在線留言
河北東光化工固定床環(huán)保提升模式的出現(xiàn)，為艱難抉擇中的企業(yè)帶來了曙光，也給行業(yè)帶來希望。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，能夠通過升級(jí)改造，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行安全可控、環(huán)保質(zhì)量達(dá)標(biāo)等要求的間歇煤氣化技術(shù)不應(yīng)被列入限制或者淘汰類，應(yīng)以科學(xué)發(fā)展的角度善待此項(xiàng)技術(shù)，重新認(rèn)識(shí)、正確認(rèn)識(shí)間歇煤氣化技術(shù)。
間歇煤氣化產(chǎn)能銳減
上世紀(jì)60年代，為解決我國(guó)糧食和化肥行業(yè)卡脖子問題，以無煙塊煤為原料，采用間歇煤氣化工藝技術(shù)的小氮肥企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生、破繭而出。而后幾十年間，我國(guó)氮肥事業(yè)從無到有、從小到大循序漸進(jìn)，不斷發(fā)展壯大。到2010年，以間歇煤氣化方式生產(chǎn)合成氨的煤制合成氨/氮肥在行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，產(chǎn)量占比達(dá)68%，在保障糧食安全方面發(fā)揮了舉足輕重的作用。
隨后，受無煙煤產(chǎn)區(qū)外以低價(jià)煙煤為原料的新型煤氣化技術(shù)快速發(fā)展的影響，間歇煤氣化工藝的主導(dǎo)地位日漸消退，合成氨產(chǎn)能不斷下降，2019年為2238萬噸，占總年產(chǎn)能33.7%。10年間產(chǎn)能減少了一大半，究其原因，無非是經(jīng)濟(jì)性以及環(huán)保和安全問題。
無煙煤與神木煤的噸價(jià)最多時(shí)相差400~500元，這是各新上新型煤氣化技術(shù)企業(yè)的重要?jiǎng)恿χ?，也是傳統(tǒng)煤化工(間歇煤氣化)和新型煤化工占比此消彼長(zhǎng)的最大推手，是歷史發(fā)展的必然。
在各種新型煤氣化技術(shù)迅速發(fā)展和充分競(jìng)爭(zhēng)的同時(shí)，間歇煤氣化“不環(huán)保”“不安全”的呼聲一浪高過一浪，誓有把這個(gè)“落后”“不安全”“不環(huán)保”“不經(jīng)濟(jì)”的“害群之馬”除之而后快之意。然而，事實(shí)真的是這樣嗎?
排放能耗接近新型煤氣化
多年來，間歇煤氣化工藝自動(dòng)化控制與安全環(huán)保水平持續(xù)提高，具有技術(shù)成熟、工藝可靠、投資較低、綜合能耗較低、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低、財(cái)務(wù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也存在原料價(jià)格偏高、環(huán)保水平有待進(jìn)一步提升的缺點(diǎn)。在環(huán)保方面，存在造氣循環(huán)水系統(tǒng)無組織廢氣排放、脫硫與脫碳工序含硫廢氣排放、廢渣含碳量高的缺點(diǎn)，但其他點(diǎn)位污染物排放水平以及能耗水平與新型煤氣化相當(dāng)。
廢水排放 廢水排放量(以總排口排放為準(zhǔn))約為2~3立方米/噸氨，滿足氨氮小于15毫克/升、COD小于50毫克/升的國(guó)標(biāo)特別排放限值標(biāo)準(zhǔn)。山西晉城11家固定床間歇式煤氣化工藝生產(chǎn)企業(yè)的廢水排放已經(jīng)按照地表水Ⅲ和Ⅴ水環(huán)境功能區(qū)，分別執(zhí)行氨氮小于1.5毫克/升和2.0毫克/升，COD小于30毫克/升和40毫克/升的最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn)。
廢氣排放 一是65噸/時(shí)以下吹風(fēng)氣回收或三廢混燃爐裝置排放的煙氣，全部經(jīng)過脫硫、脫硝和除塵等環(huán)保提標(biāo)改造后，執(zhí)行同等規(guī)模的燃煤鍋爐排放標(biāo)準(zhǔn)，滿足山西2020年5月1日起執(zhí)行的《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB14/1929-2019)要求，顆粒物不超過20毫克/立方米，二氧化硫不超過100毫克/立方米，氮氧化物不超過150毫克/立方米。部分采用三廢混燃爐的企業(yè)已實(shí)現(xiàn)超低排放。
二是造氣循環(huán)水系統(tǒng)產(chǎn)生大量無組織廢氣排放。目前，京津冀地區(qū)大部分企業(yè)采用地溝封閉、沉淀池封閉、廢氣收集，經(jīng)造氣鼓風(fēng)機(jī)或鍋爐鼓風(fēng)機(jī)送入煤氣爐或鍋爐燃燒處理。河北東光化工將造氣煤氣直接噴淋冷卻改造為間接冷卻，解決了無組織廢氣排放以及煤泥晾曬廢氣逸散異味問題。
三是下游工段脫硫、脫碳工藝產(chǎn)生無組織廢氣，京津冀地區(qū)企業(yè)根據(jù)地方環(huán)保治理要求已開始集中收集并送鍋爐/三廢爐等進(jìn)行熱力燃燒或?qū)嵤┫礈煳街卫?，山西省晉城市區(qū)域的企業(yè)已完成治理。
