化工節(jié)能減排手冊

化工節(jié)能減排手冊

《貴州省中小企業(yè)節(jié)能減排知識手冊》

貴州省科技廳

貴州大學(xué)

二。。八年五月

第十章化學(xué)工業(yè)的節(jié)能減排

1.化工行業(yè)現(xiàn)狀簡介

1.1化工行業(yè)現(xiàn)狀

化學(xué)工業(yè)是我國重要的基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè)，是國民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)

業(yè)，化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)各部門配套服務(wù)、支援農(nóng)業(yè)與國防建設(shè)等方

面發(fā)揮著越來越重要的作用。

改革開放20多年來，我國化學(xué)工業(yè)已形成鹽化工、煤化工、石

油化工、酸堿、林產(chǎn)化工等20多個行業(yè)的完整的工業(yè)體系，化工產(chǎn)

品的品種與規(guī)格達(dá)4萬多個，電石、燃料、合成氨、化肥、純堿躍居

世界第一；農(nóng)藥居世界第二；乙烯、輪胎、涂料、合成材料等也名列

前茅?？傊覈F(xiàn)已進(jìn)入世界石油與化工生產(chǎn)、消費大國行列。但

由于工藝技術(shù)及裝備與國際水平相比相對落后，化工行業(yè)不僅是我國

耗能大戶，也是環(huán)境污染大戶。

我國化學(xué)工業(yè)每年消耗的煤炭1億多噸，天然氣100多億立方米,

原鹽3800多萬噸，化學(xué)礦近6000萬噸，天然橡膠近170萬噸。但化

石資源人均占有量很低，人均石油儲量只有世界平均水平的1/8,天

然氣僅為1/25,只有煤的人均儲量與世界水準(zhǔn)接近。石油、天然氣供

求矛盾突出已成為制約我國化學(xué)工業(yè)進(jìn)展的“瓶頸”因素之一。據(jù)最新

的全國礦產(chǎn)資源儲量套改統(tǒng)計結(jié)果，磷礦等8種要緊化工礦產(chǎn)資源可

利用的基礎(chǔ)儲量不足該類礦產(chǎn)總量的1/3,低于全國各類礦產(chǎn)資源的

平均水平。資源狀況不容樂觀已經(jīng)成為影響我國化學(xué)工業(yè)未來進(jìn)展的

重要因素。然而，資源的消耗卻是巨大的。

化工行業(yè)年排放工業(yè)廢水30億噸，工業(yè)廢氣14億nA產(chǎn)生的固

體廢棄物8400萬噸，分別占全國工業(yè)“三廢”總排放量的16%、7%與

5%,位居第一、第四與第五位。

1.2貴州省化工行業(yè)現(xiàn)狀

貴州省是西南地區(qū)的資源大省，依托其豐富的磷、煤、鋁、鋼等

礦產(chǎn)資源形成了以磷復(fù)肥、黃磷、領(lǐng)鹽為主導(dǎo)產(chǎn)品的化學(xué)工業(yè)模式。

貴州高濃度磷復(fù)肥、黃磷、欽鹽工業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)與裝置水平、生

產(chǎn)能力等方面在國內(nèi)已經(jīng)占有不可替代的重要地位，在國際同行中也

享有較高的知名度。貴州現(xiàn)已建成全國最大的磷化工基地與鋼鹽生產(chǎn)

基地；磷酸二核產(chǎn)量居全國第一，目前占全國總產(chǎn)量的25%以上；

黃磷產(chǎn)量居全國第二，約占全國產(chǎn)量的25%；碳酸鋼產(chǎn)量約占全世

界消費量的50%,是世界上最大的生產(chǎn)與出口基地，2004年出

口量超過25萬噸。貴州高濃度化肥的生產(chǎn)技術(shù)已達(dá)到國際先進(jìn)水

平，對全國高濃度磷復(fù)肥的進(jìn)展起到了很大的促進(jìn)作用。

據(jù)不完全統(tǒng)計，貴州化學(xué)工業(yè)2004年全行業(yè)銷售收入約為174

億元，較“九五”末2000年全行業(yè)銷售收入60億元，凈增114億元，

約占2004年全省GDP的10%,約占全省工業(yè)銷售收入的16%。

2004年貴州省化工行業(yè)出口創(chuàng)匯達(dá)2.5億美元。2004年貴州省磷化

工，包含磷復(fù)肥、黃磷、磷酸鹽與磷礦石的銷售總收入約80億元，

占全省化工行業(yè)銷售收入近一半，已經(jīng)成為貴州省支柱產(chǎn)業(yè)之一。其

次是橡膠制品銷售收入近30億元，也占有較大比重。

近十年貴州省化工行業(yè)高速進(jìn)展，培養(yǎng)了一批大型骨干企業(yè)，初

步形成了“開陽一息烽一修文一貴陽”與“龍里一貴定一福泉一甕安一

都勻“兩條磷化工產(chǎn)業(yè)帶及清鎮(zhèn)、六盤水為中心的煤化工區(qū)，確立了

貴州磷化工在國內(nèi)的優(yōu)勢地位。到2004年，貴州省銷售收入或者產(chǎn)

值達(dá)到、超過30億元的企業(yè)已有貴州宏福實業(yè)開發(fā)總公司與貴州輪

胎股份有限公司等兩戶企業(yè)；銷售收入或者產(chǎn)值超過10億元的企業(yè)

有貴州赤天化（集團(tuán)）有限公司、貴州開磷（集團(tuán)）有限公司、貴州西洋

肥業(yè)、貴州遵義堿廠、貴州華能焦化制氣有限公司、貴州紅星等七家。

貴州省化工要緊以重化工為主，"三廢''排放多，環(huán)保壓力大，遠(yuǎn)

未達(dá)到循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式的要求。以磷化工為例，估計到2010年貴州高

濃度磷肥生產(chǎn)能力將達(dá)到200萬噸，達(dá)產(chǎn)后每年排出磷石膏將達(dá)到

1200萬噸；黃磷生產(chǎn)能力將達(dá)到40萬噸，每年排出磷渣將達(dá)350萬

噸，兩者共計1550萬噸。現(xiàn)在這些“工業(yè)垃圾”只少量用于生產(chǎn)水泥、

水泥緩凝劑、磷石膏墻體材料等，其余的均置于喳場堆存，若不加大

利用力度，將對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重危害。

2.化工行業(yè)節(jié)能技術(shù)

化學(xué)工業(yè)是能源消耗與三廢排放的重點產(chǎn)業(yè)，也是進(jìn)展循環(huán)經(jīng)

濟(jì)、節(jié)能減排潛力很大的行業(yè)?；瘜W(xué)工業(yè)的要緊高耗能產(chǎn)業(yè)是化肥、

黃磷、電石、燒堿等。

2.1電石工業(yè)

2007年修訂的電石行業(yè)準(zhǔn)入條件規(guī)定，新建電石企業(yè)電石爐初始

總?cè)萘縿?wù)必達(dá)到1。萬千伏安及以上，其單臺電石爐容量N2.5萬千伏

安c新建電石生產(chǎn)裝置務(wù)必使用密閉式電石爐，電石爐氣務(wù)必綜合利

用c鼓勵新建電石生產(chǎn)裝置與大型乙烘深加工企業(yè)配套建設(shè)。

現(xiàn)有生產(chǎn)能力1萬噸(單臺爐容量5000千伏安)下列電石爐與敞

開式電石爐務(wù)必依法淘汰。2010年底往常，依法淘汰現(xiàn)有單臺爐容量

5000千伏安以上至12500千伏安下列的內(nèi)燃式電石爐。

為電石行業(yè)開展清潔生產(chǎn)提供向?qū)У摹肚鍧嵣a(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)-電石行業(yè)

