淮化CDM項目實施和小結

王莉莉

（安徽淮化集團，安徽淮南 232038）

1 硝酸裝置N2O減排清潔發展機制簡介

清潔發展機制（Clean Development Mechanism，CDM）是《京都議定書》框架下三個靈活的機制之一。主要內容是指發達國家通過提供資金和技術的方式，與發展中國家開展項目級的合作，通過項目所實現的 “經核證的減排量”，用于發達國家締約方完成在議定書第三條下關于減少本國溫室氣體排放承諾的目標。簡單地說就是發達國家用資金和技術換取各種溫室氣體的排放權，協議涉及到的溫室氣體包括CO2、CH4、N2O、HFCs（氫氟碳化物）、PFCs（全氟碳化物）和SF6（六氟化硫）。每種氣體都具有不同的溫室氣體效應，其測量單位都是以CO2當量公噸計算。

硝酸裝置排氣筒連續排放的尾氣中，主要污染物是NOx，包括NO、NO2和N2O。國家環保部2010年發布的硝酸工業污染物排放標準（GB26131－2010）規定，限制氮氧化物排放是指限制NO和NO2的排放，也就是硝酸排氣筒可見的黃煙，其中NO2是紅棕色有毒的惡臭氣體，對人體的危害主要是對肺組織產生劇烈的刺激和腐蝕作用，引起肺水腫，并可使血紅蛋白變形，引起缺氧。對這部分廢氣的治理就是常說的 “脫硝”。硝酸裝置在生產過程中會生成N2O（俗稱笑氣），在正常生產條件下，不能被轉化成有用的NO2，也不能被水吸收，而是直接排入大氣。N2O是導致氣候變化最強勁的溫室氣體之一，溫室效應潛值是CO2的310倍，對臭氧層的破壞作用比氟利昂更嚴重，能在大氣中存留150至170年，對全球氣候變暖貢獻率6%，近年來大氣中濃度增長很快。目前國家環境保護部未對該氣體的排放作出限制。

2 淮化集團450t／d硝酸裝置N2O減排CDM項目實施情況

安徽淮化集團有限公司和日本丸紅商貿株式會社簽訂了合作開發CDM項目——450t／d硝酸生產裝置N2O減排項目的協議。該協議規定雙方聯合開發，由淮化集團作為項目業主，在450t／d硝酸生產裝置上重點治理造成嚴重溫室效應的N2O氣體，并負責CDM相關程序的執行，從而實現溫室氣體的削減。丸紅公司作為合作方，以預付的形式在項目實施過程中提供必要的資金支持，負責項目設計文件及核查報告的編寫，并購買產生的減排量。該技術是通過在450t／d硝酸生產裝置氨氧化爐中鉑銠合金絲網下方安裝二級分解催化劑床層（圖1），將硝酸生產過程中產生的副產物N2O分解成為N2和O2，以減少N2O的排放，并獲得經聯合國認定的溫室氣體減排量。該項目采用高品質的Yara二級分解催化劑，對氨氧化催化過程產生的N2O分解率可達80%，同時不會對硝酸裝置的正常生產造成任何影響。

2009年4月該項目在聯合國成功注冊。2010年3月16日在450t／d硝酸裝置氧化爐內安裝了N2O減排催化劑，開始減排。氧化爐直徑為3 300mm，Yara氧化鈰催化劑活性成分是鈷，外形為多芯圓柱形顆粒狀，填裝高度為130mm，重量約為1 400kg，催化劑床的壓差為2.25kPa。到目前減排系統仍在正常運行。2011年8月8日由聯合國指定經營實體（DOE）對2010.3.6～2011.3.23產生的溫室氣體減排量進行核查，這段時間產生的溫室氣體減排量（以CO2計）經計算為180kt，目前正在向聯合國氣候變化框架公約（UNFCCC）執委會申請對減排量以CER的形式簽發，簽發后可將減排量以CER的形式出售給CER買家——日本丸紅公司，環境效益和經濟效益明顯。

圖1 減排催化劑裝填示意

表1是安裝催化劑前后的工藝參數和尾氣中N2O濃度對比。

表1 催化劑使用前后工藝參數及尾氣中N2O濃度對比

從表1可以看出，安裝了催化劑對硝酸生產沒有任何影響，且減排率達到了80%以上。

3 項目實施體會

（1）該項目復雜之處在于CDM機制。CDM項目在中國必須得到發改委對該項目的批準，此外，按照《聯合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）的規定，CDM項目流程還包括以下幾點。

①項目設計。由項目開發者負責，主要編寫項目設計文件（PDD），對項目實施進行具體的闡述。

②合格性審定（validation）和注冊（registration），即項目是否符合CDM方法學的要求，需要獲得聯合國指定經營實體的認可，并由其向UNFCCC執委會（EB）提交注冊申請。

③監測。根據項目設計文件（PDD），確定監測計劃，對項目減排量進行監測。

④ 核查／核證。由聯合國指定經營實體（DOE）對CDM項目每個換網周期產生的減排量進行核查，隨后向CDM執委會匯報。

⑤簽發。在收到指定經營實體的報告后，CDM執委會進行評估，評估合格后頒發CERs。

（2）溫室氣體減排量可以轉讓和交易，也就是一個產品。但是，這個產品看不見、摸不著，它不能用桶裝，也不能用船運，只有一個電子序列號。這也就說明，這個減排量是一種特殊的商品，只有經過認證后，才能真正成為商品，而一旦沒有通過認證，一切商品屬性就不會存在。所以需要一個聯合國信任的獨立機構DOE進行認證，并且要嚴格按照方法學實施項目。

