錫林郭勒盟是西部大開發和東北老工業基地振興的前沿,是國家規劃的蒙東遼西經濟區和環渤海經濟區的主要能源基地。
根據國家和內蒙古自治區的統壹規劃,錫林郭勒盟確定了坑口發展電力和煤化工的褐煤發展戰略,需要大量的水。
錫林郭勒盟地處幹旱半幹旱地區,風沙大,降雨量少,蒸發量大。年降雨量只有150 ~ 350毫米,年蒸發量2000-2700毫米,目前全盟草原和土地沙化面積已達2970平方公裏,並以每年143平方公裏的速度擴大。全盟有1363個湖泊,大部分已經幹涸,湖底大量細塵和沙化土地已經幹涸。
根據第二次全國水資源評價數據,錫林郭勒盟水資源總量為34.92億m?/年,實際可利用水資源量為654.38+0.968億m?/年,其中地表水資源量為3.98億m?/年,地下水資源量為654.38+0.634億m?根據文件編號。國家發展和改革委員會能源[2004]864號,禁止將地下水用於工業發展。錫林郭勒盟每年只能提供31萬有效水。2007年,全聯盟總用水量已達2.98億立方米?“十壹五”期間,錫林郭勒盟規劃的重點工程沒有水,周邊地區也沒有水。
錫林郭勒盟海水淡化循環經濟產業項目每年從渤海灣調入3.65億m海水?同時,利用年產6543.8+00億立方米褐煤制氣項目余熱蒸汽淡化海水,年產淡水3654.38+00億立方米,緩解錫盟水資源壓力。同時,各種鹽化工產品年產量為11.2萬噸。
國家發展和改革委員會(NDRC)非常重視該項目,NDRC的建議[2007]2785號是從規劃入手,委托大型綜合性工程咨詢機構進行充分論證。
國務院研究室[2007]23號文件回復十屆全國人大五次會議2837件好提案指出,實施錫林郭勒盟引海水發展草原生態產業工程意義重大。我廳將積極跟進周邊國家惡魔主導的海水淡化發展草原生態產業項目的實施情況。並將調查報告送國務院領導和有關部門參考。
內蒙古自治區發展改革委發[2007]28號文件《關於做好錫林郭勒盟海水引水淡化壹體化項目前期工作的通知》指出,為加快前期工作,盡快提交規劃報告,請做好項目前期工作。
錫林郭勒盟行署錫盟辦字[2007]77號文成立了推進項目前期工作領導小組,由常務副院長王誌遠擔任組長,相關副院長、業務主管等20人參加。
錫林浩特市西施黨發[2005]40號文件成立,由市長遊曉陽任組長,19各部門領導組成項目推進領導小組,在項目實施中發揮了重要作用。
文件編號錫林浩特市國土資源局[2006]19號規劃海水淡化用地23平方公裏,人工天然氣產業園10億立方米。
文件編號錫林郭勒盟水利局西發[2008]244號要求,貴公司海水淡化項目的建設是解決我盟缺水問題的最佳途徑。我希望貴公司能盡快實施該項目。為我盟工業發展和生態建設提供水資源支持。
錫林郭勒盟發改委西發改字[2007]525號文件,勝利東壹號露天礦位於錫林浩特市勝利煤田中東部。礦區總體規劃已獲國家發改委批復,是海水淡化、煤氣化輸送至京津的配套資源。
