尾气焚烧炉耙式炉配套10404耙式炉尾气废热锅炉10t/h10405锅炉引风机耙式炉配套10406锅炉给水及处理设备耙式炉配套10407燃烧尾气处理系统耙式炉配套10408耙式炉烟囱H=45m5409斗式提升机D16010410斯列普炉Silepu57610411斗式提升机D16018412活化料料仓V=132m318五成品后处理501斗式提升机D1605502筛分机2MVS10185503斗式提升机D1602504对辊破碎机2PG400x2502505筛分机2MVS10182506多斗提升机D160-S1507高位料仓V=7.5m31508铸石衬里酸201、洗槽V=7.5m31509水平真空带式过滤机PBF6501510内热式热风烘干转炉HZG-15001511碱中和池V=80m31512斗式提升机配套设备2513R型雷蒙磨3R27152514成品粉炭料仓V=12m35515袋式除尘器FSMC4X60B5六成品库房整理601成品包装机械10602叉车8合计671274.3 工艺流程和消耗定额4.3.1 主要工艺流程图项目拟订的活性炭生产工艺各工段流程图见本报告附图1附图5。4.3.2 主要工艺流程说明（1）压块破碎活性炭原料煤经对辊破碎机（期）或颚式破碎机（期），破碎后送入柱磨机磨粉，所得煤粉经热风炉系统输送至成型车间。在成型车间，采用干法辊压造202、粒机对原料煤粉进行压块或压片造粒成型，得到的合格粒度炭块或炭片输送至炭化车间。经内热式回转炭化炉炭化后，所得炭化料经冷却振动筛冷却筛分后输送至活化车间。活化设备采用耙式炉，得到的活化料送至成品处理车间。活化料经对辊破碎机、振动筛破碎筛分后得到不同粒度的压块破碎活性炭成品，筛下粉末用于生产粉炭。（2）柱状活性炭原料煤经颚式破碎机破碎，破碎后送入柱磨机磨粉，所得煤粉经热风炉系统输送至成型车间。在成型车间，原料煤粉、煤焦油、水进入连续式捏合机捏合后经平模碾压造粒机成型得到柱状湿炭条，湿炭条在风干棚风干后得到的干炭条送至炭化车间进行炭化。经内热式回转炭化炉炭化后，所得炭化料经冷却振动筛冷却筛分后输送至203、活化车间。活化设备采用耙式炉，得到的活化料送至成品处理车间。活化料经振动筛筛分后得到柱状活性炭成品，筛下粉末用于生产粉炭。（3）原煤破碎活性炭原料煤经对辊破碎机破碎至合格粒度后，送至炭化车间经内热式回转炭化炉炭化得到炭化料，炭化料经冷却振动筛冷却筛分后输送至活化车间。活化设备采用斯列普炉，得到的活化料送至成品处理车间。活化料经振动筛筛分后得到合格粒度活化料，筛下粉末用于生产粉炭。部分合格粒度活化料用于生产粉炭，其余部分经酸洗、水洗、烘干后得到原煤破碎活性炭成品。（4）粉状活性炭原料来自成品处理过程中的压块炭活化料筛下物、柱状炭活化料筛下物、原煤破碎炭活化料筛下物及部分合格粒度原煤破碎炭活化料，204、这些活化料经R型雷蒙磨磨粉后得到粉状活性炭成品。物料炭化产生的炭化尾气进入焚烧炉高温焚烧成二氧化碳和水蒸汽，再通过废热锅炉回收热量生产蒸汽供项目使用。耙式炉活化产生的尾气进入焚烧炉高温焚烧成二氧化碳和水蒸汽，再通过耙式炉废热锅炉回收热量生产蒸汽供项目使用。本项目炭化炉和耙式炉尾气废热锅炉供给的蒸汽能满足剩余部分蒸汽的需求量，其余不足部分期拟由锅炉房供应，期拟由XXXJ公司煤制油厂和自备电厂提供。本项目生产所需燃料气拟采用当地天然气。4.3.3 项目消耗定额4.3.3.1 项目物料平衡方案根据项目拟定的活性炭生产工艺流程及各工段拟定的主要设备，本项目基本的物料衡算见图4-10图4-16。煤粉68205、255 t/a筛分得率95合格粒度破碎炭16000 t/a活 化筛 分包 装压块破碎颗粒活性炭成品16000 t/a用于生产粉状活性炭压 块合格粒度破碎炭68187 t/a筛下粉末返回压块粉尘散逸0.6 t/a压块得率99.9炭 化炭化得率65.0炭化料44321 t/a粉尘散逸13.3 t/a筛下粉末2203 t/a，作燃料筛分得率95.0合格粒度炭化料42105 t/a活化得率40.0活化料16842 t/a破碎、筛分粉尘散逸4.2 t/a炭化尾气23865 t/a活化尾气25263 t/a838 t/a筛下物65005 t/a3250 t/a原料煤1添加剂磨 粉破碎、筛分预 破粉尘散逸0206、.7 t/a粉尘散逸0.7 t/a65005 t/a图4-10 项目期压块破碎活性炭物料衡算图用于生产粉状活性炭合格粒度843 t/a合格粒度2060 t/a粉尘散逸5.4 t/a筛下粉末890 t/a，作燃料炭 化筛 分活 化筛 分17228 t/a破碎得率80.0合格粒度破碎原煤13781 t/a炭化尾气4824 t/a炭化得率65.0炭化料8959 t/a筛分得率90.0合格粒度炭化料8063 t/a活化尾气4838 t/a t/a活化得率40.0活化料3225 t/a筛下物3445 t/a作燃料粉尘散逸1.0 t/a酸 洗成品原煤破碎颗粒活性炭2000 t/a322 t/a原料煤3粉尘207、散逸0.7 t/a筛下物筛分得率90用于生产粉状活性炭破碎、筛分水 洗脱 水烘 干包 装工业盐酸618 t/a蒸汽8240 t/a除盐水16480 t/a中和废水用碱258 t/a废水25656 t/a去除灰份60 t/a蒸发水分2444 t/a烘干得率45.0干炭2000 t/a图4-11 项目期原煤破碎活性炭物料衡算图磨 粉包 装煤粉得率99.9煤粉2000 t/a粉尘散逸2.0 t/a838 t/a成品粉状活性炭2000 t/a压块炭活化料筛下物原煤破碎炭活化料筛下物原煤破碎炭活化料合格粒度筛下物322 t/a843 t/a图4-12 项目期粉状活性炭物料衡算图煤粉277286 t/a筛208、分得率95合格粒度破碎炭65000 t/a活 化筛 分包 装压块破碎颗粒活性炭成品65000 t/a用于生产粉状活性炭压 块合格粒度破碎炭277008 t/a筛下粉末返回压块粉尘散逸2.8 t/a压块得率99.9炭 化炭化得率65.0炭化料180055 t/a粉尘散逸54.0 t/a筛下粉末8949 t/a，作燃料筛分得率95.0合格粒度炭化料171053 t/a活化得率40.0活化料68421 t/a破碎、筛分粉尘散逸17.1 t/a炭化尾气96953 t/a活化尾气102632 t/a3404 t/a筛下物264084 t/a13204 t/a原料煤1添加剂磨 粉破碎、筛分预 破粉尘散逸2209、.6 t/a粉尘散逸2.8 t/a264082 t/a图4-13 项目期压块活性炭物料衡算图12510 t/a筛下粉末2065 t/a，作燃料原料煤1磨 粉捏 合压 条风 干炭 化筛 分活 化29191 t/a煤焦油18387 t/a水6129 t/a煤粉得率99.9煤粉42909 t/a粉尘散逸0.04 t/a粉尘散逸4.3 t/a压条得率99.8煤膏67424 t/a湿炭条67289 t/a风干得率95.0风干失水3364 t/a干炭条63925 t/a炭化尾气22374 t/a炭化得率65.0炭化料41551 t/a筛分得率95.0合格粒度炭化料39474 t/a活化尾气23684 t/210、a活化得率40.0活化料15789 t/a废弃煤膏135 t/a，作燃料粉尘散逸12.5 t/a破碎原料煤1 29191 t/a预 破粉尘散逸0.3 t/a筛 分粉尘散逸2.4 t/a包 装成品柱状活性炭15000 t/a787 t/a合格粒度柱状炭15000 t/a筛下物筛分得率95用于生产粉状活性炭1251 t/a原料煤2添加剂图4-14 项目期柱状活性炭物料衡算图合格粒度4211 t/a合格粒度10300 t/a粉尘散逸26.9 t/a筛下粉末4452 t/a，作燃料炭 化筛 分活 化筛 分86131 t/a破碎得率80.0合格粒度破碎原煤68905 t/a炭化尾气24117 t/a炭化211、得率65.0炭化料44788 t/a筛分得率90.0合格粒度炭化料40309 t/a活化尾气24186 t/a t/a活化得率40.0活化料16124 t/a筛下物17223 t/a作燃料粉尘散逸4.8 t/a酸 洗成品原煤破碎颗粒活性炭10000 t/a1608 t/a原料煤3粉尘散逸3.4 t/a筛下物筛分得率90用于生产粉状活性炭用于生产粉状活性炭破碎、筛分水 洗脱 水烘 干包 装工业盐酸3090 t/a蒸汽41200 t/a除盐水82400 t/a中和废水用碱1288 t/a废水128278 t/a去除灰份300 t/a蒸发水分12222 t/a烘干得率45.0干炭10000 t/a图212、4-15 项目期原煤破碎活性炭物料衡算图磨 粉包 装煤粉得率99.9煤粉10000 t/a粉尘散逸10.0 t/a787 t/a柱状炭活化料筛下物3403 t/a成品粉状活性炭10000 t/a压块炭活化料筛下物原煤破碎炭活化料筛下物原煤破碎炭活化料合格粒度筛下物1608 t/a4211 t/a图4-16 项目期粉状活性炭物料衡算图4.3.3.2 项目蒸汽平衡方案本项目采用废热锅炉回收炭化炉及耙式炉的大量尾气显热，4台内热式回转炭化炉配套1台4t/h的废热锅炉，1台耙式炉配套1台10t/h的废热锅炉，项目所需蒸汽不足部分期由锅炉房供应，期由XXXJ公司煤制油厂和自备电厂供应。