龙之谷鸭子:引海水淡化循环经济产业项目

引海水淡化循环经济产业项目

锡林郭勒盟泓元海水淡化有限公司

位于内蒙古自治区中部的锡林郭勒盟，面积20.3万平方公里，其中草原面积19.7万平方公里，占全自治区的五分之一，是华北地区的重要生态屏障。总人口93.3万，其中蒙古族有27万人。锡林郭勒盟既是国家重要的畜产品基地，又是西部大开发的前沿。这里拥有丰富的煤炭资源，预测储量达1882.8亿吨，探明可采储量1400亿吨，其中褐煤可采储量1396亿吨，在全国居第一位，而且埋深浅、煤层厚，非常适宜露天开采。但是褐煤有高水分、易风化的特性，不适合远距离运输，大都是直接在当地燃烧利用，或者用于坑口煤化工或发电。

锡林郭勒盟是西部大开发和振兴东北老工业基地的前沿，是国家规划的蒙东辽西经济区和环渤海经济区的主要能源基地。

锡林郭勒盟根据国家和内蒙古自治区的统一规划确定了在坑口发展电力和煤化工为主体的褐煤开发战略，而发展电力和煤化工需要大量的水。

锡林郭勒盟地处干旱和半干旱地区，风沙大，降雨量少，蒸发量大。年降雨量仅为150～350毫米，年蒸发量2000-2700毫米，全盟草原和土地沙化面积目前达到2970平方千米，每年以143平方千米速度扩展，全盟共有湖泊1363个，现已大部分干涸，大量干涸湖底的细粉尘、沙化土地细沙尘被风吹起，形成了京、津地区浮尘、沙尘暴的主要发源地。

根据全国第二次水资源评价资料，锡林郭勒盟水资源总量为34.92亿m3/年，实际可利用水资源量为19.68亿m3/年，其中地表水资源量为3.98亿m3/年，地下水资源量16.34亿m3/年.根据国家发改为发该能源[2004]864号文件发展工业禁止用地下水。锡林郭勒盟每年可提供有效水量仅为3.1亿。2007年全盟用水总量已达到2.98亿m3，“十一五”期间锡林郭勒盟国家计划建设的重点项目已无水可供，而周边地区也已无水可调。

锡林郭勒盟引海水淡化循环经济产业项目每年从渤海湾调海水3.65亿m3，同时利用本项目年产100亿立方米人工燃气褐煤制气工程的余热蒸汽淡化海水，年产淡水3.1亿立方米，以缓解锡盟水资源压力。同时年产各类盐化工产品1120万吨。

国家发改委对该项目十分重视，国家发改委发改办投资[2007]2785号建议从规划入手，委托大型综合类工程咨询机构进行充分论证。

国务院研究室国研函[2007]23号文件对十届全国人大五次会议2837好建议的答复，指出实施锡林郭勒盟引海水淡化开发草原生态产业项目意义重大。我室将积极跟踪系邻国恶魔引海水淡化开发草原生态产业项目的实施情况。并将调研报告送国务院领导及有关部门参考。

内蒙古自治区发改委内发农函[2007]28号文件关于做好锡林郭勒盟引海水淡化一体化项目前期工作函，指出为加快前期工作，早日提交规划成果报告，请抓紧做好项目的前期工作。

锡林郭勒盟行政公署锡盟办字[2007]77号文件成立项目前期工作推进领导小组，以常务副盟长王志远任组长，有关副盟长和各业务主管局长20人组成。

锡林浩特市锡市党发 [2005]40号文件成立以市长游晓阳为组长，各主管部门领导19人组成项目推进领导小组对项目实施起到重大作用。

锡林浩特市国土资源局锡市国土资字[2006]19号文件规划了23平方公里土地为海水淡化和100亿立方米人工天然气工业园区占地。

锡林郭勒盟水利局锡发[2008]244号文件，文件要求：对你公司引海水淡化项目的建设解决我盟缺水问题是最佳途径。希望你公司能尽快实施该项目。为我盟工业发展和生态建设提供水资源支持。