根據上述文件精神,錫林郭勒盟宏遠海水淡化有限公司組織全國22個大型院所100多名有實踐經驗的科學家開展了該項目的四年可行性研究,並委托中水北方勘測設計院設計了海水輸送工程可行性研究報告,委托中國天辰化工公司設計了褐煤制人工天然氣可行性研究報告,委托中國中青國際工程有限公司設計了海水淡化及制鹽可行性研究報告。
為了給設計院提供必要的地質地形資料,委托錫林郭勒盟大眾建築工程勘察有限公司完成了23平方公裏工業園區1: 2000地形圖及可研階段地質鉆探工作資料。
上述工作是本項目可行性研究的基礎數據。
項目主要內容是建設煤化工工程、海水淡化與制鹽工程、渤海至雞西海水輸送工程、褐煤露天煤礦工程、選煤廠、煤矸石電廠等六大工程。
六大工程除海水輸送工程外,均采取壹次性規劃、分期實施的原則。
煤化工
該項目以當地生產的精洗褐煤3340萬噸為原料,生產天然氣6543.8+00億立方米,其中壹期建設規模50億立方米,投資6543.8+0654.38+052億元。該工程廠屬於礦口型煤氣化廠,可將劣質褐煤就地氣化、轉化、制取優質合成天然氣,達到國家天然氣質量標準GB 17820-1999的壹、二類技術指標。
煤制天然氣過程中,副產優質固體硫磺、15%農用稀氨水,以及純氧(O2)、純氮(N2)、純氬(Ar)、純CO2等部分氣體產品。
褐煤氣化工藝是將來自洗煤廠的精煤粉碎成煤粉,用氮氣加熱到300℃,然後用氮化碳輸送到氣化爐進行氣化。氣化產生的水煤氣經變換工藝調整壹氧化碳和氫氣比例脫硫後進入低溫甲醇洗裝置,凈化後送入甲烷合成裝置合成人工天然氣。
本項目推薦了多項世界領先的技術和設備:
大型褐煤幹煤粉純氧加壓氣化爐、激冷工藝、CO2壓力氣流輸煤技術。技術擬采用全新的設計組合,以國產為主,引進為輔。單爐煤粉日用量2000噸,氣化壓力4.0MPa
大型先進節能空分設備,單臺制氧能力9萬立方米/小時,為工廠提供純氮、純氧、純氬、儀表空氣和工廠空氣。大型空壓機擬引進國外設備,冷箱可由國內設備或國內外廠家設計制造。
采用國產大型變換和低溫甲醇洗工藝技術催化劑和設備,具有完全自主知識產權,技術先進可靠,投資省。
大型氣體甲烷化裝置設計采用5套並聯生產線,每條生產線的生產能力為654.38+0億立方米/年。催化劑和反應器可采用國外專利商業技術或國內新開發的技術,在項目實施時通過調研和招標確定。
本項目9.8 MPa、540℃的過熱蒸汽為1342.3噸/小時,由園區內建設的煤矸石電廠鍋爐輸送。這種裝置利用高壓蒸汽作為動力來驅動壓縮機和其他設備。汽輪機背壓排出的低壓蒸汽(包括煤氣化裝置副產蒸汽)為4920噸/小時,溫度為65438±0.20℃,壓力為0.08 MPa,送至海水淡化廠作為熱源。這種加熱既可靠又經濟。
海水淡化及制鹽項目
海水中含有90多種元素,地球上自然界存在的元素都能在海水中找到。在海洋中,海水中的水占96.5%,各種鹽類組成的溶質占3.5%。我國近海海水的溶解度低於大洋水,鹽類溶質的溶解度約為3%。海水中溶質種類繁多,但溶解度差異很大。其中,由鈉、鎂、鈣、鉀、氯、硫、溴等少數元素組成的鹽類占海水中所有溶質的99.9%。
