純堿行業(yè)：實(shí)現(xiàn)能耗目標(biāo)的四大依據(jù)

文/郁 紅

純堿行業(yè)：實(shí)現(xiàn)能耗目標(biāo)的四大依據(jù)

文/郁 紅

“十一五”以來(lái)，我國(guó)純堿行業(yè)增勢(shì)強(qiáng)勁。但作為高耗能行業(yè)，純堿行業(yè)的能源消費(fèi)占到了我國(guó)化學(xué)工業(yè)能源消費(fèi)總量的2%，發(fā)展中面臨的資源和環(huán)境壓力不斷加大。為協(xié)助純堿行業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院在《重點(diǎn)化工行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃研究（初稿）》中提出，如果我國(guó)現(xiàn)有純堿產(chǎn)能全部參照國(guó)內(nèi)或國(guó)際最先進(jìn)水平，預(yù)計(jì)“十二五”末期，氨堿法純堿單位產(chǎn)品的平均能耗約為366 千克標(biāo)煤/噸（電力折標(biāo)系數(shù)取值為330克標(biāo)煤/千瓦時(shí)），聯(lián)堿純堿單位產(chǎn)品的平均能耗約為270千克標(biāo)煤/噸，氨堿法綜合能耗先進(jìn)值為≤350千克標(biāo)煤/噸，聯(lián)堿法為≤255千克標(biāo)煤/噸，全行業(yè)最大節(jié)能減排潛力為節(jié)約90萬(wàn)噸標(biāo)煤、減排234萬(wàn)噸CO2，氨堿法純堿單位產(chǎn)品的廢水排放量不超過(guò)10 立方米，聯(lián)堿純堿單位產(chǎn)品的廢水不超過(guò)3立方米。那么，規(guī)劃院制訂這些目標(biāo)的依據(jù)是什么呢？應(yīng)如何實(shí)現(xiàn)？筆者對(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人進(jìn)行了采訪。

依據(jù)一：純堿行業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

據(jù)負(fù)責(zé)編制《重點(diǎn)化工行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃研究（初稿）》中純堿部分的規(guī)劃院高級(jí)工程師尚健壯介紹，我們編制的這項(xiàng)規(guī)劃，首先依據(jù)的是國(guó)內(nèi)純堿企業(yè)的原料、技術(shù)及企業(yè)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。我國(guó)氨堿法主要原料是原鹽、石灰石和焦炭（或白煤）；聯(lián)堿法主要原料是鹽、液氨和二氧化碳，通常聯(lián)堿企業(yè)有合成氨裝置，合成氨脫除的二氧化碳供純堿生產(chǎn)。從目前國(guó)內(nèi)兩種工藝路線企業(yè)的消耗水平看，氨堿法和聯(lián)堿法的氨耗平均水平分別為4.0千克和352千克，氨耗先進(jìn)水平分別為3.2千克和340千克。

從技術(shù)結(jié)構(gòu)上看，進(jìn)入2009年，國(guó)內(nèi)純堿生產(chǎn)工藝朝著更加多元化的方向發(fā)展。聯(lián)堿裝置具有鹽利用率高、污染少、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，但需配套建設(shè)合成氨系統(tǒng)，一次性投資較大，聯(lián)產(chǎn)氯化銨又易受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和復(fù)合肥行業(yè)發(fā)展的制約；產(chǎn)能擴(kuò)張主要集中在老廠擴(kuò)能改造和搬遷，新建裝置主要集中在西南地區(qū)。氨堿裝置建設(shè)規(guī)模大、產(chǎn)品質(zhì)量高，但需要豐富的原鹽、石灰石、焦炭、水等資源供應(yīng)，且要排放大量廢渣、廢液，因此擴(kuò)能和新建裝置主要集中在西北等相關(guān)資源豐富且具有荒灘或有排污條件的地方。天然堿裝置則集中在河南等地的天然堿資源區(qū)，具有高質(zhì)量、低成本優(yōu)勢(shì)，具備規(guī)模化生產(chǎn)條件，近年來(lái)保持較快的發(fā)展勢(shì)頭，但受資源限制，進(jìn)一步大規(guī)模擴(kuò)產(chǎn)的可能性不大。