(HJ/T430-2008)》已公布，并將于今年8月1日起實施。該標(biāo)準(zhǔn)將清

潔生產(chǎn)指標(biāo)分為六類，即生產(chǎn)工藝與裝備要求、資源能源利用指標(biāo)、

產(chǎn)品指標(biāo)、污染物產(chǎn)生指標(biāo)(末端處理前)、廢物回收利用指標(biāo)與環(huán)境

管理要求。其中每一類又分成三個級別，一級代表國際清潔生產(chǎn)先進(jìn)

水平，二級代表國內(nèi)清潔生產(chǎn)先進(jìn)水平，三級代表國內(nèi)清潔生產(chǎn)基本

水平。

(1)節(jié)能目標(biāo)

《清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)―電石行業(yè)(HJ/T430-2008)》規(guī)定，每生產(chǎn)1

噸電石，標(biāo)煤消耗至少低于L2噸，電爐電耗至少低于3400千瓦時/

噸，焦炭單耗至少低于0.63噸，石灰單耗至少低于1.05噸，水的單耗

至少低于2噸；每千克電石的平均發(fā)氣量至少大于280立升；而廢物的

利用率均要求達(dá)到10。%。

(2)節(jié)能技術(shù)

密閉式電石爐是指CO氣體務(wù)必綜合利用，正常生產(chǎn)時不同意爐

氣直排或者點火炬。

①新建密閉式電石爐，容量務(wù)必在1.65萬kVA以上，同時配套

爐氣余熱回收利用裝置。高溫爐氣不同意直接排放。改擴(kuò)建新增電石

爐生產(chǎn)規(guī)模不得小于年產(chǎn)4.5萬噸，除電力有余、外送困難地區(qū)，新

建電石爐容量要盡可能在15000千伏安以上。改、擴(kuò)建項目應(yīng)使用節(jié)

能型新工藝與高效設(shè)吝。禁止再建敞開式電石爐。電石爐使用自焙煤

磚做爐襯。

②推廣爐氣干法凈化，回收利用電石爐氣，大中型電石爐使用

配料密閉與自動上料系統(tǒng)，使用空心電極生產(chǎn)技術(shù)。

③現(xiàn)有單臺爐容量1.25千伏安及以上的內(nèi)燃式電石爐，2010年

底往常務(wù)必改造為合格的內(nèi)燃式電石爐，鼓勵改造為密閉式電石爐。

改造的電石爐要求使用先進(jìn)成熟技術(shù)，保證電石爐的安全、穩(wěn)固與長

周期運(yùn)轉(zhuǎn)。合格的內(nèi)燃式電石爐具體要求如下：

a）內(nèi)燃式電石爐爐蓋四周僅留有操作孔與觀察孔，開孔面積占

爐蓋表面積的10%下列。

b）使用原料破碎、篩分、烘干設(shè)備，確保原料粒度、水分達(dá)到

工藝要求。

c）使用自動配料、加料系統(tǒng)。

d）電極升降、壓放、把持系統(tǒng)務(wù)必使用先進(jìn)的液壓自動調(diào)節(jié)系

統(tǒng)，使電極操作平穩(wěn)，安全穩(wěn)固可靠。

e）使用微機(jī)等先進(jìn)的操縱系統(tǒng)。

2.2燒堿及下游產(chǎn)業(yè)鏈

（1）節(jié)能目標(biāo)

燒堿工業(yè)2010年，噸燒堿能耗（隔膜法、離子膜法加權(quán)平均），由

2000年的1435kg標(biāo)準(zhǔn)煤降為1400kg標(biāo)準(zhǔn)煤。2020年,降為1300kg標(biāo)

準(zhǔn)煤。

（2）節(jié)能技術(shù)

①進(jìn)展離子膜法生產(chǎn)技術(shù)：離子膜電解制堿具有節(jié)能、產(chǎn)品質(zhì)

量高、無汞與石棉污類的優(yōu)點。

我國將不再建設(shè)年產(chǎn)1萬噸下列規(guī)模的燒堿裝置，新建與擴(kuò)建工

程應(yīng)使用離子膜法工藝。2010年，由2000年的24.8%提高到49%左右,

2020年，提高到75%。淘汰汞法燒堿工藝。

假如我國的隔膜法制堿改造100萬噸為離子交換膜法制堿，綜合

節(jié)能可節(jié)約標(biāo)煤412萬噸。

②使用擴(kuò)張陽極、改性隔膜技術(shù)改造的金屬陽極(DSA)隔膜電解

槽c這是近年來氯堿工業(yè)中電解過程改進(jìn)的新技術(shù)。理論上，使用擴(kuò)

張陽極與改性隔膜每噸堿可節(jié)約直流電147kWh,經(jīng)濟(jì)效益十分可

觀C

③使用大型可控硅整流機(jī)組；有載調(diào)壓一變壓一整流機(jī)組與計

算機(jī)操縱技術(shù)；提高鹽水質(zhì)量，實現(xiàn)長周期穩(wěn)固運(yùn)行；

④液體燒堿蒸發(fā)技術(shù)(三效逆流改造三效順流)。使用三效逆流比

三效順流可更充分合理地利用加熱蒸汽的熱量，生產(chǎn)每噸堿可節(jié)約蒸

汽一噸。

⑤高速自然強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器。使用高速自然強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器，

可節(jié)約400萬?500萬噸蒸汽，全國按節(jié)約強(qiáng)制循環(huán)泵每噸堿節(jié)電

30kWh,全行業(yè)年節(jié)電1.5億kwho

⑥滑片式高壓氯氣壓縮機(jī)。使用滑式高壓氯氣壓縮機(jī)耗電

85kWh,與傳統(tǒng)的液化工藝相比，全行業(yè)年可節(jié)電23750萬kwh,同

時還可減少大量的“三廢”排放。堿廠現(xiàn)有納氏泵應(yīng)逐步更新為壓縮

機(jī)C

(3)下游產(chǎn)業(yè)鏈節(jié)能技術(shù)(附加PVC生產(chǎn)的節(jié)能技術(shù))

聚氯乙烯行業(yè)節(jié)能減排的要緊課題應(yīng)圍繞降低電石消耗開展。在

聚氯乙烯生產(chǎn)工藝中，單體精鐳過程有一部分尾氣直接對空排放，尾

氣中單體體積分?jǐn)?shù)平均為15%,乙族體積分?jǐn)?shù)為2%,這部分氣體的

放空不僅增加了電石原料的消耗，而且又嚴(yán)重污染了大氣。使用變壓

吸附裝置利用吸附劑在相同壓力下易吸附高沸點組分，不易吸附低沸

點組分與高壓下吸附量增加，減壓下吸附量減少的特性，將被吸附氣

在一定壓力下通過吸附劑床層，C2H3cle2H2等沸點組分被選擇性地

吸附，th、N2等低沸點組分不易吸附而通過吸附劑床層，從而實現(xiàn)

C2H3cle2H2與其他分離。然后在減壓下解吸C2H3cle2H2使吸附劑再

生，再進(jìn)行下一個吸附周期。

精館尾氣通過尾氣回收裝置，進(jìn)行吸附解吸后，將解吸氣

C2H3cle2H2送入轉(zhuǎn)化器裝置重新轉(zhuǎn)化，達(dá)到回收目的。工藝流程圖

如下：

*凈化氣

被吸附氣一＞換熱器一＞PSA凈化裝置

------＞解吸氣

工藝操縱指標(biāo)如不：

被吸附氣：壓力0.55MPa,溫度-5℃

33

凈化氣：凈化度p(C2H3Cl)＜36mg/m;p(C2H2)＜l20mg/m；

輸出壓力：0.45MPa輸出溫度：＜40℃

解吸氣：輸出壓力NO.O5MPa,溫度“0℃

聚氯乙烯精鐳尾氣變壓吸附裝置運(yùn)行后，電石消耗明顯降低，凈

化排放達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，真正實現(xiàn)了降低消耗，消除污染，增加效益的

