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山西焦化股份有限公司2012年8月一 合成氨循环经济标准汇报人:杜俊怀 合成氨工合成氨工合成氨工合成氨工艺艺路路路路线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
2、它用;三三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”表表1 生生产工工艺与装与装备要求要求指标指标一级一级二级二级三级三级原料气制备 原料气制备加压连续气化DCS控制加压或常压气化计算机控制常压气化常规仪表控制原料气净化 CO变换DCS控制计算机控制常规仪表控制脱硫有高效硫回收装置运行良好自动控制有硫回收装置运行良好有硫回收装置CO2脱除DCS控制计算机控制常规仪表控制精制DCS控制计算机控制常规仪表控制原料气压缩蒸汽驱动透平式压缩机往复式压缩机氨合成 合成压力
3、15MPa20-32MPa稀氨水回收水闭路循环稀氨水回收尿素生产 生产工艺 氨或二氧化碳汽提法水溶液全循环法尿素生产解吸液处理工艺 尿素解吸液深度水解运行良好 尿素解吸液汽提运行良好 合成氨生合成氨生合成氨生合成氨生产产装装装装备备水平水平水平水平“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、生一、
4、生产企企业布局布局 二、二、装置装置规划及技划及技术装装备(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 页页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续3)合成氨规模等级合成氨规模等级18万吨万吨/年年 P129 页页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续4)合成氨规模等级合成氨规模等级818万吨万吨/年(含年(含8万吨)万吨)P130 页页2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续氮肥制造业(合成氨)产排
5、污系数表(续5)合成氨规模等级合成氨规模等级8万吨万吨/年年 合成氨合成氨合成氨合成氨综综合能耗合能耗合能耗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限定值(GB-2008)、合成氨单位产品综合能耗限额准入准入值(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。
6、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
7、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、型煤类原料类型合成氨单位产品综合能耗限额限定值(kgce/t)优质无烟块煤1900非优质无烟块煤、焦炭、型煤2200天然气、焦炉气1650原料类型合成氨单位产品综合能耗准入值(kgce/t)优质无烟块煤1500非优质无烟块煤、焦炭、型煤1800天然气、焦炉气1150单单位位位位产产品消耗品消耗品消耗品消耗吨氨耗新水吨氨耗新水吨氨耗新水吨氨耗新水参照HJ/T188
8、-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,资源能源利用指标吨氨耗水一、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”表表3资源能源利用指源能源利用指标指标指标 一
9、级一级 二级二级 三级三级 综合能耗,GJ/t氨 38.0 48.0 53.0 新鲜水用量,t/t氨 20.0 40.0 60.0 尿素生产氨消耗量,kg/t尿素 575.0 590.0 610.0 氨利用率,%98.0 96.0 93.0 水循环利用率,%95.0 90.0 85.0 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、权重及基准值序号评价指标权重单位评价基准值1资源与能源消耗指标综合能耗21 GJ/吨产品522润滑油消耗量3千克/吨产品23催化剂消耗量3千克/吨产品0.204新鲜水消耗量7吨/吨产品255用电量3KW.h/吨产品1200收集到的
10、相关企业水消耗数据指标指标 华瑞(华瑞(1818万吨氨)万吨氨)天脊天脊临猗临猗闻喜(闻喜(1818万氨)万氨)山焦(山焦(8 8万吨氨)万吨氨)合计合计 平均平均时间2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据 2010年数据 2011年数据 2009年数据2010年数据2011年数据吨合成氨耗新水量,m3/t2.881.641.2698915151110.8 10.3 34.59 24.14 23.6176 12.59 吨氨耗蒸汽吨氨耗蒸汽吨氨耗蒸汽吨氨耗蒸汽根据收集到的相关企业数据,最低临猗旧
11、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。n收集到的相关企业电消耗数据指标指标天脊天脊临猗临猗闻喜(闻喜(1818万氨)万氨)山焦(山焦(8 8万吨氨)万吨氨)合合计计平均平均时间2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据 2010年数据 2011年数据 2009年数据2010年数据2011年数据
12、吨合成氨耗电量,kwh/t(新/老)437429.14671670新建837/1648152314201456145112641268138701156 1670新建837/1648152314201456145112641268125371393吨氨耗煤吨氨耗煤吨氨耗煤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。n收集到的相关
13、企业煤消耗数据指标指标天脊天脊临猗临猗闻喜(闻喜(1818万氨)万氨)合计合计平均平均2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据2010年数据2011年数据2009年数据 2010年数据 2011年数据 吨合成氨耗原料煤量,t/t(新/老)1.2451.2441.3021.212新建1.386/1.2741.2021.1781.18711.21.244吨尿素耗氨吨尿素耗氨吨尿素耗氨吨尿素耗氨参照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