從2005年到2011年不同生產(chǎn)工藝產(chǎn)能所占比例變化趨勢(shì)來(lái)看，氨堿產(chǎn)能從2005年占純堿總產(chǎn)能的51.60%下降到了2011年的44.28%；聯(lián)堿產(chǎn)能占比從42.62%上升到了48.30%；天然堿占比從5.78%提高到了7.42%。

我國(guó)純堿工業(yè)技術(shù)裝備相對(duì)先進(jìn)，部分企業(yè)工藝技術(shù)水平已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平，但由于純堿企業(yè)數(shù)量多，平均技術(shù)水平距離世界先進(jìn)水平還有一定差距。近年來(lái)純堿企業(yè)在老裝置改造、搬遷和新裝置建設(shè)過(guò)程中，大量采用了我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的新工藝、新技術(shù)和新設(shè)備，同時(shí)引進(jìn)了部分先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，使我國(guó)純堿企業(yè)的技術(shù)與裝備水平有了較大幅度的提高。大型堿廠的技術(shù)裝備水平朝著先進(jìn)、大型、高效和節(jié)能的方向前進(jìn)了一大步，接近了世界先進(jìn)水平。除此之外，我國(guó)獨(dú)立設(shè)計(jì)制造的自身返堿煅燒爐、自然循環(huán)外冷碳化塔等均為獨(dú)具風(fēng)格的大型設(shè)備。我國(guó)先后還組織過(guò)幾次技術(shù)設(shè)備成套出口，從而在世界上擁有自己鮮明的特色。

從企業(yè)結(jié)構(gòu)上分析，我國(guó)主要大型純堿企業(yè)集中在渤海灣周?chē)径伎拷笮望}場(chǎng)，能夠滿(mǎn)足大型純堿裝置需要的原鹽和水資源供應(yīng)。西北地區(qū)青海堿業(yè)公司和西南和邦集團(tuán)純堿裝置投產(chǎn)后，生產(chǎn)重心向西轉(zhuǎn)移，地域產(chǎn)業(yè)特色形成。2000年，我國(guó)純堿行業(yè)年產(chǎn)量超過(guò)50萬(wàn)噸的企業(yè)只有6家，企業(yè)規(guī)模小而且分散；2011年，純堿企業(yè)數(shù)量雖然沒(méi)有明顯變化，但各家企業(yè)規(guī)模顯著提高，純堿年產(chǎn)量超過(guò)50萬(wàn)噸的企業(yè)已達(dá)13家。

依據(jù)二：純堿行業(yè)能耗現(xiàn)狀

尚健壯談到，“十一五”期間，我國(guó)純堿行業(yè)節(jié)能減排成效顯著，單位產(chǎn)品能耗大幅度下降，主要措施包括產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、關(guān)鍵技術(shù)升級(jí)、加強(qiáng)環(huán)保治理等。這為他們制定“十二五”末的純堿行業(yè)能耗指標(biāo)提供了可靠的依據(jù)。

首先，“十一五”期間，國(guó)內(nèi)新增純堿產(chǎn)能達(dá)1020萬(wàn)噸，基本為國(guó)內(nèi)國(guó)際領(lǐng)先技術(shù)，同時(shí)部分落后產(chǎn)能得到淘汰和退出，提升了全行業(yè)的資源能源綜合利用水平。我國(guó)主要大型純堿企業(yè)集中在渤海灣周?chē)拷笮望}場(chǎng)，能夠滿(mǎn)足大型純堿裝置需要的原鹽和水資源供應(yīng)。西北地區(qū)青海堿業(yè)公司和西南和邦集團(tuán)純堿裝置投產(chǎn)后，生產(chǎn)重心向西轉(zhuǎn)移，地域產(chǎn)業(yè)特色形成。