目的，實現(xiàn)了社會效益、經(jīng)濟(jì)效益雙贏，也為電石法聚氯乙烯生產(chǎn)拓

展了進(jìn)展之路。

(4)技術(shù)進(jìn)展趨勢

目前世界燒堿生產(chǎn)工藝要緊有離子膜法、隔膜法及水銀法，另有

少量苛化法。離子膜法能耗低,產(chǎn)品純度高，污染小，操作成本低，是

新建燒堿裝置的首選。世界氯堿技術(shù)進(jìn)展總體方向是規(guī)模大型化，節(jié)

能降耗技術(shù)將成進(jìn)展重點。新建與擴(kuò)建氯堿產(chǎn)能90%以上將使用離子

膜法工藝，該技術(shù)進(jìn)展方向要緊是高性能離子膜與電解槽技術(shù)的改

進(jìn)與應(yīng)用。

PVC技術(shù)進(jìn)展的要緊方向是探索使用價格便宜的乙烷作原料，

用直接氧氯化法生產(chǎn)出低成本的氯乙烯單體；改造平衡氧氯化工藝，

進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本；進(jìn)一步解決聚合體系的穩(wěn)固性及防粘釜問題；

改進(jìn)懸浮聚氯乙烯樹脂的粒徑分布與開發(fā)使用性能更好的專用樹脂，

如開發(fā)透明度更好的抗沖擊氯化氯乙烯■丙烯酸酯接枝共聚樹脂，研

制更易于加工的聚氯乙烯薄膜專用樹脂,改進(jìn)丙烯酸酯改性的聚氯乙

烯型材專用樹脂的生產(chǎn)方法等；在聚氯乙烯樹脂加工應(yīng)用方面，通過

共聚與共混改性生產(chǎn)具有特殊性能與用途的聚氯乙烯產(chǎn)品，增加產(chǎn)品

附加值。

近年來，中國聚氯乙烯(PVC)行業(yè)產(chǎn)能增長迅速，在進(jìn)展中電

石法聚氯乙烯仍占據(jù)要緊地位。由壽光新龍電化集團(tuán)、北京瑞思達(dá)化

工設(shè)備有限公司全國首創(chuàng)的干法制乙煥新技術(shù)成套工業(yè)化裝置，耗

水量僅是原先的1/10,因在環(huán)保與節(jié)能方面的突出優(yōu)勢，目前已被中

國氯堿協(xié)會推薦在全國進(jìn)行推廣。

2.3橡膠行業(yè)

橡膠行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中消耗能源較大的行業(yè)之一，一個年產(chǎn)100

萬套輪胎企業(yè)每小時消耗蒸汽約40噸，消耗電量約7000度。目前輪胎

企業(yè)用機(jī)械式輪胎硫化機(jī)硫化1100R20子午胎時，根據(jù)輪胎硫化機(jī)采

取節(jié)能措施情況，每硫化一條輪胎可消耗蒸汽約110-180kg。研究開

發(fā)節(jié)能型橡膠加工設(shè)各及利用節(jié)能技術(shù)改造設(shè)備，提高設(shè)備使用性

能，是目前降低橡膠行業(yè)能耗的要緊措施之一。

2.3.1節(jié)能技術(shù)

(1)煉胎設(shè)備節(jié)能措施：

①提高密煉機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速與壓坨壓力；

②利用智能密煉機(jī)操縱系統(tǒng)節(jié)能；

③變速混煉工藝技能；

④使用新型轉(zhuǎn)子提高混煉效率。

(2)高效節(jié)能新設(shè)備：

①銷釘機(jī)筒冷喂料擠出機(jī)作熱煉供胎；

②高效工程胎胎面擠出纏繞成型機(jī)；

③高效六角形鋼絲圈擠出纏卷生產(chǎn)線；

④子午胎高效多鼓成型機(jī)；

⑤新型高效內(nèi)胎接頭機(jī)；

⑥紙塑再生利用平板機(jī)；

⑦推廣汲取式熱泵技術(shù)；

⑧研究開發(fā)直接干燥技術(shù)；

(3)輪胎硫化系統(tǒng)節(jié)能

輪胎硫化是輪胎生產(chǎn)過程中消耗蒸汽能源的要緊工序。輪胎硫化

機(jī)蒸汽能源的消耗受硫化機(jī)結(jié)構(gòu)及硫化工藝的制約，且輪胎硫化機(jī)是

定型產(chǎn)品，因此硫化機(jī)本身的節(jié)能潛力有限。

①硫化工藝

a）氮氣硫化

所謂氮氣硫化是蒸汽加氮氣硫化，蒸汽加熱提供熱能，氮氣保壓

節(jié)能。因此，氮氣硫化高效節(jié)能，降低生產(chǎn)成本，提高膠囊使用壽命,

減少設(shè)備保護(hù)修理費用。

b）等壓變溫硫化工藝

其工藝是在輪胎用定型蒸汽定型后，在Imin內(nèi)緩慢充入

1.4-L6MPa高壓蒸汽，保持若干分鐘后充入一次過熱水，將熱水與高

溫蒸汽混合，熱水循環(huán)若干分鐘，內(nèi)溫與內(nèi)壓達(dá)到過熱水的溫度與壓

力，開始硫化。如今關(guān)閉熱水回水閥，熱水停止循環(huán)，輪胎逐步達(dá)到

正硫化，保壓至硫化結(jié)束。關(guān)閉熱水循環(huán)后，內(nèi)溫漸降。由于在輪胎

硫化過程中大量減少過熱水循環(huán)運(yùn)行時間，通過節(jié)約熱水而節(jié)約熱能

與電能降低生產(chǎn)成本。

②B型輪胎硫化機(jī)改用真空泵抽真空

③改造硫化機(jī)外壓蒸汽冷凝水外排方式與泛汽利用

④新型節(jié)能輪胎硫化設(shè)備

a）電動螺旋式輪胎硫化機(jī)

b）輪胎硫化機(jī)組

c）節(jié)能輪胎硫化機(jī)

⑤熱電聯(lián)產(chǎn)

⑥胎硫化機(jī)供汽鍋爐節(jié)能改造

根據(jù)輪胎硫化機(jī)供汽鍋爐供汽量的變化，河南風(fēng)神輪胎公司對一

臺20t/h鏈條鍋爐的操縱系統(tǒng)進(jìn)行了改造。改造方案使用了上、下位

機(jī)操縱模式，通過工業(yè)因特網(wǎng)相連。鼓風(fēng)量、引風(fēng)量、給煤量通過變

頻器操縱燃燒操縱系統(tǒng)系統(tǒng)分為鼓風(fēng)操縱、蒸汽壓力操縱、爐膛負(fù)壓

操縱三個部分。鍋爐機(jī)組操縱系統(tǒng)通過改造后，年節(jié)電節(jié)煤費用約

50萬元，若全部改造節(jié)能更可觀。使用變頻器操縱給煤機(jī)，爐排電

機(jī)速度可有效提高燃燒性能而節(jié)能。

（4）高效節(jié)能力車胎設(shè)備

①力車胎（摩托車胎）彈簧反包成型機(jī)

②丁基內(nèi)胎接頭機(jī)

③液壓框式雙層內(nèi)胎硫化機(jī)組

(5)導(dǎo)熱油加熱技術(shù)的應(yīng)用

導(dǎo)熱油取‘代蒸汽、電加熱硫化橡膠制品具有明顯的節(jié)能效果。導(dǎo)

