1、2022.04碳達峰碳中和背景下 山西焦化行業轉型發展研究中國煤炭消費總量控制方案和政策研究( 煤控研究項目 )中國是世界煤炭生產和消費第一大國。以煤炭為主的能源結構支撐了中國經濟的高速發展,但也對生態環境造成了嚴重的破壞。為了應對氣候變化、保護環境和減少空氣污染,國際環保組織自然資源保護協會 (NRDC) 作為課題協調單位,與政府智庫、科研院所和行業協會等20多家有影響力的單位合作,于2013年10月共同啟動了“中國煤炭消費總量控制方案和政策研究”項目(即“煤控研究項目”),為設定全國煤炭消費總量控制目標、實施路線圖和行動計劃提供政策建議和可操作措施,助力中國實現資源節約、環境保護、氣候變化
2、與經濟可持續發展的多重目標。請訪問網站了解更多詳情http:/ 提高可再生能源消納執行報告2012煤炭的真實成本請訪問網站了解更多詳情http:/ Tcherkasski from Unsplash碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究煤控研究項目系列報告碳達峰碳中和背景下 山西焦化行業轉型發展研究山西科城能源環境創新研究院自然資源保護協會(NRDC)2022年04月煤控研究項目i目錄執行摘要1前言61.焦化行業發展現狀71.1 生產情況1.2 消費情況1.3 行業發展面臨的問題2.能源消費及碳排放情況152.1 能源消費情況2.2 碳排放情況3.焦化行業碳排放峰值目標探討223.1 行業
3、發展趨勢判斷3.2 情景設置3.3 峰值探討ii碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究4. “雙碳” 背景下焦化行業轉型發展路徑284.1 優化焦化產能結構4.2 提升焦化低碳發展水平4.3 發展零碳負碳技術4.4 強化企業碳排放管理水平5.政策建議325.1 加快產業提檔升級步伐, 發揮先進產能優勢5.2 多措并舉推進節能減排, 優化能源利用方式5.3 設立焦化產業轉型資金, 完善資金保障機制5.4 強化焦化行業碳排放管理, 助力高質量達峰5.5 加大轉型監管與扶持力度, 保障平穩轉型結語35參考文獻36附件37煤控研究項目1執行摘要焦化是山西省傳統優勢產業,焦炭產量位居全國首位。202
4、0 年,山西焦化行業的營業收入在工業企業中占比 9.2%,財稅貢獻占比 4.3%,就業貢獻占比 5.1%,均位居全省前五,支撐山西經濟社會發展。與此同時,山西焦炭外輸量占全省焦炭總產量的79.1%,保障全國鋼鐵產業發展。山西焦化行業的煤炭消費量占全省總量的 35.6%,能源消費量占全省總量的 9.3%,碳排放量占全省總量的 8.2%,是有序推動碳達峰碳中和山西行動的重點行業?!?030 年碳達峰、2060 年碳中和”目標的提出,對山西省焦化行業發展提出嚴峻挑戰。在下游鋼鐵需求縮減和電爐鋼、氫冶金技術發展的外在環境影響,以及焦化產業提檔升級、綠色發展的內在驅動下,本報告基于供需平衡角度,兼顧發展
5、與減排,預判行業碳達峰、碳中和情景,探討行業高質量達峰、平穩轉型發展的實現路徑和政策建議,主要結論如下:1. 行業碳排放總量及貢獻比重均呈增長趨勢山西是全國唯一焦化產能超過 1 億噸的省份,2020 年全省焦化總產能壓減至14660 萬噸,占全國焦化總產能的 23.2%,焦炭產量達到 10493.7 萬噸,占全國焦炭總產量的 22.3%。隨著全省焦炭產量的增加,行業碳排放量呈增長趨勢,對山西碳排放的貢獻由 2015 年的 6.8% 增長至 2020 年的 8.2%。碳排放來源主要包括企業自有燃煤鍋爐煤炭燃燒、焦爐煤氣燃燒、電力消費等。2碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究圖1 2015-
6、2020年山西省焦化行業碳排放總量及比重變化趨勢數據來源:課題組測算2. 行業正處于動態調整優化期,發展水平將得到大幅提升“十三五”期間,山西焦化行業發展面臨路徑依賴現象依舊明顯、產能過剩、先進產能比重低、資源綜合利用不足等問題;“十四五”將是山西焦化行業轉型發展的關鍵期,通過淘汰壓減、產能置換、上大關小和整體搬遷,行業裝備技術水平將加速提升。3. 山西焦化行業預計在“十四五”后期實現碳達峰結合全國鋼鐵產業和山西焦化產業發展趨勢,合理探討達峰情景?;鶞是榫跋?,山西焦化行業碳排放于 2025 年達峰,峰值為 0.51 億噸;低碳情景下,山西焦化行業碳排放于 2024 年達峰,峰值為 0.49 億
7、噸;強化低碳情景下,山西焦化行業碳排放于 2023年達峰,峰值為 0.47 億噸。報告推薦山西焦化行業于 2024 年左右實現碳達峰,為焦化行業轉型發展提供時間保障。0123456789100100020003000400050006000201520162017201820192020碳排放占比(%)碳排放量(萬噸)焦化行業碳排放量(萬噸)焦化行業碳排放在全省碳排放的占比(%)煤控研究項目3圖2 不同情景下山西省焦化行業碳排放測算數據來源:課題組測算4. 焦化行業低碳轉型路徑建議山西是全國重要焦炭生產、供給基地,為鋼鐵行業發展提供強有力的能源保障。隨著我國全廢鋼電爐短流程煉鋼的推進和氫能煉鋼
8、的發展,“十四五”期間焦炭需求將趨于穩定,并逐步減少。因此山西焦炭行業未來發展關鍵在于綠色低碳和高質量發展,重點路徑包括以下幾方面:第一,嚴格控制焦化產能產量,優化產能結構與布局?!笆奈濉逼陂g,嚴格執行分類壓減焦化產能,加快推進在建大機焦項目投產,焦化產能嚴格控制在 14660 萬噸以內,“十五五”、“十六五”確保產能穩中有降。加快推進產能結構優化,2023 年全面淘汰炭化室高度 4.3 米焦爐,確保 2025 年先進產能比重達到 95% 以上,“十五五”、“十六五”達到 100%。推動位于汾河谷地污染較為嚴重區域的焦化企業,按照大氣擴 散條件、環境承載能力、經濟發展水平等要素進行合理轉移或
9、布局建設,推動焦化產業集聚化、園區化發展。第二,優化焦爐煤氣利用方式,發展固碳產品。利用焦爐煤氣的高氫低碳特性,采用“碳耦合”相關技術,開發“固碳”化工產品,推進氫能開發利用;減少焦爐煤氣用于發電或供熱的比例,優先發展高端高固碳率產品;利用焦爐煤氣中的一氧化碳、 二氧化碳和甲烷等成分,積極開展碳捕集利用示范項目。0100020003000400050006000201520162017201820192020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035204020502060碳排放量(萬噸)基準情景低碳情景強化低碳情景