锡林郭勒盟发改委锡发改字[2007]525号文件，胜利东一号露天矿位于锡林浩特市胜利煤田中东部。矿区总体规划已获国家发改委批复，是海水淡化，煤气化输送京津项目的配套资源。

根据以上文件精神，锡林郭勒盟泓元海水淡化有限公司组织全国22个大型院所，100多名有实践经验的科学家展开项目四年可行性研究，并委托中水北方勘测设计研究院设计输海水工程可研报告，中国天辰化学工程公司设计褐煤制人工天然气可研报告，中国中轻国际工程有限公司设计海水淡化及制盐可研报告。

为了向设计院提供必需地质和地形资料，委托锡林郭勒盟大中建设工程勘察有限公司完成23平方公里工业园区1：2000地形图和可研阶段的地质钻探工作资料。

以上工作是本项目的可研实际的基础资料。

项目的主要内容是建设六大工程：即煤化工工程、海水淡化及制盐工程、引渤济锡海水输送工程、褐煤露天煤矿工程、选煤厂和矸石电厂。

六大工程除海水输送工程外均采用一次规划，分期实施的原则。

煤化工工程

本工程利用就地自产的精洗褐煤为原料3340万吨/年，生产合成天燃气100亿标立米/年，其中一期建设规模为50亿标立米/年，投资为115.2亿元。本工程装置属于矿口型煤气化装置，可就地气化、转化、将次质褐煤制成高质量人工合成天然气，达到国家天燃气质量标准GB 17820-1999一、二类技术指标。

在煤制天燃气生产过程中，副产优级品固体硫磺、15%农用稀氨水，以及部分纯氧（O2）、纯氮（N2）、纯氩（Ar）和纯CO2等气体产品。

褐煤气化工艺流程是来自洗煤厂的精洗煤粉碎制成煤粉，经过300℃氮气加热后，由二氮化碳输送至气化炉中进行气化，气化产生的水煤气经过变换工艺调整一氧化碳和氢气的比例后进入低温甲醇洗涤装置，脱除其中的硫，经过净化后送入甲烷合成装置合成人工天燃气。

工程推荐采用多项世界领先的工艺技术和设备装置：

大型的褐煤干煤粉纯氧加压气化炉，激冷工艺流程，CO2压力气流送煤技术。技术拟采用国内自行开发为主，引进为辅的全新设计组合，单炉日投粉煤量干基煤2000吨，气化压力4.0MPa。

大型先进节能的空分装置，单套制氧能力90，000标立米/小时，同时为工厂提供纯氮、纯氧、纯氩及仪表空气和工厂装置空气。大型空压机拟引进国外设备，冷箱可采用国产化设备或国内外厂家合作设计制造。

采用大型国产化的变换和低温甲醇洗净化工艺技术催化剂和设备，具有完全自主知识产权，技术先进可靠，节省投资。

大型化的煤气甲烷化装置，设计采用5套并列生产线，每条生产线生产能力为10亿标立米/年。催化剂及反应器可采用国外专利商用技术或国内新开发技术，待项目实施时通过考察和招标确定。

本工程一起需用9.8 MPa，540℃的过热蒸汽每小时1342.3吨，由园区建设的矸石电厂锅炉送来，本装置用高压蒸汽作为动力驱动压缩机等设备，汽轮机背压排出低压蒸汽（包括煤气化装置副产蒸汽）为每小时4920吨，温度为120℃，压力0.08 MPa，送海水淡化厂作为热源。供热可靠性高，经济合理。

海水淡化及制盐工程

海水中含有90多种元素，地球上自然界存在的所有元素，都可以在海水中找到它的踪迹。大洋中，海水中的水占96.5%，各种盐类组成的溶质占3.5%。我国近海海水溶度低于大洋水，盐类溶质的溶度为 3%左右。海水中存在的溶质种类繁多，但溶度差异极大。其中钠、镁、钙、钾、氯、硫、溴等少数几种元素构成的盐类占海水全部溶质的99.9%。