熱油的最佳應(yīng)用溫度為100-380度，完全能夠滿足橡膠制品的硫化要

求，目前已在少數(shù)橡膠制品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)用，取得了良好的效果。

(6)橡膠機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)節(jié)能措施

①節(jié)電器的應(yīng)用

②交流變頻調(diào)速的應(yīng)用

(7)推廣廢橡膠生產(chǎn)中的節(jié)能技術(shù)

(8)淘汰年生產(chǎn)能力小于或者等于50萬條的斜交輪胎，或者以天然棉

簾子布為骨架的輪胎

2.4化肥行業(yè)

2.4.1氮肥行業(yè)

2010年，噸氮加權(quán)平均標(biāo)煤耗降至1600kg下列，力爭全行業(yè)節(jié)標(biāo)

煤5000kt;通過實施循環(huán)冷卻水與生產(chǎn)過程污水零排放工程，實現(xiàn)噸

氨節(jié)水10%,廢渣基本回收利用。

2.4.1.1合成氨節(jié)能

中國合成氨生產(chǎn)企業(yè)中小型居多，生產(chǎn)規(guī)模小，能耗與成本高，部

分企業(yè)能耗高出世界先進(jìn)水平近一倍。2005年我國合成氨工業(yè)消耗能

源約79Mt標(biāo)準(zhǔn)煤，占石油與化學(xué)工業(yè)能源消耗總量的25.19%,是我國

化工行業(yè)耗能大戶。

節(jié)能目標(biāo)

2010年，全國噸合成氨能耗(大、中、小加權(quán)平均)，由200。年的

1699kg標(biāo)準(zhǔn)煤降為1570kg標(biāo)準(zhǔn)煤，2020年，降為1455kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

大、中型裝置噸合成氨能耗(煤、油、氣加權(quán)平均)，分別由2000年

的1372kg、1892kg標(biāo)準(zhǔn)煤降為1140kg、1660kg標(biāo)準(zhǔn)煤,2020年,分

別降為1000kg、1555kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

2010年，小型裝置噸合成氨能耗，由2000年的1801kg標(biāo)準(zhǔn)煤降

為1700kg標(biāo)準(zhǔn)煤,2020年,降為1650kg標(biāo)準(zhǔn)煤。

節(jié)能技術(shù)

(1)大型合成氨

①煌類蒸汽轉(zhuǎn)化合成氨裝置。一段爐煙氣余熱回收，降低煙道

氣排放溫度；使用新型催化劑降低進(jìn)料HzO/C,降低工藝蒸汽消耗量;

使用“溫與轉(zhuǎn)化''或者"換熱轉(zhuǎn)化''等設(shè)計，改變轉(zhuǎn)化工藝或者轉(zhuǎn)化爐

型，用燃?xì)廨啓C(jī)驅(qū)動空氣壓縮機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)的高溫乏氣送入一段爐作

為補(bǔ)充空氣。

②使用低水碳比高活性的催化劑，提高CO變換率，將變換爐由

軸向床改為軸徑向床。

③使用低能耗的脫碳工藝與新型高效填料

④使用新型合成塔內(nèi)件配以小顆粒、高活性催化劑與合成回路

改造。

⑤使用干煤粉或者水煤漿加壓氣化，耐硫變換，低溫甲醇洗、

液氮洗，低壓氨合成工藝，全低壓分子篩大型空分裝置。增設(shè)碳黑開

路系統(tǒng)，優(yōu)化氣化工況。

⑥使用計算機(jī)集散操縱系統(tǒng)(DCS),對要緊工藝參數(shù)實施優(yōu)化操

縱C

(2)中型合成氨

①以天然氣為原料的企業(yè)，使用換熱式轉(zhuǎn)化爐。

②以煤為原料的企業(yè)。使用優(yōu)化常壓循環(huán)流化床間歇氣化技術(shù)、

富氧連續(xù)氣化技術(shù)；使用國內(nèi)開發(fā)的恩德爐粉煤氣化與灰熔聚粉煤氣

化技術(shù)。

③使用NHD、MDEA、雙塔再生等新脫碳工藝；推廣軸徑向合

成塔內(nèi)件與低溫高活性催化劑，提高氨凈值；

④使用膜分離或者變壓吸附回收氫技術(shù)。

(3)小型合成氨

①合成氨生產(chǎn)：推廣中低低變換工藝技術(shù)，淘汰中變或者中串

低技術(shù)；NHD脫碳工藝技術(shù)；“DDS”及“888”脫硫工藝技術(shù)與精脫硫

工藝技術(shù)；醇煌化精制合成氨原料氣技術(shù)；推廣新型fflJ-99、JR、NC

節(jié)能型氨合成系統(tǒng)。

低溫低壓氨合成催化劑，提高氨凈值，降低合成壓力；使用垂直

篩板塔型用于傳質(zhì)傳熱過程；推廣?；F焊熱管換熱器；氨合成過程

集散操縱(DCS)系統(tǒng)及優(yōu)化操縱系統(tǒng)。

推廣全渣循環(huán)流化床鍋爐；推廣蒸汽自給與“兩水”(冷卻水、污

水升力路循環(huán)技術(shù)。

②尿素生產(chǎn)：推廣新型高效尿塔內(nèi)件；合成氨-尿素蒸汽自給技

術(shù)；使用雙塔并聯(lián)工藝；使用予分離予蒸儲工藝；全循環(huán)尿素裝置的

高壓圈汽提法技術(shù)；使用DL塔板及螺旋板、波紋管及蒸發(fā)式冷凝器

等高效傳質(zhì)傳熱設(shè)備。

③新型催化劑助合成氨業(yè)節(jié)能：使用Amomax210H型預(yù)還原催

化劑130t,其汽輪機(jī)蒸汽耗量每小時節(jié)約5t,縮短還原時間3?4d,節(jié)

約還原開車費用約500萬元，整個還原期間不但無稀氨水排放，還能產(chǎn)

氨100多噸，增加產(chǎn)值約900萬元；使用Amomax210H預(yù)還原催化劑及

Amomax210H氧化型催化劑200t，可使日產(chǎn)氨量提高11.9%,平均年增

產(chǎn)合成氨39kt，增產(chǎn)尿素63kto新型氨合成催化劑在國內(nèi)外39家企業(yè)

成功應(yīng)用的效果顯示，該產(chǎn)品對合成氨行業(yè)的節(jié)能減排具有巨大的促

進(jìn)作用。中國石油與化工協(xié)會高度評價了這種新型氨合成催化劑。

2.4.1.2尿素行業(yè)

(1)推廣新型高效尿塔內(nèi)件；

(2)合成氨-尿素蒸汽自給技術(shù)；

(3)使用雙塔并聯(lián)工藝；

(4)使用予分離予蒸鐳工藝；

(5)全循環(huán)尿素裝置的高壓圈汽提法技術(shù)；

(6)使用DL塔板及螺旋板、波紋管及蒸發(fā)式冷凝器等高效傳質(zhì)傳

熱設(shè)備。

2.4.1.3其他環(huán)節(jié)節(jié)能技術(shù)：

①先進(jìn)的煤氣化技術(shù)；節(jié)能的脫硫、脫碳技術(shù)

②全面推廣兩水零排放與氮肥生產(chǎn)節(jié)電200kW?h工程；

2.4.2磷肥行業(yè)

(1)磷肥行業(yè)節(jié)能目標(biāo):