10、4碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究第三,推動關鍵技術應用,協同減污降碳?!笆奈濉逼陂g,采用余熱回收、干熄焦、煤自動化調濕、自動加熱優化控制等成熟技術推進 5.5 米及以上炭化室高度的大機焦和熱回收焦爐實施技術改造;開發焦化工藝流程信息化與智能化技術,提高智能制造水平?!笆逦濉奔耙院笾攸c開展先進技術示范應用。技術改造過程中,需兼顧焦化行業超低排放改造需求和節能降碳要求,確保協同發展。圖3 焦化行業技術路徑圖第四,鼓勵企業建設分布式光伏,提高綠電使用比例。鼓勵焦化企業合理利用煤棚、辦公樓頂等區域,通過合同能源管理、自行建設運營等模式發展分布式光伏項目,提高企業綠電應用比例,降低電力消
11、費方面的碳排放。技術路徑“十四五”期間“十五五”及以后初冷器余熱回收技術焦爐煙氣余熱回收技術高溫高壓干熄焦余熱發電技術焦爐上升管荒煤氣高溫顯熱高效高品位回收技術大型焦爐用新型高導熱高致密硅磚節能技術焦爐正壓烘爐技術煤自動化調濕技術焦爐加熱優化控制及管理技術煤場全封閉自動化噴霧系統搗固爐的碼垛煉焦技術干熄焦爐體新型耐火材料開發與高效修復技術焦爐煙氣分解酚鹽技術脫硫廢液低品質硫磺制酸脫硫脫氰廢液提鹽和提鹽技術優化旋轉式蓄熱式氧化爐在焦化行業揮發性有機物末端治理應用焦化蒸氨廢水無膜工藝零排放解決方案利用焦化廠剩余氨水脫除焦爐煙囪廢氣中NOx的方法焦化廠機器人巡檢重點推廣應用鼓勵示范應用煤控研究項目5
12、5. 政策建議第一,加快產業提檔升級步伐。嚴格控制焦化總產能,分類淘汰壓減 4.3 米焦爐,加快推進大機焦項目建設;對確有必要建設的焦炭產能,嚴格執行產能置換、煤炭消費減量、節能評估、環境影響評價等手續,確保新建焦爐達到國內先進水平。第二,劃定單位產品能耗基準線。定期調度企業能源消費情況,劃定焦炭單位產品能耗基準線,健全獎懲機制,倒逼企業技術改造,并完善容錯機制,鼓勵企業敢于應用新技術。第三,強化行業碳排放管理。鼓勵將碳排放影響評價納入環境影響評價,提高行業準入門檻;將焦化行業納入碳排放核查范圍,為碳排放權交易奠定數據基礎;建立焦化行業的低碳發展標準體系,實施分級管理。第四,加大企業轉型監管與
13、扶持力度。山西省 80% 的焦化產能為民營獨立焦化企業,在人才吸引、企業管理方面相對欠缺,建議強化政府監管與引導作用,在雙碳戰略宣傳、專業人才引進與培養、職工穩妥安置與再就業指導方面予以扶持。6碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究前言2021 年 11 月 14 日,在第 26 屆聯合國氣候變化大會(COP26)上達成的格拉斯哥氣候公約,首次列入煤炭和化石燃料問題,要求各國“加速努力”,逐步減少煤炭使用。在 COP26 開幕前,我國連續印發兩個指導碳達峰碳中和工作的重磅文件中共中央國務院關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見、 2030年前碳達峰行動方案,均明確提出“加
14、快煤炭減量步伐,十四五時期嚴控煤炭消費增長,十五五時期逐步減少”,表明我國堅定走綠色低碳發展的決心。焦化是山西的傳統優勢產業,2020 年,營業收入、財稅貢獻、就業貢獻在全省工業企業中均位居前五。焦化行業的煤炭消費量占全省總量的 35.6%,碳排放占全省總量的8.2%,也是全省煤炭消費和碳排放的重點行業。全球應對氣候變化背景和國家雙碳目標下,山西作為國家資源型經濟轉型發展示范區、全國能源革命綜合改革試點先行區、全國最大焦炭生產基地,需全面建設國家綠色焦化產業基地,實現行業高質量碳達峰,為碳中和奠定基礎。2021 年,課題組在自然資源保護協會(NRDC)的支持下啟動了“碳達峰碳中和背景下山西焦化
15、行業轉型發展研究”課題,力求從供需平衡角度,兼顧發展與減排,探討山西省焦化行業合理的碳達峰目標及實現路徑。希望研究成果可為山西省有序推進碳達峰提供科學參考。課題負責人:1焦化行業發展現狀8碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究1.1 生產情況(1)焦炭產量位居全國第一山西是全國唯一焦化產能超過 1 億噸的省份1,產量位居全國第一。2020 年焦炭產量 10493.7 萬噸,占全國的 22.3%2,較 2015 年增長 30.5%,較 2010 年增長23.4%。而河北、江蘇、遼寧、山東、河南等主要鋼鐵生產省份,焦炭產量增長較少,甚至出現負增長3。圖1-1 2020年全國焦炭產量分布(萬噸)
16、注:暫未包括香港、澳門特別行政區和臺灣省數據北京新疆西藏青海甘肅內蒙古寧夏四川云南海南廣西貴州重慶陜西山西黑龍江吉林遼寧河北山東河南湖北湖南廣東江西福建安徽江蘇浙江香港臺灣澳門上海天津釣魚島赤尾嶼10000(含)以上4000(含) 5000(不含)2000(含) 4000(不含)1000(含) 2000(不含)1000(不含)以下無南海諸島196 000 000煤控研究項目9數據來源:中國統計年鑒2021圖1-2 山西省焦炭產量及占全國比重數據來源:中國統計年鑒、山西統計年鑒圖1-3 焦炭產量千萬噸以上的省份(萬噸)數據來源:中國統計年鑒0510152025020004000600080001
17、00001200020102011201220132014201520162017201820192020山西焦炭產量占比(%)山西焦炭產量(萬噸)山西山西焦炭產量占比020004000600080001000012000焦炭產量(萬噸)20152020山西陜西內蒙古新疆黑龍江安徽遼寧云南四川河北河南江蘇山東10碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究(2)呂梁是山西的焦炭主產區2020 年,呂梁市焦炭產量 2673.5 萬噸4,約占全省的 25.5%,位居全省第一。臨汾、長治也是省內焦炭生產的主要區域,分別占全省焦炭總產量的 17.3%、16.6%。全省 65% 左右的焦化企業分布在汾河流
