碳纖維及其制品項目委托第三方代理招標

一、項目單位基本概況

1、建設單位名稱：河北碳谷碳纖維有限公司

2、類型：國有控股公司

3、項目單位地址：***

4、法定代表人：魏全東

5、項目負責人***

6、電話：***

二、項目概況

1、項目名稱：河北碳谷碳纖維有限公司碳纖維及其制品項目

2、建設地點：河北省石家莊市藁城區東寧路2號

3、建設規模及內容：

3.1、建設規模：

規劃用地面積207022.1平方米（土地性質為工業用地），建筑面積27221平方米，建設年產100萬平方米碳纖維系列織物項目；建設年產300萬平方米碳纖維預浸料項目；建設年產5000噸碳纖維項目（兩條線）。

主要構（建）筑物

單元	建筑層數		占地面積		建筑面積		結構	備注
碳化車間	1（局2層）		19278		23780		鋼架
制氮站	2層		900		675		砌體	碳化車間內部
循環水站	1層		324		324		鋼架	碳化車間內部
除鹽水站	1層		540		540		鋼架
高壓變電站	2層		750		1500		框架
復材廠房	1層		2250		2250		鋼架	碳化車間內部
辦公樓		2-3層		576		1152
合計				24618		27221

3.2、涉及產品類及有工藝技術方案的項目

3.2.1產品方案

3.2.1.1年產5000噸碳纖維項目產品生產方案：   

產品方案表

項目建成投產后，可根據市場情況，適當調整產品方案。

3.2.1.2年產100萬平方米碳纖維系列織物項目、年產300萬平方米碳纖維預浸料項目產品方案：

 

 

3. .2.2生產工藝流程

3.2.2.1碳纖維生產流程簡圖

工藝過程：

碳纖維的生產，主要由聚合、紡絲、預氧化、碳化等四大部分組成。其中聚合和紡絲，系PAN基原絲生產線，需同時配套建設溶劑回

收處理裝置；預氧化、碳化為原絲成為碳纖維的生產線。工藝技術方案簡述如下：

（1） 預氧化   

PAN基原絲預氧化是一個氧化、脫氫、脫氮、環化的過程，通過

這一過程達到碳元素富集和纖維定型的目的。PAN原絲在具有自動張力控制狀態下由第一預氧爐下部引入，在200--300℃的空氣介質和張力狀態下往復行進，充分氧化，最后絲束由第二預氧爐頂部引出。采用兩個預氧爐。預氧化過程中聚丙烯腈原絲結構發生了氧化、環化反應，小分子化合物大量逸出，產生大量反應熱，同時分解產物和焦油的聚集會污染纖維，必須及時排出。采用熱風循環系統即部分熱空氣循環使用，部分經處理后排放，同時補充一部分新鮮空氣，有利于及時帶走反應熱和分解產物，保持循環氣體中的含氧量，降低能耗節約成本。預氧化過程中爐溫控制精度要求較高，應控制在±2℃。

（2）碳化   

預氧絲首先進入低溫碳化爐，在600--800℃的條件下碳化，由于熱解反應有大量分解產物如C02、H20、CO、HCN產生，分解產物的瞬時排出是碳化過程的技術關鍵之一。

    低溫碳化后的絲束進入高溫碳化爐，在1000-1700℃的高溫下,大分子進一步交聯，非碳原子逐步排出(生成HCN、N2等)，最后形成的碳纖維含碳量可達90％以上。在這一階段可制取強度達3.0GPa以上，模量為220GPa以上的碳纖維產品。

    整個碳化過程都是在惰性氣體保護下進行，高純N2垂直于纖維運行方向流過，可及時帶走分解產物，有利于建立新的動平衡，促進反應進行。碳化爐帶有排氣焚燒和除塵裝置，處理排放廢氣以減少對操作現場和環境的污染。

（3）表面處理及上漿 

  碳纖維經表面處理后能顯著改善纖維和基體材料之間的界面粘合性，增強層間剪切強度，提高碳纖維強度利用率。碳纖維的表面處理方法很多，在工業生產上得到實際應用的主要有陽極電解氧化法和氣相氧化法等。陽極電解氧化也叫做電化學氧化法，即碳纖維作為陽極，陰極可采用石墨板、銅板、鎳板、白金板等，電解質可用無機酸、有機酸及它們的鹽類，也可用堿類。這種方法的優點是氧化反應速度快，處理時間短，可與碳纖維生產線相匹配，氧化反應緩和均勻，易于控制，處理效果顯著，可使層間剪切強度得到大幅度提高。因此陽極電解氧化法已在工業生產中得到普遍應用。

碳纖維進入電解槽，電解液中含氧陰離子在電場作用下向陽極碳纖維移動，并在其表面放電而生成新生態氧來進行氧化反應，生成含氧官能團。電解質種類不同，氧化刻蝕歷程也不同。陽極氧化的時間比較短，約在數十秒至數分鐘之間。當采用強腐蝕性電解質時，處理時間宜短不易長，否則會使碳纖維的拉伸強度下降。

經表面處理后的碳纖維進入洗滌槽洗滌，烘干后進入上漿槽。上漿劑多為改性環氧樹脂，不含固化劑。上漿可保護碳纖維表面防止毛絲及損傷，又是重要的界面層，使碳纖維與基體材料緊密結合。

上漿劑的種類根據碳纖維用途加以選擇，上漿后的碳纖維經干燥、卷繞、分級檢驗后包裝入庫。

 

3.2.2.2碳纖維織物生產工藝簡述：

即用碳纖維原絲經紗架放絲，到劍桿織機織成平紋或斜紋布即可。

 

