煤矸石煅烧粉磨过程的经济效益分析.pdf
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1、科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald科技创新导报Science and Technology Innovation Herald2022 NO.30 科学研究创新煤矸石煅烧粉磨过程的经济效益分析赵小志1 王亮1,2,3*徐颖1 倪建明2(1.安徽理工大学土木建筑学院 安徽淮南 232001;2.淮北矿业股份有限公司博士后工作站 安徽淮北 235000;3.安徽理工大学环境工程博士后流动站 安徽淮南 232001)摘要:我国排放量最大的固体废弃物中包括煤矸石,煤矸石的循环利用被认为是一种既能解决其处置问题,又能降低材料成本和实现资源可持续
2、利用的生态环保替代方法。本文先假设出所需设备的数量,通过设备的单价,得出设备购置费,然后通过设备购置费来预估项目的建设投资、预备费、铺底流动资金等。每年售卖煤矸石单价x元/t,年销售额为8000t,本项目的企业为小型微利企业,先假定年应纳所得税额小于100万元,所以所得税率为5%。通过动态投资回收期和净现值法验证项目可行性,得出当煤矸石单价定为250元/t时,8年后能回本;当煤矸石单价定为280元/t时,5年后能回本。关键词:煤矸石 动态投资回收期 投资现金流量 净现值中图分类号:TQ172文献标识码:A文章编号:1674-098X(2022)10(c)-0028-05Analysis of
3、Economic Benefit of Coal Gangue Calcination and Grinding ProcessZHAO Xiaozhi1 WANG Liang1,2,3*XU Ying1 NI Jianming2(1.School of Civil Engineering and Architecture,Anhui University of Science and Technology,Huainan,Anhui Province,232001 China;2.Postdoctoral Workstation of Huaibei Mining Co.,Ltd.,Huai
4、bei,Anhui Province,235000 China;3.Postdoctoral Station of Environmental Engineering,Anhui University of Science and Technology,Huainan,Anhui Province,232001 China)Abstract:The largest amount of solid waste in China includes coal gangue.The recycling of coal gangue is considered as an ecologically fr
5、iendly alternative which can not only solve the disposal problem,but also reduce the material cost and realize the sustainable utilization of resources.In this paper,it firstly assumes the quantity of equipment needed,and then obtains the equipment purchase cost through the unit price of the equipme
6、nt.Then it estimates the project construction investment,reserve fund,initial working capital,etc.through the equipment purchase cost.The unit price of coal gangue sold every year is x yuan/ton,and the annual sales volume is 8000 tons.The enterprise of this project is a small low profit enterprise.A
7、ssuming that the annual income tax payable is less than 1 million yuan,the income tax rate is 5%.Verifying the feasibility of the project through the dynamic investment payback period and the net present value method,it is concluded that when the unit price of coal gangue is set at 250 yuan/ton,the
8、cost can be recovered after 8 years,and when the unit price of coal gangue is set at 280 yuan/ton,the cost can be recovered after 5 years.Key Words:Coal gangue;Dynamic investment payback time;Investment cash flow;Net present valueDOI:10.16660/ki.1674-098X.2203-5640-8242基金项目:淮北矿业集团委托科研项目(项目编号:K202040
