我国是世界上最大的化肥生产和消费国,生产的化肥中,氮肥约占70%。所有的氮肥都要用氨来生产,而合成氨所需要的原料和燃料均直接来自于能源,因此氮肥产业具有很强的能源依赖性,是典型的高耗能产业。
■提高能源利用效率,必须依靠科技进步,大力开发和推广节能降耗的先进实用技术
■我国化肥企业要通过结构调整、企业整合,提高经济规模,降低能源消耗
■企业要坚决贯彻国家有关节能节水、“三废”处理、能效标识等一系列法律法规
■新闻背景
化工行业是我国重点能耗行业,如果按照消耗标准煤的量来算,化工企业能耗占全国工业企业的16%%。肥料主要包括氮肥、磷肥和钾肥,作为支农产业,我国化肥业长期以来在国家的保护下发展,技术进步较慢,创新能力不强,盈利水平低,抗风险能力弱。
生产化肥的主要原料主要是煤、石油和天然气,而我国煤炭丰富,全国有大中型化肥厂50多家,其中采用煤为原料的有30多家;其他约1000家小型化肥厂基本都以煤为原料。据调查,我国氮肥和磷肥产能逐步呈现出过剩势头,在煤、气、电价格大为上涨的情况下,化肥只是微利甚至赔本经营的产品,化肥行业平均利润率不到5%,还有相当数量的化肥企业亏损。尤其在去年12月11日起中国化肥市场对外开放后,小化肥企业受到国内大中化肥企业和跨国公司的双重挤压,前途堪忧。采取各种措施节能降耗,将成为中国化肥企业立足国内外市场的重要“利器”。
因此,根据国家发改委规定,煤化工产业发展重点是按照规模化、大型化、一体化、基地化发展模式,加快淘汰落后产能,打造煤化工产业基地。规范发展电石、焦炭等高耗能产品。鼓励发展煤制化肥等产品,鼓励采用先进煤气化技术改造以间歇气化技术为主的化肥行业,减少环境污染,推动产业发展和技术升级;在煤炭资源丰富的粮棉主产区建设百万吨级尿素生产基地。发展煤制油品、甲醇、二甲醚、烯烃等石油替代产品,新建煤制油品不得低于300万吨/年,煤制烯烃不低于60万吨/年,煤制甲醇和二甲醚不低于100万吨/年。
我国是全球最大的化肥生产和消费国,但我国化肥产业一直面临着诸多困惑,企业小而分散、技术含量低、效益差、能耗和物耗高等问题。
根据国家节能目标:到2010年,合成氨单位能耗(化肥能耗计算单位)下降到1600千克标准煤/吨,比2005年下降6.5%%。如何才能完成这一节能目标?本报记者对全国政协常委、中国石油和化学工业协会会长李勇武和山东省人大代表、兖矿集团董事局主席、党委书记耿加怀进行了专访。
———现状———化肥工业节能缺乏动力
化肥工业是我国的能耗大户,但是节能缺乏动力。
从总体上来看,东部化肥企业做得要比西部的好。据调查,化肥用电贵州是0.23元/千瓦时,而山东是0.3元/千瓦时左右,由于西部供电充足,电价比东部低,因此,西部的氮肥企业在节电改造中缺乏一定的动力;另外,企业要进行工艺路线的改造也需要大笔投资,对西部企业来说,拿这笔钱放在扩大生产规模的技改上,投入产出的效益要比搞节电技改高得多。化肥生产享受国家用电价格优惠政策,山东目前合成氨用电0.3元/千瓦时左右,虽然比西部地区贵,但与大工业用电相比还低了0.2元左右,按每吨合成氨用电1200千瓦时计算,电价优惠就可达200多元。
此外,国内化肥企业在推广节能技术需要较大投入,目前在山东共推广了18套化肥生产新技术———全吹扫两段法变压吸附脱碳装置,共节电7500万千瓦时,但采用变压吸附脱碳一次性投资较高,年产10万吨的化肥企业一次投资就要2000多万元,因此,尽管投资回收期快,企业还是犹豫,缺乏动力。
