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1、利用污泥和褐煤生产活性炭技术项目建议书 目 录第一节 产品介绍41.1项目提出的理由与过程41.2产品加工原理71.3产品的应用101.4产品技术指标121.5产品核心技术131.6产品技术成熟度14第二节 产品市场分析162.1 国内外市场状况分析162.2 竞争对手分析262.3 项目产品市场竞争力分析302.3.1 国家政策优势312.3.2 生产原料负成本312.3.3 技术垄断优势312.3.4 高端产品定位32第三节 项目建设方案333.1 项目拟建地点333.2 项目建设规模和时间进度333.3 生产工艺流程及生产设备概述343.3.1 工艺流程343.3.2 生产工序简介353
2、.3.3 主要生产设备373.4场地及环境要求393.4.1 项目占地393.4.2 环境要求393.5 生产成本估算及预期效益40第四节 市场营销方案和计划424.1 市场营销方案424.2 产能与市场推进计划434.3 产品市场拓展计划444.4销售预测45第六节 募集资金及其投向466.1 募集资金数额及进度466.2 募集资金用途及使用进度466.2.1项目资金主要用途466.2.2固定资产投资47第七节 财务分析487.1 固定资产投资及折旧487.2 销售收入预测487.3直接成本预测487.4 销售费用和管理费用预算497.5 利润表507.6 盈利能力分析50第一节 产品介绍1
3、.1 项目提出的理由与过程活性炭是一种非常优良的吸附剂材料。它是利用植物、煤炭、化工料、污泥等为原料，通过热解碳化、催化活化、漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。活性炭广泛应用于工业、市政家庭、环保等各个领域。石化行业主要用于脱色、脱臭、催化剂载体；食品行业的饮料、酒类、味精母液及食品的精制、脱色；黄金行业的黄金提取、尾液回收；环保行业的污水处理、废气及有害气体的治理、气体净化；市政家庭的香烟滤嘴、木地板防潮、家庭居室空气净化、汽车汽油蒸发污染控制，市政自来水净化等。由于活性炭的优越特性以及人们对环境保护和生活质量高要求，活性炭的用途不断扩大，需求量日益增长，尤其是作为现代社会工业生产和
4、环境保护中一种必不可少的炭质吸附材料，活性炭市场前景更加广阔。我国活性炭平均每年出口增长率大约在10%左右，已经形成了相对稳定的出口市场。中国国内活性炭市场每年以8%以上的速度增加。尽管我国的活性炭是世界上的生产大国，但并不是活性炭强国，我国的活性炭生产企业90%是小企业，生产活性炭的厂家大部分规模不大（年产活性炭小于10000吨），新产品开发能力差，不能满足日益增长的市场需求，市场缺口很大，尤其是优质、专用型和技术含量较高的活性炭仍然需要进口。扩大规模、开发高中档产品将是我国活性炭企业的发展方向。污泥处理已经成为世界各国的共性问题，我国政策要求县级以上城市必须建设污水处理厂，从污水处理厂出来
5、的污泥已经成为市政的头痛问题。由于大多数城市在建设污水处理厂的同时没有考虑污泥处理问题，导致了污水处理厂污泥的新问题。通常，吨污水大约产生污泥0.5kg，目前，全国城市污水处理总规模将达到1108 m3/d，污泥量达到5104 t/d。这些污泥大多数采用填埋方式处理，造成新的水土污染问题和占用土地问题，新近开发的污泥干化技术和污泥焚烧技术，又因为投资大、产出小，易产生新的二次污染等问题难以得到大面积推广。目前，各大城市基本上采用付费处置的方式解决城市污泥问题，通常吨污泥的处置补贴费为50-200元。污泥生产活性炭属于新近开发的热点技术，已经成为业内公认的最有发展前景的污泥处置方向。该技术与现有
