煤化工行业循环经济.ppt
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1、煤化工行业循环经济评价实施指南,山西焦化股份有限公司,2012年8月,合成氨循环经济标准,汇报人:杜俊怀,合成氨工艺路线,合成氨工艺路线对煤化工行业节能减排水平影响极大。参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,生产工艺与装备要求,本“指南”确定一、二、三级合成氨工艺路线。一级采用加压连续气化,利用蒸汽驱动透平式压缩机,合成氨系统压力15MPa,氨回收实现水闭路循环回收液氨;二级采用固定层连续式气化,具有硫回收装置且运行良好,利用往复式压缩机,合成氨系统压力15MPa,氨回收为制取稀氨水另作其它用;三级采用固定层间歇式气化,具有硫回收装置且运行一般,利用往复式压缩机,合成氨系
2、统压力15MPa,氨回收为制取稀氨水另作其它用。,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”表1 生产工艺与装备要求,合成氨生产装备水平,“合成氨行业准入条件”规定企业单套装置生产能力不低于30万吨/年。中国现有化肥企业以中小规模为主,约占总产能的70%,“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”中分为18万吨、818万吨、8万吨分级调查。本“指南”将合成氨生产装备水平一、二、三级分别定为30万吨、830万吨、8万吨。,合成氨行业准入条件(征求意见稿)一、生产企业布局 二、装置规划及技术装备(一)新建合成氨生产装置,单套生产装置应不低于1000吨/日,即30
3、万吨/年。,“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”,P128 页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续3)合成氨规模等级18万吨/年 P129 页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续4)合成氨规模等级818万吨/年(含8万吨)P130 页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续5)合成氨规模等级8万吨/年,合成氨综合能耗,合成氨综合能耗基本上能够综合反映一个企业的资源能源利用水平,应作为循环经济评价的重要指标,且赋予较高的权重数。合成氨综合能耗包括造气、净化及合成工序。参照合成氨行业准入条件(征求意见稿)中合成氨单位产品综合能耗限额限定值(GB-
4、2008)、合成氨单位产品综合能耗限额准入值(GB-2008)及HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,合成氨综合能耗一、二、三级标准分别为38GJ、48GJ、53GJ,分别折为1297 kgce/t、1638、1809kgce/t。结合实际情况,本“指南”以不同合成氨的原料确定合成氨综合能耗等级指标:优质无烟块煤,1350 kgce/t作为一级评级等级水平指标,13501650 kgce/t作为二级评级等级水平指标,16501900kgce/t作为三级评级等级水平指标;非优质无烟块煤、焦炭、型煤,1500 kgce/t作为一级评级等级水平指标,15001800 kgce/t作
5、为二级评级等级水平指标,18002200kgce/t作为三级评级等级水平指标;焦炉气(含配半水煤气),1150 kgce/t作为一级评级等级水平指标,11501400 kgce/t作为二级评级等级水平指标,14001650kgce/t作为三级评级等级水平指标。,合成氨行业准入条件(征求意见稿),合成氨单位产品综合能耗限额限定值(GB-2008)备注:标准以外煤种参照非优质无烟块煤、焦炭、型煤类合成氨单位产品综合能耗限额准入值(GB-2008)备注:标准以外煤种参照非优质无烟块煤、焦炭、型煤类,单位产品消耗吨氨耗新水,参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,资源能源利用指标吨
6、氨耗水一、二、三级分别为20 t/t、40 t/t、60 t/t;“氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)”中,以天然气、油为原料的氮肥行业新鲜水消耗量评价指标10 t/t,以煤为原料的氮肥行业新鲜水消耗量评价指标25 t/t;收集到的相关企业数据,最低华瑞2011年1.26 t/t,最高山焦2009年34.59 t/t,所有数据平均12.59t/t。本“指南”将吨氨耗水一、二、三级分别定为10 t/t、1030 t/t、3050 t/t。,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”表3资源能源利用指标,氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)”表1 以天然气为原料的氮肥行业评价指标项目、
7、权重及基准值,收集到的相关企业水消耗数据,吨氨耗蒸汽,根据收集到的相关企业数据,最低临猗旧装置2010年0.12 t/t,最高天脊2011年4.107 t/t,所有数据平均1.70t/t。考虑到天脊压缩机主要为蒸汽驱动用汽量较多设计为3.474 t/t,其它厂家数据平均0.89 t/t。本“指南”将吨氨耗蒸汽一、二、三级分别定为1.0 t/t、1.7 t/t、3.5 t/t。,收集到的相关企业电消耗数据,吨氨耗煤,根据收集到的相关企业数据,最低闻喜2010年1.178 t/t,最高临猗新装置2010年1.386 t/t,所有数据平均1.244 t/t。1/3的数据1.202 t/t,2/3的数
