节能 节水 减排 化工行业低碳行动“三重奏”
——“第五届全国石油和化工行业节能节水减排技术交流会”专题报道
8月14～16日，由中国化工信息中心主办，全国化工节能（减排）中心承办的“第五届全国石油和化工行业节能节水减排技术交流会”在安徽省合肥市召开。会场外，8月的天空骄阳似火；会场内，来自国内外的代表汇聚一堂，气氛热烈，节水减排、锅炉节能、余热利用、废水零排放、能源系统优化等最新研究及应用技术备受关注，节能减排行业如火如荼的发展趋势可见一斑。
化工节水任重道远——煤化工节水亮点显现
我国人口占世界的22%，而水资源只有世界的8%，人均水资源占有量2300立方米，仅相当于世界人均水资源占有量的1/4，位列世界第121位，是联合国认定的“水资源紧缺”国家。而且我国的水资源总量呈递减趋势，例如2009年水资源总量为23763亿立方米，比2008减少了13.4%；人均水资源1785立方米，减少了13.8%；到2030年全国人口达高峰期16亿人时，估计将缺水800亿立方米。2012年，国务院发布了《关于实行最严格水资源管理制度的意见》，确立了水资源开发利用控制的三条红线：到2030年全国用水总量控制在7000亿立方米以内；到2030年用水效率达到或接近世界先进水平，万元工业增加值用水量降低到40立方米以下；2030年主要污染物入河湖总量控制在纳污能力范围之内，水质达标率提高到95%。全国各省市也在加紧水资源管理工作，今年7月19日，安徽省发布了“关于落实建设项目节约用水‘三同时’工作的意见”及《安徽省建设项目节水措施方案》(试行)编制大纲，要求凡新建、扩建和改建的建设项目，均应制订节水措施方案，配套建设节水设施。节水设施应与主体工程同时设计、同时施工、同时投产。据安徽省化工设计院的专家介绍，目前省内新建和改扩建的化工项目均须制订建设项目节水方案。以前节水措施在建设项目设计过程中也有体现，现在单独被列出，反映了政府对节水工作的重视度提高。在煤化工比较集中的内蒙古自治区，据悉早在2011年已明确规定，严禁违规抽采地下水，高耗水产业要加快建设替代水源工程，限期转换出所用地下水。
全国化工节能（减排）中心专家委员杨友麒在演讲中指出，我国煤化工产业发展有引发区域水资源供需失衡的风险。煤化工（煤制油）吨产品耗水量通常都在15～20吨以上，一个年产300万吨的煤制油项目年用水量将达到6000万吨左右，这相当于十几万人口的水资源占有量。而且我国规划煤化工产业园区多数分布在水资源相对贫乏的中西部地区。因此，水资源利用效率是当前煤化工发展的关键问题。杨友麒认为，目前煤原料制相同化工产品的水耗比石油化工高几倍甚至几十倍，“煤化工水耗高”已成为公认的问题。但这並非天经地义的规律，主要差别在于石油化工工艺路线相对成熟，而现代新型煤化工路线刚处于工业化示范阶段，关注点在于“打通工艺路线，拿出合格产品”，而能耗和水耗均尚未优化。所以，煤化工应该有很大的节水减排空间。以煤制甲醇为例，过去十几年吨甲醇耗新鲜水量下降了3倍以上，煤制烯烃等其它产品水耗大幅下降也可以持乐观态度。
煤化工实现节水，要把企业的全部用水部门当成一个整体水网络系统工程来优化；各种节水措施要按过程系统工程原理，通过合理的科学顺序来安排，按照“水平衡测试—水网络集成—外排污水处理回用”的“三步法”次序，合理安排工作流程，减少投资浪费，实现效益与指标的同步提升。中石化、中石油旗下的很多企业，从2003年开始已使用过程系统工程方法进行节水减排技术改造，十年来已经使炼油厂的吨原油炼制耗水下降一倍以上。2012年，神华包头煤化工分公司也启动节水优化项目，据说各种优化措施如果都实施，可以使吨烯烃耗水量下降2倍以上。
能效管理势在必行——锅炉节能潜力大
截至2012年底，我国在用工业锅炉62.4万台，容量在230万蒸吨左右，是世界上工业锅炉数量、容量最多的国家。2012年，我国工业锅炉能源消费量约6.2亿吨标准煤（消耗原煤约7.0亿吨），占全国能源消耗总量的18%，是我国仅次于电站锅炉的第二大煤炭消耗装置；排放烟尘410万吨、二氧化硫570万吨、氮氧化物200万吨，分别占全国排放总量的18%、23%、54%左右，工业锅炉已成我国重要的污染物，在国内部分重点城市污染排放比例已经超过电站锅炉。