表4-12 项目蒸213、汽负荷表序号用汽点用汽量（t/h）蒸汽压力（MPa）期期1捏合、成型车间8.541.00.62炭化车间4.021.00.63活化车间15.177.80.64成品后处理1.25.85项目采暖12.631.00.6合 计39.5176.6表4-13 项目蒸汽产出表序号产汽点产汽量（t/h）蒸汽压力（MPa）期期1内热式回转炭化炉废热锅炉4t/h2台=84t/h10台=400.62耙式炉废热锅炉10t/h2台=2010t/h10台=1000.63锅炉房11.5-4煤制油和自备电厂供汽-36.6合 计39.5176.64.3.3.3 项目物料消耗定额根据项目选定的工艺技术路线和各生产工序的生产设备，结214、合本项目的物料平衡方案，本项目原、辅材料、燃料、水、电及动力消耗定额见表4-14。表4-14 项目原、辅材料、燃料、水、电及动力消耗定额表材料名称拟建项目国内平均水平备 注原料煤t/t产品4.03.54.5对全部活性炭产品煤焦油t/t产品1.21.01.5对柱状活性炭产品天然气 Nm3/t产品330300500对全部活性炭产品新鲜水 t/t产品14.71522对全部活性炭产品电 kWh/t产品5868001000对全部活性炭产品由表4-14可以看出，本项目在燃料、蒸汽、水、电消耗方面比国内同类企业低很多，主要原因有三个，一是本项目在混捏成型和活化两个关键工序选用了具有国际先进水平的设备；二是本215、项目充分利用了炭化尾气和活化尾气的热能，大大提高了项目的节能效果；三是本项目在选择工艺技术路线和各工序生产设备时，注重清洁生产的总体设计思想，这样不仅提高了整个项目的生产效率、降低消耗，改善了项目的生产环境，而且会产生可观的经济效益。4.4 自控技术方案4.4.1 自控水平及主要控制方案本工程自控专业研究的主要范围为：配煤工序、混捏成型工序、炭化工序、活化及成品处理工序等以及其配套的公用工程部分的工艺过程监视、控制等涉及所有仪表和控制系统的设计。根据本工程工艺生产装置的规模，本着技术先进、安全可靠、经济合理的原则，为确保工艺生产过程平稳、安全、经济地运行及操作方便，减轻操作人员的劳动强度，便于216、对全厂生产进行统一调度和管理，本工程采用DCS系统对各生产装置各单元过程参数、电气参数及机泵运行状况进行监视、控制、联锁和报警；对系统内报警事件和各类报告、报表进行打印输出，DCS系统设置在全厂中央控制室（中控楼）内，各生产单元视需要设置远程I/O单元或机柜间。为了保证整个生产装置平稳、安全、经济地运行和可靠地操作，本工程设置一个中央控制室；中央控制室采用水磨石地坪上架设高约300 mm的抗静电活动地板，顶部采用吊顶，墙面贴阻燃型墙布；设有双向弹簧门；室内净高约3.2m，面积约为200m2。为保障中央控制室内设备安全运行、改善操作人员的操作条件，中央控制室内设有空调，以保持室内一定的温度和湿度217、。 仪表类型的确定仪表选型在满足工艺要求的前提下，本着技术先进、安全可靠、经济合理且经过实际应用的、质量可靠的原则进行。 环境特征及仪表选型装置区部分区域为防爆区域，现场仪表拟采用隔爆型或本安型，防护等级不低于IP55。现场仪表输出信号均为标准信号（4-20mADC，Pt100或热电偶信号）。 控制室仪表控制室仪表采用DCS系统，利用其丰富的功能对工艺过程变量进行监视、连续控制、顺序控制；实现工艺参数超限报警和联锁；储存必要的工艺过程变量和事件发生的报警信息；并能借助于打印机对所储存的信息及生产报表进行实时打印、定时打印或根据需要随时打印。DCS配置为：操作站（其中一台可作为工程师站）8台，打218、印机2台，操作台1套，机柜、I/O卡件。（1） 硬件配置操作站（包括打印机）l P4 2.8GHz以上处理器l 内存：512MB（工程师站为1GB）l 硬盘：80GBl 显示器 ：21”LCD，分辨率为12801024，彩色（256种颜色）。l 带鼠标和键盘。l 软驱：1.44M。l 光驱：20/48倍。l 冗余的控制网络接口l 打印机控制站l CPU、电源模块、通讯模块、通讯总线及控制回路I/O均为1:1冗余设置。l 控制器与操作站间通过过程控制网络连接，符合TCP/IP协议标准的以太网。网络通讯速率为10Mbps。（2） 软件功能DCS系统具有下列功能：操作功能带CRT和键盘的操作站给操作219、员提供监视、控制、维护和处理事故的“人机”良好界面。操作站安装工程师站软件包后又可作为工程师站，具有系统组态功能。操作人员可以通过键盘或鼠标进行操作，操作级别可通过键锁或口令来实现。显示功能在操作站上，具有下述画面供工艺操作人员操作、监视工艺过程：菜单画面、总貌画面、组画面、单点显示画面、分区报警总貌画面、趋势组画面、单点趋势画面、工艺流程画面等。过程控制功能DCS具有常规的控制功能，包括：PID、串级、比值、运算、选择等功能模块，根据需要进行组态，以满足对工艺过程参数的控制要求； DCS的逻辑控制功能用以实现顺序控制和逻辑控制，并有计数器、计时器等模块供组态时选用。报警功能过程变量的报警种类220、包括：绝对值及偏差报警、设定点超限报警、开/停报警、识别变送器在420mADC以外的报警、输出超限报警、变化率超限报警、区别报警优先级别等以及系统故障报警。制表打印功能配置的打印机能够对发生在系统内的任何报警事件（过程变量的报警和系统故障报警）进行实时打印登录。能打印出报警点（或报警设备）位号、报警值、报警的日期及时间，同时还能对各类报告、报表进行打印输出。 现场仪表（1） 温度仪表集中监控的温度检测仪表一般选用热电阻，其分度号为Pt100，当温度300选用K或S型热电偶；就地指示的温度仪表选用抽芯式双金属温度计。温度计套管的材质一般情况下选用不锈钢，测粉尘介质选用耐磨套管。（2） 压力仪表集221、中监控的压力（差压）检测仪表一般选用智能型压力（差压）变送器，对于易堵塞/或粉尘的介质，采用毛细管远传压力（差压）变送器，膜片材质一般选用不锈钢；就地指示的采用弹簧管压力表或隔膜压力表等。（3） 流量仪表煤气、空气和尾气流量测量选用德尔塔巴流量计配差压变送器，蒸汽和水流量测量选用标准孔板配差压变送器；焦油流量测量选用椭圆齿轮流量计或双转子流量计。（4） 液位仪表液位仪表原则上采用差压变送器和/或单（双）法兰液位变送器；对料（粉料）位测量，可采用超声波液位计或雷达液位计。（5） 控制阀控制阀型式的选择一般为：大口径低压差阀采用蝶阀；一般介质(如蒸汽、水等)采用笼式阀或单座阀；用于放空和切断场合的222、控制阀，其泄漏量等级应不低于ANSI Class V；用于其它场合的控制阀，其泄漏量等级一般不高于ANSI Class 。对于压力等级高于6.3MPa时, 密封面为RTJ，压力等级低于或等于6.3MPa时, 密封面为RF。阀体材质应根据工艺介质特性选用，一般情况下原则上要等同或高于管道材质；阀内组件材质最低为不锈钢。4.4.3 动力供应 仪表用压缩空气本装置仪表用压缩空气来自空压站，由外管专业送至装置内。进装置压力不低于0.6MPa(G)。当空压机故障时，仪表空气维持最低输出压力(0.5MPa)的维护时间不低于15min。仪表总耗量为400 Nm3/h。气源质量要求：露点：操作压力下低于32含223、尘：粒径3，含尘量1mg/m3。含油：8ppm(w) 无有毒、易燃、易爆和腐蚀性气体4.4.3.2 仪表用电源主装置用电由电气专业送经过UPS的220VAC、50Hz单相动力电源。