采用适当的工艺技术，可将上述元素以氯化钠（NaCl）、氯化钾（KCl）、氯化镁（MgCl2）、硫酸镁（MgSO4）、硫酸钙（CaSO4）、溴素（Br2）等化合物提取出来作为产品。

根据本项目特点和对国内外海水淡化技术的综合比较，取“低温多效蒸馏浓缩淡化+多效蒸发结晶分离”方案淡化海水，工作流程是：

海水经预处理后，进入低温多效淡化装置，经过多效浓缩分离过程，分离为淡化纯水和10%浓缩海水。

淡化后的浓海水采用多效蒸发浓缩工艺，增浓到浓度22%，并获得淡水。

浓缩过程中，二水硫酸钙析出并分离经净化成立为石膏产品，用于建筑材料或其他用途。

22%的浓缩母液与已分离出硫酸镁的回收高低温盐混合，经多效蒸发结晶析出氯化钠盐浆经脱水，干燥即为成品精制盐。制盐母液去综合利用生产盐化工产品。

首先利用兑卤蒸发法生产氯化钾。即苦卤与含氯化镁为主的浓厚卤混合兑卤。混合卤蒸发至128～130℃之间析出高温盐，主要成分为氯化钠及一水硫镁。

高温盐经过两步分离分别得到氯化钠和硫酸镁。蒸发母液澄清清液冷却至30-35℃光卤石结晶析出。加水分解制得粗制氯化钾，粗制氯化钾提纯后制得精制氯化钾。

提取氯化钾后浓厚卤的溴含量提高，主要以溴化镁和溴化钠的形式存在，用氯气氧化、水蒸汽蒸馏提取溴素。制溴的过程有预热、氧化、蒸馏、溴气冷凝、溴水分离及精馏等过程组成。

提取溴素后的制溴废液经卤水预热、蒸发浓缩、保温沉降和冷却结晶等工序生产出晶体氯化镁。

制镁母液回收返回流程，或使用蒸发法生产卤片。

流程中获得的各种镁化合物，可以作为产品，也可进一步那加工为高纯氧化镁和其他镁系精细化学品。

本工艺路线中低温多效蒸馏装置采用秦皇岛新源水工业有限公司开发研制的具有自主知识产权并获国家发明专利的新型低温多效海水淡化装置，，本装置的特点有：采用抽屉式结构，制造装配、检修维护方便；采用欧冠板式蒸发器，可实现海水高倍浓缩，浓缩率可达到7倍；采用板式蒸发器，模块化设计，便于大规模批量生产；装置结构简单，制造工艺性好，国内现有制造手段完全可以实现；装置配套机电设备全部国产化；吨水装置制造成本较国外公司降低30～40%。工艺路线中制盐系统的工艺及装备在国内外有已广泛的应用。目前已投产的天津长芦汉沽盐场化工厂，采用蒸发结晶分离装置年产海盐15万吨。

海水淡化及制盐工程所需热源来自于煤化工工程副产预热蒸汽，两工程均是长条状布置，并且相邻，有利于低压蒸汽的输送，减少损失。

本工程规划设计总规模将达一年生产淡水3.1亿立方米、生产各类盐化工产品1120万吨、具体为精制盐800万吨/年；氯化钾20万吨/年；硫酸镁50 万吨/年；溴素2万吨/年；氯化镁200万吨/年，并可生产出一定数量的其它海水化学资源产品。

为匹配煤化工工程的余热蒸汽，本工程一起建设规模达到总规模的70%,投资为65亿元。

本工程所产淡水就地用于煤化工、盐化工等工业用水，草原生态、农业和治理沙漠化以及人民生活用水；精制盐用于区内下游两碱化工用盐、渤海湾地区和东北地区、华北地区两碱化工用盐等；氯化钾、溴素为盐化工短线产品，缓解国内市场；硫酸镁、氯化镁盐化工产品可直接销往国内外市场，或加工生产钾镁肥、氢氧化镁、氧化镁和金属镁等下游产品。