磷石膏年處理量超過10000kt,磷石膏排放量的22%將被綜合利

用;濕法精制磷酸代替熱法磷酸;磷肥行業(yè)基本實現(xiàn)污水零排放;平均

噸硫酸回收中壓/低壓蒸汽1t以上，低溫位余熱回收率達(dá)到10%;硫鐵礦

制酸燒渣深加工綜合利用率達(dá)到30%;硫鐵礦制酸與冶煉煙氣制酸全

部使用稀酸凈化。

(2)節(jié)能技術(shù)：

積極研發(fā)、推廣磷灰石型磷礦選礦、磷酸二核聯(lián)產(chǎn)磷酸一鍍、磷

石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、磷石膏制建材、硫鐵礦制酸燒渣深加工綜合利

用技術(shù)。

2.5黃磷行業(yè)節(jié)能

黃磷是一種高能耗產(chǎn)品，其單位產(chǎn)品能耗限額指標(biāo)包含綜合能

耗、電耗與電爐電耗?，F(xiàn)有黃磷裝置單位產(chǎn)品能耗限額應(yīng)符合表10-1

要求：

表104黃磷單位產(chǎn)品能耗限額

單位產(chǎn)品綜合能耗單位產(chǎn)品電耗單位產(chǎn)品電爐電耗

tce/t(P)kw.h/t(P)kw.h/t(P)

<3.60<14200<13800

注：表中數(shù)值是指配合爐料中P2O5含量為24%時的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)配合爐料P2O5

含量增減時其數(shù)值增減按附錄A方法計算。單位產(chǎn)品電爐電耗為評價值。

黃磷裝置單位產(chǎn)品能耗限額先進(jìn)值應(yīng)符合表10-2要求:

表10?2黃磷單位產(chǎn)品能耗限額先進(jìn)值

單位產(chǎn)品綜合能耗單位產(chǎn)品電耗單位產(chǎn)品電爐電耗

tce/t(P)kw.h/t(P)kw.h/t(P)

<3.20<13400<13200

注：表中目標(biāo)值是指配合爐料中P2O5含量為24%時的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)配合爐料

P2O5含量增減時其目標(biāo)值增減按有關(guān)規(guī)定方法計算。

新建黃磷裝置單位產(chǎn)品能耗限額先進(jìn)值應(yīng)符合表10-3要求:

表10?3新建黃磷裝置單位產(chǎn)品能耗限額準(zhǔn)入值

單位產(chǎn)品綜合能耗單位產(chǎn)品電耗單位產(chǎn)品電爐電耗

tce/t（P）kw.h/t（P）kw.h/t（P）

<3.30<13500<13200

注：表中準(zhǔn)入值是指配合爐料中P2O5含量為24%時的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)配合爐料

P2O5含量增減時其準(zhǔn)入值增減按附錄A方法計算。

2.5.1節(jié)能技術(shù)

（1）針對制磷電爐系統(tǒng)節(jié)能措施

提高電爐系統(tǒng)內(nèi)能量傳遞效率

（2）制磷裝置系統(tǒng)節(jié)能

強(qiáng)調(diào)精料入爐，提高原料預(yù)處理系統(tǒng)、收磷系統(tǒng)、沖渣系統(tǒng)、污

水處理系統(tǒng)的能量利月率

2.5,2節(jié)能案例

1.借鑒南京化學(xué)工業(yè)有限公司磷肥廠的節(jié)能措施來分析制磷過

程中的節(jié)能技術(shù)。

（1）電爐電耗的影響因素及節(jié)能措施

在黃磷生產(chǎn)過程二，電爐系統(tǒng)消耗的電能占黃磷綜合能耗的

72.86%,故電爐系統(tǒng)的節(jié)能工作是其重點。影響制磷電爐系統(tǒng)能耗大

小的因素很多，由于電爐電耗或者綜合能耗的計算，均是按輸入電爐

變壓器的電能（電度數(shù)）或者輸入制磷系統(tǒng)的能量（折標(biāo)煤）與黃磷產(chǎn)量

（噸）之比，因此節(jié)能工作包含兩方面：一是如何提高黃磷產(chǎn)量（本文不

予討論）；另一方面是如何減少生產(chǎn)過程中各類能量損耗。本文要緊

討論黃磷生產(chǎn)中能量（電能）傳遞過程的損耗與熱平衡分析。向變壓器

輸入電能P,經(jīng)變壓器狙一次高壓電變換成電爐制磷需要的二次電壓,

通過短網(wǎng)、爐蓋產(chǎn)生損耗aPi、△P2>△P3,輸入電爐的電能只有Po,

然后在爐內(nèi)通過爐料將電能轉(zhuǎn)換成熱能Q（Po=Q）。由于爐殼熱損耗、

爐氣帶走熱量、爐渣與磷鐵帶走熱量、爐內(nèi)副反應(yīng)與其他熱缺失（相

應(yīng)用與表示），真正用于磷酸鹽

△Q5>△Q6>AQ7>AQ9AQ8

還原反應(yīng)的熱量為Qoo根據(jù)資料與該廠對制磷電爐熱平衡測試的數(shù)

據(jù)（見表10-4）看出，黃磷生產(chǎn)過程中能量傳遞效率S）與各類損耗

（ZAP/P,z^Q/P）有關(guān)，即能量傳遞效率與變壓器損耗△Pi/P、短網(wǎng)

損耗APz/P、爐蓋渦流損耗△P3/P、爐殼熱損耗△QJP、爐渣帶走熱

損耗△Q6/P、爐氣帶走熱損耗AQs/P、磷鐵帶走熱損耗△Q7/P、與爐

內(nèi)副反應(yīng)消耗熱量SQ/P）有關(guān)。而這些損耗又與電爐結(jié)構(gòu)及其幾何

尺寸、電氣參數(shù)、磷礦化學(xué)構(gòu)成、優(yōu)惠工藝指標(biāo)操縱有關(guān)，因此“值

大小代表制磷電爐的生產(chǎn)水平高低。下面就上述各類損耗及有關(guān)的節(jié)

能措施進(jìn)行討論。

表10?4制磷電爐熱平衡測試值

熱量消耗（％）

數(shù)據(jù)

△p,/p△P/P△P/P△△（△）

來源23QVP△Q7/P△Q6/P△Q5/PQg/PQy+Qo/P

（變壓器）（短而）（爐蓋）（爐殼）（磷鐵）（爐渣）（爐氣）（其他）（化學(xué)反應(yīng)）

南京磷

1.572.312.134.050.229.372.623.5154.25

肥廠

參考

1.400.600.206.800.4029.304.101.7055.50

文獻(xiàn)

參考

熱幅射缺失27.70-36.004.0-4.3—50.0-54.2

文獻(xiàn)

①變壓器損耗aPi/P,包含銅損與鐵損。變壓器損耗大小決定

于其設(shè)計與制造水平（不屬本文討論范圍），但縱觀我國較早投入運(yùn)行

的磷爐變壓器，總損耗是額定變壓器容量的1.5%-2.0%。若在新建或

者擴(kuò)建相同規(guī)模黃磷裝置時，應(yīng)對變壓器提出低損耗要求，即使用節(jié)

能型磷爐變壓器，其總損耗只有原先的一半，全年的節(jié)電量十分可貴。

②短網(wǎng)損耗△P2/P,包含銅（鋁）排、軟母線、電極夾持器的損耗。

從變壓器二次側(cè)出線端頭到電極的二次母線總稱短網(wǎng)。

盡管電爐短網(wǎng)長度不大，但流經(jīng)短網(wǎng)的電流極大，故其損耗大小

決定了取自電網(wǎng)的能量最有效地輸入電爐與制磷裝置的效率。從表

10-5看出該廠短網(wǎng)損耗為2.31%,遠(yuǎn)大于國外的大型電爐0.60%,其

原因可從短網(wǎng)形式、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)等方面進(jìn)行分析（見表10-6）。