UPS电源的要求：交流输出： 220V5%频 率： 500.5Hz波形失真率： 5%容 量: 30kVA蓄电池后备时间：30min由正常电源转换到事故状态下备用电源的切换时间3ms。第五章 原辅材料、燃料及动力供应5.1 原材料供应5.1.1 原料煤生产活性炭的原料很多，从理论上讲所有含碳材料均可用于活性炭生产。以煤为原料生产的活性炭由于原料来源广泛、品种多、价格相对低廉，因而在活性炭总生产量中占有很大比重，进入20224、世纪90年代后，煤基活性炭年生产量已占世界活性炭年总产量的2/3左右。据统计，2005年中国活性炭年总产量约31万t，居世界第二位，而煤基活性炭的年总产量约22万t，占世界活性炭总产量的2/3强。可以用来生产煤基活性炭的原料煤很多，但不同原料煤种生产的活性炭产品性能差距很大。目前世界上能用于活性炭生产的煤种主要有无烟煤、长焰煤、弱粘煤、不粘煤、褐煤和泥煤等，且对原料煤灰分要求十分严格，一般要求灰分6%，越低越好。因此，虽然我国煤炭资源十分丰富，但能用于煤基活性炭生产的原料煤并不多，目前我国生产活性炭最常用的原料煤是无烟煤、不粘煤和长焰煤。活性炭的成孔机理研究表明，不同的煤种采用合适的生产工艺，225、能生产出不同性能的活性炭产品，因此原料煤的选择一方面要考虑其品质优良、来源稳定、价格低廉等因素，同时也应考虑其生产工艺、产品的性能及产品在国内外市场的竞争力。5.1.1.1 原料煤来源XX集团有限责任公司（简称XX集团）是于1995年10月经国务院批准，按公司法组建的国有独资公司，是中央直管的国有重要骨干企业之一。在国家计划和中央财政实行单列，享有对外融资权、外贸经营权、煤炭出口权。XX集团以能源为主业，集煤矿、电厂、铁路、港口、航运为一体，实施跨地区、跨行业、多元化经营，是我国最大的煤炭企业，在国民经济中占有重要地位。下属煤炭生产企业共有28个矿，35对矿井，2004年生产原煤12110万t226、。2005年8月由XX集团控股的XXXJ能源有限公司正式成立，拉开了XX集团在XJ发展包括煤炭、电力、煤制油、煤化工等能源业务的序幕。XJ托克逊县硝尔布拉克（HS）梯匈沟煤炭全区已进行了勘查地质工作，面积75km2。可分为东区和西区两部分。东区包括硝尔布拉克（HS）梯匈沟煤炭东部勘查区、HS井田煤矿详查区，面积37km2；西区包括硝尔布拉克（HS）梯匈沟煤炭西部勘查区，面积38km2。矿区资源储量情况如下：（1）XJ托克逊县硝尔布拉克（HS）-梯匈沟煤炭东部详查区共获得332+333+334总资源量68036.87万t，其中获得控制的内蕴经济资源量（332）10741.92万t，推断的内蕴经济227、资源量（333）20015.27万t，预测的资源量（334）37279.68万t，其中控制的内蕴经济资源量（332）占总资源量（332+333+334）的15.79%。（2）硝尔布拉克（HS）-梯匈沟煤炭西部普查区共获得332+333+334总资源量130477.41万t。（3）HS四井田煤矿详查区共获得332+333+334总资源量15731.06万t，其中获得控制的内蕴经济资源量（332）3321.79万t，推断的内蕴经济资源量（333）5199.58万t，预测的资源量（334）7209.69万t，其中控制的内蕴经济资源量（332）占总资源量（332+333+334）的21.12%（4）硝228、尔布拉克（HS）-梯匈沟煤炭普查全区共获得333+334总资源量219480万t。井田矿区位于乌鲁木齐南山煤田东北部松树头沟一带，是一个以上古生界碎屑岩为基底的小型的中新生代山间盆地。俗称的松树头含煤系位于乌鲁木齐县板房沟乡境内，天山山脉深处，距板房沟乡直线距离约15km，西距后峡矿区10km，南距HS矿区10km。该矿区走向长约20km，自然形成为串珠状小成煤盆地。松树头建业煤矿所在小盆地煤层的走向总长度只有5km，其两头均为非成煤地层，盆地内煤层呈半锅底状，浅部为急倾斜，深部倾角逐渐变小预测总储量为4亿t。现有探矿权范围储量为0.68亿t，为弱粘煤。矿区资源储量情况如下：（1）地质储量根据229、新国土资储备字2005058号文件关于XJ乌鲁木齐县松树头建业煤矿勘探报告矿产资源储量评审备案证明，按固体矿产资源/储量分类（GB/T17766-1999），该报告及探求的煤炭资源储量（331）+（332）+（333）6728万t通过评审。其中：探明的内蕴经济资源量（331）：1098万t。控制的内蕴经济资源量（332）：1258万t。推断的内蕴经济资源量（333）：4083万t。腐植酸用煤推断的内蕴经济源量（333）289万t。具体指标见表5-1所示：表5-1 地质储量计算汇总表 单位：万t水平331332331+332333331+332+3332500m以上1171172500-2450230、m969671032450-2400m139139892282400-2360m15668.8224.882.4307.2小计156303.8459.8295.4755.22360-2300m278111.2389.2101.6490.82300-2230m440.8166.4607.2237844.2小计718.8277.6996.4338.613352230-2150m223.2537.6760.84741234.82150-2100m5555703758小计223.2592.6815.811771992.82100-2000m84117112552000m-1900m5645641900231、-1800m537537小计8422722356合计10981258235640836439（2）可采储量矿井可采储量（331+332）1769万t，（333）2807.7万t，其中：+2360m水平以上可采储量（331+332）344.8万t，（333）221.5万t；+2360m-+2230m可采储量（331+332）747.3万t，（333）254万t；+2230-2100m可采储量（331+332）611.8万t，（333）813万t。详见表5-2所示。根据以上数据可知，原料煤储量可以满足项目生产需要。 煤层1. HS矿区（1）含煤性表5-2 矿井可采储量汇总表水平设计储量（万t）煤柱232、开采损失可采储量回采率331+332333331+332333331+332333331+332333+2500m以上117633.377.770%+2500-2360m459.8178.411544.6344.8133.875%小计459.8295.4611577.9344.8211.52360-2230m996.4338.615249.184.65747.3253.9575%2230-2100815.8117793203.95271611.8581375%合计227218116108568433.5517041278.452100-180084227223321509.75631529.2233、575%总计235640836341589943.317672807.7HS矿区所处区域的含煤地层主要为侏罗纪中统西山窑组（J2x）共含煤14层（组），即114号煤层，含煤地层平均总厚871.97m，煤层平均总厚92.12m，有益总厚平均为65.44m，含煤系数7.5%，全区可采及基本全区可采6层（组）：813号煤层。总厚度平均为80.75m，占煤层总厚度的87.7%。根据岩性组合，聚煤特征及煤层稳定性，将含煤地层西山窑组分为上、中、下三段，各段含煤情况如下：上段（J2x3）：地层总厚度平均424m，含煤17号煤共7层，煤层总厚平均11.01m，有益总厚度平均5.39m，含煤系数1.3%。中段234、（J2x2）：地层总厚度平均118.69m，含煤810号共3层（组），煤层平均总厚32.87m，有益平均总厚18.07m，含煤系数15.2%。下段（J2x1）：地层总厚度平均329.28m，含煤1114号共4层（组），煤层平均总厚48.24m，有益平均总厚42.08m，含煤系数12.8%。（2）可采煤层区内可采及基本全区可采煤层为8、9、10、11、12及13号煤。现分述如下：(a) 8号煤层位于西山窑组中段。