廢渣排放 間歇煤氣化工藝的爐渣產(chǎn)生量約230千克/噸氨，造氣爐渣含碳率13%~18%，造氣爐渣含碳量高，一般送鍋爐或三廢混燃爐進(jìn)行摻燒，摻燒后含碳量降至3%以下。新型煤化工爐渣的產(chǎn)生量約120~240千克/噸氨，造氣爐渣含碳率小于3%。兩者對(duì)比，排放水平接近。
能耗方面 在2020年12月工信部公布的2020年度重點(diǎn)用能行業(yè)能效領(lǐng)跑者企業(yè)名單中，合成氨行業(yè)的間歇煤氣化工藝企業(yè)位居前兩名，能耗水平為1072~1091千克標(biāo)煤/噸;以煙煤/褐煤為原料的新型煤氣化工藝企業(yè)位居第四到第八名，能耗水平為1206~1371千克標(biāo)煤/噸。據(jù)中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)2019年統(tǒng)計(jì)，間歇煤氣化工藝平均綜合能耗1211千克標(biāo)煤/噸，新型煤氣化工藝1354千克標(biāo)煤/噸。間歇煤氣化工藝大多采用電力驅(qū)動(dòng)，如按照能耗計(jì)算等價(jià)折標(biāo)核定，綜合能耗為1330~1380千克標(biāo)煤/噸，與新型煤氣化工藝綜合能耗相當(dāng)。
存在問題 一方面是循環(huán)水無組織排放的問題。與新型煤化工工藝“三廢”排放對(duì)比，間歇煤氣化工藝凸顯的環(huán)保問題在于造氣循環(huán)水逸散廢氣。另一方面是缺乏無組織排放治理技術(shù)的問題。煤氣中的粉塵、水溶性氣體、硫化物、氣溶膠及酚類、焦油等有機(jī)物通過水洗進(jìn)入造氣循環(huán)水系統(tǒng)，造成水質(zhì)成分復(fù)雜、廢水處理難度很大;循環(huán)水逸散VOCs排放，末端治理國(guó)內(nèi)無相關(guān)成熟技術(shù)措施，成為困擾企業(yè)的環(huán)保難題。
中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)顧宗勤在晉城市煤化工企業(yè)開展固定床間歇煤氣化氮肥生產(chǎn)環(huán)保升級(jí)改造調(diào)研
政策趨嚴(yán)企業(yè)抉擇艱難
近年來，環(huán)保政策的持續(xù)趨嚴(yán)，相繼出臺(tái)了環(huán)保“淘汰”政策、環(huán)保治理政策和應(yīng)急減排政策等，企業(yè)面臨氣化源頭替代升級(jí)與氣化環(huán)保改造升級(jí)的抉擇問題。
一是環(huán)保“淘汰”政策?！毒┙蚣郊爸苓叺貐^(qū)2019~2020年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅(jiān)行動(dòng)方案》《京津冀及周邊地區(qū)、汾渭平原2020~2021年秋冬季大氣污染綜合治理攻堅(jiān)行動(dòng)方案》《山西省2019年藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)行動(dòng)計(jì)劃》和山西省《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理實(shí)施方案》等提出，要求淘汰一批化肥行業(yè)固定床間歇式煤氣化爐，淘汰企業(yè)主要是安全衛(wèi)生距離不足的老舊企業(yè)，生態(tài)環(huán)境部從未提出一刀切的固定床間歇式煤氣化爐淘汰政策。
二是環(huán)保治理政策。生態(tài)環(huán)境部2019年出臺(tái)《工業(yè)爐窯大氣污染綜合治理方案》，明確氮肥等行業(yè)采用固定床間歇式煤氣化爐的，加快推進(jìn)煤氣冷卻由直接水洗改為間接冷卻。
三是應(yīng)急減排政策。2020年生態(tài)環(huán)境部《關(guān)于印發(fā)〈重污染天氣重點(diǎn)行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南〉(2020年修訂版)的函》明確，固定床間歇式氣化工藝不能達(dá)A級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如完不成冷卻塔廢氣排放治理或完不成30%的氣化爐改造，將不能達(dá)B級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，C級(jí)企業(yè)限產(chǎn)30%。
四是山東省出臺(tái)了“到2022年，尿素生產(chǎn)企業(yè)固定床氣化爐全部予以淘汰”，河南省出臺(tái)了“到2020年，淘汰化工行業(yè)固定床間歇式煤氣化爐”的政策，使得企業(yè)對(duì)該產(chǎn)業(yè)的前景更加困惑悲觀。