———措施———措施一:创新合成氨工艺
煤是化肥生产的主要原料,只有多项具有自主知识产权的煤化工、煤电铝核心技术的开发成功,才能把我国化肥企业能耗真正降下来。
鲁化、峄化是山东兖矿集团下属两大化肥企业,被列入全国千户节能行动企业和山东省103户节能管理重点企业。
“它们正是以自主创新为中心环节,通过大力培育煤化工核心技术,尤其是清洁生产新技术,实现了节能降耗。”耿加怀说。
氨是化肥生产的原料。兖矿集团率先引进,并且消化、集成创新了“水煤浆加压气化及气体净化制合成氨新工艺”,获“国家科技进步一等奖”。该项技术改变了我国合成氨生产原料路线,提高煤浆发热量,降低制浆运行能耗和成本,提高了生产效益,实现了清洁生产,使我国煤气化技术跨上了一个新台阶。
“技术进步是实现节能降耗的最重要措施。”李勇武说,据研究分析,技术进步对节能贡献率达到40%%—60%%。要提高能源利用效率,缩小与国际先进水平的差距,必须依靠科技进步,不断增强自主创新能力。要按照新型工业化道路的要求,大力开发和推广节能降耗的先进实用技术。重点是能源节约和替代技术、能量梯级利用技术、延长产业链和相关产业链接技术。通过自主创新,突破制约节能降耗的技术瓶颈,尽快使资源消耗从高增长向低增长、再向零增长转化。
措施二:结构调整产生规模效应
为降低化肥生产能耗,兖矿集团建设了鲁南能源和煤化工基地,即以煤气化及多联产为主线的鲁南化工园区,以煤炭焦化及下游产品加工为主线的兖州化工园区,以坑口高硫煤洁净利用为主线的邹城化工园区组成。这样,形成了原料—生产—循环利用的大型“航空母舰”。
为实现化肥生产“三废”的资源化,兖矿集团还建设了9座煤泥、煤矸石等低热值电厂,形成了以发电为龙头,热、电、气联供,污水处理、余热养殖、建材生产并举的综合利用产业链,2006年发电31.91亿千瓦时。
通过建设原料基地、延长产品链条、循环利用生产废物,兖矿集团有效整合了资源,降低化肥生产能耗,产生了规模效应。就目前我国化肥工业企业规模与布局来看,李勇武认为,我国化肥企业要通过结构调整、企业整合,提高经济规模,降低能源消耗。
措施三:加强企业节能管理
耿加怀说,兖矿编制了《循环经济规划》,按照《能源审计实施办法》,开展能源审计工作,加强能源消耗定额管理,完善能源消耗指标体系;加强环保节能网络、体系和制度建设;执行省市节约用水规定,加强水资源管理和节约用水工作;增加环保节能资金投入,改善环保节能基础设施;把环保节能纳入成本管理,与年薪制挂钩考核。这些企业节能管理办法措施的实施,有效地降低了化肥生产大户的能耗。
“加强节能管理。企业要坚决贯彻国家有关节能节水、‘三废’处理、能效标识等一系列法律法规,建立健全资源节约和环境保护管理制度,加强消耗定额、生产成本和产品质量的管理,逐级建立节约资源、保护环境的岗位职责和有效的激励、约束机制。”李勇武说。
■成功案例·兖矿鲁南化肥厂
兖矿鲁南化肥厂,依靠国际先进的科技、有效节能措施,吨氨综合能耗逐年下降:今年前两个月为1456千克标准煤,比去年减少了59千克,比2005年减少了135千克。
兖矿鲁南化肥厂的前身鲁南化肥厂成立于1967年,是当时中国的八大化肥厂之一,年总耗能75万吨标准煤。目前是国家跟踪、监督的千家耗能企业之一。