通過適當的技術,可以從氯化鈉(NaCl)、氯化鉀(KCl)、氯化鎂(MgCl2)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈣(CaSO4)、溴(Br2)和其他化合物中提取上述元素作為產品。
根據本項目的特點,綜合比較國內外海水淡化技術,采用“低溫多效蒸餾濃縮淡化+多效蒸發結晶分離”的方案進行海水淡化,工作流程如下:
預處理後的海水進入低溫多效海水淡化裝置,通過多效濃縮分離工藝分離成淡化純水和10%濃縮海水。
淡化後的濃海水通過多效蒸發濃縮工藝濃縮至22%,得到淡水。
在濃縮過程中,二水硫酸鈣被分離提純,形成石膏產品,可用作建築材料或其他用途。
22%的濃縮母液與回收的已分離硫酸鎂的高低溫鹽混合,氯化鈉鹽漿經多效蒸發結晶分離,脫水幹燥後得到成品精鹽。制鹽母液綜合利用生產鹽化工產品。
首先,氯化鉀是通過鹽水蒸發生產的。也就是說,鹽鹵與含有氯化鎂的濃縮鹽鹵混合。當混合鹵素蒸發到128 ~ 130℃時,析出高溫鹽,主要成分為氯化鈉和壹水硫酸鎂。
高溫鹽經兩步分離得到氯化鈉和硫酸鎂。蒸發母液清液冷卻至30-35 ℃;c光鹵石結晶。加水分解得到粗氯化鉀,將粗氯化鉀提純得到精制氯化鉀。
提取氯化鉀後,濃鹽水中的溴含量增加,主要以溴化鎂和溴化鈉的形式存在。通過氯氧化和蒸汽蒸餾提取溴。溴素生產過程包括預熱、氧化、蒸餾、溴氣冷凝、溴水分離和精餾。
以提溴後的制溴廢液為原料,經鹽水預熱、蒸發濃縮、保溫沈降、冷卻結晶生產結晶氯化鎂。
將制鎂母液回收並返回到工藝中,或者通過蒸發生產鹵素薄片。
過程中得到的各種鎂化合物可作為產品使用,也可進壹步加工成高純氧化鎂和其他鎂基精細化學品。
在該工藝路線中,低溫多效蒸餾裝置采用秦皇島鑫源水業有限公司研發的新型低溫多效海水淡化裝置,具有自主知識產權,獲得國家發明專利。該裝置的特點是:采用抽屜式結構,便於制造、裝配、維修和保養;采用甌冠板式蒸發器可實現海水的高濃縮,濃縮倍率可達7倍;采用板式蒸發器,模塊化設計,便於大規模批量生產;該裝置結構簡單,制造工藝性好,完全可以實現國內現有的制造手段;支持該裝置的機械和電氣設備全部國產化;與國外公司相比,壹噸水設備制造成本降低30 ~ 40%。該工藝路線中制鹽系統的技術和設備已在國內外得到廣泛應用。目前,已投產的天津路暢漢沽鹽場化工廠采用蒸發結晶分離裝置,年產海鹽65438+50萬噸。
海水淡化和制鹽項目所需的熱源來自煤化工的副產品預熱蒸汽。兩個工程呈帶狀布置,相鄰,有利於低壓蒸汽的輸送,減少損失。
本項目規劃設計總規模將達到年產淡水3100萬立方米,各類鹽化工產品165438+20萬噸,其中精制鹽800萬噸;氯化鉀20萬噸/年;硫酸鎂50萬噸/年;溴2萬噸/年;氯化鎂200萬噸/年,並可生產壹定數量的其他海水化學資源產品。
為配合煤化工余熱蒸汽,本項目建設規模合計達到總規模的70%,投資65億元。
