煤电化一体化循环经济工业园区总体规划方案文档格式.docx
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4、建设循环经济工业园区有利于缓解我国东部电力的供需矛盾
随着国民经济的快速发展,我国电力需求迅速增长,发挥西部资源丰富的优势,同步建设经济性世界领先的1000MW超超临界电厂,就地将煤炭资源转换为电力,变输煤为输电,符合国家“西电东送”的产业政策和国家特高压电网的发展规划,以适应电力市场全国联网的要求,一方面可以缓解东部电力紧张状况,另一方面可以减轻交通紧张的压力,优势互补,为东部经济腾飞助力,具有非常重要的战略意义。
二、彬长煤电化一体化循环经济工业园区建设规划
1、规划原则
根据国家对循环经济建设的要求,将重点从以下方面推进循环经济的建设:
(1)大力推进节能降耗,提高资源利用效率。
坚持“资源开发与节约并重,把节约放在首位”的方针,大力节能、节水、节材、节地、节约各种资源,减少资源消耗,实现以最少的资源消耗创造最大的经济和社会效益。
(2)坚持可持续发展战略,从源头减少污染物的产生。
通过不断优化设计、使用清洁的能源和原料、采用先进的工艺技术与设备、改善管理等,减少或避免污染物的产生,逐步实现由末端治理向污染预防的转变。
(3)优化资源配置,大力开展资源综合利用,最大限度利用资源,减少废弃物的最终处置。
一是对生产过程中产生的废气、废渣、废水等进行综合利用;
二是对生产过程中的水进行循环重复利用、对热能进行梯级利用;
三是对生产过程中产生的各种废弃物进行回收利用。
2、构建完整的循环经济产业链
彬长煤电化一体化循环经济工业园区座落在陕西省彬县新民塬镇附近。
重点发展项目主要包括煤炭开采及洗选、超超临界电厂、煤制甲醇转烯烃和废水、废气、废渣综合利用等项目。
煤炭、电力、煤化工产业关联度极高,煤炭经洗选后,精煤供煤化工项目进行制浆、气化、合成化工产品,煤泥、中煤和排矸可以供电厂发电和生产建材;
电厂产生的电力和蒸汽又可以供煤矿和煤化工厂生产、生活使用;
煤化工厂产生的废水经处理后可供洗煤厂洗煤和电厂发电;
煤矿抽排的瓦斯和煤化工产生的可燃废气可供电厂锅炉进行助燃;
煤矿排矸、煤化工和电厂的灰渣、脱硫石膏可以生产建材产品、农业肥料、填充废弃巷道和回填铺路;
煤化工产生的二氧化碳可以用于食品、卷烟厂和降解塑料,从而形成一个内部资源和废弃物高效利用、循环利用的产业链,通过实施物质集成、能量集成、水集成、技术集成、信息集成等手段以达到循环经济3R的要求。
彬长煤电化一体化项目循环经济产业链示意图
本项目生产的聚乙烯、聚丙烯等国内市场容量大、市场前景好的产品,可以为当地及全省乃至全国塑料加工企业提供优质价廉、品种齐全的原料,推动陕西省塑料加工企业的发展,带动当地及周边地区农业、建筑业、汽车制造、电子/电器、航空航天、医药卫生等行业的发展。
同时生产过程中排放二氧化碳、灰渣等废弃物可用于生产水泥、降解塑料、食品工业等,带动当地及周边地区建筑、塑料加工、饮料等行业的发展,以发挥大型煤化工项目的带动作用,促进陕西省和当地经济快速发展。
3、煤矿规划方案
资源概况:
彬长矿区位于陕西省关中西北部的彬县、长武县境内,总面积790平方公里,煤炭地质储量67.29亿吨,是陕西省第二大煤田,煤种为不粘煤31号,煤质优良,具有低硫、低磷、低灰份、高发热量等特点,适宜于机械化开采,是良好的动力和化工用煤。
本项目以彬长矿区小庄井田为配套煤源,井田地质储量达16.6亿吨,可采储量11.1亿吨,资源丰富,具有建设大型煤电化一体化项目的有利条件。
建设规模:
由小庄井田的小庄煤矿和文家坡煤矿供煤,总规模1800万吨/年。
其中:
一期建设规模1000万吨/年(小庄600万吨/年,文家坡400万吨/年),二期扩建规模800万吨/年,小庄煤矿扩建为1000万吨/年,文家坡煤矿扩展为800万吨/年。
