1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНКИ
1.1. Исходное сырье
2. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛ
2.1. Принципиальная блок-схема процесса.
2.2. Степень проработки узлов рекомендованной технологической схемы
2.2.1. Узел вскрытия золы.
2.2.2. Водное выщелачивание плавов
2.2.3. Производство глинозема
2.2.4. Производство концентратов редких металлов
3. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
Здесь приведены результаты технико-экономической оценки технологии глубокой переработки зол ТЭЦ с выделением ценных компонентов в товарном виде.
В основу технологических решений приняты результаты научно-исследовательских работ, выполненных сотрудниками институтов "Гидроцветмет" и ВАМИ в инициативном порядке.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ОЦЕНКИ
1.1 .Исходное сырье
В качестве исходного сырья для проведения технологической и экономической оценки была взята проба текущей золы Новокемеровской ТЭЦ, химический состав которой приведен в таблице 1.1.
Химический состав пробы золы Новокемеровской ТЭЦ . Таблица 1.1.
|
Компонент |
Содержание, % |
Компонент |
Содержание, г/т |
|
Si02 |
58.0 |
ZrO3 |
730 |
|
Аl2Оз |
20.3 |
La2Оз |
92 |
|
Fе20з |
6.1 |
Се2Оз |
117 |
|
Р2О5 |
0.27 |
Y2Оз |
76 |
|
CaО |
2.5 |
Sc203 |
77 |
|
MgO |
1.6 |
|
|
|
Na2O |
0.63 |
|
|
|
К20 |
2.3 |
|
|
|
ВаО |
0.21 |
|
|
|
МnО |
0.11 |
|
|
|
TiO2 |
0.81 |
|
|
|
WO3 |
0.02 |
|
|
Как видно из приведенных в таблице 1.1 данных при данном составе золы коммерческий интерес могут представлять кремнезем, алюминий и редкие металлы (Zr и РЗЭ). Проведенный минералогический анализ данной пробы золы показал, что алюминий, в основном, представлен муллитом, кремний муллитом и кристобаллитом. Данный минералогический состав перерабатываемого продукта предполагает использование для его вскрытия жестких технологических приемов, в частности, спекание или сплавление с реагентами, разрушающими структуру муллита. Тихими реагентами могут быть сода или сульфат натрия в присутствии восстановителя (углерода в виде кокса или древесного угля).
2. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПЕРЕРАБОТКИ ЗОЛ
2.1.Принципиальная блок-схема процесса технологии переработки зол ТЭЦ.
Блок-схема рекомендуемой технологии переработки золы Новокемеровской ТЭЦ приведена на рис. Вскрытие золы имеет целью переведение ее компонентов в растворимое состояние. В качестве метода вскрытия предлагается сплавление золы с содой в электропечах. Охлажденный плав подвергается водному выщелачиванию силикатов натрия и калия. Раствор водного выщелачивания поступает на переделы производства соединений кремния, а кек - на щелочное выщелачивание алюминия. Б экономической части настоящей "Информационной записки" в качестве товарной продукции переделов производства соединений кремния принята "белая сажа".
Капитальные затраты на создание производства (без стоимости зданий и сооружений). Капитальные затраты расчитывались исходя из расчетной мощности предприятия -100 золы в сутки.
Таблица 3.1.
|
Статья затрат |
Сумма, тыс.$ |
|
1. Затраты на НИР и ОКР, включая маркетинговые исследования |
35 |
|
2.Выполнение проекта производства |
200 |
|
3. Стоимость основного технологического кого оборудования |
1500 |
|
4.Стоимость вспомогательного технологического оборудования, 100% от п.3 |
1500 |
|
5.Стоимость строительно-монтажных работ |
1000 |
|
6.Проведение пуско-наладочных работ и авторский надзор в течение первого года эксплуатации |
20 |
|
ВСЕГО капитальных затрат |
4255 |
Калькуляция годовой себестоимости производства Таблица 3.2.
|
Статья затрат |
Сумма, тыс.$ |
|
1. Реагенты и материалы |
2222 |
|
2. Энергия |
1170 |
|
3. Заработная плата технологического персонала |
360 |
|
4. Налоги на заработную плату технологического персонала, 40% ст.3 |
144 |
|
5. Накладные расходы, 200% ст. 3 + 4 |
1008 |
|
6. Прочие прямые расходы, |
180 |
|
7. Амортизация основных фондов, 20% от стоимости основных фондов |
850 |
|
Итого себестоимость переработки |
5934 |
Годовой объем товарной продукции. Таблица 3.3.