引渤济锡海水输送工程

引渤济锡海水输送工程是内蒙古自治区锡林郭勒盟引海水淡化循环经济产业项目的基础性工程。规划从辽宁省葫芦岛市兴城东台子里东海岸取水，采用有压埋管和无压隧洞相结合的输水方式，经过辽宁省的葫芦岛市、朝阳市、内蒙古赤峰到锡林浩特市，中途不分水。线路总长618.46㎞，设计输水规模3.65亿m3 /年，设计流量12.8 m3/s，全年不间断输水。

本工程采用一期建成，完成投资，投资为159亿元。一期运行规模达到设计规模的70%，二期时运行负荷100%。

输水线路地跨辽宁、内蒙两省（自治区）。经过8次铁路、29次公路、20次河流。

工程主要布置有9级泵站、11条无压隧洞、21条有压埋管以及与铁路、高速公路、国道、省道和河流等交叉建筑物57座。为提高工程的供水保证率，设一座在线调水节水库。

九级泵站中4座在内蒙古境内，5座在辽宁省境内。设计总扬程1170m，总装机容量28.08万KW。每级泵站单扬程均为130 m，单级泵站装机6台，其中2台备用，单台设计流量3.2 m3/s，单台装机容量5200KW，每级泵站装机容量为3.12万KW。

11条隧洞均为无压输水，纵坡1/5000，总长304.73㎞，长度大于10㎞的隧道有7条，其中9^#隧洞为43.384㎞，最长的11^#隧洞长度达142.4㎞.

1^#～20^#有压埋管均采用夹砂玻璃钢管，总长313.73㎞，内径3.2m，承压在0.6～2.0 MPa之间。21^#有压埋管布置在调节水库和海水淡化之间，也采用夹砂玻璃钢管双管布置，双管布置，内径3.2m，承压在0.6MPa以内。

调节水库的地理位置在锡林浩特市西北约18㎞，距离受水点约1.5㎞，根据地形条件，布置在锡林河南岸的塔黑牙其与垴滚勒盖围城的小盆地之间。总库容1700万m3，调节库容1500万m3，能满足泵站或管道事故情况下连续15天的用水需求。每年最多可以满足35天不连续事故停机的要求。调节水库在东侧通过埋管自流进水，，设计入库流量为12.8 m3/s，于西侧两丘陵之间出水，设计出库流量为11.57 m3/s。调节水库的进出口均设闸门控制。

沿线布置池水125个，用于在检修时退水，可使检修快速而方便。检修完成之后，再将退水池的水放回原管道或隧洞。设计退水量为747.37万m3。

输水线路按区域可划分为四段：葫芦岛市辖地段，朝阳市辖地段，赤峰市辖地段，锡林浩特市辖地段。

9座泵站厂区主要有进水系统、主副厂房、控制楼、出水系统、变电站及其附属建筑物组成。

进水系统采用一机一管进流，通过连通压力式前池和直径为1.4m的进水支管向6台泵供水。出水系统采用一机一管出流。6条直径1.2m的出水支管合流后入直径3.2m出水总管向下一级泵站供水。

11条无压输水隧洞，其中3^#、9^#、10^#、11^#四条长隧洞主要采用TBM隧洞掘进机施工，为圆形断面，内径4.3m。其它7条隧洞采用钻爆法施工，为城门洞型，底净宽4.0m，净高4.9m。

TBM法使用于长隧洞施工，与钻爆法相比，TBM法施工具有安全、快速（平均日进尺为20～40m）、效率高质量好，支护费用低、临建工程量小等优点，同时可减少示施工占地，有利于环境保护。

输水管主要采用承插式纤维缠绕的夹砂玻璃钢管，管道设计压力为2.0～0.6MPa.管顶平均埋深约2m。输水管在跨越河、沟（渠）时，输水管道设计采用倒虹吸管形式。倒虹吸管顶覆盖后距河床底最小厚度为2.0m。