18、域1。圖1-4 2020年山西省各市焦炭產量分布(萬噸)數據來源:山西統計年鑒 20211 注:課題組根據專家咨詢整理250027001400190010001400300以下無朔州市晉中市臨汾市呂梁市忻州市陽泉市大同市運城市長治市晉城市太原市煤控研究項目11(3)產能利用率上升至 70%山西省焦化行業產能不斷縮減,產能利用率不斷提升。2011-2020 年,山西焦化總產能從 1.6 億噸壓減至 1.47 億噸5,產能利用率從 57% 上升至 70% 左右。但與全國2020 年焦化產能利用率 77.5%3相比,山西焦化產能利用率仍然偏低,主要是由于山西焦化行業面臨產能過剩、環保要求減產限產等問
19、題。(4)以民營獨立焦化企業為主山西省焦化企業包括鋼焦配套企業和獨立焦化企業,其中獨立焦化產能占比 80% 以上,以民營企業為主體2。根據 2017 年頒布的山西省焦化產業布局意見,山西僅保留 12 家鋼鐵配套類焦化企業。1.2 消費情況(1)焦炭外銷量呈增長態勢2020 年,山西焦炭外調量 8303.9 萬噸,占當年產量的 79.1%;外調量較 2015 年增長 40.7%,較 2010 年增長 35.7%4。主要外銷河北、天津、山東、河南、江蘇等重點產鋼省份,輻射東北、西南省份3。2 注:課題組根據專家咨詢整理3 注:課題組根據專家咨詢整理12碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究圖1
20、-5 山西省焦炭外調量、消費量及外調量占產量比重(2)省內焦炭消費 96% 集中在鋼鐵行業2020 年,山西省內焦炭消費量 2699.0 萬噸4,占焦炭產量的 25.7%;消費量較2015 年增長 29.5%,年均增長 5.3%。其中鋼鐵行業是消費焦炭的主要行業,2020 年消費 2612.9 萬噸,占省內焦炭消費的 96.8%,比重較 2015 年提高 2.8 個百分點。圖1-6 山西省分行業焦炭消費情況數據來源:山西統計年鑒010203040506070809010002000400060008000100001200020102011201220132014201520162017201
21、820192020外調量占產量比重(%)山西焦炭外調量/消費量(萬噸)外調量消費量外調量占產量比重0%20%40%60%80%100%201520162017201820192020占比黑色金屬冶煉和壓延加工業化學原料和化學制品制造業煤炭開采和洗選業金屬制品業非金屬礦物制品業其他煤控研究項目131.3 行業發展面臨的問題(1)先進產能有待提高截至 2020 年,全省建成炭化室高度 5.5 米及以上大型機焦爐產能 6810 萬噸,占比 56.5%,較 2016 年增加 30 個百分點 , 較全國平均水平(62.7%6)低 6 個百分點;炭化室高度 4.3 米普通機焦爐產能 4710 萬噸,占比
22、39.1%;熱回收焦爐產能 541 萬噸,占比 4.5%4。 圖1-7 2020年山西省不同類型焦爐分布(2)資源綜合利用不足焦化行業可利用的余熱余氣資源包括:焦炭顯熱、焦爐煤氣、煙道氣顯熱、焦化初冷水顯熱7等。省內部分 4.3 米焦爐因涉及淘汰壓減、上大關小,未能開展技術改造,需盡快完善上大關小項目相關手續,推動項目建設,提高資源綜合利用能力5。4 注:課題組根據專家咨詢整理5 注:課題組根據調研整理分析熱回收焦爐,4.5%5.5m及以上大型機焦爐,56.5%4.3m普通機焦爐,39.1%14碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究(3)違法違規問題相對突出2021 年 7 月,中央環保督
23、察組反饋:一些焦化企業違法違規問題頻發,如金暉煤焦化公司等 9 個項目手續不全,擅自開工建設;晉茂煤化工等項目違法建成投產,大氣污染嚴重;太谷恒達煤氣化有限公司長期私開旁路直排煙氣,在線監測設施數據造假8;介休昌盛、平遙煤化公司違規取水等。(4)面臨人員就業安置問題焦化企業產能淘汰壓減、產能置換、上大關小、整體搬遷過程中,因人員整合、工作地點變動、提供就業崗位縮減等,會出現部分員工失業等問題,需及時解決好人員就業安置問題。根據調研了解,焦爐大型化可能使企業就業崗位縮減 25% 以上6。6 注:課題組根據調研整理分析2能源消費及碳排放情況16碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究2.1 能源
24、消費情況(1)能源消費呈增長趨勢2020 年,焦化行業能源消費量 1958.2 萬噸標煤,較 2015 年增長 43.3%;占全省能源消費總量的 9.3%,位居第 5,僅次于鋼鐵、煤炭、化工、人民生活及其他;比重較 2015 年提高 2.3 個百分點。能源消費品種主要包括煤炭、電力、汽油、柴油和天然氣等。圖 2-1 2015-2020年山西省焦化行業能源消費情況數據來源:山西省統計年鑒(2)煤炭消費位居全省第二2020 年,焦化行業消費煤炭 1.3 億噸,占全省煤炭消費的 35.6%,位居全省第二,僅次于電力行業?!笆濉逼陂g,煤炭消費量較 2015 年增長 31.2%,煤炭消費比重較 20
25、15 年增加 2.2 個百分點。焦化行業單位產品煤耗在 1.2-1.3 噸,耗煤環節主要是焦爐煉焦環節,因產業特性,單位產品煤耗降低空間有限。01234567891005001000150020002500201520162017201820192020比重(%)焦化行業能源消費總量占全省能源消費總量比重能源消費量(萬噸標煤)煤控研究項目17圖 2-2 2015-2020年山西省焦化行業煤炭消費情況數據來源:山西省統計年鑒2.2 碳排放情況(1)焦化行業碳排放量呈增長趨勢據課題組測算,2020 年山西焦化行業碳排放量約為 4327.7 萬噸,較 2015 年增長 41.2%;占全省碳排放總量的
26、 8.2%7。其中山西焦化行業化石能源消費產生的直接碳排放占行業碳排放總量的 86.1%,電力消費產生的間接碳排放占行業碳排放總量的13.9%。依據公開的統計數據和調研結果,燃煤鍋爐煤炭消費、電力消費、焦爐煤氣燃燒是排放重點8。7 注:核算基礎數據來自山西統計年鑒的“分行業能源消費總量”;核算邊界包括不同品種的化石能源消費產生的直接排放(即能源活動的二氧化碳)以及電力消費的間接排放。8 注:課題組根據調研整理分析293031323334353602000400060008000100001200014000201520162017201820192020比重(%)煤炭消費量(萬噸)焦化行業煤炭