其次，關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)升級(jí)。國(guó)內(nèi)自主研究開(kāi)發(fā)的重大技術(shù)和設(shè)備有：變換氣制堿工藝、自然循環(huán)外冷式碳化塔、聯(lián)堿二過(guò)程采用液氨直冷和逆料流程、自身返堿煅燒爐、固相水合法及液相水合法重質(zhì)純堿技術(shù)和設(shè)備、石灰純堿法精制鹽水及內(nèi)冷吸氨塔等。引進(jìn)的重要技術(shù)和設(shè)備包括真空蒸餾技術(shù)和新型蒸吸工藝和設(shè)備、篩板碳化塔、重堿二次分離技術(shù)和設(shè)備、擠壓法重質(zhì)純堿技術(shù)和設(shè)備、大型固相水合機(jī)、重質(zhì)純堿煅燒/冷卻爐等。純堿設(shè)備逐步實(shí)現(xiàn)了大型化。DCS生產(chǎn)控制系統(tǒng)的研究和推廣和自動(dòng)包裝機(jī)的日益普及，使企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平大幅度提高。

再次，加強(qiáng)末端治理。近年來(lái)全行業(yè)把節(jié)能降耗、“三廢”資源化利用、環(huán)境保護(hù)作為關(guān)系自身生存和發(fā)展的大事來(lái)抓，大力推進(jìn)清潔生產(chǎn)，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，積極推廣聯(lián)堿生產(chǎn)污水零排放、氨堿生產(chǎn)廢水超低排放、廢固綜合利用等多項(xiàng)減排技術(shù)，取得了很好的效果，生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的“三廢”基本做到了有效回收和利用。2011年全國(guó)純堿行業(yè)在產(chǎn)能、產(chǎn)量都有較大增加的情況下氨氮排放量比2006年下降了30.4%，COD排放量比2006年下降28.6%，廢水排放量比2005年下降35%。

2011年我國(guó)氨堿法綜合能耗平均值為432千克標(biāo)煤/噸，聯(lián)堿法綜合能耗平均值為293千克標(biāo)煤/噸。較2006年全行業(yè)平均單耗分別下降約17%和15%，全國(guó)純堿生產(chǎn)節(jié)能共計(jì)108萬(wàn)噸標(biāo)煤，減排CO2為283萬(wàn)噸。相比2006年，2011年純堿行業(yè)主要污染物排放減排幅度分別為廢水35%；氨氮30.4%；COD28.6%。

從單位產(chǎn)品綜合能耗分析，氨堿法純堿裝置單位產(chǎn)品綜合能耗基本水平為0.432 噸標(biāo)煤；聯(lián)堿法裝置能耗為0.293 噸標(biāo)煤。我國(guó)純堿行業(yè)年綜合能耗約為744萬(wàn)噸標(biāo)煤，一噸標(biāo)煤估計(jì)排放二氧化碳為2.62噸，則純堿行業(yè)約排放二氧化碳1950萬(wàn)噸。

由于二氧化碳是純堿生產(chǎn)的主要原料之一。目前聯(lián)堿法純堿生產(chǎn)中二氧化碳來(lái)源主要是合成氨裝置脫碳工序，可認(rèn)為純堿裝置是合成氨裝置的碳減排工段，以2011年我國(guó)聯(lián)堿法純堿產(chǎn)量1080萬(wàn)噸計(jì)算（不考慮增量），則年可利用二氧化碳450萬(wàn)噸。