管道穿越河流时，首先要筑拦河坝和开导流渠，坝堤完成后，抽出两堤中间水泥，然后进行淤泥清理，清淤后河床用开挖出的好土进行回填、夯实，达到砌筑基底标高，最后完成砌筑工作。对于已干涸的河流，可以采用开挖法施工。

管道穿越公路和铁路时。为保证运输畅通，采用顶管法施工。针对顶管长度及地下质的不同，采用相应的顶管工艺。

管底一般仅设砂基础垫层，厚度20cm。但对于平面转弯、钢管、穿越地质条件较差及跨越河、沟段管道，拟采用浆砌石或混凝土刚性座垫。

夹砂玻璃钢管每节长12m，重约10t。在本工程所建玻璃钢管厂内生产，用15t载重汽车运至工作面，20t～30t汽车吊吊装。管道安装前应夯实基础和垫层，管道安装后土方应分层回填，每层最大回填厚度不超过300mm，采用轻型机械压实。

褐煤露天煤矿工程

本项目配套煤矿，东一号露天矿位于胜利煤田的中部，西邻锡林河，矿田地表范围为东西向5.0-6.5㎞，南北向6.5-7.8㎞，面积41.76km²。开采境界内地质资源量31.6亿吨。根据煤矿的特点以及本地区的气候特征，采用单斗—自移式破碎机—带式输送机-半俩需开采工艺作为本矿的主要剥离开采工艺。

露天矿的建设根据煤化工厂的用量情况，一次规划，分期建设，滚动发展。根据煤化工厂用煤需求量，露天矿一期建设规模2000万吨/年，投资为75.6亿元；二期建设规模达到5000万吨/年。

选煤厂

选煤厂洗选工艺采用国际先进的块煤重介槽分选，末煤两产品重介旋流器分选，粗煤泥离心机脱水、细煤泥筛网沉降离心机+快开式板框压滤机联合脱水工艺流程。

全厂工艺流程系统简单灵活、可靠性高，可以实现末煤全部入洗和部分入洗，可以根据产品煤要求，系统进行灵活转换。系统采用国际先进的重介分选工艺，分选精度高，分选比重根据精煤灰分实现实时在线调节和控制。煤泥水系统浓缩机采用一用一备，确保选煤厂煤泥水全部厂内回收，洗水达到国家一级闭路循环，煤泥水不外排，满足选煤厂内及周边环境的环保要求。

原煤经过选煤工艺流程，选出褐煤精煤、矸石和中煤，矸石和中煤分离脱水后用于矸石电厂发电，精煤经专用的设备打破褐煤水分子键，就可以进行和褐煤低温脱水。脱水后的褐煤精煤灰熔点低，保留了褐煤原有的可燃挥发性，是最优秀的气化用煤，可制成水煤浆用于德士古气化炉气化原料煤；也可制成褐煤精煤粉用于高温粉煤炉气化原料煤，该工艺使用于大规模的褐煤提质，可达到商品煤的标准，适合于长途运输。

本工程一期建设规模年处理2500万吨褐煤原煤，投资为14.8亿元；二期工程建成后总规模达到年处理5000万吨褐煤原煤。

矸石电厂

锅炉选用670吨/小时循环流化床锅炉，蒸汽压力为9.8MPa，温度540℃，燃料问矸石和中煤，汽机发电机组选用凝汽式发电机组，单台发电30万kw，汽机冷凝水返回脱盐水经混合床精脱盐处理后返回锅炉房用于锅炉给水。矸石 总规模60万kw，其中一期建设规模为30万kw，投资为45亿元。

锡林郭勒盟引海水淡化循环经济产业化项目六大工程的产品和原料之间相互链接，形成循环经济产业链如下：

首先，“褐煤露天矿”每日开采6.06万吨褐煤，送往选煤厂。在选煤厂内，每日选出5.16万吨精洗褐煤送往煤化工厂，作为褐煤制气的原料。同时将洗选剩余的2.41万吨的中煤和矸石送往矸石电厂发电。