企业通过“粉煤加压气化制备合成气新技术研究与开发”等新技术,实现了我国洁净煤技术的重大突破,实现了净化环境、节约能源。除了通过技术创新,从生产工艺和设备上实现节能外,企业还加快实施节能技改项目。原料系统实施白煤滚筒筛改造,改变了30多年的水洗煤除沫工艺;实施输煤栈桥改造,无烟煤再生沫降低5%以上,年可增效220万元;热电系统实施锅炉风道改造,使流化床锅炉满负荷运行,发电成本同比降低13.13元/百万瓦小时;合成氨系统实施造气炉DCS改造,入炉煤耗降低14千克。气化原料系统采用人工上料,回收利用大颗粒煤1300吨,吨氨耗煤降低15.27千克;积极进行不同煤种掺烧,2006年上半年掺烧地方煤41521吨,神木煤20971吨,为下一步改善气化原料煤打下了坚实基础。
作为耗水大户的鲁化同样注意节水,在尿素系统实施水力喷射改造,蒸汽消耗减少40千克/吨甲醇系统广泛征集环保操作细节290余条,COD指标降低至23毫克/升以下;供水系统实施三次水改造,降低一次水用量80—100立方米/小时;实施循环水自动加压装置技改,浓缩倍数由2.0提高到3.5,年节约新鲜水40万立方米,年增效益26.4万元。并在国内第一家采用海水淡化技术,建设了氯化铵废水膜集成处理装置,年回收氯化铵2万吨,回用废水100万吨,基本实现废水零排放。为减少尿素解吸废水氨氮排放,投资800万元新上尿素深度水解装置,对解吸废水进行深度处理,处理后废水可综合利用。污水与回用水处理工程已列入国家淮河流域工业污染源资金补助计划,项目建成后,可以解决生产、生活污水的集中处理和回用,使工业和生活废水的排放达到国家南水北调工程的要求。
■节能技术123
近年来,氮肥行业在技术进步方面有了很大进展,许多企业由于狠抓节能降耗,节约用电取得了很好的经济效益。中国氮肥工业协会在认真总结先进经验的基础上,提出《氮肥生产节电200度工程》。这是一项集成改造措施,它由八个技术成熟、行之有效、效果明显的子项组成,其主要内容包括:
1.余热发电。用造气吹风气、等压回收后的合成驰放气、贮罐气“三气”余热锅炉和燃渣、燃煤锅炉产生蒸汽,先发电、后抽汽,供造气和尿素使用,吨氨可差压发电220千瓦时。
2.降低氨合成压力。采用新型氨合成催化剂,并优化合成工艺,提高氨净值3个百分点;采用大口径氨合成塔,氨合成压力由31.4MPa降至20—26MPa,吨氨可节电100千瓦时。
3.净化工艺改造。采用醇烃化或甲醇甲烷化工艺替代铜洗工艺,吨氨可节电50千瓦时。
4.低位能余热吸收制冷。采用溴化锂制冷机组利用尿素蒸汽冷凝液及一吸冷却器热水余热制冷,制得冷媒水用于压缩机工艺气吸入级冷却、丙碳贫液冷却、合成氨冷前气体冷却,吨氨可节电110千瓦时。
5.变压吸附脱碳。1.7MPa压力条件下,变压吸附脱碳替代丙碳溶液脱碳,吨氨可节电60千瓦时。
6.涡轮机组回收动力。利用涡轮机组回收脱碳富液能量,吨氨可节约脱碳泵电耗12—36千瓦时。
7.提高变换压力。变换压力由0.8MPa提高到1.7—2.1MPa,吨氨可减少气体压缩功50千瓦时。
8.机泵变频调速。甲铵泵、液氨泵、风机、给煤机、炉条机等机泵采用变频调速,吨氨可节电10千瓦时。
可以看出,实际上这些技术的节电效果远不止吨氨200千瓦时,但由于全国氮肥企业规模、产品和技术状况不同,或已经部分实施了一些措施,节电效果不完全相同,按吨氨可节电200千瓦时估算。如果全国半数企业实施该项工程措施,全国每年可节电80亿千瓦时。如电价按0.3元/千瓦时计算,每吨合成氨生产成本可下降60元。一个年产10万吨的合成氨工厂,年效益可达600万元。由于采用这些措施,不仅有节电效果,而且还因为原料气利用率和压缩机出力均会有明显提高,每年还可增产6000吨氨,又可增加创利600万元以上。边集整理