27、消費量(萬噸)占全省煤炭消費的比重18碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究圖2-3 2015-2020年山西省焦化行業碳排放總量及比重變化趨勢數據來源:課題組測算煤炭消費是焦化行業碳排放的主要來源。2015-2020 年,煤炭消費產生的碳排放占行業碳排放總量的比重從 88.7% 下降至 85.8%,電力消費產生的碳排放占行業碳排放總量的比重從 10.9% 增長至 13.9%。圖 2-4 2015-2020年山西省焦化行業碳排放結構數據來源:課題組測算0123456789100100020003000400050006000201520162017201820192020焦化行業碳排放量(
28、萬噸)碳排放量(萬噸)碳排放占比(%)焦化行業碳排放在全省碳排放的占比(%)0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%201520162017201820192020碳排放比重煤炭油品天然氣電力煤控研究項目19(2)企業碳排放強度差異明顯山西焦爐類型包括常規機焦爐和熱回收焦爐,以常規機焦爐為主;炭化室高度包括4.3 米、5.5 米、6.25 米、7 米等。以煉焦(含熄焦)、煤氣凈化、環保等工序為核算邊界,考慮焦爐煤氣和柴油等化石能源消費直接碳排放、工業生產過程產生的直接碳排放、外購電力和熱力消費產生的間接碳排放,可知單位產品碳排放量為 0.26-0.55 噸二氧化碳 /
29、 噸焦9。因熱回收焦爐的煤氣在爐內直接燃燒,不存在焦爐煤氣回收利用,較常規機焦爐碳排放強度大。大型焦爐工業設備水平高,資源綜合利用水平高,碳排放強度低于4.3 米焦爐。圖2-5 焦化企業碳排放示意圖9 注:課題組測算炭化室燃燒室CO2工業過程煤氣凈化回收管式爐煤氣凈化工序焦炭外供濕熄焦荒煤氣焦油、粗苯外供焦爐煤氣外供脫硫過程環保工序脫硫煙氣入爐煤其他配料其他燃氣煉焦工序焦爐煤氣回爐燃燒外購電力、熱力(各工序)外購油間接CO2車燃油CO2直接排放間接排放CO2工業過程燃氣燃燒CO2燃氣燃燒CO2CO220碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究表2-1 山西省典型企業基本情況序號企業類型焦爐類
30、型炭化室高度(米)能源消費品種電力來源熱力來源單位焦炭二氧化碳排放量(tCO2/t)企業1獨立焦化常規機焦爐6.25洗精煤、柴油、液化天然氣、電力、熱力以及自產焦爐煤氣外購、干熄焦余熱發電干熄焦余熱鍋爐、脫硫脫硝余熱鍋爐0.266企業2獨立焦化常規機焦爐4.3洗精煤、柴油、電力、熱力以及自產焦爐煤氣外購外購、焦爐余熱回收0.291企業3鋼鐵焦化聯合常規機焦爐6.25&7洗精煤、 高爐煤氣、柴油、電力、熱力以及自產焦爐煤氣外購、干熄焦余熱發電外購、焦爐余熱回收0.383企業4獨立焦化熱回收焦爐2.8洗精煤、柴油、汽油、電力以及熱力外購外購、焦爐余熱回收0.549數據來源:課題組測算(3)多因素影
31、響企業碳減排 焦爐自身因素影響現行部分焦爐運行時間長,與新工藝、新設備存在一定差距。企業雖不斷實施節能技術改造,但由于焦爐本身原因,能耗相對偏高,在同等水平下,企業碳排放量偏高,現有減排空間較小,未來減排壓力較大。 環保深度治理影響山西焦化行業推行超低排放改造,實施環保深度治理,一定程度上會增加耗電設施。短期內,在減少污染物排放的同時也會增加能耗,導致企業碳排放總量增加。另外受重污染天氣影響,焦化企業部分時間處于限產燜爐狀態,后續環保治理設施存在處理能力與實際需求不匹配的情況,造成資金投入和設施設備的浪費,增加企業能耗與碳排放強度。從長期看,山西焦化行業隨著可再生能源進一步的發展,有望實現減污
32、降碳協同效應。煤控研究項目21 經濟效益影響隨著企業節能減排改造工作的深入推進,未來節能空間不斷壓縮,節能減排的邊際投入進一步增加,若企業經濟效益下行,節能技改資金無法落實,會影響企業后續投入力度。 企業碳排放管理影響焦化行業尚未納入全國碳交易范圍,也未納入碳核查范圍,企業對碳排放的相關政策、知識等了解相對欠缺,缺乏專業的碳排放管理人才。且企業能源計量管理不到位,能源計量設備的配備率和精度基本符合要求,但仍無法滿足能源和碳排放的精細化管理。 公共基礎設施配套影響企業周邊基礎設施有待完善,據調研,部分焦化企業暫無直通廠區的鐵路運輸路線,難以實現大宗物料和產品的清潔運輸;且因管線鋪設不足、無消納對
33、象等原因造成企業余熱資源浪費。3焦化行業碳排放峰值目標探討煤控研究項目233.1 行業發展趨勢判斷山西作為重要的焦炭生產基地,在保障自身焦炭需求的同時,也是焦炭的主要供給基地,為全國鋼鐵行業發展提供強有力的能源保障。未來 5 年是山西焦化行業轉型發展的關鍵期,立足新發展階段,基于碳達峰、碳中和、減污降碳協同治理等新要求,焦化行業將面臨幾大趨勢:(1)焦化產能仍將過剩?!笆奈濉背跗?,國家、山西相繼出臺多項政策,從環境、水耗、能耗、煤耗等方面提出嚴把兩高項目準入關,嚴格控制焦化總產能。雙碳目標下,隨著鋼鐵消費量下降和電爐鋼的發展,以及氫冶金等新技術應用,焦炭消費將呈逐漸下降趨勢1,會導致未來焦化
34、產能過剩局面進一步擴大。(2)先進產能將快速增加?!笆奈濉逼陂g,山西省焦化行業裝備水平處于動態優化調整階段,將全面推進 4.3 米焦爐淘汰壓減任務,4.3 米焦爐將直接淘汰或通過“上大壓小”、產能置換成大機焦。山西省工信廳備案的焦化項目顯示,升級改造的焦化項目炭化室高度均為 6 米以上大型焦爐。(3)行業綠色化轉型成為大勢所趨。綠色低碳是山西焦化行業轉型發展的核心,也是實現高質量發展的關鍵。山西作為全國最大的焦炭生產基地,各項綠色低碳指標應在全國起到引領作用。山西省的“十四五”規劃和 2035 年遠景目標中,提出“全面建設國家綠色焦化產業基地”、“推進焦化企業超低排放”,山西焦化企業要在 2
35、023 年 10月底前全面完成超低排放改造。3.2 情景設置本研究基于焦炭的總體供需平衡開展自下而上分析,行業碳排放達峰測算思路如下:24碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究圖3-1 焦化行業碳達峰目標測算思路基于全國未來鋼鐵產業發展趨勢91011121314,根據山西省未來焦化產業發展政策規劃,考慮先進產能比重、能耗水平下降、能源利用結構優化等因素,本研究設置基準、低碳和強化低碳三種情景,具體參數見下表:表3-1 不同情景下山西焦化行業碳排放預測主要參數設定情景名稱參數名稱基準年關鍵參數2020202520302035204020502060情景1:基準情景全國粗鋼產量 (億噸)10.