本項目生產的淡水在當地用於煤化工、鹽化工、草原生態、農業、荒漠化治理等工業用水和人民生活用水;精制鹽用於區域下遊的化工鹽,渤海灣和東北的化工鹽,華北的化工鹽。氯化鉀和溴素是鹽化工短期產品,緩解國內市場;硫酸鎂和氯化鎂鹽化工產品可直接銷往國內外市場,或加工生產鉀鎂肥、氫氧化鎂、氧化鎂、金屬鎂等下遊產品。
渤海至雞西海水輸送工程
渤海至雞西海水輸送工程是內蒙古自治區錫林郭勒盟海水淡化循環經濟產業項目的基礎工程。擬從遼寧省葫蘆島市興城東太子裏東岸取水,采用埋管與無壓隧道相結合的方式,途經內蒙古葫蘆島市、朝陽市、赤峰市和遼寧省錫林浩特市,中間無水。線路全長618.46㎞,設計輸水規模3.65億m?/年,設計流量為12.8 m?/s,全年不間斷供水。
本項目壹期完成,投資6543.8+059億元。壹期運行規模達到設計規模的70%,二期運行負荷為100%。
輸水線路跨越遼寧、內蒙古兩省(自治區)。經過8條鐵路,29條公路,20條河流。
有9級泵站、11無壓隧道、21埋管、57棟建築物穿越鐵路、高速公路、國道、省道、河流。為提高工程供水保證率,設置在線調水水庫。
九級泵站中有四個在內蒙古,五個在遼寧省。總設計揚程1170m,總裝機容量28.08萬千瓦。各泵站單揚程130 m,安裝6臺單泵站,其中2臺備用,單泵設計流量3.2 m?/s,單機裝機容量5200KW,各泵站裝機容量31.200 KW。
11隧道均為無壓輸水,縱坡1/5000,全長304.73㎞.長度大於10㎞的隧道有7條,其中9#隧道為43.384㎞,最長6544;。
1 # ~ 20 #壓力埋管全部采用玻璃鋼管填砂,全長313.73㎞,內徑3.2m,壓力0.6 ~ 2.0mpa..21#埋地壓力管道布置在調節池與海水淡化之間,同樣采用填砂玻璃鋼管雙管布置,內徑3.2m,承壓在0.6MPa以內
調節水庫的地理位置約在錫林浩特市西北部的18㎞,距離受水區約為1.5㎞。根據地形條件,布置在錫林河南岸的塔黑亞齊和滾勒蓋圍困的小盆地之間。總存儲容量為1700萬m?,調整存儲容量為15萬m?,可滿足泵站或管道事故情況下15天的用水需求。可滿足每年最長35天的非連續事故停車要求。調節水庫通過埋管自流入東側水體,設計流入量為12.8 m?/s,水在西側兩個山頭之間排出,設計出流為11.57 m?/s .調節水庫的入口和出口由閘門控制。
沿線有125水池,用於維修時抽水,維修快捷方便。維修完成後,將回水池中的水放回原管道或隧道中。設計取水量為747.37萬m?。
輸水線路按區域可分為葫蘆島市、朝陽市、赤峰市、錫林浩特市四段。
9座泵站主要由進水系統、主副廠房、控制樓、出水系統、變電站及其附屬建築組成。
進水系統采用壹機壹管進水,通過連接壓力前池和直徑為1.4m的進水支管向6臺水泵供水,出水系統采用壹機壹管出水。6根直徑為1.2m的出水支管匯合後進入直徑為3.2m的出水總管,向下壹個泵站供水。
無壓輸水隧洞11,其中3#、9#、10#、11#四條長隧洞主要采用TBM掘進機施工,斷面為圓形,內徑4.3m。其余7條隧道采用鉆爆法施工,均為城門洞,凈底寬4.0m,凈高4.9m..