水源:
煤矿用水主要是洗煤厂用水,年新鲜用水量约为100万立方米,由矿井疏干水供给。
电源:
煤矿两期用电共计约71000千瓦,由热动力站供给。
洗煤厂:
两期年原煤入洗能力共计约800万吨,一期400万吨。
开拓方式:
采用斜井—立井联合开采。
计划安排:
一期计划2007年开工,2010年投产。
二期2010年开工,2012年投产。
4、电厂规划方案
规划建设4×
1000MW超超临界直接空冷发电机组,是目前我国高参数、大容量、高效率、低煤耗、低水耗、高环保机组。
一期建设2×
1000MW机组,同步建设除尘、脱硫、脱硝、直接空冷装置。
一期计划2010年开工,2012年建成投产。
二期2013年开工,2015年投产。
煤源:
由小庄煤矿、文家坡煤矿和洗煤厂的洗混煤供给,考虑由煤矿工业广场经皮带输送机直接输送至电厂。
4×
1000MW机组年用水量约1600万立方米,一期2×
1000MW机组年用水量约800万立方米,由煤矿疏干水和煤化工厂中水供给,拟建的黑河亭口水库做为备用水源。
灰场:
煤电化一体化项目共计产生灰渣约170万吨,脱硫石膏约65万吨。
煤电化项目合用一个暂存灰场,便于集中存放,以减少用地。
煤电化项目灰渣考虑全部综合利用,灰场主要考虑事故情况和灰渣利用间断时的储存。
送出:
超超临界电厂供煤矿、煤化工后的多余电力定位于西电东送和接入陕西电网。
煤矿、煤化工用电约30万千瓦,全部由自备供热锅炉余热电厂和超超临界电厂供给。
多余电力根据西北电网公司规划可考虑三种送电方案,一是接入陕西电网,当地消化;
二是2010年以前接入西北电网公司拟建的彬长至乾县双回750KV线路,再经乾县-渭南750KV线路,经渭南-灵宝直流线路送电华中地区;
三是通过西北网公司在规划中提出的2015年前陕西与华北联网工程,以特高压直流送电到东部地区。
从关中送往华中、华北、华东电网,输电距离短,经济性比较好。
5、煤化工规划方案
两期各年产煤制180万吨甲醇转60万吨稀烃。
一期计划2008年开工,2011年投产。
二期2012年开工,2015年投产。
由小庄煤矿和文家坡煤矿的洗煤厂供给,考虑由煤矿工业广场经皮带输送机直接输送至煤化工装置。
煤化工项目两期年用水量约6200万立方米,由拟建的黑河亭口水库供给。
汽源:
蒸汽主要是煤化工工艺使用,煤矿、电厂只用很少的取暖蒸汽。
煤化工项目两期用汽量约1730吨/小时,配套建设热动力站供应高压蒸汽,超超临界电厂从做过功的蒸汽中供给低压蒸汽。
煤化工项目两期用电量约230000千瓦,由热动力站和超超临界电厂供给。
三、工业园区循环经济体系集成
1、物质集成
物质集成主要是根据产业规划,确定成员间上下游关系,同时还根据物质供需方的要求,运用过程集成技术,对物质流动的方向、数量和质量继续调整,以完成循环经济网络的构建。
同时对资源尽可能考虑回收利用或梯级利用,最大限度地降低对物质资源的消耗。
物质集成可从三个层次体现:
一是企业内部实施清洁生产,如采用煤矿洗选精煤制水煤浆,水煤浆气化技术制合成气生产甲醇;
在各装置之间,将煤矿洗选矸石、煤泥作为热动力站原料,化工合成过程中的废气、废水等副产品进行相互综合利用,建材厂将气化炉产生的炉渣和电厂粉煤灰生产水泥、多孔烧结砖、制砖等建材,以及回收CO2废气生产二氧化碳降解塑料、蔬菜大棚气肥等,同时彬长矿区为高瓦斯矿区,将瓦斯抽出用于热动力站锅炉助燃;
二是循环经济产业园区以煤化工为主体,结合产业链上的相关企业,构成了煤炭采掘、发电、化工、材料及医药等工业群落,在循环经济园区成员间实现高效的物质交换;
三是在循环经济产业园区之外,构建虚拟的生态工业网络,充分利用物质需求信息,形成辐射区域,使循环经济园区在整个循环经济体系中发挥链接作用,拓展物质和能量循环空间,带动当地群众发家致富,促进当地经济快速发展。
2、水集成
一期煤化工年用水3100约万立方米。