煤层总厚2.8325.54m，平均4.76m，有益厚度1.619.68m，平均6.08m，含矸16层，结构较复杂。顶板岩性为粉砂岩/细砂岩；底板岩性为粉砂岩/泥岩。全区发育为煤组，分层较235、多，属稳定型煤层，与7号煤间距平均为32m。(b) 9号煤层位于西山窑组中段。煤层总厚5.7117.45m，平均10.72m，有益厚度2.1810.07m，平均6.74m，含矸03层，结构较简单，顶板岩性为粉砂岩/泥岩；底板岩性为细砂岩/中砂岩。全区发育为煤层，属稳定型煤层，与8号煤层间距平均为37.73m。(c) 10号煤层位于西山窑组中段。煤层总厚016.79m，平均7.39m，有益厚度015.47m，平均5.15m，含矸03层，结构较简单。顶板岩性为粉砂岩/细砂岩；底板岩性为粉砂岩，全区发育，与9号煤间距平均为38.36m。(d) 11号煤层位于西山窑组下段。煤层总厚1.3412.44m236、，平均8.72m，有益厚度1.3411.92m，平均7.22m，含矸07层，结构复杂。顶板岩性为粉砂岩/中砂岩；底板岩性为粉砂岩。全区发育，该煤层属较稳定型煤层。与10号煤间距平均为25.8m。(e) 12号煤层位于西山窑组下段。煤层总厚0.6310.89m，平均4.95m，有益厚度0.636.37m，平均3.14m，含矸03层，结构较简单。顶底板岩性均为粉砂岩，全区发育，该煤层为较稳定型煤层，与此同时11号煤间距平均为26.14m。2. 松树头矿区（1）含煤性松树头含煤盆地侏罗系地层含煤性变化大，在矿区以西3km的东来顺煤矿，见有两层煤层，而本矿区仅含煤层一层，全层厚度30.7640.30m237、，平均厚度35.32m，属于特厚煤层。含煤地层最大可见厚度442.92m，含煤系数为8%。煤层厚度变化系数为10%，全区见煤点（n）9个，见煤厚度大于可采厚度的点数（n）也是9个，煤层的可采性指数Km等于1。根据“评价煤层稳定性的主、辅指标”，特厚煤层主要指标30%，辅助指标Km0.95，属于稳定型煤层。（2）可采煤层全区仅有可采煤层一层，见煤工程共9个，全层厚度30.7640.30m，平均厚度35.32m，可采厚度30.7640.20m，可采厚度变化系数也是10%，厚度稳定，平均可采厚度35.24m，属于特厚煤层。在ZK302孔距煤层底板0.25m处见一层0.15m厚的炭质泥岩夹矸，ZK50238、1孔距底板0.80m处见一层0.30m的炭质泥岩夹矸，ZK102孔距煤层底板39.73m见一层0.26m的炭质泥岩夹矸，其他控制点不含夹矸，煤层结构简单。煤质指标变化不大，煤的挥发分产率全区两极值分别为34.9537.36%，变化幅度和变化系数小，但由于恰好在临界值（37%）附近上下浮动，引起了煤种分类的变化，ZK301孔挥发分产率略高于37%，划为长焰煤类（41CY），其他钻孔煤层皆为不粘煤类（31BN）。根据煤、泥炭地质勘查规范附录D煤层稳定程度划分标准要求，属于稳定型煤层。煤层直接顶板以泥岩为主，粉砂岩次之，局部见有炭质泥岩；煤层底板主要为泥岩，局部为炭质泥岩。煤层直接顶、底板厚度均不大239、于2m，远离煤层顶、底板则被砂岩代替。 煤质1. HS矿区HS矿区煤质指标分析见表5-3、5-4及5-5。表5-3 各煤层原煤发热量两极值/平均值（点数）分析表煤层号项目8910111213Qbd(MJ/kg)26.11-29.7828.14(3)28.62-30.5729.54(4)28.07-29.5328.80(2)24.65-31.4428.09(5)28.19-31.3229.75(5)28.86-32.2430.99(11)Qbdaf(MJ/kg)30.52-31.8431.16(3)30.43-32.0431.48(4)30.04-31.4330.74(2)26.26-32.57240、30.55(5)29.43-32.8731.86(5)30.72-33.8432.36(11)表5-4 各煤层原煤有害组分硫、磷、氟、氯、砷两极值/平均值（点数）分析表煤层号项目8910111213St, d(%)0.54-1.290.81(3)0.43-0.570.49(4)0.47-0.720.60(2)0.24-0.990.50(5)0.27-0.370.31(5)0.22-0.470.34(11)Pd(%)0.059(1)0.005(2)0.003(1)0.001-0.0590.023(3)0.019-0.0380.031(3)0.002(6)Fad(g/g)379.1(1)38-29241、7217.5(2)44(1)21-367115.1(4)43.5-210.199.2(3)26-85.748.6(6)Clad(%)0.03(1)0-0.0090.005(2)0(1)0-0.1150.033(4)0-0.0060.004(3)0-0.0250.009(6)Asad(g/g)10.9(1)5-65.5(2)7(1)1-63.5(4)3-4.73.6(3)0.21-5.303.18(6)由表5-3可知，矿区内各煤层原煤发热量平均值一般(Qbd)为28.0930.99MJ/kg，(Qbdaf)为30.5532.36MJ/kg，属中高发热量的煤种。表5-5 各煤层原煤工业分析两极度值242、/平均值（点数）分析表煤层号8910111213Mad(%)4.07(3)3.82(4)5.42(2)4.32(5)3.12(5)3.11(11)Ad(%)9.75(3)6.16(4)6.30(2)8.08(5)6.51(5)4.80(11)Vdaf(%)40.66(3)39.56(4)35.62(2)39.64(5)38.06(5)35.85(11)由表5-4可知，矿区内各煤层全硫（St,d）含量仅141孔的8号煤层为1.29%，其余各采样点均小于1%，故属特低硫煤，经测定各种硫，均以有机硫为主，硫化铁硫次之，硫酸盐硫含量甚微。磷（Pd）含量：9、10、13号煤层一般为0.0020.005%243、，属特低磷煤。11、12号煤层一般为0.0230.031%，属低磷煤。8号煤层为0.059%，属中磷煤。氟（Fad）含量一般为44379.11g/g。氯（Clad）含量一般为00.33%。砷（Asad）含量一般为3.1810.9g/g。由表5-5可知，矿区内各煤层工业分析中，水分（Mad）为3.115.42%，灰分（Ad）仅141孔11号煤层为13.39%，81孔12号煤层为12.71%，一般为4.809.75%，属特低灰煤；挥发分一般为35.8540.66%，属高挥发分煤。综上所述，矿区内的煤为低变质烟煤，煤类为长焰煤或不粘煤，煤质为特低灰、高挥发分、特低硫、特低中磷、中高发热量，是生产活性244、炭的优质原料煤；而以HS烟煤为原料，经过深度洗选加工而成的低灰超纯煤，是生产压块和柱状活性炭更好的原料煤。以这种原料煤为原料生产的煤质活性炭，不仅无用的灰成分低，杂质含量少，而且吸附性能好，可用于催化剂载体、食品、医药、水处理等行业，可进一步扩大HS烟煤制活性炭的应用领域。2. 松树头矿区（1）煤的物理性质与煤岩特征(a) 宏观煤岩特征矿区煤层为黑色，条痕黑褐黑棕色，钻孔采集的煤芯极破碎，多呈碎粒状，新鲜面多呈玻璃光泽，暴露地表很快变为油脂光泽，长期风化后为土状光泽。煤层呈条带状结构，水平层状构造。煤质轻，性脆，易破碎；断口阶梯状参差状，局部为贝壳状；内生节理中等发育，易燃。视相对密度1.23245、1.33g/cm3。宏观煤岩组分以亮煤为主，暗煤次之, 丝炭少量，镜煤微量，宏观煤岩类型为半亮型煤。(b) 显微煤岩特征根据钻孔取样测试结果，显微组分中可燃有机质含量高，有机质占83.796.2%，平均90.76%。在煤的组成成分中：镜质组占43.346.3%，平均45.14%；半镜质组占1.84.6%，平均3.46%；惰质组占42.451.4%，平均38.44%；壳质组占0.50.7%，平均0.62%。煤中无机物总量占3.816.3%，平均9.24%。其中各种无机质在煤的总成分中所占比例如下：粘土类占3.515.2%，平均8.76%；硫化物类占00.2%，平均0.1%；碳酸盐类占00.9%，246、平均0.5%。显微煤岩鉴定煤的有机组成主要有镜质组分、惰质组分、半镜质组分和壳质组分。