14、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”表表3 资源能源利用指源能源利用指标指标指标 一级一级 二级二级 三级三级 综合能耗,GJ/t氨 38.0 48.0 53.0 新鲜水用量,t/t氨 20.0 40.0 60.0 尿素生产氨消耗量,kg/t尿素 575.0 590.0 610.0 氨利用率,%98.0 96.0 93.0 水循环利用率,%95.0 90.0 85.0 工工工工业业水重复利用率水重复利用率水重复利用率水重复利用率参照HJ/T188-2006“清洁生产标准 氮肥制造业”中,资源能源利用指标,水循环利
15、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%。工工工工艺艺冷凝液回收利用率冷凝液回收利用率冷凝液回收利用率冷凝液回收利用率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”表表2:废物回收物回收处理要求理要求指标指标 一级一级 二级二级 三级三级 废水 含氰废水回收
16、利用率,%95 9085含氨废水回收利用率,%989590含碳黑废水回收利用率,%98废气 含H2S气体回收利用率,%989590CO再生气回收利用率,%100废渣 煤灰、渣处理处置率,%100炭黑处理处置率,%100含贵金属废催化剂处理处置率,%1005.1.7 5.1.7 变换变换、合成余、合成余、合成余、合成余热热回收回收回收回收“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。n氮肥行业清洁生产评价指标体系(试行)n表1 以天然气为原
17、料的氮肥行业评价指标项目、权重及基准值序号评价指标权重单位评价基准值25资源综合利用指标水循环利用率4%9026污水综合利用率4%7027含氨废气回用率2%9528废渣综合利用率2%10029余热利用率2%805.1.8 5.1.8 造气吹造气吹造气吹造气吹风风气回收气回收气回收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
18、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%;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”表表2 废物回收物回收处理要求理要求指标指标 一级一级 二级二级 三级三级 废水 含氰废水回收利用率,%95 9085含氨废水回收利用率,%989590含碳黑废水回收利用率,%98废气 含H2S气体回收利用率,%989590CO再生气回收利用率,%100废渣 煤灰、渣
19、处理处置率,%100炭黑处理处置率,%100含贵金属废催化剂处理处置率,%100合成吹除气、弛放气回收合成吹除气、弛放气回收合成吹除气、弛放气回收合成吹除气、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
20、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渣回收利用率造气炉渣回收利用率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
21、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%。废废催化催化催化催化剂剂回收利用率回收利用率回收利用率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
22、“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%。环环境指境指境指境指标标 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。吨氨吨氨吨氨吨氨废废水排放量水排放量水排放量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1.35.0t/t,对年8万吨以上的合成
23、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。n“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(续氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续2)产产品名品名称称原料名原料名称称工工艺艺名名称称规规模等模等级级污污染物指染物指标标单单位位产污产污系数系数末端治理技末端治理技术术名名称称排排污污系数系数合成氨烟煤水煤浆加压气化制氨所有规模工业废水量吨/吨-
24、产品1.35.0物理法生物法1.35.0化学需氧量克/吨-产品2501,100物理法生物法180250氨氮克/吨-产品150480物理法生物法20150石油类克/吨-产品126物理法生物法0.38.0挥发酚克/吨-产品0.0060.06物理法生物法0.0030.03氰化物克/吨-产品0.40.7物理法生物法0.0080.4工业废气量标立方米/吨-产品2064经火炬放空2064二氧化硫千克/吨-产品0.050.2经火炬放空0.050.2工业固体废物(气化炉渣)吨/吨-产品0.160.4工业固体废物(废催化剂)千克/吨-产品0.500.70n“第一次全国污染源普查工业污染源产排污系数手册 2621
25、氮肥制造业”2621氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续氮肥制造业(合成氨)产排污系数表(续4)产产品名称品名称原料名称原料名称工工艺艺名称名称规规模等模等级级污污染物指染物指标标单单位位产污产污系数系数末端治理技末端治理技术术名称名称排排污污系数系数合成氨无烟块煤(型煤)固定床间歇煤气化818万吨/年(含8)工业废水量吨/吨-产品520直排或物理法生物法520化学需氧量克/吨-产品5003,000直排5003,000物理法生物法501,400氨氮克/吨-产品3502,000直排3502,000物理法生物法100800石油类克/吨-产品30200直排30200物理法生物法0挥发酚克/吨-产品0
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