6、污泥处置技术相比，其主要优点在于能够同时满足污泥处理的减量化、无害化、资源化的“三化”要求。但是，此项技术目前尚未工业化生产应用，其主要原因在于：（1）由于污泥含有约85%的水分，单独制成活性炭需要消耗大量的能源，污泥自身产生的热量不能满足工艺系统的需要，导致加工成本偏高，没有市场竞争力；（2）由于污泥含有大量的灰分，干污泥中的灰分含量约35%，污泥单独生产活性炭的碳含量不足，需要添加增碳剂，这也导致了污泥活性炭的成本增加，缺乏市场竞争能力。 发达国家在煤炭资源利用方面,为减少对大气的污染,一般对直接燃煤采取限制性措施,但对煤的液化、气化和非燃料利用一直给予鼓励。因此, 对煤的各种深加工以及综
7、合利用已成为重要的发展趋势。褐煤的煤化程度浅,水分高,热值低,在工业应用方面远不如其它煤种广泛, 我国的褐煤储量约为41101亿t , 是有待开发利用的煤炭资源。针对我国活性炭市场需求及其发展趋势，为了满足我国城市污泥减量化、无害化、资源化和效益化的“四化”处置问题，本方案提出“城市污泥和褐煤生产活性炭技术”。该技术方案是基于试验证明的污泥和褐煤共碳化“协同效应”原理，充分利用污泥和褐煤在高温碳化过程中发生的“协同效应”，同时达到提高产品质量与降低生产成本的双重效果，进一步增强项目产品的市场竞争能力。其主要市场竞争优势表现在：(1) 政策优势：项目以处理城市污泥为主，实现污泥的无害化处理与资源
8、化利用，符合国家政策，容易立项，并享受国家有关税收优惠政策；（2）经济效益优势：与单独的污泥制备活性炭相比，本项目技术方案能够实现能量自平衡和碳平衡，能耗成本和添加剂成本显著降低；与褐煤单独制备活性炭相比，本项目技术方案以污泥为原料，大大降低了原料成本，同时还能够获得污泥补贴资金和税收优惠政策，获得更高的经济效益。（3）技术优势：本项目实施的关键在于所用的原料和原料之间的配比，这方面的技术在国内外尚属首次，项目实施单位具有专利技术的独家垄断性，因此，项目技术方面具有独占市场的优越性。项目实施成功后，可望开辟一条城市污泥高附加值资源化利用的途径，实现污泥无害化、减量化、资源化和效益化的“四化”处
9、理，彻底解决我国的城市污泥问题；可以通过本项目的大面积推广应用，生产出低成本活性炭产品，并以低成本的市场优势，获得市场主动权，进而主导活性炭市场的发展；本项目实施后，可以采用“连锁店”形式在国内外设点铺面，最终大造污泥煤基活性炭全球产业集团。1.2 产品加工原理本项目产品是具有丰富微孔结构的活性炭。其主要原料是，来自城市生活污水处理厂的污泥和变质程度较低的褐煤。其主要加工过程是：通过原料按比例定量混合+干燥脱水+成型+碳化+高温活化+冷却+脱灰+干燥+整粒+包装等工艺过程，将原料加工成活性炭产品。活性炭产品质量是以其吸附吸能来评价的，活性炭吸附性能的好坏主要由其中的孔容积和孔结构尺度来决定的。
10、高品质的活性炭要求有丰富的孔容积和微孔结构，活性炭产品质量的表征通常采用比表面积、碘吸附值、亚甲基蓝吸附值、苯酚吸附值等指标。高品质活性炭的比表面积达3 000 m2/g, 碘吸附值达1500 mg/g, 亚甲基蓝吸附值达300 mg/g, 苯酚吸附值达250 mg/g。活性炭品质的高低主要与生产原料的选取和加工工艺两个方面决定的。对于原料的选取而言，主要选取含碳物质的原料，包括煤炭、半焦、生物质、污泥等。活性炭原料要具有易得性和廉价性，同时含有丰富的挥发物质和除碳、氢外的杂原子物质（如硫、氧、氮等），因为挥发组分和杂原子物质均有利于生成多孔结构。城市污泥和低变质程度的褐煤具有易得性和廉价性特