表5-6 煤岩鉴定成果表煤的总成分（%）反射率煤岩类型变质阶段统计指标有机质各类（%）无机质各类（%）镜质组半镜质组惰质组壳质组有机组分总量粘土类硫化物类碳酸盐类氧化硅类其它无机组分总量极小值43.31.8042.40.583.73.50.00.20.00.03.800.36亮暗煤0阶极大值46.34.6051.40.796.215.20.20.90.00.016.30.480阶平均值45.143.4638.440.6290.768.760.10.40.00.09.240.410阶镜质组分主要以无结构镜质体中247、的基质镜质体和碎屑镜质体为主，基质镜质体油浸反射色为深灰色，不显示细胞结构，表面不纯净，且不平整，略显突起。可见碎屑镜质体粒径较小，呈不规则状分布。半镜质组分主要为基质半镜质体，在油浸反射光下呈灰色，略显突起。惰质组分以丝质体和半丝质体为主，可见碎屑惰质体，油浸反射色为白色，突起较高。壳质组分为小孢子体，呈蠕虫状分布。煤的显微煤岩类型有亮暗煤和微镜惰煤亚型。煤的镜质体反射率0.36%0.48%，平均0.41%，其变质程度为0阶段，变质程度低，属于低变质的烟煤阶段。（2）煤的化学性质煤的工业分析成果见表5-7：表5-7 煤的工业分析成果表统计指标Mad（%）Ad（%）Vdaf（%）单样极小值原煤248、3.042.0631.05浮煤3.021.6130.34极大值原煤11.2229.5740.27浮煤6.037.3140.59全区钻孔极小值原煤3.214.3535.02浮煤3.722.1234.24极大值原煤7.399.7737.36浮煤5.263.3437.22平均值原煤4.757.89(6)36.20浮煤5.262.68(5)35.91组合样极小值原煤3.424.4334.99浮煤4.242.1234.69极大值原煤5.9610.5237.25浮煤6.993.3937.54平均值原煤4.517.7036.17浮煤5.612.5036.31(a) 水分（Mad）单样分析原煤内在水分（Mad249、）变化幅度较大，最低含量1.98%，最高含量11.22%，平均4.78%；单工程平均原煤水分含量3.21%7.39%，全区平均4.75%；单工程组合分析水分含量3.42%5.96%，全区钻孔平均4.51%。(b) 灰分（Ad）全区钻孔单工程平均原煤灰分最低产率4.35%，最高产率9.77%；单样原煤灰分产率2.06%29.57%，基本为特低灰和低灰分煤，个别样品灰分产率较高。全区单工程灰分产率平均7.89%；单工程组合分析4.43%10.52%，全区钻孔平均7.70%。根据煤炭质量分级、煤炭灰分分级（GB/T15224.1-94）标准，属特低灰低灰分煤类。全区钻孔单工程平均精煤灰分最低产率2.250、12%，最高产率3.39%；单样精煤灰分产率1.61%7.31%，全区平均2.68%；单工程组合分析灰分产率2.12%3.39%，全区钻孔平均2.50%。以上分析成果清晰显示原煤经过洗选后灰分产率显著降低，表明原煤中的非有机质（煤岩鉴定成果已证实）可能以粘土形式附着于煤层的裂隙中，而不是以化合物形式存在于煤的分子中，即煤中的粘土类可能是泥炭形成后的煤化过程中或成煤沿裂隙充填而成的，所以经过粉碎和洗选很容易从中分离出来。全区浅坑、采坑（腐植酸煤）平均原煤灰分产率4.40%4.57%；探槽单样原煤灰分产率3.10%5.78%，全区浅部工程平均4.48%。(c) 挥发分（Vdaf）全区钻孔单工程平均251、原煤挥发分最低产率35.02%，最高产率37.36%；单样原煤挥发分产率31.05%40.27%，全区平均36.20%；单工程组合分析34.99%37.25%，全区钻孔平均36.17%。全区钻孔单工程平均精煤挥发分最低产率34.24%，最高产率37.22%；单样精煤挥发分产率30.34%40.59%，全区平均35.91%；单工程组合分析挥发分产率34.69%37.54%，全区钻孔平均36.31%。全区浅坑、采坑（腐植酸煤）单工程平均原煤挥发分产率40.62%41.55%；浅坑单样原煤挥发分产率37.82%43.96%，全区地表工程平均40.90%。(d) 元素分析煤的主要化学组分包括碳、氢、氮252、氧和硫等元素，其分析结果见表5-8：表5-8 主要化学元素分析结果表统计指标Cdaf（%）Hdaf（%）Ndaf（%）（O+S）daf （%）极小值原煤79.384.580.6114.41浮煤79.495.580.6813.59极大值原煤79.844.960.8015.43浮煤80.154.890.8214.93平均值原煤79.584.760.7414.93浮煤79.874.900.7614.48矿区煤层中原煤碳含量值（Cdaf）为79.38%79.84%，平均79.58%；精煤碳含量值（Cdaf）为79.49%80.15%，平均79.87%。原煤氢元素含量（Hdaf）为4.58%4.96%253、，平均4.76%；精煤氢元素含量（Hdaf）为4.89%5.58%，平均4.90%。原煤氮元素含量（Ndaf）为0.61%0.80%，平均0.74%；精煤氮元素含量（Ndaf）为0.68%0.82%，平均0.76%。原煤氧加硫元素（OS）daf含量14.41%15.43%，平均14.93%；精煤氧加硫元素（OS）daf含量13.59%14.93%，平均14.48%。(e) 有害组分煤中的有害组分分析成果见表5-9：表5-9 有害组分分析成果表统计指标Std（%）Pd（%）Cld（%）Asad（g/g）Fad（g/g）极小值原煤0.180.0030.038047浮煤0.170.001028极大值254、原煤0.600.0110.059247浮煤0.220.007128平均值原煤0.430.0050.0371.247浮煤0.200.0030.428 硫钻孔单样分析原煤全硫含量（St,d）0.13%0.76%；单工程组合分析原煤全硫含量（St,d）0.18%0.60%，全区平均0.43%；原煤全硫单工程平均最低含量（St,d）0.17%，一般小于或等于0.50%，全区钻孔平均（St,d）0.38%。属于特低硫煤，但最高含量0.51%，恰好等于煤炭质量分级 煤炭硫分分级（GB/T15224.2-94）特低硫煤与低硫分煤分级标准的临界值。浅坑单样分析原煤全硫含量（St,d）0.22%0.44%；单工255、程平均原煤全硫含量（St,d）0.33%0.37%，平均0.35%，属特低硫煤。单工程组合分析和单样品分析全硫含量（St,d）全区平均均低于0.50%，但是单样分析结果表明局部地段存在低硫分煤，所以矿区煤层应属特低硫低硫分煤。硫的主要赋存形式是硫铁矿硫和有机硫，少量硫酸盐硫。 磷除ZK501孔单工程组合分析原煤磷含量（Pd）为0.011%，属于低磷煤外，其它钻孔单工程平均原煤磷含量（Pd）均低于0.010%，属于特低磷煤。综合评价属于特低磷低磷煤类。 氯组合分析原煤氯含量（Cld）为0.038%0.059%，属于正常含量水平。 砷矿区原煤中砷含量（Asd）为02g/g，低于地壳平均含量。 氟组256、合分析原煤氟含量（Fd）为2847g/g，属于正常含量水平。总体评价矿区煤层有害元素含量低，基本符合城市环保用煤要求。(f) 腐植酸浅部煤层广泛风化，沿煤层走向形成了风氧化带。矿体长度2350m，宽度3140m，矿体真厚度30.5339.00m，斜深34m。矿体中未见夹矸。总腐植酸含量33.266.5%。属于富腐植酸煤。（3）工艺性能(a) 发热量单样分析原煤分析基低位发热量（Qbd）21.65MJ/Kg30.91MJ/Kg，单工程平均原煤低位发热量（Qbd）28.22MJ/Kg29.57MJ/Kg，均高于27MJ/Kg，平均28.88MJ/Kg，单工程组合分析原煤分析基低位发热量（Qbd）2257、7.96MJ/Kg30.01MJ/Kg，平均29.00MJ/Kg，按照煤炭质量分级 煤炭灰分分级（GB/T15224.3-94）标准，属于特高热值煤类。单工程组合分析原煤空气干燥基低位发热量（Qbdaf）为31.20MJ/Kg31.57MJ/Kg，平均31.36MJ/Kg；单工程组合分析精煤空气干燥基低位发热量（Qbdaf）31.52MJ/Kg31.77MJ/Kg，平均31.64MJ/Kg。(b) 粘结性单工程组合分析粘结指数（GRI）均为0，无粘结性，焦渣特征全为2。