煤化工装置副产蒸汽凝液每年约1075万立方米,可供自备热动力站(供热锅炉及余热发电厂)约160万立方米,2×
1000MW电厂年用水约800万立方米,节余115万立方米,供煤化工梯级利用。
煤矿洗煤年用水约800万立方米,煤矿一期矿井疏干水约280万立方米/年,煤化工中水约400万立方米/年,缺口120万立方米,由亭口水库供给。
一期煤电化项目共计从亭口水库供水约3220万立方米/年;
二期煤电化项目同样用水约3200万立方米/年。
充分考虑了西北地区水资源紧缺的现状,采取各种措施有效降低水资源的消耗,回水综合利用,其主要途径有:
(1)工业水重复利用
大力采用循环用水系统、串联用水系统和回用水系统,积极采用水网络集成技术。
广泛采用蒸汽冷凝水回收再利用技术。
发展外排废水回用和“零排放”技术。
(2)冷却节水
采用高效换热技术和设备。
优先考虑物料换热节水技术,优化换热流程和换热器组合。
采用高效环保节水型冷却塔和其他冷却构筑物。
推广应用高效循环冷却水处理技术、空气冷却技术。
在加热炉等高温设备推广应用汽化冷却技术。
(3)热力和工艺系统节水
推广生产工艺(装置内、装置间、工序间、工序内)的热联合技术、中压产汽设备的给水使用除盐水、低压产汽设备的给水使用软化水、闭式循环水汽取样装置。
优化锅炉给水、工艺用水的制备工艺。
(4)洗涤节水
推广逆流漂洗、喷淋洗涤、汽水冲洗、气雾喷洗、高压水洗、振荡水洗、高效转盘等节水技术和设备。
采用节水的装备清洗技术。
发展环境洗涤技术。
推广可以减少用水的各类水洗助剂和相关化学品。
(5)工业给水和废水处理节水
推广使用新型滤料高精度过滤技术、汽水反冲洗等降低反洗用水量技术。
煤矿、电厂、煤化工废水处理集中化,并在废水处理中应用臭氧、紫外线等无二次污染消毒技术,实现废水“零排放”。
开发和推广超临界水处理、光化学处理、新型生物法、活性炭吸附法、膜法等技术在工业废水处理和再利用中的应用。
(6)矿井水综合利用
矿井水经过简单处理,可用于煤矿生产用水,主要包括矿井开采及原煤洗选用水。
处理达标的矿坑水可用于煤化工、电厂的供水水源。
如果矿井水的水质较好,还可将矿井水用于公共生活用水。
(7)发电厂采用直接空冷技术节水
超超临界电厂若采用湿冷,需年用水2400万立方米。
采用直接空冷技术,可以大量节水,2×
1000MW机组年用水量仅为800万立方米。
3、能量集成
有效的能量利用是削减费用和环境负担的主要措施。
在循环经济园的能量集成,不仅各成员要寻求各自的能源使用实现效率最大化,如低压甲醇合成技术、水煤浆煤气化技术、超冷凝态技术等。
而且要实现总能量的优化利用,成员间实现能量的梯级利用,提高能源利用效率;
园区建设电厂,可实现园区集中供热,发挥规模效益;
根据不同生产单元对能量等级要求不同进行合理配置、梯级利用;
对生产装置余热进行集中回收利用于低能级的供暖、洗浴等。
彬长煤电化项目能量供应以煤炭为主要供应方式,转换成电力与蒸汽的形式应用于各个生产环节和采暖。
按蒸汽热能温位的高低,坚持按质用能和分级回收的原则,基本做到热尽其用。
主要方式是热电联产、余热利用和梯级利用。
热电联产是彬长煤化工实现循环经济的重要技术措施。
以洗混煤为原料采用自备供热锅炉余热和超超临界锅炉生产过热蒸汽,蒸汽带动汽轮机旋转发电,蒸汽做功发电后,剩余蒸汽按生产装置不同要求梯级利用,低位热能用于生活及办公用气。
4、技术集成
循环经济园区与传统工业园的不同之处在于它营建了园区内企业的相互协同和共生关系,最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响,实现经济效益、社会效益和生态效益三者的统一,实现园区的可持续发展。
其中关键技术的可持续化,是实现可持续发展的决定性因素。
推行清洁生产、实现绿色管理是实现园区可持续发展的具体途径。