為了找出小型電爐短網(wǎng)損耗大的原因，對電爐短網(wǎng)進(jìn)行測試，其

結(jié)果如表10-5o

從表10-5看出，短網(wǎng)損耗要緊集中在鋁母排損耗與電極夾持器

與電極接觸損耗這兩項，其原因分析如下：

a）由于該廠使用兩臺三相磷爐變壓器并聯(lián)供電，變壓器標(biāo)高偏

低，造成鋁排長度增加。另外鋁排比銅管的電阻大，鋁排比銅管的鄰

近效應(yīng)與集膚效應(yīng)較強(qiáng)，通過同樣電流時鋁母排損耗大就不足為奇

Tc

表10?5小型電爐短網(wǎng)各部分損耗（△Pz/P,%計）

變壓器二次側(cè)引鋁母排與銅電極夾持器

鋁母排損軟銅母

線與鋁母排接觸母線接觸損與電極接觸累計

耗線損耗

損耗耗損耗

0.061.100.230.040.882.31

表10?6短網(wǎng)形式、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)比較

名稱小型電爐裝置大型電爐裝置

變壓器型式1臺三相變壓器3臺單相變壓器

母排型式矩形截面母排（銅或者鋁）通水冷卻銅管

軟母線軟銅線軟銅片

顆板型式2塊半圓形顆板、人工壓緊10塊顆板用液壓壓緊

短網(wǎng)使用爐旁三角形，母排上短網(wǎng)通過電極接成三角形，短網(wǎng)

短網(wǎng)形式流過的是相電流，軟母線流過上流過的是相電流、可極上流過

的是線電流的是線電流

三相布置不對稱、短網(wǎng)長度三相布置對稱、短網(wǎng)長度短、爐

評價

長、爐內(nèi)電極功率分配不均勻內(nèi)電極間功率分配均勻

b）石墨電極公稱直徑為400mm,由于加工誤差（實測為

395-408mm）,而鉗式銅瓦（兩片）內(nèi)直徑為400mm,因此銅瓦內(nèi)側(cè)與電

極接觸不完全吻合。根據(jù)長期對銅瓦清理中發(fā)現(xiàn)，它們的接觸面積還

不到銅瓦內(nèi)側(cè)表面積的1/3,嚴(yán)重時可明顯觀察到兩者間的間隙，故

實際接觸電流密度遠(yuǎn)大于2A/cn?。另一方面，銅瓦與電極的接觸電

阻與接點上壓力的F1/2成正比，鉗式銅瓦的電極夾持器用人工操作

不易壓緊，造成接觸電阻增加，這些均導(dǎo)致兩者接觸損耗增加。根據(jù)

以上分析，大型電爐短網(wǎng)配置較合理，但對小型電爐而言，不能照搬

大型電爐短網(wǎng)配置，而應(yīng)考慮電爐負(fù)荷大小、投資多少、設(shè)備制造等

綜合因素作出合理選擇。亦可在現(xiàn)有基礎(chǔ)上作一些改進(jìn)：首先避免使

用兩臺三相變壓器并聯(lián)供電，盡可能靠近電爐安裝，適當(dāng)提高變壓器

標(biāo)高，減少短網(wǎng)長度，使用銅排代替鋁排，這樣雖增加投資，但由此

節(jié)約電能，取得的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)大于投資增加；其次可將鉗式銅瓦由2

片改為4片，用液壓裝置代替人工操作，這樣可降低銅瓦與電極的接

觸損耗。

③爐蓋部分渦流損耗△P3/P,包含爐蓋與電極水封的渦流損耗。

為防止?fàn)t氣漏出，耐熱混凝土爐蓋外層使用鋼爐蓋并與鋼外殼聯(lián)接，

當(dāng)載有大電流的電極穿過鋼爐蓋時便感應(yīng)產(chǎn)生渦流，使部分電能轉(zhuǎn)化

成熱能散發(fā)而缺失。通常大型電爐爐蓋渦流損耗為0.2%,而該廠為

2.13%,是前者10倍。為便于分析，須從爐蓋結(jié)構(gòu)與材質(zhì)兩方面進(jìn)行

比較。大型電爐電極通過爐蓋時為避免爐氣逸出，通常使用“干封”結(jié)

構(gòu)（即填料函密封），爐蓋鋼板使用抗磁不銹鋼，鋼爐蓋分割成4塊，

彼比間絕緣，與鋼殼體亦采取絕緣處理，因此鋼爐蓋部分渦流損耗很

小c我國中小型電爐的電極通過爐蓋時，為避免爐氣逸出通常使用“水

封”結(jié)構(gòu)，水封與鋼爐蓋均使用碳鋼，其損耗實際上包含爐蓋與水封

兩部分損耗（見表10-7）o

表鋼爐蓋各部分損耗（△PVP,%計）

-爐蓋總損耗其中鋼爐蓋損耗其中水封損耗-

2.130.551.58

—為了降低中小型電爐爐蓋部分渦流損耗，照搬大型電爐爐蓋結(jié)構(gòu)

亦不切實際（因需向爐蓋填料函內(nèi)通入氮氣），國內(nèi)通常使用三種方法:

a）取消鋼爐蓋。此法雖消除了鋼爐蓋渦流損耗，但由于耐熱混

凝土爐蓋密封性能差，爐氣容易泄漏，而且在高溫下（電爐生產(chǎn)不正

常與電爐開、停爐時）與受力時（電極傾斜或者電極折斷事故的處理）

爐蓋易損壞，加上仍使用水封，故實際節(jié)能效果不顯著而不易推廣。

b）鋼爐蓋仍使月碳鋼，有水冷夾套，但將鋼爐蓋分割成三塊，

用不銹鋼焊條進(jìn)行焊接并形成10mm寬、厚20mm焊縫進(jìn)行割磁，但

效果不佳，測定結(jié)果如下：

碳鋼焊條不銹鋼焊條

二次電流6200A6200A

室內(nèi)溫度35℃-35℃

爐氣溫度200-230℃230℃

鋼蓋中心點溫度280-300℃280-300℃

c）用抗磁不銹鋼板（lCrl8Ni9Ti）制作爐蓋并取消爐蓋水冷卻夾

套c從表10-8看出，爐蓋材質(zhì)改用抗磁不銹鋼后，爐蓋中心點表面

溫度從碳鋼爐蓋的280-300C下降至110℃,渦流損耗從0.55%下降至

0.40%,效果尚可。小型電爐爐蓋渦流損耗要緊為水封渦流損耗，故

電極水封材質(zhì)亦須用抗磁不銹鋼，經(jīng)測定節(jié)能效果明顯（見表10-9）。

表10?8抗磁不銹鋼爐蓋的節(jié)能效果

抗磁不銹鋼爐蓋

項目名稱碳鋼爐蓋

IIIIII

電爐功率/kW2078249430132000

二次電流/A6857720079196200

室內(nèi)溫度/℃1542535

爐氣溫度/℃200200210200-230

爐蓋中心表面溫

110128161280-300

度/℃

表10?9水封材質(zhì)對渦流損耗的的影響

材質(zhì)電爐功率/kW二次電流/A渦流缺失/I

#1#2#1#2#1#2

碳鋼23003000880086001.75%1.62%

抗磁不銹鋼150041006600118000.50%1.07%

為了降低能耗，在電爐強(qiáng)磁場周圍的設(shè)備與部件的材質(zhì)亦應(yīng)盡可

能使用抗磁不銹鋼，比如靠近軟母線的下料管，其渦流損耗亦不容忽

視c經(jīng)測定，靠近軟母線的下料管在不一致高度處其溫度在40-70℃。

高出的溫度即為渦流損耗造成。

④電爐爐殼熱損耗△QJP,從前述計算討論得知，小型電爐設(shè)