(c) 灰成分及灰熔融性灰成分根据单工程组合分析结果见表5-10，勘查区煤层灰成分中SiO2含量36.66%49.97%，平均258、45.10% ；Fe2O3含量5.76%9.07%，平均7.05% ；Al2O3含量12.79%15.02%，平均14.36% ；CaO含量12.2623.03%，平均17.47% ，均属硅质灰分。表5-10 单工程组合煤样灰成分分析成果表统计指标SiO2(%)Al2O3(%)Fe2O3(%)TiO3(%)CaO(%)MgO(%)SO3(%)极小值36.6614.365.760.4412.261.436.07极大值49.9715.029.071.5723.036.437.24平均值45.1014.367.050.9217.473.116.40灰熔融性根据单工程组合分析结果见表5-11，井田煤层259、的软化温度（ST）11601220，属于低熔灰分。表5-11 单工程组合煤样灰熔融性分析成果表统计指标DT ()ST ()HT ()FT ()灰熔融性级别极小值1130116011701180易熔灰分极大值1210122012301390平均值1175119712051265低温干馏根据对勘探煤层的单工程组合煤样试验结果见表5-12，煤层的焦油产率（Tar）6.4%8.0%，平均7.22%，属含油富油煤。表5-12 单工程组合煤样低温干馏试验成果表统计指标焦油Tar (%)半焦CR (%)总水Wator (%)煤气损失(%)焦油产率级 别最小值6.468.57.69.0含油-富油煤最大值8.0260、74.813.912.8平均值7.2271.6610.7010.44(d) 反射率勘查区煤层煤的镜质体反射率0.36%0.48%，平均0.41%，其变质程度为0阶段，变质程度低，属于低变质的烟煤阶段。(e) 精煤回收率勘查区煤层精煤回收率55.70%72.70%，理论精煤回收率级别为良等。（4）煤类及工业用途评价矿区煤层具有特低灰低灰、特低硫低硫、特低磷低磷、易熔灰分、含油富油等特征。根据煤样化验分析结果及中国煤炭分类国家标准（GB5751-86），井田可采煤层属不粘煤类（31BN），局部为长焰煤类（41CY），是良好的动力用煤，也可作为气化和炼油用煤。根据其特点可用于生产破碎活性炭，应用于污261、水处理及垃圾焚烧等方面。本项目所用原料煤主要依靠HS煤矿和松树头煤矿生产的洗精煤。5.1.2 煤焦油柱状活性炭的生产需要在原料煤中掺入一定量的粘结剂，粘结剂的主要作用一是粘结原料煤粉，使原料煤粉与粘结剂均匀混合后在压力作用下易于成型，二是容易在原料炭化时形成活性炭使用所要求的强度。因此粘结剂不仅要求与原料煤有很好的相容性，而且需要含有在较高温度下不易挥发和分解的组分，以便在活性炭生产的炭化和活化过程中能形成煤基柱状活性炭的骨架。用于煤基柱状活性炭生产的粘结剂种类不多，国内主要有煤焦油、木质磺酸钠、纸浆废液、淀粉溶液等，其中使用最多的是煤焦油，它作为煤基柱状活性炭生产用的粘结剂是最为合适的。木质262、磺酸钠是一种木材分解生产纤维时的废弃溶液，一般地区没有来源，纸浆废液及淀粉溶液本身不含或极少含有在600650温度下不易挥发和分解的组分，因此如果用在以弱粘结性烟煤为原料的煤基活性炭的生产过程中作为粘结剂，炭化料及活化料将不具有其应用所要求的足够强度，且由于分子结构差异很大，纸浆废液及淀粉溶液与煤的相容性较差，因此本项目推荐以煤焦油作为柱状活性炭生产的粘结剂，对煤焦油粘结剂的质量要求见表5-13。表5-13 煤焦油质量要求项目合格煤焦油拟用煤焦油粘度（E80）5.02.24比重（d204）1.18沥青含量（）55-6560酚含量（）5.0萘含量（）7.0甲苯不溶物（）2-4灰分（）0.130.263、085水分（）4.02.4本项目厂址周围生产煤焦油的大中小企业很多，其中阜康大黄山鸿基焦化有限责任公司，年产40万t焦炭及2万t高温焦油，且距项目所选厂址60km，其质量指标均可满足本项目煤基活性炭生产的要求，产量远远大于本项目的需求量，而博达焦化有限公司和正达焦化有限公司也生产高温焦油，虽满足生产要求但其产量无法满足项目需求，所以本项目所需煤焦油拟从阜康大黄山鸿基焦化有限责任公司选购。5.1.3 水蒸汽按照本项目选定的工艺技术路线，本项目活化工序采用气体活化法，活化介质主要为水蒸汽。本项目水蒸汽用汽点包括活化车间、炭化车间、捏合成型车间、成品后处理车间、取暖用汽及其它生活用汽。根据选定的活化264、设备，项目I期产品活化每小时耗用水蒸汽约15.1t，年需水蒸汽119592t，项目II期产品活化每小时耗用水蒸汽约77.8t，年需水蒸汽616176t，蒸汽压力均要求0.6MPa，蒸汽温度要求在125以上。本项目自产蒸汽来源有四个，一是内热式回转炭化炉炭化尾气经焚烧所产生的高温烟气经废热锅炉产生蒸汽，蒸汽总产量约48t/h，二是耙式炉尾气废热锅炉产蒸汽，蒸汽总量为130t/h，三是锅炉房产蒸汽，四是自备电厂锅炉产蒸汽，蒸汽质量有保证；这样做既减少了生产环节，节约了投资，又能给电厂增加一条卖“汽”渠道，对提升电厂综合经济效益非常有好处。经测算，自备电厂现有锅炉富余蒸汽可满足剩余部分的蒸汽供应需要265、，且供应环节改造简单，费用少。5.2 辅助材料供应5.2.1 添加剂本项目催化剂为普通化工原料，无特殊要求，因此虽然每年用量较大，达产后每年用量达到17346t，但可以从当地化工厂或大型化工商店订购，也可以从乌鲁木齐、西宁、兰州、HH、天津等大型化工生产企业或经销企业订购。5.2.2 生产用酸碱本项目用酸、碱主要用于酸洗粉炭的生产。酸是31%工业盐酸，根据工艺计算，项目I期年需要盐酸量为618t，项目II期年需要盐酸量为3090t。碱用于中和酸洗排水，采用苛性钠100%NaOH，其中项目I期年需要碱量为258t，项目II期年需要碱量为1288t。项目所需酸碱可从当地化工厂或大型化工商店购买。5266、.2.3 包装材料按照目前国内煤基活性炭企业的情况，项目产品包装一般采用25kg/袋或500kg/袋，根据项目实际情况，本项目包装材料按500kg/袋和50kg/袋分别考虑，其中500kg/袋规格包装袋用于项目成品包装，50kg/袋规格包装袋用于项目半成品包装储存。根据项目物料平衡方案，项目投产后成品包装每年需包装袋最大量为24万套。考虑到项目规模较大，半成品贮存量不小，根据国内同类活性炭企业的情况，原料半成品贮存按30天、50kg/袋考虑，每年需单层涂塑编织袋50.2万套。由于这种包装材料属普通材料，无特殊要求，虽然数量较大，但完全可以在项目实施地及周边地区就近解决。5.2.4 生产用水本项267、目生产直接用水主要是在混合成型工序和成品后处理工序，其主要目的是为了提高粘结剂与原料煤粉的浸润效果，利于挤压或辊压成型，及对产品进行酸洗等后处理，可以在项目给排水设计时一并考虑，详见本报告给排水部分。5.3 燃料供应本项目所用燃料主要作为项目内热式回转炭化炉和耙式炉的加热热源，以及废热锅炉尾气燃烧热源和锅炉运行用热源。热源可考虑使用天然气或通过煤气发生炉自产煤气提供。若选择通过煤气发生炉自产煤气提供热源的方案，考虑到本项目生产规模和占地面积较大，输送距离较远，需以水煤气形式提供燃料气，而水煤气热值较低，需消耗大量动力煤和水，而且会产生大量废水，从而导致项目投资过多，环保压力过大。而项目所在地天268、然气资源丰富且价格较低，因此，为了保证炭化料产品质量，同时达到清洁生产和经济运行的目的，内热式回转炭化炉和耙式炉加热及炭化、活化尾气焚烧均采用天然气作为加热热源。根据项目具体情况和选定的锅炉类型，本项目I期需自建锅炉提供项目生产用部分蒸汽，锅炉拟采用燃煤锅炉。根据所选锅炉性质及项目生产对蒸汽用量的需求，项目I期锅炉运行动力煤消耗为11940t/a。本项目锅炉燃料来源有2个，其一是项目生产过程中的废弃物料，包括项目柱状活性炭和压块活性炭成型、炭化料筛分时的废弃物，这部分可燃废弃物的总量经计算为6620t/a，其二为外购的动力煤，根据计算外购动力煤为5320t/a。根据项目建设单位资料，外购动力煤269、采用距拟建厂址40km的乌东矿区生产的动力煤。其质量指标要求见表5-14。5.4 原材料、辅助材料及燃料价格本项目原材料、辅助材料及燃料价格见表5-15。