中国特种设备检测研究院于在海主任认为，我国工业锅炉以在燃煤锅炉为主，约占总容量的77.3%，燃煤工业锅炉平均运行效率不足70%，比国际先进水平低15个百分点左右，约有1亿吨原煤的节能潜力，节能减排空间巨大。为此，我国《“十二五”节能减排综合性工作方案》和《节能减排“十二五”规划》均把锅炉改造列为国家节能减排重点工程的首位，并明确提出了工业锅炉平均运行效率要提高5个百分点的目标要求。国家质监总局将锅炉列为高耗能特种设备，明确了锅炉设计文件节能审查制度，锅炉定型产品能效测试制度和在用工业锅炉定期能效测试制度。
于在海主任指出，导致工业锅炉运行效率低是一个系统性的问题，相关的因素很多，而且十分复杂，应充分利用现有节能技术，有针对性地提出节能改造方案，通过实施有效的节能改造，提高燃煤工业锅炉的运行效率和燃料利用率。根据在用工业锅炉实际使用情况和普遍存在的问题，目前主要采取的措施有：提高自动控制水平；采用分层燃烧技术、节能炉拱、优化配风装置等，以降低固体不完全燃烧损失；通过改造燃烧设备，采用炉排无级调速、鼓引风机变频调速，以降低排烟热损失等。我国工业锅炉的智能化水平普遍较低，因此在进行节能技术改造后必须加强运行管理，只有这样才能真正提高工业锅炉的运行效率。
会上，煤炭科学研究总院节能分院副院长王乃继介绍了自主研发的高效煤粉工业锅炉，该锅炉采用闭式清洁煤粉制备技术、粉体燃料罐车技术、粉体浓相供料技术等。目前在国内20多个城市有100多台套锅炉在运行，节能效果显著。如神东公司利用高效煤粉工业锅炉在2012～2013采暖季，共产蒸汽近75万吨，汽煤比由链条锅炉的2.41提升至8.42，煤耗由原来的30.91万吨降至8.85万吨，节煤率超过70%。
随着国家环保力度的加强，尤其近年严重的雾霾天气，迫使国内的工业锅炉在提高运行效率的同时，必须在减排方面有所表示。我国政府2012年颁布的火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011，要求锅炉烟气排放中SO2<100 mg/Nm3、NOx<100 mg/Nm3，2014年将在全国主要省区推广，并逐渐推广到全国。为保证锅炉的烟气排放满足国家环保标准，2012年无锡华光锅炉股份有限公司联合中国科学院工程热物理研究所，合作开发节能环保的 CFB锅炉产品。中国科学院工程热物理研究所研究员包绍麟介绍，CFB锅炉燃烧技术最突出的优势是，能够通过向炉膛内加入石灰石粉的方法实现烟气SO2排放浓度达标；采用空气分级供入技术和SNCR技术，将尾部烟气的NOx排放控制在100mg/Nm3以下。据悉首台环保型CFB锅炉预计将于2014年投运。
节能减排在行动——优秀企业面面观
全国化工节能（减排）中心秘书长 王武
国家“十二五”规划纲要指出：“坚持把建设资源节约型、环境友好型社会作为加快转变经济发展方式的重要着力点。健全节能减排激励约束机制。优化能源结构，合理控制能源消费总量，完善资源性产品价格形成机制和资源环境税费制度，健全节能减排法律法规和标准，强化节能减排目标责任考核，把资源节约和环境保护贯穿于生产、流通、消费、建设各领域各环节，提升可持续发展能力”。石油和化工行业“十二五”节能减排、绿色发展目标的要求，到2015年，万元工业增加值能耗和二氧化碳排放量均比“十一五”末下降15%；化学需氧量、氨氮、氮氧化物、烟尘、二氧化硫排放总量减少10%；废水处理率和达标率分别达到100%和90%；化工固体废物综合利用率、处置率达到90%，全行业清洁生产达到历史最好水平。
作为企业，遵守国家法律法规标准，是其生存的底线；学好政策，积极应对，是其发展的基础；造福社会，不贻害家园百姓是发展的根本。我们组织这次节能节水会议就是要讲政策、讲技术和讲责任，为企业健康发展，节能减排尽一份力。
中蓝义马铬化学有限公司总工程师 李邦东