8、据1.245 t/t,所有数据1.386 t/t。本“指南”将吨氨耗煤一、二级定为1.25 t/t,三级定为1.4 t/t。,收集到的相关企业煤消耗数据,吨尿素耗氨,参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,资源能源利用指标吨尿素耗氨一、二、三级分别为575kg/t、590 kg/t、610 kg/t。本“指南”将吨尿素耗氨一、二、三级分别定为0.575 t/t、0.590 t/t、0.610 t/t。,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”表3 资源能源利用指标,工业水重复利用率,参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,资源能源利用指标,水
9、循环利用率一、二、三级分别为95%、90%、85%。本“指南”将工业水重复利用率一、二、三级分别定为95%、90%、85%。,工艺冷凝液回收利用率,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,废物回收处理要求:含氨废水回收利用率指标一、二、三级分别为98%、95%、90%。从节能的角度考虑工艺冷凝液应全部回收。结合现生产实际,本“指南”将工艺冷凝液回收利用率一级定为98%,二、三级定为95%。,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”表2:废物回收处理要求,5.1.7 变换、合成余热回收,“氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)”以各种原料的氮肥行业评价指标中,余热利用率
10、指标均为80%,余热回收不便统计和计量。本“指南”将余热回收一级定为有余热回收装置,运行良好;二、三级定为有余热回收装置。,氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)表1 以天然气为原料的氮肥行业评价指标项目、权重及基准值,5.1.8 造气吹风气回收,造气吹风气回收是煤化工行业节约能源的关键措施,吹风气回收可回收吹风气显热、潜热。降低制气过程H2S和CO2等的排放量。目前造气吹风气回收有多种形式,如只经废热锅炉换热回收热量,只吹风气烧锅炉利用其热值,造气吹风气、合成弛放气与造气炉渣混燃三废锅炉利用其热值。加压连续气化不存在造气吹风气回收问题;造气吹风气需回收的参照HJ/T188-2006“清洁生产标
11、准 氮肥制造业”中,废物回收处理要求:含H2S气体回收利用率一级98%、二级95%、三级90%;并结合生产中吹风气回收装置非计划检修实际情况。本“指南”用“造气吹风气回收利用率”这一指标衡量评价等级水平,该项评价指标一、二、三级定为95%。,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”表2 废物回收处理要求,合成吹除气、弛放气回收,合成氨装置排放的吹除气、弛放气中含氨、氢、氮等有用气体,其中氢含量高达50%,排放造成可观的损失,大型厂推广采用渗透膜分离技术回收氢,中型厂采用变压吸附技术回收氢。采用氨回收装置回收合成吹除气、弛放气中的氨,将浓氨水送蒸氨系统回收氨并实现闭路循环进行吸收,或
12、将氨水送尿素解吸系统回收氨。氨回收后的尾气直接送锅炉燃烧,或进氢回收装置进一步回收氢气,氢气补回合成主系统产氨,氢回收后的尾气再送锅炉燃烧。提高氨产量,可增产氨34%,降低单位产品原料消耗,同时使吨氨电耗下降50千瓦时以上。参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,废物回收处理要求:含H2S气体回收利用率一级98%、二级95%、三级90%;CO再生气回收利用率均为100%。再参照“氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)”中,资源综合利用指标,含氨废气利用率95%。结合生产中氨、氢回收装置非计划检修实际情况。本“指南”用“合成吹除气、弛放气回收利用率”这一指标衡量评价等级水平,该
13、项评价指标一级定为98%,二、三级定为95%。,造气炉渣回收利用率,造气炉制气过程中产生大量废渣,废渣含碳5%25%,将造气炉渣送三废锅炉燃烧,充分利用残碳热值,将三废锅炉后含碳量较低的炉渣制水泥或砖,可充分利用资源。HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,废物回收处理要求:煤炭、渣处理处置率100%。本“指南”提出的造气炉渣回收利用率一、二、三级评级等级水平均为100%。,废催化剂回收利用率,原料气净化、合成过程中要应用多种催化剂,有的属稀有金属,有的有毒,又环保要求废固零排放,如,HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,废物回收处理要求:含贵金属废催化剂处理
14、处置率100%,所以生产中须做到催化剂本单位回收利用,或由有资质的单位全部回收。本“指南”提出的废催化剂回收利用率一、二、三级评级等级水平均为100%。,环境指标,环境保护是循环经济评价指标不可缺少的指标,合成氨生产中选择出,吨氨废水排放量、吨氨废水COD排放量、吨氨废水氨氮排放量等3项指标。,吨氨废水排放量,合成氨工业厂的冷却水和冷凝水,必须在搞好清污分离的基础上实现循环利用,以提高工业水的重复利用率;对压缩机产生的废油水,采用油回收装置进行处理,减少废水排放量。“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”对所有规模的合成氨厂用水煤浆加压气化时合成氨废水排污系数1.3