循环经济规划技术集成主要考虑是行业清洁生产技术、分离技术、净化技术、节水技术、节能技术、生物技术、废物综合利用技术。
辅以抗市场风险技术、废弃物管理和交换技术、信息技术、管理技术,以满足循环经济的要求。
如煤气化采用先进气流床气化工艺、甲醇合成采用低压法工艺、聚乙烯采用超冷凝态技术,干法水泥、无公害焚烧处理危险废物技术等。
5、信息集成
循环经济的建设和发展与信息技术的发展密不可分,园区内各成员之间有效的物质循环和能量集成,必须以了解彼此供求信息为前提,同时循环经济的建设是一个逐步发展和完善的过程,需要大量的信息支持,这些信息包括园区内物质流动信息:
成员投入物的数量及品质要求,产出物(产品、副产品、废物)的数量及品质;
相关产业信息:
市场供求、技术发展、法律法规、生态工业等;
公用工程及仓贮的共享信息;
人才利用、人才培训等共享信息等。
四、工业园区资源综合利用,促进地方经济快速发展
彬长煤电化项目规模大,排放的废弃物多,企业与地方应联合起来,将废弃物资源有效利用,为民造福,促进地方经济发展,为实现环境友好型社会做出贡献。
1、废气综合利用
采用国内外先进的生产工艺,尽可能回收废气中的有用物料,减少向空气中的排放量。
甲醇驰放气等可燃废气送锅炉作为燃料,含硫废气经脱硫回收后达标排放,开停车尾气等送电厂锅炉或火炬燃烧,电厂锅炉烟气经静电除尘、脱硫、脱销后高空排放,低温甲醇洗排放气采用高空排放的方式处理。
通过采取以上治理措施,可使煤基烯烃项目排放的尾气、电厂烟气达到国家规定的排放标准。
煤化工、电厂生产过程中排放大量的二氧化碳气体,可采用下列方式对二氧化碳进行综合利用:
(1)、饮料行业
二氧化碳可用作汽水、啤酒、可乐等碳酸饮料的添加剂,赋予饮料特殊口味,提高保存性能,并给饮用者带来清凉舒爽的感觉。
2005年我国对二氧化碳的有效利用达85万吨,其中,碳酸型饮料占70%,预计未来五年,碳酸饮料行业仍是二氧化碳的主要消费领域。
另外,目前我国东南沿海一些大型超市或冷库已开始采用二氧化碳制冷保鲜。
随着电价的不断上涨、大型超市的不断增多,今后这一领域对二氧化碳的需求也将大幅增长。
(2)、二氧化碳降解塑料项目
二氧化碳降解塑料是在催化剂作用下二氧化碳和环氧丙烷/环氧乙烷等共聚得到的一种交替型脂肪族聚碳酸酯,该产品具有良好的环境可降解性,用此材料生产的聚氨酯泡沫塑料系环保型产品具有生物降解功能,被作为垃圾处理时可以自行降解,经中国环科院测定其三十天需氧生物降解率为32.7%,超过国家标准45天需氧降解率大于20%的要求。
国内从二十世纪七十年代开始研究,目前已进入工业化生产阶段,内蒙古蒙西高新技术集团公司、江苏金龙绿色化学公司建成了年产3千吨二氧化碳降解塑料生产装置。
目前中海油公司拟利用海南东方天然气伴生的二氧化碳为原料,建设5万吨/年二氧化碳降解塑料生产装置。
(3)、烟丝膨化
液体食用CO2可用于香烟丝的膨化处理,以降低烟丝中的焦油和尼古丁的含量,提高香烟的等级,还可节约烟丝5%-6%。
传统的烟丝膨胀剂是用氟里昂制作,由于氟里昂会破坏臭氧层,因此2006年将全面禁止使用。
年产10万箱香烟所需的烟丝,膨化时需消耗3000吨CO2,烟草行业如果全部用CO2替代氟里昂,按我国目前的烟草生产规模,每年可消耗CO2约30万吨。
2、废渣综合利用
煤电化项目固体废弃物主要是由煤气化装置和电厂产生的灰渣和脱硫石膏,两期灰渣量约为170万吨/年,脱硫石膏约为65万吨/年。
在工业园区附近建设水泥、建材等工厂,利用粉煤灰和脱硫石膏的综合利用技术,减少粉煤灰和脱硫石膏的排放,体现发展循环经济的理念和要求。
实施粉煤灰和脱硫石膏综合利用项目,既有经济效益,又有良好的社会效益,对于发展循环经济、建设资源节约型、环境友好型社会将具有十分重要的示范意义。
(1)、农业生产
粉煤灰如在农业上加以合理利用,将会取得较好的经济效益和社会效益。