煤化工厂利用这些精洗褐煤每日生产：煤制天然气1370万标准立方米；农用氨水235吨；硫磺139吨；灰渣6800吨。生产过程中产生的余热蒸汽11.14万吨输给淡化制盐厂，作为淡化制盐的热动力。

有渤海经“海水输送工程”每日输往项目园区70万立方米海水。这部分海水进入“海水淡化及盐化工厂”，利用“煤化工厂”产出的11.14万吨低压蒸汽，在这里每日生产精制盐1.09万吨；硫酸钙959吨；氯化钾384吨；硫酸镁959吨；溴素54.8吨；氯化镁3835吨。同时，生产出淡化水59.5万吨，除自用2.1万吨外，提供给“煤化工厂”用水3.6万吨，“矸石电厂” 用水6.1万吨，露天煤矿用水0.1万吨，洗煤厂用水0.7万吨。剩余46.9万吨淡化水作为商品水售出。

在矸石电厂，利用中煤和矸石每天可发电720万千瓦时。这些电力就近提供给“就、褐煤矿”77万千瓦时；提供给“洗煤厂”78万千瓦时，提供给“煤化厂”236万千瓦时；提供给“海水淡化及盐化工”145.6万千瓦时。其余183.4万千瓦时电力并入国家电网，用于“海水输送工程”。上述采用日生产规模为各个工程的一期规模。

煤化工工程和海水淡化制盐工程会产生大量低热质的水，本项目拟建晾水塔消耗这部分热量，但投资大，运营成本高，而且能源被白白浪费，没有得到价值的有效转换。

如果用循环经济方式根据农业部规划设计院设计，可以考虑将这些低热质的水循环利用，利用其热能发展集约化农牧业，如建设温室大棚生产优质青贮饲料，为养殖业提供优质的饲草料；建设集约化大型喷灌种植饲草，饲养肉牛20万头；建设配套的沼气电站等，还可以发展相应的屠宰及皮革加工产业。通过一系列、多层次循环利用，这些低热质水的能量会得到充分利用，提高了能源和资源的利用率。集约化农牧业的发展，可以提高当地沙漠化土地的使用价值，增加农牧业产品产量，提高人民的生活水平。

工业园区布置

本项目厂址位于锡林浩特市北郊的泓元工业园区内，该园区东西长5000m，南北宽4000m，在泓元工业园区内规划布置有海水淡化和盐化工工程、煤化工工程以及园区内配套工程热力站，矸石电厂，变电站以及公共服务设施和生活区等。在园区南侧1.5㎞处为海水输送工程的终点水库。在园区东南侧11㎞处为本项目工程用煤来源地胜利东1号露天煤矿，所用煤开采后经皮带运输到煤矿与园区中间洗煤厂，洗选后精洗煤由皮带输送到煤化工厂区，中煤和矸石由皮带输送到矸石电厂发电。

泓元工业园区临近铁路和公路交通四通八达，交通条件十分方便。目前集—通铁路、锡—桑铁路从园区附近通过，距胜利煤田约5公里，两条铁路交通十分便利，207国道和303国道穿过市区，南连张家口，东到克什克腾旗。建厂时的大件运输和超大件铁路、公路运输均有条件。

项目总投资为706.6亿元，其中一期投资474.6亿元，二期投资232亿元。静态投资回收期包括建设期为税前8.02年，税后9.11年。

内蒙古自治区锡林郭勒盟引海水淡化循环经济产业项目，将为内蒙古地区开创循环经济持续发展的新天地，同时为海水利用开辟了全新的领域，是海洋经济模式新的突破，是海陆统筹发展战略的具体实践。本项目从渤海调取大量的海水，可以让海上流动起来，使渤海得到一定程度的净化。

本项目相当于10万公顷盐田的产盐量，可以置换沿海大量的盐田，缓解滨海经济发达地区的土地紧张问题。

项目的建议，对于煤炭资源丰富、严重缺水的内蒙古、新疆乃至整个西部地区，有着极为深远的意义。