|
Наименование продукции |
К-во, т |
Цена, $/т |
Сумма, тыс. $ |
|
"Белая сажа" |
13860 |
500 |
6930 |
|
Глинозем |
6171 |
115 |
710 |
|
Циркониевый концентрат (50%) |
26.4 |
1500* |
40 |
|
Концентрат РЗЭ( 10%) |
75.9 |
60000* |
4524 |
|
Товарной продукции |
|
|
12204 |
* цены рассчитаны по методике МВЭС РФ
Годовой объем балансовой прибыли (расчетный) составит 12204 - 5934 = 6270 тыс. $. Годовой объем налога на прибыль (расчетный) составит 6270*0.35 = 2194.5 тыс. $. Годовой объем "чистой" прибыли составит 6270 - 2194.5 = 4075.5 тыс. $. Расчетная рентабельность переработки зол составит (4075.5/5934) * 100 = 68.6%. Расчетный срок окупаемости капитальных вложений составит 4255/4075.5 = 1.04 года.
Производство глинозема из кеков выщелачивания осуществляется по классической "байеровской'' технологии. Кеки "байровского передела" направляются на кислотное выщелачивание.
Кислотное выщелачивание кека осуществляется раствором серной кислоты. Кеки кислотного выщелачивания сбрасываются в отвал, а сернокислый раствор - на переделы производства концентратов редких металлов.
2.2.Степень проработки узлов рекомендованной технологической схемы переработки золы ТЭЦ
2.2.1.Узел вскрытия золы.
В качестве технологического приема вскрытия золы выбрано сплавление ее с содой, что позволяет перевести значительную часть кремнезема в водорастворимые силикаты (силикаты натрия и калия)[4]. Данный технологический прием опробован в лабораторных условиях в процессе выполнения данной работы сотрудниками института "Гидроцветмет" (г. Новосибирск) и АО ВАМИ (г.Санкт-Петербург).
Сплавление с содой позволяет при водном выщелачивании плава перевести в раствор до 70% кремнезема. Режимы сплавления требуют детальной проработки и оптимизации Целесообразно провести работы по сплавлению золы с сульфатом натрия и углем, что позволит сократить потребление реагентов за счет оборота получаемого в технологическом цикле сульфата натрия.
2.2.2. Водное выщелачивание плавов
Режимы водного выщелачивания плавов отработаны сотрудниками института "Гидроцветмет" в процессе проведения данной работы и требуют уточнения и оптимизации. Режимы осаждения кремнекислого отрабатывались в рамках выполнения данной работы и потребуют оптимизации.
2.2.3.Производство глинозема
Режимы выщелачивания алюминия детально проработаны сотрудниками АО ВАМИ. При проработке схемы потребуется уточнение технологических режимов применительно к конкретному сырью и оптимизация материальных и энергетических потеков в рамках всей технологической схемы.
2.2.4.Производство концентратов редких металлов
Технология и режимы производства редких металлов отрабатывались сотрудниками института "Гидроцветмет" в рамках выполнения хоздоговора. Режимы отработаны в лабораторных условиях и испытаны в лабораторном масштабе.
3. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА
В оценку экономической эффективности производства по глубокой переработке зол ТЭЦ включены:
- оценка капитальных затрат на создание производств (таблица 3.1);
- расчетную калькуляцию плановой себестоимости переработки (таблица 3.2);
- оценку объемов товарной продукции в натуральном и стоимостном выражении (таблица 3.3.);
- оценку рентабельности переработки и сроков окупаемости вложений.
Предварительная технико-экономическая оценка производства по переработке зол Новокемеровской ТЭЦ покидывает высокую экономическую эффективность предлагаемого производства.
Так, окупаемость установки по переработке золы мощностью 100 т/сут менее 1 года. Существенно, в 5 раз. сокращается объем сбросов, да и они могут быть использованы в производстве портландцемента.
Однако существует рад нерешенных проблем. Во-первых, требуются серьезные маркетинговые исследования, которые позволят определить как экономически целесообразный объем переработки зол, так и номенклатуру производимой продукции.