36、610.598.5875.5電爐鋼產量占比10.30%15%20%25%30%35%40%氫冶金產量占比00宏觀鋼焦比0.50.5山西焦炭產能 (萬噸)14660146601466014660840071095156山西焦炭產量比重22.3%23%23%23%24%25%25%能耗水平(kgce/t)142(2019年)127120110105100100能源利用結構11%可再生能源電力基本保持不變11%電力使用可再生能源情景2:低碳情景全國粗鋼產量 (億噸)10.610.598.5875.5焦炭產量*噸焦碳排放量其他行業焦炭需求鋼鐵行業焦炭需求山西外送焦炭需求山西自用焦炭需求鋼鐵需求趨勢電爐
37、鋼發展趨勢氫冶鋼發展趨勢山西全國焦炭產能裝備水平能耗水平能源利用結構供給側需求側自下而上山西焦化行業CO2排放量山西焦炭總需求煤控研究項目25(接上表)電爐鋼產量占比10.30%15%20%25%30%35%40%氫冶金產量占比0003%5%10%15%宏觀鋼焦比0.50.480.430.40.40.380.38山西焦炭產能 (萬噸)14660146601466014660624045722939山西焦炭產量比重22.3%23%23%23%24%25%25%能耗水平(kgce/t)142(2019年)1251151051009896能源利用結構11%可再生能源電力能源利用結構有所優化29.2%
38、電力使用可再生能源40%電力使用可再生能源50%電力使用可再生能源55%電力使用可再生能源70%電力使用可再生能源80%電力使用可再生能源情景3:強化低碳情景全國粗鋼產量 (億噸)10.610.598.5875.5電爐鋼產量占比10.30%20%25%30%35%40%50%氫冶金產量占比003%5%8%15%25%宏觀鋼焦比0.50.480.430.40.40.350.35山西焦炭產能 (萬噸)14660146601466014660547234451504山西焦炭產量比重22.3%23%23%23%24%25%25%能耗水平(kgce/t)142(2019年)125115105100959
39、0能源利用結構11%可再生能源電力能源利用結構明顯優化30%電力使用可再生能源45%電力使用可再生能源55%電力使用可再生能源70%電力使用可再生能源80%電力使用可再生能源90%電力使用可再生能源26碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究3.3 峰值探討基準情景下,山西焦化行業碳排放于 2025 年達峰,峰值為 5132 萬噸;低碳情景下,山西焦化行業碳排放于 2024 年達峰,峰值為 4944 萬噸;強化低碳情景下,山西焦化行業碳排放于 2023 年達峰,峰值為 4678 萬噸?!笆奈濉背跗谑巧轿鹘够袠I動態優化調整階段,考慮焦化行業轉型的經濟投入、人員安置、時間周期等問題,報告推薦
40、選取低碳情景,即山西焦化行業將于 2024 年左右達峰,峰值約為 4944 萬噸。圖3-2 不同情景下山西省焦化行業碳排放測算(單位:萬噸)數據來源:課題組測算低碳情景下,2060 年山西焦化行業仍將排放二氧化碳 582 萬噸,需通過碳捕集利用技術、碳匯等負碳技術實現中和。與低碳情景下的峰值相比,全國粗鋼需求減少帶來的山西焦炭產量下降,可減排 36%;鋼鐵行業電爐鋼發展減少焦炭需求,可減排 21%;氫冶金技術發展,可減排 11%;節能減排技術推廣應用可減排 20%,合計減排 88%。01000200030004000500060002015201620172018201920202021202
41、22023202420252026202720282029203020312032203320342035204020502060碳排放量(萬噸)基準情景低碳情景強化低碳情景煤控研究項目27圖3-3 低碳情景下山西焦化行業碳排放各因素的影響數據來源:課題組測算0100020003000400050006000201520162017201820192020202120222023202420252026202720282029203020312032203320342035204020502060碳排放量(萬噸)產量變化電爐鋼氫冶金節能減排技術負碳技術、全國統籌全國粗鋼需求變化導致焦炭產量變化
42、:36%節能技術:20%下游氫冶金技術:11%下游電爐鋼:21%負碳技術、全國統籌:12%4“雙碳” 背景下焦化行業轉型發展路徑煤控研究項目294.1 優化焦化產能結構提高先進產能比重?!笆奈濉逼陂g,嚴格控制焦化產能在 14660 萬噸以內。按照焦化產能優先壓減淘汰標準,逐步淘汰 4.3 米焦爐,爭取 2023 年全面淘汰炭化室高度4.3 米焦爐。分類處置焦化項目,嚴格論證擬建項目的必要性、可行性,提高新建項目準入門檻,加快推進符合開工建設要求的大機焦項目,爭取 2025 年先進產能比重達到95% 以上,提高山西焦化行業整體競爭力。優化焦化產能布局。借助焦化產業“上大關小”“上新壓舊”契機,
43、打破區域障礙,重新優化調整焦化產能布局,推動在汾河谷地污染較為嚴重區域的焦化企業,按照大氣擴散條件、環境承載能力、經濟發展水平等要素進行合理轉移或布局建設,盡量遠離汾河谷地。鼓勵臨汾市平川區域焦化產能向浮山縣、古縣等地轉移,晉中市太谷區焦化產能向介休市、靈石縣等地轉移,長治市壺關縣焦化產能向黎城縣轉移,呂梁市離石區、柳林縣焦化產能向中陽縣轉移,實現焦化產業高質量集約發展。4.2 提升焦化低碳發展水平推廣應用成熟的節能低碳技術。制定焦化企業節能減碳技術推廣應用清單(見附件1),指導企業對照技術清單,深挖節能減碳潛力。力爭到 2025 年,全省焦化行業焦炭單位產品能耗整體降至 125kgce/t