方法學是CDM項目執行的核心部分。本項目采用的方法學是AM0034“硝酸廠氨氧化爐內N2O催化分解”?；椿€有兩條生產線當時沒有做CDM項目，主要原因是不符合AM0034要求的“裝置必須在2005年12月31日前投產”。

對于符合方法學條件的450t／d硝酸生產線，淮化按照AM0034的要求安裝了儀表和數據采集記錄系統，測量每個換網周期尾氣中N2O濃度和總流量，從而確定安裝減排催化劑前N2O排放量，即基準線排放量，和安裝催化劑后N2O排放量，即項目活動排放量，用基準線排放量減去某個項目活動排放量即可得到該項目活動N2O減排量。

公式如后。

基準線排放量－項目活動排放量＝項目活動減排量

為了避免通過提高基準線排放量以獲得更高的N2O減排量，方法學還要求基準線期間需保證氧化溫度，壓力，氨氣流量，空氣流量等工藝指標控制在基準線周期前的五個歷史周期相同的范圍內。因為提高硝酸產量就會同時提高尾氣排放量和N2O排放量，造成基準線排放量升高，也就是上面公式中被減數增加；同時還要求減排周期的硝酸產量不能低于基準線周期的硝酸產量，因為如果低于它，就會造成這個周期尾氣排放量和N2O排放量降低，也就是上面公式中減數降低。這種情況下為了保證減排量的保守性，就要降低基準線排放量來進行減排量的計算。如果裝置在允許范圍外的操作時間達到了基準線換網周期持續時間的50%以上，則基準線換網周期無效，必須重復進行，等于浪費一個換網周期，所以為避免減排量的損失，需在基準線期間精心操作，在項目活動期間控制硝酸產量。

另外，操作中還需要注意以下問題。

①N2O濃度與氧化爐溫度有關，氧化爐溫度越高，N2O濃度越低，反之亦然。因此在保證氧化爐溫度控制在五個歷史周期相同范圍內的前提下，在基準線期間可以適當降低爐溫，以提高N2O濃度，在減排期間可以適當提高爐溫以降低N2O濃度，這樣可以得到更高的減排量。

②氧化爐框密閉性要好，不要有縫隙，N2O若從縫隙跑掉而不經過催化劑分解，會使減排期間N2O濃度升高。

（3）為確保CDM項目能按照方法學的要求順利進行，淮化制定了CDM項目管理手冊，手冊對CDM現場執行人員工作職責作了具體的規定，包括數據記錄儀的管理和數據計算、尾氣N2O分析儀校準、儀表管理、現場工藝控制、內部控制和審查等，各項工作均有詳細的記錄。

N2O會隨著尾氣排放到大氣中，究竟減排了多少，需要在尾氣煙囪處安裝儀表進行自動監控，還必須有數據記錄儀記錄所有數據，安裝的位置也必須符合方法學的規定。這些儀表是否準確，必須采用最嚴格的歐洲標準和規范EN14181，作為自動監控設備的品質保證指南。EN14181規定了3個等級的品質保證測試（QAL1，QAL2，QAL3）以及年監測測試（AST），QAL1是指尾氣流量計和分析儀在投用前必須要有運行證明文件，證明該儀表的15項性能指標適用于測量用途；QAL2是由擁有一套公認的品質保證系統，例如根據ISO／IEC17025或者同等級標準的組織每三年實施一次，對尾氣監控系統的安裝和校準進行認可；QLA3是由現場操作人員對監控儀表進行定期校準和管理；AST是由擁有一套公認的品質保證系統，例如根據ISO／IEC17025或者同等級標準的組織每年對尾氣監控系統的安裝和校準進行認可。實施了這些步驟后，儀表準確性就能得到保證，由此計算而來的減排量才可信。

（4）還有一個重要的環節就是聯合國指定經營實體對項目減排量的核查，包括書面數據計算檢查和現場檢查，書面數據計算由項目開發商丸紅公司計算，現場工作由淮化完成。需要注意的是，所有儀表要由有資質的計量院在檢定周期內完成檢定并保存好證書，氧化爐鉑網更換記錄要保存到基準線開始前五個換網周期（這段時間內鉑網組分不得更改），每年由當地環保局對裝置NOx排放濃度是否符合國家排放標準進行一次檢測，所有相關人員需要經過專業培訓才能開展與項目有關的設備及系統的操作、維護、校驗，需要每月對項目進展進行內部檢查總結，所有發生的CDM相關事件要清楚地記錄。此次DOE對淮化CDM項目核查后，對淮化CDM項目現場管理給予了高度的評價，認為淮化項目管理科學、嚴謹、有序、細致。

4 現有減排技術和管理經驗的應用

2011年6月聯合國通過了針對2005年以后建成的硝酸項目減排技術規范（ACM0019），由此，2005年以后建成投產的硝酸裝置，均可進行減排活動，相對于之前的方法學（AM0034），新的方法學（ACM0019）有以下特點：

（1）2005年后建成投產的硝酸裝置，也可進行N2O減排；

（2）無額外的減排基準線周期要求，設定固定基準值；

（3）對硝酸生產裝置無額外的限制性要求。

淮化計劃將已經掌握的減排技術和先進的管理模式分期分批應用在270kt／a硝酸生產線和400t／d硝酸生產線上，從而在不影響生產的同時創造更大的環境和經濟效益。