綜上所述，實(shí)施間歇?dú)饣に嚟h(huán)保技術(shù)改造是企業(yè)必須開展的重要任務(wù)，但企業(yè)抉擇困難在于：一是氣化工藝全流程替代的投資巨大、建設(shè)周期長(zhǎng)，土地手續(xù)與園區(qū)規(guī)劃約束力強(qiáng)等。二是氣化爐改造為純氧連續(xù)氣化，投資較大，占地面積較大，也無具體政策支持，存續(xù)時(shí)間不確定。三是間接冷卻改造投資較小，需配套專業(yè)污水處理，無具體政策支持，存續(xù)時(shí)間不確定，改造完可能也將面臨淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
以年產(chǎn)60萬噸合成氨、40臺(tái)間歇煤氣化爐改造為例，間接冷卻改造需要1.5億元，換純氧造氣需要8億元，水煤漿(或干粉)新型煤氣化工藝全流程替代需要30億元。而中小氮肥產(chǎn)業(yè)和企業(yè)長(zhǎng)期支農(nóng)微利，處于弱平衡狀態(tài)，積累有限，一直是溫飽型狀態(tài)，加上這幾年錯(cuò)峰生產(chǎn)，企業(yè)生存十分困難。
替代升級(jí)技術(shù)帶來希望
間歇煤氣化亟待尋求一種過渡氣化環(huán)保升級(jí)措施。
2019~2020年，河北東光化工抓住行業(yè)環(huán)保問題實(shí)質(zhì)，大膽創(chuàng)新。他們開發(fā)的固定床環(huán)保提升模式具有非常積極的現(xiàn)實(shí)意義，為傳統(tǒng)間歇?dú)饣に囂峁┝谁h(huán)保達(dá)標(biāo)解決路徑，為緩沖間歇煤氣化工藝逐步退出，新型無煙塊煤氣化替代升級(jí)提供了技術(shù)與時(shí)間保障，為保障塊煤產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展助力。
應(yīng)用該模式，將造氣冷卻水直接冷卻改為間接冷卻的密閉循環(huán)及潔凈處理，實(shí)現(xiàn)了廢氣濕渣“零排放”;增量廢水經(jīng)污水處理站處理后可直排可回用;解決造氣含酚氰廢水難處理、異味大、VOCs排放等環(huán)保問題。
2020年11月9~10日在河北滄州，中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)、工信部原材料工業(yè)司、中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院等部門的相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和專家共同研討了間歇煤氣化技術(shù)環(huán)保改造路徑問題。
中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)組織專家對(duì)河北東光化工固定床間歇造氣循環(huán)水揮發(fā)性污染物治理技術(shù)進(jìn)行了科技成果鑒定。專家組表示，該技術(shù)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，裝置運(yùn)行穩(wěn)定可靠，達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，同意通過成果鑒定。專家組同時(shí)指出，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了固定床間歇?dú)饣夹g(shù)濕渣、VOCs零排放，廢水達(dá)標(biāo)超低排放，為全行業(yè)樹立了固定床環(huán)保提標(biāo)改造的樣板工程和改造模式。
此外，中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)受工信部委托，正在進(jìn)行《固定床煤氣化技術(shù)環(huán)保改造路徑研究》。研究認(rèn)為在嚴(yán)格的政策倒逼下，環(huán)保水平升級(jí)后的固定床常壓間歇煤氣化產(chǎn)能將達(dá)到與新型煤氣化技術(shù)接近的水平，污染物排放水平與新型煤氣化技術(shù)接近。
經(jīng)分析研究，固定床煤氣化合成氨企業(yè)發(fā)展?jié)摿χ饕w現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：一是自動(dòng)化水平顯著提高，二是先進(jìn)企業(yè)常壓間歇煤氣化綜合能耗與新型煤氣化技術(shù)相當(dāng)，三是升級(jí)改造后環(huán)保質(zhì)量大幅提升，四是符合我國(guó)能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，五是可保障國(guó)家用肥安全和農(nóng)民增收。
河北東光化工示范裝置的成功穩(wěn)定運(yùn)行為固定床常壓間歇煤氣化合成氨技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展打了一劑強(qiáng)心針，造氣循環(huán)冷卻水廢氣無組織排放問題的有效解決，顯著提高了固定床常壓間歇煤氣化技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。升級(jí)改造項(xiàng)目的實(shí)施是行業(yè)不斷進(jìn)行科技創(chuàng)新和推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的成果，各方面能夠滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的固定床煤氣化技術(shù)不應(yīng)被列入限制或者淘汰類，應(yīng)從科學(xué)發(fā)展的角度看待此技術(shù)，允許不同的煤氣化技術(shù)存在，真正做到煤氣化龍頭技術(shù)“百花齊放”。