11、点，同时含有丰富的挥发组分和杂原子成分，属于较为理想的活性炭生产原料。项目主要原料污泥与褐煤的成份分析结果分别如表1和表2所示。表1 活性炭产品污泥原料的成份分析（空干基） %工业分析元素分析MadAadVadFC,adWS,adWC,adWH,adWN,adWO,ad7.7023.4160.937.961.2137.944.795.9718.98表2 活性炭产品褐煤原料的成份分析（空干基） %工业分析元素分析MadAadVadFC,adWS,adWC,adWH,adWN,adWO,ad6.6610.4240.4942.430.3263.675.241.1312.56获得高品质的活性炭产品还与
12、加工工艺直接相关。活性炭生产工艺通常是将原料先炭化除去其中的可挥发成分，生成富碳的固体热解物，然后再利用二氧化碳、水蒸气等氧化性气体与含碳材料内部的碳原子反应，通过开孔、扩孔和创造新孔而形成丰富的微孔。一般炭化温度为400600 ，活化温度8001 000 。活化是决定活性炭品质的最重要环节。通常采用的是化学活化和物理活化两种方式。化学活化就是在原料中加入化学活化剂（如氯化锌、碳酸钾、磷酸、氢氧化钾等），然后在高温条件下进行活化处理，最终达到提高活性炭品质的效果。化学活化法虽然具有显著提高活性炭品质的效果，但是，同时也产生许多负面影响，主要是：（1）成倍增加产品的原料成本和加工成本；（2）增加
13、工艺流程，往往需要水洗和酸洗工艺，增加了初投资和运行成本；（3）带来新的环境污染问题，主要是废水处理和固废处理问题。因此，目前工业上大多不采用化学活化法生产活性炭，转而采用物理活化法。与化学活化相比，物理活化制备活性炭的生产工艺简单、清洁，不存在设备腐蚀和环境污染的问题，活性炭不需要清洗，可直接使用，已经得到越来越多的关注。物理活化法制备活性炭常用的活化剂是二氧化碳和水蒸气。其活化机理为：C+CO2=2COC+H2O=CO+H2CO+1/2O2=CO2H2+1/2O2=H2O由于二氧化碳分子的直径大于水分子，其在炭颗粒孔道内的扩散比较困难，扩散速度慢，使二氧化碳与微孔的接近受到较大的限制，因此
14、在给定的活化温度下，水蒸气的活化反应速度高于二氧化碳。采用的原材料不同，同时活化温度、活化时间和活化剂流量等活化条件也影响了活化效果。研究结果表明，气体活化剂先除去炭化过程中形成的非组织炭中间物，然后与石墨微晶的活性炭反应。活性位的形成机制以及在微晶石墨层水平及垂直方向上炭的相对反应速率决定了孔的结构变化。研究认为，当扩散速率大于反应速率时活化为反应所控制，此时有利于气体发挥造孔作用。 H2O 分子的尺寸较CO2 分子的尺寸小，H2O 在颗粒间的扩散速率大于CO2 的扩散速率，所以，前者活化温度在800850 范围，后者活化温度在900 以上。以水蒸气为活化剂时，活化温度在800850 ，随着
15、活化时间的延长，活性炭的比表面积和微孔数量均会逐渐增加，但当温度大于860 时，扩孔现象加剧，微孔数量减少。二氧化碳活化可以制备出比表面积3 000 m2/g左右的活性炭，但是活化时间长达上百小时。如何加快反应速度、缩短反应时间、降低反应能耗是物理法活化工艺的关键。研究表明，粒径为0.280.90 mm 的椰壳炭以水蒸气和CO2 活化1017 h 可以制备出比表面积超过2 700 m2/g 的活性炭。在活化过程中，加入合适的催化剂可显著提高反应速度，缩短反应时间。在炭化料中加入其他钾盐均有明显的催化作用；钾元素质量分数在6 %时，所得活性炭的比表面积最大。1.3 产品的应用活性炭作为优良的吸附剂有着广泛的应用。活性炭在工业上的主要用途为：(1) 用于液相吸附自来水、工业用水、电镀废水、纯净水、饮料、食品、医药用水净化及电子超纯水制备；蔗糖、木糖、味精、药品、柠檬酸、化工产品、食品添加剂的脱色、精制和去杂质纯化过滤；油脂、油品、汽油、柴油的脱色、除杂、除味、酒类及饮料的净化、