TBM法用於長隧道施工。與鉆爆法相比,TBM法具有安全、快速(平均日進尺20 ~ 40m)、效率高、質量好、支護成本低、臨時施工量小等優點,並可減少施工占地,有利於環境保護。
輸水管道主要采用承插式玻璃鋼夾砂管,管道設計壓力為2.0 ~ 0.6 MPa,管頂平均埋深約2 m,當水管穿越河流、溝渠(渠)時,水管采用倒虹吸管形式設計。從倒虹吸頂部到河床底部的最小厚度為2.0m
管道穿越河流時,應先修建堤壩和引水渠。大壩建成後,要把兩壩之間的水泥抽出來,然後把淤泥清理幹凈。清淤後,用挖出的好土回填並夯實河床,達到砌石基底的標高,最後完成砌石工作。對於幹涸的河流,可采用開挖法進行施工。
管道穿越公路、鐵路時。為保證運輸暢通,采用頂管法。根據頂管長度和地下質量的不同,采用相應的頂管技術。
管道底部壹般只設置砂質基礎墊層,厚度為20cm。但對於平面轉彎、鋼管、地質條件較差的管道和穿越河流、溝渠的管道,擬采用砂漿砌築或混凝土剛性墊層。
每節玻璃鋼夾砂管長12m,重約10t。在本工程建設的玻璃鋼管道廠生產,15t汽車運輸至工作面,20t~30t汽車吊吊裝。管道安裝前,應夯實基礎和墊層。管道安裝後,土方應分層回填,每層最大回填厚度不超過300mm,並采用輕型機械夯實。
褐煤露天煤礦項目
本項目配套煤礦東壹號露天礦位於勝利煤田中部,西鄰錫林河。井田地表東西向為5.0-6.5㎞,南北向為6.5-7.8㎞,面積為41.76km2,礦區邊界地質資源量為31.6億噸。根據煤礦的特點和本地區的氣候特點,采用單鬥-自移式破碎機-帶式輸送機-半兩需求開采工藝作為本礦的主要剝離開采工藝。
根據煤化工廠的消耗量,露天礦山建設壹次規劃,分期建設,滾動開發。根據煤化工廠用煤需求,壹期露天礦建設規模為2000萬噸/年,投資75.6億元;二期建設規模將達到5000萬噸/年。
選煤廠
選煤廠洗選工藝采用國際先進的塊煤重介質槽分選、末煤兩產品重介質旋流器分選、粗煤泥離心機脫水、細煤泥篩網沈降離心機和快開板框壓濾機聯合脫水。
全廠工藝流程系統簡單、靈活、可靠性高,可實現末煤的全洗和部分洗,系統可根據產品煤的要求靈活轉換。該系統采用國際先進的重介質分選技術,分選精度高,分選比例可根據精煤灰分在線實時調整和控制。煤泥水系統濃縮機采用壹用壹備,保證了選煤廠煤泥水全部在廠內回收,洗水達到國家壹級閉路循環,煤泥水不外排,符合選煤廠及周邊環境的環保要求。
經過選煤工藝後,從原煤中選出褐煤精煤、煤矸石和中煤。煤矸石和中煤分離脫水後,用於煤矸石電廠發電。通過特殊設備打破褐煤中的水分子鍵,可使精煤與褐煤在低溫下脫水。脫水後的褐煤精煤灰熔點低,保留了褐煤原有的可燃揮發分,是最佳的氣化用煤,可制成水煤漿用於德士古氣化爐的原煤氣化。也可制成褐煤細粉,在高溫煤粉爐中用於原煤氣化。該工藝用於褐煤大規模提質,可達到商品煤標準,適合長途運輸。
該項目壹期建設規模為年處理褐煤原煤2500萬噸,投資6543.8+0.48億元;二期工程建成後,總規模將達到每年5000萬噸褐煤原煤。
煤矸石發電廠
鍋爐為670t/h循環流化床鍋爐,蒸汽壓力9.8MPa,溫度540℃。燃料是煤矸石和煤。汽輪發電機組為凝汽式發電機組,單臺發電機發電30萬千瓦。汽輪機凝結水返回脫鹽水,經混床精脫鹽後返回鍋爐房供鍋爐給水。煤矸石總規模60萬千瓦,其中壹期建設規模30萬千瓦,投資45億元。
錫林郭勒盟海水淡化循環經濟產業化項目六大項目的產品和原料相互聯系,形成如下循環經濟產業鏈:
首先,“褐煤露天礦”每天開采6.06萬噸褐煤,送到選煤廠。在選煤廠,每天選出516000噸精洗褐煤送到煤化工廠作為褐煤氣化的原料。同時,剩余的24,654,38+0,000噸煤矸送至矸石電廠發電。
煤化工廠用這些精洗褐煤日產:煤制天然氣1370萬標立方米;235噸農用氨;硫磺139噸;6800噸灰燼。生產過程中產生的11.1.4萬噸余熱蒸汽輸送至海水淡化廠作為海水淡化的熱力。
渤海通過“海水輸送工程”每天以70萬立方米的海水輸送到項目園區。這部分海水進入“海水淡化及鹽化工廠”,由“煤化工廠”生產111400噸低壓蒸汽,每天生產1900噸精鹽。硫酸鈣959噸;氯化鉀384噸;959噸硫酸鎂;54.8噸溴;3835噸氯化鎂。同時生產淡化水59.5萬噸,其中自用21萬噸,“煤化工廠”36000噸,“煤矸石電廠”61萬噸,露天煤礦1萬噸,洗煤廠7000噸。剩余的469,000噸脫鹽水作為商品水出售。
在煤矸石電廠,使用煤和煤矸石每天可以產生720萬千瓦時的電力。這些電力提供給附近的“久布朗煤礦”770,000千瓦時;“洗煤廠”78萬千瓦時,“煤化工廠”236萬千瓦時;提供給“海水淡化及鹽化工”65,438+0,456,000千瓦時。剩余654.38+0.834萬千瓦時電量並入國家電網,用於“海水輸送工程”。上述日產規模為各項目壹期規模。
煤化工和海水淡化及制鹽工程會產生大量的低品位水。本項目擬建的風幹塔消耗了這部分熱量,但投資大,運行費用高,能源浪費,價值未得到有效轉化。
如果按照農業部規劃設計院的設計,采用循環經濟,可以考慮將這些低熱的水回收利用,利用它們的熱能發展集約化的農牧業,比如建大棚生產優質青貯飼料,為水產養殖提供優質飼草;建設集約化大型噴灌,種植牧草,飼養20萬頭肉牛;建設配套的沼氣發電站,還可以發展相應的屠宰、皮革加工業。通過壹系列多級循環,這些低品位水的能量將得到充分利用,提高了能源和資源的利用率。發展集約化農牧業可以提高當地沙化土地的利用價值,增加農牧業產品產量,提高人民生活水平。
工業園區布局
項目選址位於錫林浩特市北郊宏遠工業園,東西長5000米,南北寬4000米。宏遠工業園區內有海水淡化及鹽化工工程、煤化工工程、配套工程熱電站、矸石電廠、變電站、公共服務設施及生活區。園區南側的1.5㎞是海水輸送工程的終端水庫。位於園區東南部的11㎞,本項目煤炭來源為勝利東1號露天煤礦。開采後,使用的煤炭通過皮帶運輸到煤礦和園區之間的洗煤廠。洗後的精煤用皮帶輸送到煤化工廠,中間的煤和矸石用皮帶輸送到矸石電廠發電。
宏遠工業園靠近鐵路和公路,交通條件便利。目前,集通鐵路和桑鐵路從園區附近通過,距勝利煤田約5公裏。兩條鐵路的交通都很方便。207國道、303國道穿市區而過,南接張家口,東至克什克騰旗。建廠時有條件進行大型運輸和超大型鐵路、公路運輸。
項目總投資706.6億元,其中壹期474.6億元,二期232億元。靜態投資回收期包括建設期稅前8.02年,稅後9.11年。
內蒙古錫林郭勒盟海水淡化循環經濟產業項目,將為內蒙古循環經濟的可持續發展開辟壹片新天地,同時也開辟了海水利用的新領域,是海洋經濟模式的新突破,是陸海統籌發展戰略的具體實踐。這個項目從渤海取了大量的海水,可以讓海水流動,壹定程度上凈化渤海。
該項目相當於65438+萬公頃鹽田的產鹽量,可替代沿海大量鹽田,緩解沿海經濟發達地區的土地緊張狀況。
該項目的提出對內蒙古、新疆乃至整個煤炭資源豐富、水資源嚴重短缺的西部地區具有深遠的意義。