9、8)。作者简介:赵小志(1998),女,硕士在读,研究方向为固体废弃物利用。通信作者简介:王亮(1991),男,博士,副教授,研究方向为无机非金属材料。E-mail:。28科技创新导报Science and Technology Innovation Herald科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald2022 NO.30 科学研究创新煤矸石的低利用率和高排放量导致土地资源的占用,造成土壤、大气和水污染,甚至引发地质灾害,不仅威胁人类的健康和生命财产安全,而且对环境和生态系统带来严重负荷1。对煤矸石资源化利用,对于消除煤矸石对于人类居住环境
10、危害、对于加强环境保护及促进节能减排、使煤矸石山占用的土地面积得到释放等具有重要意义2。目前,废弃物煤矸石有多种利用方法,如充当填充材料、制备煅烧高岭土、煤矸石发电、作为铝基化工原料、制备建筑用烧结砖、制备水泥熟料混合料、制备环保材料及混凝土粗骨料等3。煤矸石的主要化学成分为二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3),包括一些其他的氧化物,如氧化钙(CaO)、三氧化二铁(Fe2O3)、氧化钠(Na2O)、氧化镁(MgO)、氧化钾(K2O)、五氧化二磷(P2O5)和三氧化硫(SO3),另外还含有镓(Ga)、钒(V)、钛(Ti)、钴(Co)等稀有元素4。以煤矸石为基本原料,经过加工,可以得到许多有
11、用的可用于工业生产的产品,如氯化铝、分子筛、白炭黑、硫酸铝、造纸涂料、土壤改良剂和提取有价值的金属等5。煤矸石来源广泛,价格低廉,破碎后研磨成粉用于制备高分子复合材料,具有易于加工成型、性能好、价格低、重量轻等特点,粉磨煅烧后的煤矸石可用部分替代白炭黑作为橡胶填充剂。本文旨在对建设一座年处理1万t煤矸石的试验厂进行概念性设计,工程拟建于安徽省淮北市,煤矸石原料来源自淮北矿业集团临涣选煤厂经过遴选后的煤矸石,对煤矸石进行粉磨煅烧进行工业生产,对于社会和环境具有重要意义,对其进行经济评价,验证项目是否具有可行性。1 材料设备成本分析1.1 原材料成本分析煤矸石30元/t,年处理1万t煤矸石,合计3
12、0万元。1.2 生产设备成本分析本项目是建造一座年处理1万t煤矸石煅烧、粉磨的小型微利试验厂,所需设备有粉磨设备、煅烧设备和过滤设备,其设备购置费和安装费投资估算如表 1所示。其中,所需设备详细介绍如下。1.2.1 粉磨设备煤矸石的储存与输送选用带式输送机,机器功率4kW,价格约 2 万元。煤矸石的公称直径一般都在10cm以下,选用颚式破碎机,机器总功率为3kW,每台破碎机及其运杂费约1.1万元。磨粉机选用雷蒙磨,综合考虑出料粒度与出料量,选择机器设备满足产能要求,总功率约为45W,设备及其运杂费约7万元。粉磨设备的数量和估价如表2所示。1.2.2 煅烧设备(1)热解炉:流化床材质选用耐热钢,
13、外用保温材料包裹温,单床售价约为10万元。(2)二级燃烧室:一级燃烧室内没有充分燃烧的煤矸石将在二级燃烧室内进行,同时产生高温烟气,选用流态化燃烧炉,计算得到流化床的体积为3.37m,总售价约为5万元。(3)一级燃烧室:部分碳燃烧,提供热解流化床的流化气,主要在一级燃烧室内进行,流化床分三层,总售价约为8万元。流化床的选择借鉴的是低温干馏工艺,从里到外依次选用耐火材料、保温层和钢壳。(4)冷却装置:热解流化床配制1套三级旋风筒,售价约3.9万元,刚出来的高温材料用旋风冷却筒冷却并提前加热空气。二级燃烧室配备三级旋风冷却筒一套,选扩散式旋风筒,共约9万元。(5)预热设备:预热设备有旋风预热器和旋
14、风分离器,其中,一级燃烧室和二级燃烧室配置旋风分离器各1台,用于气固分离,选用扩散式旋风筒,热解炉的各级也需要分别配置1台旋风分离器;旋风预热器通过鼓风的形式加热煤矸石原料,旋风预热器需要配备1套用来处理三级煤矸石。单筒售价约为1.3万元,共计约18万元。(6)风机:热解炉需引风机1台,电机功率7.5kW,约0.3万元/台;鼓风机2台,电机功率18.5kW,约0.4万表1设备投资估算(单位:万元)名称粉磨系统煅烧系统合计设备购置费10.974.785.6安装费2.1814.9417.12合计13.0889.64102.72表2粉磨设备参数名称带式输送机颚式破碎机磨粉机配电柜合计数量11114机
15、器功率/kW4345-52价格/万元2.01.17.00.810.929科技创新导报Science and Technology Innovation Herald2022 NO.30 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald科学研究创新元/台。合计约1万元。一级燃烧室需引风机1台、鼓风机1台,电机功率37kW,约1.2万元/台,合计约1.5万元。二级燃烧室需引风机2台,合计约0.6万元。1.2.3 其他辅助设备料斗的容积选8m3,二级燃烧室不需要料斗,热解炉和一级燃烧室各需1座,共计2座。提升机和喂料机各两台,每种机器均需在热解炉和一级燃
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