目前，國(guó)內(nèi)氨堿法純堿的二氧化碳原料，由石灰石在窯爐中煅燒分解獲得，同時(shí)利用煅燒后氧化鈣提供蒸氨工段所需Ca（OH）2。電石渣漿是電石水解后的副產(chǎn)品，其主要成分是Ca（OH）2，另外含有少量的乙炔氣體和Mg（OH）2及未反應(yīng)完全的碳化鈣等。使用電石渣漿中的Ca（OH）2補(bǔ)充到灰乳中，在一定程度上可降低石灰窯能耗和原料消耗，同時(shí)減少了電石渣的污染。以行業(yè)內(nèi)15%氨堿法裝置采用煤化工行業(yè)提供CO2，電石渣提供蒸氨Ca（OH）2模式生產(chǎn)純堿，以2011年我國(guó)氨堿法純堿產(chǎn)量990萬(wàn)噸計(jì)算（不考慮增量），則年可利用二氧化碳65萬(wàn)噸。

依據(jù)三：推廣技術(shù)前景分析

純堿生產(chǎn)過(guò)程消耗能源，因此，節(jié)能減排技術(shù)一直是純堿行業(yè)極為關(guān)注的內(nèi)容，純堿行業(yè)內(nèi)的一些清潔生產(chǎn)推廣技術(shù)的前景分析也成為節(jié)能減排指標(biāo)制定的重點(diǎn)參考。據(jù)了解，目前行業(yè)內(nèi)的清潔生產(chǎn)推廣技術(shù)包括：白泥用于鍋爐煙氣脫硫技術(shù)、聯(lián)堿不冷碳化技術(shù)、回收煙道氣技術(shù)、干法蒸餾技術(shù)及外冷變換氣制堿技術(shù)，均為企業(yè)自主研發(fā)或聯(lián)合研發(fā)。其中，白泥用于鍋爐煙氣脫硫技術(shù)適用于氨堿企業(yè)及與氨堿企業(yè)距離較近的企業(yè)燃煤鍋爐煙氣脫硫，實(shí)現(xiàn)白泥—SO2雙向治理，從前景上分析，可節(jié)省氧化鈣、氧化鎂、純堿等資源；脫硫效率90%以上，可應(yīng)用于鍋爐煙道氣和含二氧化硫廢氣的脫硫工程中；60萬(wàn)噸/年純堿產(chǎn)量產(chǎn)生30萬(wàn)～35萬(wàn)噸濕堿渣，全部用于脫硫可減排二氧化硫約6.4萬(wàn)噸。

聯(lián)堿不冷碳化技術(shù)，用于聯(lián)堿法制堿工程項(xiàng)目中的碳化工序，通過(guò)不冷碳化工藝專(zhuān)利技術(shù)，替代了傳統(tǒng)碳化塔生產(chǎn)過(guò)程中必須使用的冷卻水箱，實(shí)現(xiàn)不冷碳化。該技術(shù)減少了重堿水分，節(jié)省了煅燒蒸汽消耗。對(duì)于60萬(wàn)噸/年的聯(lián)堿企業(yè)來(lái)說(shuō)，與外冷碳化聯(lián)堿工藝相比，不僅可減少4000萬(wàn)元投資，每年節(jié)約1.3萬(wàn)噸標(biāo)煤，還可以實(shí)現(xiàn)廢水零排放。

回收煙道氣技術(shù)則采用變壓吸附工藝，回收鍋爐煙道氣CO2用于生產(chǎn)純堿。該技術(shù)可使以天然氣為原料的聯(lián)堿廠取消石灰窯；氨堿廠可減少石灰石用量，從而節(jié)約能源和資源，減少CO2排放。以年產(chǎn)15萬(wàn)噸合成氨、35萬(wàn)噸純堿、3萬(wàn)噸碳銨計(jì)算，煅燒純堿，鍋爐每年產(chǎn)生100%CO2氣約12萬(wàn)噸，每年可減少CO2氣排放約5.3萬(wàn)噸、減少石灰石消耗7.9萬(wàn)噸、減少白煤消耗約1.15萬(wàn)。

而干法蒸餾技術(shù)則在氨堿法純堿制造蒸餾回收氨的工藝操作中，直接以生石灰粉來(lái)分解結(jié)合氨，回收了制備石灰乳時(shí)生石灰和水的反應(yīng)熱用于蒸餾，同時(shí)減少了蒸餾廢液當(dāng)量。可節(jié)省蒸汽消耗約0.4噸/噸堿；回收利用約7萬(wàn)噸焦/噸堿的反應(yīng)熱，減少約13萬(wàn)噸焦/噸堿的廢液熱損失；還可比其它氨堿企業(yè)減少?gòu)U水排放量2立方米/噸堿。