計時因其電爐內(nèi)徑遠(yuǎn)大于電爐熔池直徑，故其內(nèi)壁產(chǎn)生“掛料”，因爐

襯結(jié)構(gòu)使用保溫材料，且爐殼使用自然冷卻方式，故其熱損耗低，為

6

1145.95xl0J/tP4,在總能耗中僅占4.05%。而大型電爐爐襯結(jié)構(gòu)中

沒有使用保溫材料，爐殼使用噴水強(qiáng)制冷卻使其內(nèi)壁產(chǎn)生“掛料”，爐

殼熱損耗為2591x106j/tp人在總能耗中占6.8%,遠(yuǎn)大于小型電爐爐

殼熱損耗。故對小型電爐而言，爐殼使用噴水強(qiáng)制冷卻是不合適的。

上述結(jié)論是在電爐處于正常狀態(tài)下得出，假如對電爐設(shè)計不合理

或者操作不當(dāng)，爐殼熱損耗就會大幅度增加。比如在電爐輸入功率與

內(nèi)徑不變的情況下，電極布置圓直徑選擇過大，造成流向爐壁電流增

加，爐壁“掛料”減薄甚至消失。同樣，假如爐料“焦比”選擇過小或者

I/E值選擇過大，均會造成電爐熔池直徑變大，爐壁掛料減薄甚至消

失c以上情況均會使?fàn)t壁外殼溫度升高而導(dǎo)致爐殼熱損耗增加。另外

電極位置下移，促使?fàn)t渣過熱，爐底溫度升高而使熱損耗增加。因此

以上情況應(yīng)盡量避免，做到合理設(shè)計，嚴(yán)格操縱電爐生產(chǎn)時的優(yōu)惠工

藝指標(biāo)。

⑤爐氣熱缺失△Q5/P。從爐內(nèi)進(jìn)行熱交換角度考慮，要求爐內(nèi)

的爐氣排出量均勻，盡可能把高溫爐氣熱量加以回收，提高電爐熱效

率c小型電爐由于流程中沒有設(shè)置電除塵器，爐氣溫度通常在

250-300℃o受爐氣中磷蒸氣露點限制，滬氣溫度不可能再降低。而

大型電爐因爐底功率強(qiáng)度大，爐氣溫度下降梯度小，爐氣溫度高達(dá)

500℃,故爐氣帶走的熱量大于小型電爐。但這并非絕對，假如爐料

中細(xì)粉過多、水分過高，造成爐內(nèi)料層結(jié)拱，實際料層厚度變薄，爐

氣與爐料進(jìn)行熱交換不充分。假如爐料"焦比”或者二次電壓選擇過

高，使反應(yīng)區(qū)上移、料層相對變薄，爐氣與爐料進(jìn)行熱交換不充分。

以上情況造成爐氣出口溫度升高，甚至達(dá)到500-900C,這樣既惡化

電爐操作，又造成了隨爐氣帶出的熱缺失增加。為此務(wù)必加強(qiáng)對磷礦

等原料預(yù)處理，嚴(yán)格操縱電爐操作，避免上述情況發(fā)生。

⑥爐渣帶走的熱缺失△Q6/P在大型電爐與小型電爐中它們所占

的比例較接近。影響爐渣熱損耗大小的因素是爐渣量與爐渣溫度，因

此應(yīng)選擇合適的磷礦(P2O5含量不能太低，CaO含量不宜過高，SiO2

含量適宜)以減少爐渣量。同時避免爐渣酸度指標(biāo)操縱過低或者過高,

以免造成爐渣熔點升高，還應(yīng)避免爐料"焦比”與二次電壓選擇過低，

造成電極位置偏低，使?fàn)t渣溫度過高，隨爐渣帶走熱缺失增加。

⑦磷鐵帶走的熱缺失△Q7/P。隨熔融磷鐵帶走熱缺失約為

0.2%-0.4%,通常不易為人們所重視。事實上，由磷鐵造成能量缺失

包含兩部分：一部分為熔融磷鐵帶走熱缺失，影響其損耗大小的因素

是磷鐵生成量與熔融磷鐵溫度；另一部分為因化學(xué)反應(yīng)生成磷鐵而消

耗能量，此外還造成磷的缺失。根據(jù)計算，每生成一噸元素磷，因生

成磷鐵而消耗能量折電耗108kW?h,占電耗0.78%,再加上0.2%,

因此，生成磷鐵而造成的能耗約占電耗的1%,再考慮缺失磷37.13kg,

換算成電耗，兩者相加占電耗比例為4.49%,因此其損耗決不能忽視。

假如再加上選擇磷礦不當(dāng)或者電爐工藝指標(biāo)操縱不當(dāng)則造成能耗缺

失更大，務(wù)必重視因磷鐵而造成的能量缺失。

(2)磷鐵生成量多少決定下述因素。

①磷礦品位(P2O5)。磷的回收率隨磷礦品位降低而降低，因此磷

礦品位越低，則生產(chǎn)每噸磷所需磷礦量越多。為便于計算，假設(shè)磷的

回攻率與磷礦中FezCh含量(1.5%)不變，由磷礦帶入電爐的Fe2O3總

量隨磷礦品位降低而增加(見表10-10),假如考慮磷的回收宓影響，

則由磷礦帶入的FezCh量遠(yuǎn)大于表10-10中數(shù)值，帶入FezCh量越多

自然生成磷鐵量就越多。故在生產(chǎn)時選用的磷礦品位不宜過低。

表10-10隨磷礦帶入電爐的Fe2O3量(tP4計)

名稱磷礦中w(Fe2O3)/l

37%35%30%25%20%

磷礦量/t6.747.138.319.9812.47

帶入FezCh量/kg101107124.7149.7187.65

②磷礦中FezCh含量。磷礦中Fe2C>3含量與礦種及礦點有關(guān)，

FezCh越高則隨磷礦帶入的FezCh就越多，自然生成磷鐵量就增加。

2.6石油化學(xué)工業(yè)

2010年，煉油行業(yè)，噸能量因數(shù)耗能達(dá)到12.2kg標(biāo)準(zhǔn)油左右；

噸乙烯產(chǎn)品綜合能耗平均達(dá)到630kg標(biāo)準(zhǔn)油下列；新建大型乙烯項目

噸乙烯綜合能耗操縱在550kg標(biāo)油以內(nèi)。

261總體要求

(1)加快進(jìn)展總體與系統(tǒng)用能優(yōu)化技術(shù)，重點開發(fā)應(yīng)用過程能量

綜合技術(shù)，優(yōu)化原料與生產(chǎn)方案及生產(chǎn)操作操縱，提高能源利用效率。

(2)優(yōu)化乙烯工業(yè)的原料結(jié)構(gòu)。充分利用我國天然氣與進(jìn)口LNG

中的輕燒資源。沿海與西部新建乙烯裝置，盡可能使用輕燒作為裂解

原料；優(yōu)化利用石油資源，減少石油對外依存度。增加生產(chǎn)清潔高效

的燃油。

(3)廣泛使用計算機(jī)操縱系統(tǒng)，加快工藝過程模擬、先進(jìn)操縱系

統(tǒng)及應(yīng)用

統(tǒng)軟件的開發(fā)。

(4)完善與推廣能量回收利用技術(shù)?；厥丈山沟哪芰?，回收低

溫余熱，推廣余熱發(fā)電、汲取式熱泵與制冷技術(shù)。

(5)對企業(yè)蒸汽動力系統(tǒng)進(jìn)行綜合改造，堅持“壓燒油”與“以熱定

電”的原則，降低系統(tǒng)自耗率與缺失率。推廣熱電聯(lián)產(chǎn)、蒸汽壓差發(fā)