44、以內。建議山西省“十四五”期間,重點鼓勵推廣應用大型焦爐用新型高導熱高致密硅磚節能技術、焦爐正壓烘爐技術、初冷器余熱回收技術、焦爐煙氣余熱回收技術、焦爐煙氣凈化及余熱回收一體化技術、煤自動化調濕技術、焦爐加熱優化控制及管理技術、高溫高壓干熄焦余熱發電技術等。30碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究表4-1 焦化行業重點推廣應用的節能減碳技術的減排效益序號技術名稱單位投資碳減排量(tCO2/萬元)1初冷器余熱回收技術30.62焦爐煙氣余熱回收技術17.43焦爐煙氣凈化及余熱回收一體化技術13.04高溫高壓干熄焦余熱發電技術6.85焦爐上升管荒煤氣高溫顯熱高效高品位回收技術2.56大型焦爐用
45、新型高導熱高致密硅磚節能技術70.67焦爐正壓烘爐技術35.88煤自動化調濕技術10.79焦爐加熱優化控制及管理技術7.110煤場全封閉自動化噴霧系統0.02鼓勵先進技術試點示范應用。根據國內先進技術梳理、典型項目分析(見附件 2),建議未來可示范應用搗固爐的碼垛煉焦技術、干熄焦爐體新型耐火材料開發與高效修復技術、焦爐煙氣分解酚鹽技術、脫硫廢液低品質硫磺制酸、脫硫脫氰廢液提鹽技術、焦化廠機器人巡檢等技術,推動焦化企業的低碳化、綠色化、智能化改造。力爭到 2030年,全省焦化行業焦炭單位產品能耗整體降至 115kgce/t 以內。優化焦爐煤氣利用方式。焦爐煤氣具備高氫低碳特性,主要成分是氫氣和甲
46、烷,并有少量的一氧化碳、二氧化碳、氮氣和其他烴類等。目前焦爐煤氣利用方式主要包括發電或供熱、制天然氣、制乙二醇、制氫等,前兩種方式應用較為普遍,但這兩種方式通過燃燒焦爐煤氣產生二氧化碳排放,而制天然氣和乙二醇均有固碳作用,制氫可獲取清潔能源。鼓勵采用“碳耦合”相關技術,開發“固碳”化工產品,推進氫能開發利用;優化焦爐煤氣利用方式,減少作為燃料利用的比例,優先發展高端高固碳率產品。煤控研究項目314.3 發展零碳負碳技術發展分布式光伏。焦化行業電力消費碳排放占行業碳排放總量的 12.8%,鼓勵焦化企業積極開展分布式光伏可行性研究,全面摸底企業內部可發展光伏的屋頂資源,充分利用煤棚、辦公樓等區域,
47、通過合同能源管理、自行建設運營等模式發展分布式光伏項目,提高企業綠電應用比例,降低電力消費方面的碳排放。開展碳捕集利用示范。焦爐煤氣中含有一定量的一氧化碳、二氧化碳和甲烷,經過一系列轉化后變成二氧化碳和氫氮氣,其中氫氮氣可作為合成氨原料使用,二氧化碳可通過脫碳裝置,再經過壓縮、精脫硫、預冷、干燥、余冷等工序得到合格液體二氧化碳產品,實現資源化再生利用。鼓勵焦化聯產企業率先開展碳捕集利用示范項目,運用捕集的二氧化碳作原料制取尿素。4.4 強化企業碳排放管理水平提高能源計量器具配備水平。按照GB17167-2006 用能單位能源計量器具配備和管理通則要求,提高進出主要次級用能單位、主要用能設備的能
48、源計量器具配備率,如焦化各工序的電能表、氣體流量表等,為精準核算各工序碳排放奠定基礎。建立碳排放核算體系。定期開展入爐煤元素分析、焦爐煤氣等氣體成分分析,采用實測值分析企業碳排放水平;借助“兩化”融合契機,增設企業碳排放核算功能,實現定期核算企業碳排放數據、自動識別碳排放關鍵環節和關鍵設備、碳排放監測預警等功能;及時跟蹤能耗高、碳排放高的環節,挖掘原因并進行整改,降低企業碳排放強度。組織開展碳排放能力建設。組織企業相關崗位人員,參與碳排放管理知識培訓,包括低碳政策、碳排放核算、碳排放監測、報告與核查、碳資產管理、碳交易等方面內容,全面提高企業碳排放管理人員業務能力。充分利用廣播、宣傳欄、標語、
49、講座等手段,積極宣傳節能減碳的方針、政策和科技知識,激發員工自覺行動力。建立碳排放管理制度。將碳排放管理工作納入企業能源管理部門實行統一管理,建立碳排放的管理制度,包括組織方式、負責部門、主要責任、工作流程、監測計劃等;建立企業碳排放管理檔案,及時將碳排放核算程序或碳排放核算表中的原始數據、核算結果存檔,并整理相關證明材料一并存檔;強化能源體系目標管理,從源頭管控碳排放,確保目標層層分解落實,建立獎懲機制確保目標落實到位。5政策建議煤控研究項目335.1 加快產業提檔升級步伐,發揮先進產能優勢山西焦化產業要立足全國,加快推進產業提檔升級,實現內涵集約式發展。開展焦化項目合規性核查,實施清單動態
50、管理;嚴格控制焦化總產能,嚴禁以任何名義、任何方式備案新增焦炭產能;分類淘汰壓減 4.3 米焦爐,加快推進大機焦項目建設,全面提升先進產能比重;對確有必要建設的焦炭產能,嚴格執行產能置換、煤炭消費減量、節能評估、環境影響評價等手續,確保新建焦爐達到國內先進水平。5.2 多措并舉推進節能減排,優化能源利用方式建立焦化項目動態管理清單,定期調度企業能源消費情況、節能減排技術改造情況,掌握重點技術普及情況;劃定焦炭單位產品能耗基準線,健全獎懲機制,倒逼企業開展技術改造;制定焦化行業節能減排技術清單,指引企業技術改造的方向;完善企業技術改造過程的容錯機制,鼓勵企業敢于嘗試新技術;開展焦化企業分布式光伏