针对我国铬盐行业存在的资源利用率低、能耗高、铬渣污染严重等突出问题，中蓝义马与中科院过程工程研究所合作，研发成功了亚熔盐法铬盐清洁工艺与集成技术。该技术以亚熔盐液相氧化-盐析结晶相分离-产品高值化清洁转化-介质再生循环-资源多组份深度利用为技术路线，建成了1万吨铬盐清洁生产示范装置，并通过了国家环保部组织的环保竣工验收。该技术铬回收率由传统工艺的80%提高到96%，反应温度由传统工艺的1150℃降至320℃，铬渣源头削减80%，并用于生产脱硫剂副产品，在国内外铬盐行业首次实现了废渣近零排放。与传统工艺相比，该技术氧化铬绿产品生产能耗降低了20%，生产成本降低了17%，各项技术经济指标达国际领先水平。
中蓝义马采用的浓缩蒸发技术为二效蒸发，诚邀拥有热泵（MVI）等技术的同仁参与现有设备的改造，以进一步降低能耗，为下一步扩产至3万吨做准备。
神马实业股份有限公司安全处主管 孟香兰
近几年来，神马股份不断增强节能减排的责任感和紧迫感，通过调整能源结构，革新生产工艺，优化生产过程，推进技术进步，实施清洁能源替代等实现了企业的节能减排。
先后实施完成了锦纶66帘子布生产系统供热设备燃油改燃天然气项目；后聚合用水抽真空替代10kg/cm2蒸汽抽真空、伴热系统用导热油代替10kg/cm2蒸汽伴热的技术开发与应用，取缔了燃煤锅炉；创新实施的导热油由氢化三联苯替代联苯-联苯醚，提高了生产安全稳定性，实现了低毒物料替代高毒物料；自主研发并获国家实用新型专利的多管立式蒸汽伴热型电捕焦集油器处理纺丝油烟废气技术装置，解决了困扰企业多年的工业油烟污染难题；研究成功的反应器己二胺废气治理及余热利用项目已实现工业化；应用高效硝化菌开发的废水处理技术，彻底解决了因废水中特征污染物（己二胺）而导致氨氮不能稳定达标排放问题，获国家发明专利。
昊华宇航化工有限责任公司副书记 孙涛
在实际工作中，昊华宇航坚持技术引进、技术进步和结构调整并重，推动产业升级，提高了节能减排整体水平。一是引进先进技术，打造节约型、低碳型企业。2011年3月，公司“24万吨离子膜烧碱、20万吨聚氯乙烯”项目投产，该项目采用了膜极距电解槽、108m3聚合釜等国内领先的工艺技术和装备。二是加大投入，推进节能减排项目建设。尤其是2008年以来，在公司生产经营面临较大困难的情况下，仍投资1.2亿元，实施了能源管理中心、火电锅炉烟气脱硫除尘改造等节能减排项目，使除尘、脱硫效率分别达到99.6％和94.5％。由于节能减排项目效果突出，2008～2011年公司获得国家奖励资金1660万元。三是加快结构调整，提高企业竞争能力。目前，已关停了12MW抽凝式热电机组，淘汰了消耗高、成本高、工艺落后的8万吨金属阳极隔膜法烧碱、8万吨聚氯乙烯生产装置。
大庆中蓝石化有限公司技术质量部部长 于明春
自“十二五”以来，大庆中蓝结合自身发展优势与有利条件，加强能源管理，以主体生产工序的技术改造为重点，提高了设备的能源利用效率。主要措施是：对局部落后工艺进行节能改造，充分利用各种热源将能量系统整体优化，如常压装置将消防蒸汽放空改入伴热水罐，减少了加温蒸汽消耗，避免了冷凝水的排放损失；DCC催化及FCC的富气水洗用水改为用酸性水汽提后的净化水代替除盐水；DCC双脱液化气抽提塔将碱液浓度从原来的15%降至5%～7%，每年可节省2/3～1/2的30%碱液，即减少废碱排放取得环保效益。热电水处理原新鲜水罐用蒸汽加热改为用制加氢凝结水作为热源，实现双向节能。
江阴澄星实业集团有限公司企业管理部部长 王继盈
近年，澄星集团完成了磷酸装置副产中压蒸汽改造。磷酸生产工艺由原来的一步法改为两步法，在黄磷氧化环节布置受热面吸收反应热，副产中压蒸汽。副产蒸汽除满足工厂自用外，已经实现对外供应，产生了显著的经济效益。高温熔融态黄磷渣余热直接转化利用是公司面临的又一个难题，目前正在进行前期调研。高温黄磷渣水淬不仅造成大量余热浪费，而且影响现场环境。通过对钢铁、有色金属行业调研，尚无将高温热熔渣余热直接转化利用的成功案例。
通过几年来节能技改项目的实施，有几点体会：第一，从化工工艺源头进行节能改造，在理论、材料、制造、运行等方面等都面临诸多难题，应联合科研和制造单位联合攻关；第二，领导重视是推动节能工作的关键；第三，为企业创造经济效益是节能工作的落脚点。