表5-14 动力煤质量指标要求及对比项目气化用煤质量指标锅炉用煤质量指标拟用动力煤质量指标Mad，%882.0Ad，%202017.8St，ad，%110.80含矸率，36080.01CRC（18）46473热稳定性6060中等ST，125012501290Qgr,ad，MJ/kg262627.5表5-15 原材料、辅助材料及燃料价格表项目名称价格原材料原料煤原料煤1250元/t原料煤2250元/t原料煤3250元/t煤焦油2600.0元/t270、蒸汽30元/t辅助材料添加剂2000元/t工业盐酸31%650元/t苛性钠100%NaOH1800元/t成品包装袋50元/套半成品包装袋2.50元/套水2.06元/t燃料天然气1.10元/m3动力煤95-120.0元/t5.5 原材料、辅助材料及燃料来源表本项目原材料、辅助材料、燃料年需要量及来源见表5-16。表5-16 原材料、辅助材料、燃料年需要量及来源表项目名称年需要量来源包装要求运输方式I期II期原材料原料煤1/t65005293275HS煤矿散装铁路原料煤2/t-12510XJ无烟煤散装铁路原料煤3/t1722886131松树头煤矿散装铁路煤焦油/t-18387周边焦化厂罐装公路辅助271、材料添加剂/t325014455化工厂及商店袋装公路工业盐酸/t6183090化工厂及商店罐装公路苛性钠/t2581288化工厂及商店罐装公路成品包装袋/万套420项目实施地周边捆装公路半成品包装袋/万套8.441.8项目实施地周边捆装公路燃料动力煤/t5334-乌东矿区散装铁路天然气/Nm3660000033000000外供管道5.6 水、电、汽动力供应5.6.1 消耗量表5-17 水、电、汽消耗量表序号名称单位消耗量备注I期II期1水m3/天1151.94183.2万m3/a38.0138.02电kWh/h2138.18151.8万kWh/a1437.55594.43蒸汽t/h39.517272、6.6废热锅炉供万t/a32.8139.9废热锅炉供5.6.2 来源5.6.2.1 供水甘泉堡煤化工工业园水资源丰富，五零零水库位于园区东侧，设计库容4亿m3，汇水面积25km2，年进水10亿m3。正在建设的五零零水库西延干渠从园区穿境而过，可自流入园，取水便利。由于五零零水库西延干渠供水时间为每年的410月，因此，夏天，活性炭厂的水源主要由五零零水库西延干渠提供，地下水开采作为调剂供水，其他时间则由五零零水库的蓄水供水。由于五零零水库年供水可达4亿多m3，因此能够满足活性炭厂对水量和水质的要求。二道沟中水库距离煤化工工业园区3km，库容5000万m3，每年可周转两次，调节1亿m3水，可作为项273、目的备用水源。5.6.2.2 供电本项目拟定在甘泉堡工业园区，该区域输电线路有220 kV米池线、110 kV阜油线和旭阜线，一座110kV阜康变电站，主变容量231.5MVA。园区内规划有60万kW的自备电厂，同时，在园区新建110 kV变电站一座，就近进行联网。可以近距离、低电压供电，大幅度降低供电成本，提高经济效益。5.6.2.3 供汽根据业主提供资料，本项目所需蒸汽期考虑自建锅炉房，期由附近的自备电厂供应。第六章 建厂条件和厂址选择6.1 建厂条件6.1.1 厂址：甘泉堡煤化工工业园6.1.1.1 米东新区概况米东新区位于天山北麓，准噶尔盆地南缘，毗邻自治区首府，是XJ重要的人流、物流274、信息流的集散地之一，中央到地方各级大型骨干企业20多家云集于此，是自治区重要的石油化工、煤炭、建材基地。目前，米东新区作为XJ最大制造业基地的核心区和首府城市副中心，已被列入乌鲁木齐城市总体规划。米东新区自然资源丰富，地下蕴藏着丰富的煤、铁、石灰石、大理石、石英砂、陶土、芒硝等矿产资源，其中已探明石灰石储量15亿t，芒硝储量260万t，煤炭储量18亿t，年产煤能力达350万t以上，是全国100个重点产煤县（市）之一。6.1.1.2 自然条件1. 地理位置甘泉堡煤化工工业园区是米东新区规划拟建设的以煤炭深加工为主的高科技工业园，园区位于米东新区以北23km处，是米东新区、阜康市、五家渠市和昌吉275、市城市规划和建设的交汇地带。面积约150km2，地理坐标处于东经873706874335北纬440650441152，海拔560m左右。2. 地形、地貌园区地势平坦，以荒地为主，高程465650m。3. 工程地质概况（1）概况园区地处乌鲁木齐山前坳陷，海拔高程约630m，地貌类型为丘垄状黄土堆积，总体地势波状起伏、往北缓倾。场区附近无基岩出露，也没有发现地下隐伏设施或采空区，土质结构疏松、密实程度一般，地基土接近相似类标准土。据查，场区地下水埋深大于100m，在黄土丘梁偶见柱状节理，这在丰水年易形成落水洞，导致边坡失稳滑动。由于气候干燥，水位埋藏深，排除震动引起沙土液化等致灾因素。（2）区域地276、震构造情况本区地处天山纬向构造带的次级单元乌鲁木齐沉降带。主要控震构造： 古牧地断裂，西起长山子，经甘泉堡至阜康水磨河一带隐伏，主断面切割系列冲沟和级阶地，全新世活动速率大于0.41mm/a。 八钢石化断裂，虽穿越工业园区，但无地震活动记录，对工程安全不构成危害。 阜康南断裂，从甘泉堡沿山体前缘至吉木萨尔，是盆地与山区地貌分界线，全长160km，该断裂间歇性活动，为一条弱震构造带。 博格达弧形断裂，起止乌鲁木齐南-奇台新户河，全长260km，是中-新生带地层分界线。1965年博格达6.7级地震在此断裂造成基岩崩塌，并被列入未来孕育强震的潜在震源区。（3）地震烈度米泉市地震基本烈度为度区 (存在277、烈度压线区)，地震动参数峰值加速度值为0.152.0g。（4）抗震设防情况 拟建厂区地震基本烈度相当于+度区，前期选址论证可按度设防。 场区地基土为相似类标准土，震害类型主要是振动挤压使土体产生位移变形，造成不均匀局部沉陷。 所给基本烈度值只满足一般工业与民用建筑的地震设防要求，重大建设项目和生命线工程，须在立项后可研阶段进行场地地震安全性评价。4. 水文地质概况（1）水文地质特性该地区南部（乌齐公路至污水库）为含砾粗砂、粗砂；中部（污水库至梧桐窝子村）为中粗砂、中砂；北部（梧桐窝子至102团十一连）为中砂、中细砂、细砂。其富水性特征：南部好于中部，中部好于北部，东西向则表现出西部好于东部，东278、部好于中部。单位涌水量由西东部为1.00.6L/sm。该地区供水目的层为100280m之间。井深定为200350m左右。（2）水文地质参数导水系数T=500600 m2/d；储水系数（给水度）=0.021，导压系数a=0.000286 m2/d，渗透系数K=15m/d。（抽水试验是冬季所做，水文地质参数偏大。）（3）地下水补给量和开采量该地区地下水补给量为1364万m3/a，开采量为1091万m3/a，建井数为6580眼，以平均布井方式分配到规划区，不宜采用水源地集中开采。5. 自然、气象条件（1）气温年平均气温：7.8年极端最高气温：43.7年极端最低气温：-32.9最热月（7月）份平均温度279、：26.4最冷月（1月）份平均温度：-14.6最热月份14时的平均温度：29.2严寒期日数（-10以下）：76d采暖期日数：（-5以下）：88d0厘米冻结初日：11月17日0厘米冻结终日：3月16日冬季平均气温：-11.8土壤冻结多年最大深度：141cm表6-1 历年各月最大气温日较差 （单位：）月 份123456789101112日较差17.615.017.722.224.517.720.327.319.517.617.820.2（2）相对湿度最热月份14时的平均相对湿度：34%累年平均相对湿度：60%累年平均绝对湿度：6.8mpb最大绝对湿度：35.2mpb（3）降雨量24小时最大降雨量：280、45.4 mm一小时最大降雨量：11.3 mm最长连续降雨日数：6d表6-2 历年逐月平均、最大、最小降雨量 (单位：mm)月 份123456789101112平均7.79.014.628.131.832.524.018.822.522.516.010.8最大28.221.939.271.8103.292.371.058.054.558.436.727.9最小0.80.40.70.00.02.90.51.10.20.04.91.2（4）降雪初雪日：10月22日平均积雪日数：157d年最大积雪厚度：43cm（5）风极端最大风速：27m/s年平均雷暴日数：7d年最多雷暴日数：12d年平均沙尘暴日数281、：1d年最多沙尘暴日数：9d表6-3 累年逐月平均风速(单位：m/s)月份1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 全年平均1.21.31.82.52.62.62.72.72.41.91.41.12.0最大6.07.012.013.012.015.014.012.016.010.010.06.016.0表6-4 全年、冬季、夏季各风向频率频率NNNENEENEEESESESSESSSWSWWSWWWNWNWNNWC夏季7631016179232471488全年85311161582324510718（6）大气压年平均气压：950.2百帕极端最高气压：988.7百帕极端最低气压：92282、5.7百帕最热三个月平均气压：940.3百帕（7）其它蒸发量，见表6-5。