51、試點工作,打造樣板焦化企業;簡化接網業務環節,推動分布式光伏盡快并網運行。5.3 設立焦化產業轉型資金,完善資金保障機制依托現有資金,探討設立焦化產業轉型專項資金,明確資金支持方向、支持范圍、申請條件、申請程序、監督方式等。資金支持方向可包括主動退出焦爐、深度實施節能減排、開展碳回收利用技術示范、發展分布式光伏等方面,提高企業積極性。34碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究5.4 強化焦化行業碳排放管理,助力高質量達峰鼓勵將碳排放影響評價納入環境影響評價,降低新建焦化企業的碳排放強度;將焦化行業納入碳排放核查范圍,摸清全省焦化行業碳排放底數,明確焦化行業碳排放特征,為碳排放交易奠定數據基
52、礎;建立焦化行業的低碳發展標準體系,實施分級管理,將低碳發展績效評價指標作為實施停限產的重要標準之一。5.5 加大轉型監管與扶持力度,保障平穩轉型強化政府監管與引導作用,組織開展雙碳戰略宣傳工作,將節能降耗減排意識內化于企業日常行動;加大企業碳排放管理的專業人才引進與培養力度,提高工作人員業務能力;指導退出企業妥善處理職工安置問題,完善職工再就業指導機制,保障行業平穩轉型。煤控研究項目35結語為客觀認識山西省焦化行業發展現狀,識別行業實現“3060”目標面臨的問題及瓶頸,探討行業高質量達峰、平穩轉型的實現路徑和政策建議,課題組深入實施調研、開展專家咨詢,完成本課題研究。在此特別感謝山西省焦化行
53、業協會等專家對本課題的重要指導。研究過程力求客觀公正,但難免有疏漏之處,敬請批評指正。報告內容為課題組獨立觀點,僅供參考,不代表其他方的任何觀點或立場。行而不輟 , 未來可期。希望本課題研究成果能夠為政府、企業和研究機構提供參考,也希望未來我們能夠匯聚更多專業的力量,開展持續性、基礎性的研究工作,為山西省全方位推動高質量發展,有序推動碳達峰碳中和工作提供更多研究成果。36碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究參考文獻1 中國煉焦行業協會 .焦化行業“十四五”發展規劃綱要(中焦協20211 號)EB/OL. 中焦協網 ,2021-1-8.2 山西省統計局 . 山西省 2020 年國民經濟和社
54、會發展統計公報 EB/OL.2021-3.3 國家統計局 . 中國統計年鑒 M. 北京 : 中國統計出版社 .4 山西省統計局 . 山西統計年鑒 M. 北京 : 中國統計出版社 .5 山西省工業和信息化廳 . 山西省工業和信息化廳貫徹落實中央生態環境保護督察“回頭看”反饋意見整改任務完成情況 EB/OL.2021-6-3.6 崔丕江. “十四五” 開啟建設現代焦化產業新征程EB/OL.中國冶金報,2020-12-23.7 中國鋼鐵行業余熱余壓回收利用途徑分析 EB/OL. 再生資源循環與經濟 .2014-5-30.8 生態環境部 . 中央第一生態環境保護督察組向山西省反饋督察情況 EB/OL.
55、2021-7-20.9 李新創 . 我國鋼鐵行業如何實現碳達峰碳中和?(上)EB/OL. 人大重陽 ,2021-06.10 楊帆 , 敖翀 , 華鵬偉等 . 碳達峰全景圖:新目標、新結構、新機遇 , 中信證券研究,2021-3-2. http:/ IEA (2020), Iron and Steel Technology Roadmap, IEA, Paris https:/www.iea.org/reports/iron-and-steel-technology-roadmap12 彭鋒 . 中國電爐鋼發展趨勢預測及建議 EB/OL.2020-11.13 于蒙蒙 . 鋼鐵行業加快發展電爐鋼勢
56、在必行 N. 中國證券報 ,2020-12-22.14 張龍強 , 于治民 . 國外氫冶金發展現狀分析 EB/OL. 冶金工業信息標準研究院 ,2020-06-09.煤控研究項目37附件表1 “十四五”期間,山西省焦化行業可推廣應用的節能減碳技術清單序號技術名稱主要技術內容典型項目適用 范圍建設規模投資額(萬元)節能量(tce/a)二氧化碳減排量(tCO2/a)單位投資碳減排量(tCO2/萬元)1初冷器余熱回收技術實現初冷器余熱利用的關鍵有循環水余熱利用技術(蒸汽、熱水兩用型制冷,采暖雙工況吸收式熱泵機組)、煤氣初冷器改造技術(2 段式 3 段式的循環水流程再造) 、 節水技術 (節水型冷卻塔
57、)年產160萬噸焦化荒煤氣產量為80000 Nm3/h58567771789130.62焦爐煙氣余熱回收技術高溫煙氣(1150)經保溫管道分別進入4臺余熱鍋爐,在余熱鍋爐內降溫換熱,降至185 排出余熱鍋爐,回收利用高溫煙氣熱量。200-400的低溫煙氣年產100萬噸的中型焦化廠125082362174317.43焦爐煙氣凈化及余熱回收一體化技術本技術一體化流程為焦爐煙氣 脫硝裝置 氣汽換熱器 增壓風機 濕法脫硫塔 塔頂煙囪排放。焦爐煙道采用自然排煙方式年產96萬噸搗固焦300014814.73911113.04高溫高壓干熄焦余熱發電技術用循環氣體冷卻紅熱焦炭,同時回收的顯熱產生高溫高壓蒸汽,
58、供企業使用或發電。150t/h干熄焦余熱發電項目干熄焦處理能力為150t/h22565390001534006.85焦爐上升管荒煤氣高溫顯熱高效高品位回收技術采用無應力復合間壁式螺旋盤管上升管換熱器結構,對焦爐上升管內排出的 800 高溫荒煤氣進行高效高品位顯熱回收,降溫幅度 150200,回收熱量可用于產生1.6MPa飽和蒸汽、或對蒸汽加熱至 400 以上、或產生260 的高溫導熱油,可替代脫苯管式加熱爐。年產130萬噸、5.5m搗固焦爐改造1座焦爐的 65孔上升管1445.4963636502.538碳達峰碳中和背景下山西焦化行業轉型發展研究序號技術名稱主要技術內容典型項目適用 范圍建設規