15、5.0t/t,对年8万吨以上的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数5.020.0t/t,对年8万吨以下的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数20.040.0t/t。本“指南”提出的吨氨废水排放量一、二、三级评级等级水平分别为5.0 t/t、20.0t/t、40.0 t/t。,“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”,2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续2),“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”,2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续4),“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”,2621氮肥制造业
16、(合成氨)产排污系数表(续5),吨氨废水COD排放量,将造气水实现闭路循环。脱硫废水可采用连续熔硫釜分离浓缩回收硫磺和脱硫剂,脱硫剂返回生产系统。“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”对所有规模的合成氨厂用水煤浆加压气化时合成氨COD排污系数180250g/t,对年8万吨以上的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数501400 g/t,对年8万吨以下的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数1002800 g/t。本“指南”提出的吨氨COD排放量一、二、三级评级等级水平分别为0.25kg/t、1.4 kg/t、2.8 kg/t。,“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手
17、册 2621氮肥制造业”,2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续2),吨氨废水氨氮排放量,合成氨生产中碳化、脱碳、铜洗等过程产生的稀氨水推广集成精馏分离技术回收氨。“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621氮肥制造业”对所有规模的合成氨厂用水煤浆加压气化时合成氨氨氮排污系数20150g/t,对年8万吨以上的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数100800 g/t,对年8万吨以下的合成氨厂用固定床间歇气化时排污系数2001600 g/t。本“指南”提出的吨氨氨氮排放量一、二、三级评级等级水平分别为0.15kg/t、0.8 kg/t、1.6 kg/t。,附加分项的确定,煤化工企业
18、采用合成氨深加工制尿素、碳酸氢铵、硝铵等均为煤化工行业发展循环经济很重要内容。氮肥主要品种尿素占中国氮肥总消费量的60%以上,世界上大多数国家,尤其发达国家的氮肥消费基本全是尿素。鉴于我省煤化工行业现状,为鼓励企业发展循环经济,合成氨生产厂采用型煤制气、变压吸附脱碳技术者,每项在运行绩效总得分基础上加5分。中型氮肥企业改造的方向和重点,其中之一是调整原料路线,以廉价煤代替山西无烟块煤。PSA干法脱碳技术主要有以下特点:(1)操作方便,流程简单,无设备腐蚀问题,能耗低,操作中不消耗蒸汽,装置运行费用低。(2)CH4在变换气中一般为0.70.9%,经PSA脱碳后CH4含量可降低到0.20.4%,使
19、合成系统的弛放气大大减少,可降低循环机的电耗。(3)由于PSA技术对变换气净化度高(氢氮气中CO2含量0.2%),可采用甲烷化代替铜洗,节省蒸汽和冷冻量消耗,免除铜洗液污染环境。,二、现状调查,二 甲醇循环经济标准,汇报人:樊生才,标准编制的必要性,我国甲醇行业的发展速度远远高于世界平均水平,2000年至2006年间,全球甲醇产能平均增长率为5.64%,若不考虑中国因素,2000年至2006年间,全球甲醇产能平均增长率仅为2.68%,由此可见,由于中国甲醇价格高位运行,利润凸现,而且甲醇技术成熟,工艺简单,投资门槛较低,而且现在甲醇下游行业处在高增长期,目前中国甲醇的增长率是惊人的,据统计,我
20、国2000年至2006年间甲醇产能平均增长率为20.6%。,标准编制的必要性,国家产业政策禁止在产煤大省用天然气制甲醇,所以山西省凭借丰富的煤炭资源和焦炉煤气资源,全省甲醇工业得到了迅猛发展,甲醇产量由2000年的5.8万吨到2005年的18万吨,2008年甲醇产能达到100万吨,2009年甲醇产能达到130万吨,位于全国第4位;2011年,全省甲醇生产企业20余家,产能达300万吨。目前我省甲醇行业处于粗放式发展阶段,已投产和在建的甲醇项目均采用煤制甲醇和焦炉煤气制甲醇工艺,技术较为落后,能源消耗较高;最大装置规模为20万吨,由于规模小,导致生产集中度较低、深加工产品较少,产品链短、竞争力较
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