：表6-5 累年逐月平均、最大、最小蒸发量(1971-2000年，单位mm)月份123456789101112全年平均蒸发量7.614.560.8203.7310.0371.1426.9394.9263.0124.930.48.02215.7月最大蒸发量15.020.8111.8308.8406.7482.6574.3502.1319.2209.452.120.32563.9月最小蒸发量4.48.732.1111.8244.2301.7332.6321.6185.659.515.53.61818.6年平均晴天日数：92d283、年平均阴天日数：88d年平均雾日数：34d6.1.1.3 社会经济条件米东新区南北长194km，东西宽94km，总面积9970km2，辖5镇2乡，6个街道办事处，85个行政村，37个居民委员会。总人口27万人。2005年，全区实现生产总值63.05亿元，其中，一产增加值4.21亿元；二产增加值45.35亿元；三产增加值13.49亿元；实现财政一般预算收入3.26亿元；固定资产投资完成29.49亿元；招商引资到位资金16.84亿元；城镇居民可支配收入9240元，农牧民人均纯收入5273元。米东新区的经济发展，既依赖于工业快速增长的拉动，又依托于社会化行业分工协作和服务业为支撑的带动。经过多年来的284、发展，目前已形成了具有加工多种机械设备及配件能力的企业30多家，能以自行设计或按国标加工以及来料加工、来样制做、来件装配等形式制造加工机械设备及零部件等上万个品种。（1）机械设备制造、加工及维修。区内除拥有广汇化机公司、新齿公司、川控阀门公司及闽江机械公司等大中型机械设备加工企业外，周围云集了XJ第三机床厂等十几家具有自治区级技术中心的机加工企业，已具备了制造国标设备及非标异形设备的加工及维修能力。仅广汇园区的加工企业就拥有刨、铣等多种车床，形成了从锅炉的制造、检修、清洗、维护到阀门、轴承、齿轮等各种紧固件、精密件的加工、设计和制作等一套完整的社会化行业协作体系。具备按要求制造煤化工项目所需的285、空气贮罐、仪表空气贮罐等空压设备，以及调节阀、隔膜阀、三通阀等铸件类、阀门类等产品的能力。（2）电器设备检修及维护。区内依托自治区各大院校、科研院所及乌石化等大型国有企业技术力量，以及拥有上万名高中级专业技术人员，对多种电器设备的外壳、线缆、电压互感器、带电显示装置、数控电子装置，输传动电器设备等均有检测和维护能力。区内企业已具备制造悬臂吊车一次起吊60t以上的水平，周围的特变电工、昌开电器等企业在自治区内具备设计制造和维修高压、超高压变电设备、各种电器开关柜等配电设施的先进水平。能够生产煤化工项目及电力设施所需的悬臂吊、仪表仪器、传动电器等设备。乌石化自备电厂、沙驼股份自备电厂等近千名高中级286、专业技术人员，完全有能力做到煤化工项目自备电厂各种电器设施的安装、装配及调试和检修，确保发电设施的有效运转。（3）化工辅助设备。乌石化氮气制冷设施、溴化锂吸收式冷水机组及大型化工企业所需水、汽等控制系统，已形成了管网化、程控化等完整的生产体系。能够协助煤化工项目进行各项辅助设施、设备的规划、设计、研发和实施工作，并可以提供相应的技术援助。（4）建筑机械施工设备。区内有两家资质在二级以上的建筑企业，能够实施大型项目的基础设施建设，同时区内机械施工单位不但拥有大型起吊、安装、推掘等设备，而且在煤化工项目实施过程中还可以予以辅助建筑类各种设备的制造、加工、检测和维护，能有力的支持项目的快速建设。6.287、1.1.4 外部交通运输状况216国道、111省道、203省道、吐-乌-大高等级公路、甘漠公路从园区内穿过，并设有出口。乌甘铁路从工业园南侧穿过，甘泉堡火车站项目已由自治区人民政府研究通过，近期将开工建设。园区距乌鲁木齐国际机场40km，30分钟即可到达。目前省道S111每天车流量约为5000辆左右，远期规划为一级公路。省道S203线，公路等级为二级公路，远期规划为一级公路。目前每天车流量为2500辆左右。吐-乌-大高等级公路属全封闭式高等级公路，4车道，无隧道，目前车流量较小，公路接口较为便利。公路运输运价：自治区“道协”调整公路运输指导运价为普通货物运价0.50元/tkm，允许上下浮动10288、%；危险货物运价0.70元/tkm；鲜活货物运价0.728元/tkm。6.1.1.5 公用工程条件1. 水资源状况米东新区有大小河沟31条。其中常年流水的河沟16条，季节性洪水沟15条。2005年地表水系年径流量为1.11亿m3，按其径流特征和地域分布可分为东山水系、南山水系和平原水系。根据米东新区地下水资源调查评价报告，米东新区地下水补给总量为1.66亿m3/a，可开采量为14614万m3/a。提取地下水总量多年平均为1.32亿m3。米东新区截至2005年共修建了引水渠652km，修建防渗渠道377km，建设桥、涵、闸等建筑物2473座。境内有中小型水库7座，总库容为2960万m3。其中中型289、水库1座，小型水库6座，塘坝3座。米东新区地表水水资源年径流量1.11亿m3，总引水量4000万m3，引水率56%，渠系有效利用系数为0.6，进入农田水量为1780万m3/a，水库总库容2960.2万m3，有效利用系数为0.55，可利用水量为1628万m3/a，2005年地下水总开采量为13650万m3。米东新区2005年用水总量为17650万m3，其中农业用水15430万m3，占总用水量的87.42%；林业用水80万m3，占总用水量的0.45%，渔业用水500万m3，占总用水量的2.8%；工业及乡镇企业用水1100万m3，占总用水量的6.2%；居民生活用水460万m3，占总用水量的2.6%；290、牲畜用水80万m3，占总用水量的0.45%。（1）水文、水库 河沟水系该区属原始荒漠，无常年流水的河水可供利用，仅有的甘泉堡沟和魏家泉沟均属季节性水沟，偶有洪水下泄进入石化污水库。根据历年实测资料分析，平均径流量为119.09万m3/a，两条沟春、夏洪水资料简介如下：A、魏家泉沟是米东新区与阜康市交界之沟，其流域面积62.5km2，沟长18.3km。为季节性河沟。春洪历年平均流量4.2m3/s，历年平均径流量58.5万m3，夏洪历年平均流量3.8m3/s，历年平均径流量11.45万m3。全年合计径流量69.95万m3。B、甘泉堡沟位于魏家泉沟西8km，流域面积93.6km2，沟长31.5km。291、春洪历年平均流量为1.5m3/s，历年平均径流量为38.8万m3；夏洪历年平均流量为1.1m3/s，平均径流量为10.34万m3。全年合计径流量为49.14万m3。以上两条河沟均无控制性工程。 水库五零零水库工程横跨阜康市和米泉地界，距阜康市10km，距准东油田指挥部2km，紧邻阜北农场。水库工程为人工筑坝四面围筑而成的平原注入式水库，为南干渠末端调蓄水库。水库最终水位500m。根据规划，水库分为两期建设，一期2010年，五零零水库总库容17200万m3，正常高水位496m，最大坝高24m。水库放水涵洞布置在大坝北部水库最低处，进口底板高程480.0m，放水涵洞采用塔式进口，无压涵洞，洞身为双孔，设计放水流量30m3/s。一期工程已于2005年底竣工。二期工程根据受水区需水情况，大坝加高4m，水库总库容达到26200万m3的最终规模，水库调蓄能力增加到23000万m3，正常水位500m，水面面积24.25km2，最大坝高28m。该水库工程已于2006年7月1日试蓄水