此外，適用于聯(lián)堿企業(yè)的外冷變換氣制堿技術(shù)可以根治聯(lián)堿廢水排放，真正實(shí)現(xiàn)廢水零排放。以30萬(wàn)噸/年聯(lián)堿廠為例，可減少煮塔洗水量4900立方米/年，減少運(yùn)行電耗5千瓦時(shí)/噸堿。

“若‘十二五’期間以上技術(shù)能夠在純堿行業(yè)內(nèi)大力推廣開(kāi)來(lái)，則十分有助于節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。”尚健壯表示。

依據(jù)四：政策措施建議跟進(jìn)

盡管“十一五”以來(lái)我國(guó)純堿行業(yè)平均綜合能耗已有不同程度的降低，但是不同企業(yè)的單位產(chǎn)品能耗目前存在很大差距，要實(shí)現(xiàn)“十二五”末的節(jié)能減排目標(biāo)還有一段艱難的路要走。究其原因，不僅有原料結(jié)構(gòu)的問(wèn)題，有企業(yè)節(jié)能意識(shí)的問(wèn)題，更有監(jiān)管缺失的問(wèn)題。因此，要更好地挖掘純堿行業(yè)的節(jié)能潛力，實(shí)現(xiàn)“十二五”末的節(jié)能減排指標(biāo)，還要依據(jù)國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策及其分解落實(shí)，以及一些措施的跟進(jìn)。

據(jù)尚健壯介紹，為完成《重點(diǎn)化工行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃研究（初稿）》提出的節(jié)能減排目標(biāo)，規(guī)劃院提出了相關(guān)的政策建議。

首先，完善行業(yè)準(zhǔn)入機(jī)制。據(jù)了解，《純堿行業(yè)準(zhǔn)入條件》已于2010年5月由工信部發(fā)布，但是準(zhǔn)入條件的落實(shí)情況并不理想。因此，規(guī)劃院建議嚴(yán)格市場(chǎng)準(zhǔn)入，加強(qiáng)新建項(xiàng)目的審批管理，提高新建項(xiàng)目的準(zhǔn)入門(mén)檻，嚴(yán)禁盲目建設(shè)。按“優(yōu)化存量、節(jié)約能（資）源、總量平衡”的原則，制訂合純堿準(zhǔn)入條件，控制純堿產(chǎn)能過(guò)快增長(zhǎng)。

其次，完善標(biāo)準(zhǔn)體系。節(jié)能減排除采用先進(jìn)的技術(shù)裝備外，建立先進(jìn)的能源管理體系，是一個(gè)企業(yè)制度化、常態(tài)化并能取得節(jié)能減排成效的重要標(biāo)志。合同能源管理（簡(jiǎn)稱(chēng)EMCO）。EMCO服務(wù)的客戶(hù)不需承擔(dān)節(jié)能實(shí)施的資金、技術(shù)及風(fēng)險(xiǎn)，并且可更快地降低能源成本，獲得實(shí)施節(jié)能后帶來(lái)的收益，并可獲取EMCO提供的設(shè)備。純堿企業(yè)可以通過(guò)利用“合同能源管理”機(jī)制，在零投資和保證節(jié)能效果的基礎(chǔ)上，獲得更加專(zhuān)業(yè)和科學(xué)的節(jié)能方式。