59、模投資額(萬元)節能量(tce/a)二氧化碳減排量(tCO2/a)單位投資碳減排量(tCO2/萬元)6大型焦爐用新型高導熱高致密硅磚節能技術采用高導熱高致密的硅磚替代傳統的硅磚耐火材料,提高炭化室硅磚的導熱性;采用掛釉爐門預制件替代傳統的粘土磚砌塊,提高焦爐爐門的密封性并有效減少熱輻射,從而減少燃料的消耗,達到節能目的。焦爐炭化室及爐門改造1座7m焦爐18004812012703770.67焦爐正壓烘爐技術焦爐正壓烘爐方法是利用專門的空氣供給系統和燃氣供給系統,通過向炭化室內不斷鼓入熱氣,使全爐在整個烘爐過程中保持正壓,推動熱氣流經炭化室、燃燒室、蓄熱室、煙道等部位后從煙囪排出,使焦爐升溫至正
60、常加熱(或裝煤)溫度,整個烘爐過程實現自動控制。2座6.78米搗固焦爐年產焦炭180萬噸36048801288335.88煤自動化調濕技術采用焦爐煙道廢氣對原料煤進行分級及適度干燥處理。廢煙氣溫度180日處理9062.4t原煤10319922611088010.79焦爐加熱優化控制及管理技術采用爐頂立火道自動測溫技術,對焦爐溫度進行精細檢測,采用自主研發的控制算法,對焦爐加熱煤氣流量及分煙道吸力進行精確調節,每兩個交換周期調節1次,調節周期短,有助于減少爐溫波動,改善了焦爐溫度的穩定性,可節省焦爐加熱煤氣量2%以上。4座JN60型焦爐建設2套焦爐加熱控制及管理系統806205456957.11
61、0煤場全封閉自動化噴霧系統采用自動粉塵濃度檢測系統,配套自動化噴霧裝置,隨時對煤場空間粉塵濃度進行檢測,等濃度過高時,自動啟動噴霧裝置,在短時間內降低煤粉濃度。所有焦化企業13萬平方米煤場封閉1200064.032000.02資料來源:課題組根據專家咨詢、企業調研整理煤控研究項目39表2 “十五五”期間及以后鼓勵應用的節能減碳技術清單序號技術名稱主要技術內容1搗固爐的碼垛煉焦技術該技術利用超高壓排氣排水原理,實現高密度、低水分、智能化、清潔化、節能煉焦,該技術可適用于 5.5m、6.3m、 7m、7.63m 等不同規格焦爐的改造及新建項目。2干熄焦爐體新型耐火材料開發與高效修復技術干熄爐斜道區
62、用以紅柱石為主要原料的高性能耐火材料,連續使用壽命超過5年;干熄爐冷卻室用抗剝落耐磨長壽命復合材料,使用壽命10年以上;干熄焦爐體砌體優化技術,開發了爐口嵌入式磚槽結構,環形氣道磚體咬合與鏈式組合結構,斜道支柱雙側磚咬合結構,解決了水封槽運行周期短、環形氣道鼓肚和倒塌、斜道支柱結構穩定性差等技術難題;爐體系列修復技術,形成多段立體式吊頂維修、抗沖刷耐磨材料噴涂技術,顯著提高干熄焦爐維修效率及其壽命。3焦爐煙氣分解酚鹽技術擺脫間歇式洗滌操作復雜、勞動強度大、中間產品質量不穩定、物料損耗較大等缺點,同時節約了濃硫酸,解決了硫酸鈉廢液外排污染環境的難題。而二氧化碳分解工藝中產生的Na2CO3溶液又可
63、直接用于焦油蒸餾系統加堿及回到焦油氨水分離系統,實現了無廢水、廢渣排放,對周圍環境尤其是土壤、水質的質量改善有著重要意義,具有很高的環保效益。4脫硫廢液-低品質硫磺制酸一次性解決了HPF、PDS等焦爐煤氣氨法濕式氧化脫硫工藝產生的低品質硫磺的回收利用及脫硫副鹽廢液的后處理問題,硫資源得到有效利用,脫硫副鹽廢液得到無害化處理;焚燒爐采用兩段控制焚燒工藝,可有效減少SO3及NOx的生成;采用濕法凈化工藝脫除 SO2中的有害雜質,凈化效率更高,保證轉化工序催化劑的催化活性,延長催化劑使用壽命。5脫硫脫氰廢液提鹽和提鹽技術優化采用各組成成分的物理化學特性,利用三元相圖中各物質結晶條件不同,采用專有的節
64、能措施并成功應用于硫氰酸鹽與多銨鹽生產過程,為連續熔硫提供了條件,且能耗低、維護費用低。6旋轉式蓄熱式氧化爐(RTO)在焦化行業揮發性有機物(VOCs)末端治理應用采用三塔RTO爐焚燒處理焦化廠化產區域各工段無組織揮發廢氣,焚燒系統中溫度維持在850 900 ,并保證爐內結構以及蓄熱磚可以長期耐受1100 ,燃燒廢氣在焚燒系統中停留時間不低于 1.2 s,燃燒廢氣中VOCs的去除效率99%,處理后的廢氣排放溫度約110 -120 。7焦化蒸氨廢水無膜工藝零排放解決方案對焦化廢水經過初始蒸氨后,直接把焦化廢水回收用于煉鋼轉爐除塵系統,利用轉爐塵、氣在高溫條件下進一步降解焦化廢水中的各種污染物,再
65、出水經過絮凝沉降、過濾、水質穩定等工序,達到轉爐除塵水的水質要求,然后再在煉鋼轉爐除塵系統中循環使用。這樣不僅可以降低處理成本,還達到了焦化廢水“零排放”的目的,同時更節約了大量的工業用水。8利用焦化廠剩余氨水脫除焦爐煙囪廢氣中NOx的方法氧化劑與凈化后的剩余氨水在剩余氨水槽中混合,將混合所得脫硝反應液從并聯的兩個鼓泡反應器中的第一鼓泡反應器上部送入,除塵后的焦爐煙囪廢氣從其底部通入,氧化吸收反應生成脫硝廢液和脫硝廢氣,脫硝廢液從其下部排出。從下部排出的脫硝廢液送入蒸發結晶器制取硝酸鹽,其余送入剩余氨水槽中循環使用。9焦化廠機器人巡檢焦爐地下室加熱系統每半小時都需要將加熱廢氣與新鮮氣進行置換,達到持續且低能耗加熱的目的,操作工每半小時就要對地下室進行巡檢,查看設備有無換向異常情況。由于地下室相對封閉,存在高溫、煤氣殘留等因素,安全風險較高。防爆巡檢機器人的上崗,節省了人力,提高了安全系數,把原來繁忙的巡檢工段變成了如今的無人自動作業區。資料來源:課題組根據專家咨詢、企業調研整理