目前，新建企業(yè)適用新型煤氣化技術(shù)，純氧氣化更適合生產(chǎn)甲醇，原間歇煤氣化技術(shù)企業(yè)適合環(huán)保改造升級(jí)?；て髽I(yè)必須認(rèn)清新形勢(shì)，適應(yīng)新常態(tài)，加快轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐。間歇煤氣化企業(yè)，應(yīng)盡早落實(shí)環(huán)保治理措施，尤其應(yīng)盡早解決造氣系統(tǒng)無組織廢氣排放問題。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)不等于落后產(chǎn)業(yè)，要能用并適合環(huán)保要求，改造升級(jí)是唯一出路，間歇煤氣化的不足不是氣化爐有問題，是要解決排放問題，要變“氣頭改造不改不行”為“環(huán)保治理升級(jí)改造不搞不行”。
“十三五”以來，單個(gè)間歇煤氣化企業(yè)均投入超億元，用于鍋爐煙氣超低排放、無組織顆粒物治理、造氣吹風(fēng)氣回收尾氣治理、VOCs治理、無組織異味治理等，區(qū)域整體環(huán)境質(zhì)量有了顯著改善。
2020年下半年，山西省晉城市區(qū)域共有9家企業(yè)、山東濟(jì)南1家企業(yè)正在實(shí)施間接冷卻改造。此外，晉城市區(qū)域企業(yè)將在2021年繼續(xù)實(shí)施間接冷卻改造配套污水處理站建設(shè)、65噸以下三廢爐與吹風(fēng)氣回收超低排放改造、脫硫脫碳尾氣深度治理、造氣爐渣綜合利用等。
“老舊”技術(shù)須重新認(rèn)識(shí)
中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)表示，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，固定床常壓間歇煤氣化技術(shù)已不再是老、舊、小、污染物排放大的合成氨生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)裝置自動(dòng)化水平顯著提高，改造后各項(xiàng)污染物排放和能源資源綜合利用水平能夠滿足現(xiàn)階段國(guó)家綠色發(fā)展要求，因此不應(yīng)以名稱來評(píng)判技術(shù)水平，通過政策引導(dǎo)、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)等方式推動(dòng)產(chǎn)能逐漸退出。行業(yè)應(yīng)找出關(guān)鍵癥結(jié)，因地制宜、因企而異，研究出適合不同企業(yè)環(huán)保升級(jí)路徑，這也是氮肥行業(yè)處于多方面壓力疊加、負(fù)重前行的關(guān)鍵時(shí)期探尋可持續(xù)發(fā)展最有效的方式。
目前，氮肥行業(yè)缺少完全適用標(biāo)準(zhǔn)，《化學(xué)肥料工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》仍未發(fā)布，面對(duì)日益收緊的產(chǎn)業(yè)政策要求，急需制定專門適用于氮肥行業(yè)(固定床常壓間歇煤氣化)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)范和引領(lǐng)行業(yè)環(huán)保水平持續(xù)提升。
固定床煤氣化氮肥企業(yè)面對(duì)的政策壓力不斷加碼，作為支農(nóng)行業(yè)，氮肥產(chǎn)品盈利空間有限，投入大量的資金進(jìn)行環(huán)保改造對(duì)于中小企業(yè)來說，壓力較大。因此行業(yè)整體環(huán)保水平的提升需要充分發(fā)揮財(cái)政資金和政策的引導(dǎo)作用，對(duì)具備原料供應(yīng)優(yōu)勢(shì)的氮肥企業(yè)，加大環(huán)保質(zhì)量提升、原料結(jié)構(gòu)升級(jí)改造等方面的扶持力度，有序健康地促進(jìn)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
作為農(nóng)業(yè)支柱產(chǎn)業(yè)，氮肥行業(yè)歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，企業(yè)管理水平、本質(zhì)安全水平和污染物排放水平取得了顯著進(jìn)步。中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)建議應(yīng)當(dāng)采取多種宣傳方式，讓社會(huì)進(jìn)一步了解煤化工，打破固定床煤氣化氮肥廠消耗高、污染物排放量大、廠區(qū)臟亂差的固有觀念，使大眾重新認(rèn)識(shí)固定床煤氣化技術(shù)。