 3.2.2.3預浸料生產流程圖：

 

 

工藝過程：

制備預浸料的過程主要有四個工序，即編織碳纖維布、樹脂基體配制、樹脂膠膜的制備，增強材料和樹脂膜的熱熔浸漬。

編織碳纖維布是首先利用編織機將碳纖維編織成一定規格的編織布。

樹脂基體的配制是將基礎樹脂、固化劑等助劑及各種性能改進劑分別計量后，按規定的比例熱熔混合使成均勻的樹脂體系，后儲存待用。

制備樹脂膠膜是由涂膠機完成的，其過程為首先從冷庫取出樹脂基體，使其恢復到室溫，再將樹脂加熱到涂膠溫度，隨后將離型紙從機架引出，依次經過導向輻、涂膠系統、冷卻板后固定在收卷輻上。將樹脂倒入膠槽，開機即可制得膠膜。膠膜厚度由閉環控制的監控儀來完成。

預浸料制備是在預浸機上進行的。將增強材料（纖維或織物）展 平與樹脂薄膜呈三明治結構，通過烘箱加熱，使樹脂熔融，經過一系列加熱輒簡輻壓，樹脂浸潤纖維，隨后，冷卻，收卷成為最終產品預浸料。

（1）編織碳纖維布

碳纖維布又稱碳素布、碳纖布、碳纖維編織布、碳纖維預浸布、碳纖維加固布、碳布等。碳纖維布用于結構構件的抗拉、抗剪和抗震加固，該材料與配套浸膠共同使用成為碳纖維復合材料，可構成完整的性能卓越的碳纖維布片材增強體，適用于處理建筑物使用荷載增加、工程使用功能改變、材料老化、混凝土等修繕、防護的加固工程。

本項目首先利用編織機將碳纖維編織成一定規格的編織布。

（2）樹脂制備工藝流程

將樹脂基體各組分于規定溫度下熔融、攪拌、混合成均勻的樹脂體系，過濾，以除去樹脂基體中可能存在的固體顆粒。研磨，使樹脂體系各組分進一步均勻分布。檢測其粘度，凝膠時間、粘性等符和要求后，包裝、冷卻、儲存于冷庫中待用，詳見下示流程圖：

 

（3）涂膠工藝流程

離型紙裝在放卷裝置上，放卷，施加規定張力，離型紙依次通過導向輒、r 檢測裝置、涂膠系統、冷卻板后，固定在收卷輻上。

將加熱到規定溫度的樹脂倒入膠槽中。設定計量間隙、涂膠間 隙、涂膠輒、計量輻 速度及涂膠量，控制涂膠溫度，開動電機和r檢測儀開始涂膠。檢查單位面積涂膠量，達到規定要求后，正式開始涂膠。檢查膠膜重量、外觀等，符合要求后，包裝、密封、入冷庫待用。詳見下圖：

 

 

 

 （4）含浸工藝流程

從冷庫取出膠膜，恢復到室溫后，放入放卷裝置，施加規定張力，放卷。

將纖維安裝在紗架上，施加規定張力。讓纖維依次通過導向輒、 集束裝置、笸子、牽引裝置、展絲系統后，和膠膜成三明治結構，進入復合輒、烘箱、第一、第二、第三、第四熱壓棍、通過冷卻系統、牽引裝置，最后固定在收卷裝置。調節復合棍、各輻壓輻的問隙，復合棍、烘箱、各輒壓棍和冷卻系統溫度，各收放卷張力，到工藝規范規定要求，開機，調整到規定工藝速度，進行浸膠。每100m一卷，收卷后，按技術要求檢驗性能，符合要求后，包裝、密封、入冷庫。

 

3.2.3設備清單

包含型號、數量、用電設備功率等

3.2.3.1碳纖維生產主要設備清單 ：

主要工藝設備一覽表（碳化部分）

3.2.3.2碳纖維織物及預浸料主要設備

  

 

 

4、項目總能耗表（附總能耗表）

 

5、原輔料供應方案

包括原輔料消耗種類數量及供應方案

5.1碳纖維項目主要原輔材料年消耗量見下表。

項目原料及輔料消耗表

主要原材料來源

本項目碳纖維原絲來源主要為吉林碳谷碳纖維股份有限公司。

5.2碳纖維織物及預浸料生產主要原輔材料消耗及供應

          主要原輔材料消耗表

原料來源

本項目主要原料為碳纖維和樹脂。這些原料大部分都在吉林經濟技術開發區內生產，可以滿足本項目生產需要。

 

6、項目實施計劃

計劃形式時間、建設期限等

項目計劃開工時間：2021年12月

項目建設期限：    3年

 

三、項目總投資及資金籌措

總投資、固定資產投資、流動資金、資本金及資金籌措方式

項目分兩部分投資興建，總投資110000萬元。其中：

1、碳纖維制品項目投資投資19713萬元，其中建設投資14808萬元，建設期利息397萬元，流動資金4508萬元。

總投資19713萬元，申請銀行貸款13300萬元，年利率5.96%，建設期利息估算397萬元。自籌資金6413萬元。

2、年產5000噸大絲束碳纖維項目投資為90287萬元，其中：建設投資83403.21萬元；建設期利息3206.81萬元；流動資金3676.98萬元。

建設投資83403.21萬元，通過銀行貸款解決55605萬元，其余27798.21萬元由企業自籌解決。建設期利息：項目建設期3年。建設期利息3206.81萬元，由企業自籌解決。

流動資金：3676.98萬元，由企業自籌解決。