其主要用途如下:
肥料施用,补充微量元素;
提高地温;
改善土壤结构;
提高土壤保肥水能力;
提高农作物产量。
(2)、粉煤灰蒸养砖
粉煤灰蒸养砖是以粉煤灰为主要原料,掺人适量骨料生石灰、石膏,经坯料制备、压制成型、常压或高压蒸汽养护而制成的砖。
粉煤灰在湿热条件下,能与石灰、石膏等胶凝材料反应,生成具有一定强度的水化产物。
粉煤灰掺量约为65%,石膏是电厂脱硫的副产品,产量大,可以综合利用。
(3)、粉煤灰硅酸盐砌块
粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰、石膏为胶结料,以炉渣为骨料,经加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而成。
粉煤灰掺量为30%左右,炉渣占55%。
(4)、加气混凝土
粉煤灰加气混凝土是以粉煤灰为基本原料,配以适量的生石灰、水泥、石膏及铝粉等添加剂制成的一种轻质混凝土建筑材料,粉煤灰掺量一般可达70%,可以消耗大量的粉煤灰和脱硫石膏。
这一产品的生产技术成熟,产品质量已过关。
(5)、代替粘土做生产水泥的原料
粉煤灰的成分与粘土相似,可以替代粘土配料生产水泥,还可利用其残余碳,在煅烧水泥熟料时可节约燃料。
生产工艺和技术装备与生产普通硅酸盐水泥一样,无特殊工艺技术要求。
(6)、粉煤灰做生产水泥的混合材料
用粉煤灰做混合材料时,其质量需达到GBl596-881、Ⅱ级灰的要求。
根据粉煤灰的掺量,可生产普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥(粉煤灰掺量≤15%)和粉煤灰水泥(粉煤灰掺量20%~40%)。
用60%~70%粉煤灰、25%~30%水泥熟料及少量石膏进行研磨,可生产低标号水泥,称为砌筑水泥。
这种水泥用灰量大,生产成本低,市场容量大,是很有开发前途的利废产品。
(7)、粉煤灰用于筑路和回填
用粉煤灰、石灰和碎石按一定比例混合搅拌可制作路面基层材料。
掺加量最高可达70%,对粉煤灰质量要求不高,可根据《粉煤灰、石灰道路基层施工暂行技术规定》(CJ4—83)进行生产和施工。
粉煤灰均可满足对填方材料的质量要求,且粉煤灰对水质不会造成污染。
工程回填、矿井回填等可大量使用粉煤灰。
五、工业园区投资估算及前景分析
1、投资估算。
彬长煤电化一体化项目一期总投资估算约为210亿元。
煤矿及洗煤厂项目投资估算20亿元。
电厂投资估算72亿元。
煤化工投资估算118亿元。
彬长煤电化一体化项目二期总投资估算约为190亿元
煤矿及洗煤厂项目投资估算15亿元。
电厂投资估算65亿元。
煤化工投资估算110亿元。
2、市场前景分析。
彬长煤电化循环经济工业园区地处陕西关中,交通便利,国家特高压电网从彬长矿区经过,并将在乾县规划建设变电站,电力送出便利。
东西分别有长庆、兰州炼油厂,便于形成完整的化工产业链及多品种的化工产品,通过南邻四川、湖南、河南等地向中国的南方和东部城市辐射,化工、电力产品的市场前景广阔。
首期60万吨煤制烯烃项目和2×
1000MW机组项目总投资210亿元,项目达产后,煤化工项目正常年份可实现销售收入54.6亿元,可实现利税29.4亿元,电厂项目正常年份可实现销售收入23。
5亿元,可实现利税13亿元;
二期60万吨煤制烯烃项目和2×
1000MW机组项目总投资190亿元。
待彬长煤电化一体化循环经济工业园区建成后,将完成投资达400亿元,每年实现工业产值156.2亿元,可实现利税84.8亿元。
项目在建设和运营期间,可以极大的带动咸阳市的人力资源、建材、化工、饮食、城建、财税等行业迅猛发展,促进地方经济快速腾飞,造福于民,为创建和谐陕西做出积极贡献。
2007年1月22日
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