再次，推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步。純堿工業(yè)在我國(guó)已經(jīng)具有90年的發(fā)展歷史，是我國(guó)化學(xué)工業(yè)的搖籃。在純堿行業(yè)內(nèi)部以及相關(guān)科研及設(shè)計(jì)單位、設(shè)備企業(yè)形成了一大批具有優(yōu)勢(shì)鮮明、協(xié)調(diào)發(fā)展的科技人員，應(yīng)積極促進(jìn)國(guó)家純堿行業(yè)研究機(jī)構(gòu)的建立，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)學(xué)研的有機(jī)結(jié)合，集中優(yōu)勢(shì)，增強(qiáng)純堿行業(yè)集成創(chuàng)新能力。同時(shí)加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)純堿生產(chǎn)企業(yè)的交流與學(xué)習(xí)，包括技術(shù)、管理、環(huán)保和安全等方面，加快中國(guó)純堿生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的推廣和應(yīng)用。

我國(guó)純堿企業(yè)在裝置自動(dòng)化水平、勞動(dòng)生產(chǎn)率、企業(yè)管理制度等方面與國(guó)外先進(jìn)水平仍有較大的差距。可通過(guò)引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備等不同途徑，獲得先進(jìn)技術(shù)、設(shè)備及管理理念，推動(dòng)我國(guó)純堿行業(yè)技術(shù)的進(jìn)步。

此外，還應(yīng)落實(shí)節(jié)能環(huán)保措施，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。淘汰落后產(chǎn)能是節(jié)能減排的重要手段，也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的必由之路。氨堿法生產(chǎn)能力30萬(wàn)噸/年以下，聯(lián)堿法生產(chǎn)能力20萬(wàn)噸/年以下規(guī)模的企業(yè)，應(yīng)通過(guò)關(guān)停并轉(zhuǎn)等手段，形成我國(guó)純堿行業(yè)以大型企業(yè)為主的格局。加快推出《純堿工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，完善相關(guān)法律法規(guī)和管理制度，確定純堿行業(yè)“三廢”治理目標(biāo)。建立純堿工業(yè)綠色產(chǎn)品鏈，對(duì)于符合我國(guó)純堿工業(yè)發(fā)展的 “三廢”治理項(xiàng)目給予貼息貸款、減免稅收等優(yōu)惠政策。通過(guò)實(shí)行稅費(fèi)政策等“經(jīng)濟(jì)杠桿”政策措施，實(shí)現(xiàn)“節(jié)能減排”目標(biāo)。

尚健壯同時(shí)提出，除以上建議外，行業(yè)節(jié)能減排還應(yīng)關(guān)注以下幾點(diǎn)：

一方面要鼓勵(lì)“精料”生產(chǎn)，從源頭控制。造成企業(yè)能耗較高的原因之一是我國(guó)氨堿法工廠所用的原燃料質(zhì)量太差，石灰石、原鹽、白煤、焦炭，不僅含雜質(zhì)多，且粒度不合要求，夾帶大量細(xì)粉，使動(dòng)力設(shè)備的無(wú)用功增加。實(shí)行精料政策，以石灰石為突破口，對(duì)成份、粒度進(jìn)行嚴(yán)格控制，有利于減少動(dòng)力設(shè)備無(wú)用功，保持工藝指標(biāo)的先進(jìn)性，減少能量消耗。

另一方面，要以?xún)?yōu)勢(shì)產(chǎn)能替代落后產(chǎn)能。目前我國(guó)純堿企業(yè)低于20萬(wàn)噸/年的產(chǎn)能總計(jì)約為400萬(wàn)噸/年，產(chǎn)能退出以40%計(jì)算，退出160萬(wàn)噸落后產(chǎn)能，到2015年，優(yōu)勢(shì)產(chǎn)能替代落后產(chǎn)能可節(jié)能約30萬(wàn)噸標(biāo)煤，減排CO2約78萬(wàn)噸。

還要抓好末端治理和管理節(jié)能。2010年，國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)正式啟動(dòng)能源管理體系認(rèn)證的試點(diǎn)工作，對(duì)于“十二五”期間純堿行業(yè)節(jié)能減排工作將有較好的促進(jìn)作用。預(yù)計(jì)至2015年通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)約5萬(wàn)噸標(biāo)煤，可減排CO2約13萬(wàn)噸。