電、液力透平等技術(shù)與設(shè)備。研究與開發(fā)燃汽能機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

(6)開發(fā)與應(yīng)用油品儲運(yùn)系統(tǒng)、回收放空氣體與減少加工缺失方

面的技術(shù)。

(7)推廣應(yīng)用APC系統(tǒng)技術(shù)。

2.6.2乙烯行業(yè)節(jié)能技術(shù)

(1)使用新技術(shù)改造老爐型，新建裂解爐要求大型化。

(2)推廣高效塔盤、填料與高效換熱器等。

(3)推廣在線燒焦技術(shù)，開發(fā)加注結(jié)焦抑制劑，在改擴(kuò)建中使用

先進(jìn)的低

能耗分離技術(shù)。

(4)開發(fā)應(yīng)用燃?xì)廨啓C(jī)-加熱爐(裂解滬)聯(lián)合供電供熱。

(5)使用自動點火系統(tǒng)，提高火炬氣回收。

(6)淘汰生產(chǎn)能力落后的產(chǎn)品：

聚乙烯醇水玻璃內(nèi)墻涂料(106內(nèi)墻涂料)

多彩內(nèi)墻涂料(樹酯以硝化纖維素為主,溶劑以二甲苯為主的O/W

型涂料)氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液外墻涂料

2003年焦油型聚氨酯防水涂料

水性聚氯乙烯焦油防水涂料

聚乙烯醇及其縮醛類內(nèi)外墻涂料

聚醋酸乙烯乳液類(含EVA乳液)外墻涂料

聚氯乙烯建筑防水接縫材料(焦油型)

普通雙層玻璃塑料門窗

263合成樹脂

(1)加強(qiáng)合成樹脂催化劑開發(fā)與應(yīng)用；

(2)完善聚丙烯裝置的丙烯原料精制系統(tǒng)及尾氣回收系統(tǒng)。

2.6.4合成纖維原料

(1)改造丙烯盾回收系統(tǒng)，加強(qiáng)余熱回收技術(shù)的應(yīng)用；

(2)PTA推廣應(yīng)用蒸汽透平技術(shù)、精制部分進(jìn)行能量回收技術(shù)

改造；

(3)使用仿生催化氧化、環(huán)己酮氨腸化等技術(shù)，改造己內(nèi)酰胺生

產(chǎn)C

3.部分通用化工節(jié)能設(shè)備簡

3.1風(fēng)機(jī)泵類智能操縱節(jié)電裝置

節(jié)電原理：

風(fēng)機(jī)水泵類負(fù)載多是根據(jù)最大負(fù)荷工作需用量來選型，實際應(yīng)用

中大部分時間并非工作于滿負(fù)荷狀態(tài)，而且經(jīng)常使用擋板、風(fēng)門、回

流閥或者開/停機(jī)時間來調(diào)節(jié)風(fēng)量或者流量，因此大量的電能消耗在

擋風(fēng)板與閥門上。而頻繁開機(jī)又會導(dǎo)致沖擊電流較大，增加設(shè)備磨損,

減少設(shè)備壽命。

作為變轉(zhuǎn)矩負(fù)載的風(fēng)機(jī)水泵，其轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方成正比，其功

率與轉(zhuǎn)速的三次方成正比，通過在不一致的負(fù)荷情況下自動改變電機(jī)

的轉(zhuǎn)速來滿足負(fù)荷的需要，從而達(dá)到節(jié)能的目的。風(fēng)機(jī)水泵都是操縱

流量的，其流量將隨生產(chǎn)需要而變化，即其工作點在不一致情況下是

不一樣的，如何在不一致的工作點進(jìn)行不一致的調(diào)節(jié)，是節(jié)電的一個

關(guān)鍵。

3.2電機(jī)節(jié)電器

321節(jié)電器的基本原理

通過對電機(jī)的負(fù)荷及自感電勢的檢測，自動操縱電機(jī)的供給電壓

及電壓相位，使電機(jī)在運(yùn)行中跟據(jù)負(fù)載的波動不斷地處在調(diào)功調(diào)相運(yùn)

行，同時將部分無功功率釋放轉(zhuǎn)換為有功，使電機(jī)的功耗始終處在最

低狀態(tài)，可使電機(jī)在達(dá)到節(jié)能目的的同時對生產(chǎn)效率沒有任何影響。

這也區(qū)別于其它電機(jī)節(jié)電產(chǎn)品在節(jié)電的同時也降低了生產(chǎn)效率（如變

頻器、相控節(jié)電器等），具體如下圖：

3.2.2節(jié)電器的性能參數(shù)

(1)節(jié)電器的外型圖

(2)技術(shù)參數(shù)

a.設(shè)備類型：單/三相，可獨立使用；

b.正常工作相電壓電壓范圍：160?250V,節(jié)電要求市電相電壓

205V以上；

c.輸入頻率：50Hz；d.輸出電壓：自動檢測穩(wěn)固(可調(diào)整)；e.環(huán)

境溫度：-25℃--60℃無陽光直曬與雪花飄蓋；￡操縱方式：單片微機(jī);

g.電路模式：分立元件與貼片結(jié)合；h.相對濕度：＜90%RH無水淋

滴;i.大氣壓力:75—125kpao

(3)產(chǎn)品特點

a.高節(jié)電率；b.性能穩(wěn)固、無干擾、對生產(chǎn)效率沒有任何影響;

c.節(jié)能自動穩(wěn)壓；d.故障自動旁路；e.防雷保護(hù)，保護(hù)用電設(shè)備；

f,專業(yè)型設(shè)計，設(shè)備持久耐用；g.投資回收期短。

3.2.3節(jié)電器所應(yīng)用的設(shè)備

節(jié)電器要緊應(yīng)用二啟動后穩(wěn)固低負(fù)荷或者波動負(fù)荷運(yùn)行的電機(jī)，

對穩(wěn)固負(fù)荷率大于80%以上的電機(jī)無節(jié)電效率。

(1)應(yīng)用于要緊如下電機(jī)：

風(fēng)機(jī)水泵、注塑機(jī)、車床、磨床、沖床、銃床、電鉆、電焊機(jī)、

工業(yè)洗衣機(jī)、液壓機(jī)、破碎機(jī)、石材切割機(jī)、螺桿式空壓機(jī)、擠塑機(jī)、

擠壓機(jī)、壓鑄機(jī)、電鋸、及其它波動負(fù)載或者低負(fù)荷穩(wěn)固性負(fù)載的電

機(jī)設(shè)備；

(2)也可應(yīng)用于各類電加熱設(shè)備；

(3)負(fù)荷率計算：電機(jī)運(yùn)行電流/電機(jī)額定電流xl00%=負(fù)荷率

3.2.4化驗室節(jié)能設(shè)備

化工行業(yè)的化驗宣關(guān)于化工生產(chǎn)來說是至關(guān)重要的，而且其日常

電能消耗關(guān)于產(chǎn)品生產(chǎn)而言大概是微不足道的，但是節(jié)能得從點點滴

滴做起。通?；炇易畲蟮暮碾娫O(shè)備多半是馬弗爐。當(dāng)前陶瓷纖維馬

弗爐現(xiàn)在最好的節(jié)能滬型，這是由于陶瓷纖維質(zhì)地松軟保溫性能良

好，與傳統(tǒng)的耐火材料馬弗爐相比爐體所配置的電功率大幅下降，而

且爐子升溫速度很快，供電線路的保護(hù)保養(yǎng)也顯得方便，省電省時省

工，使用起來很稱心。此外，與傳統(tǒng)的耐火材料馬弗爐相比不僅節(jié)能

而且重量輕了許多，搬動安裝十分方便。該系列產(chǎn)品按使用溫度來劃

分，從1000℃開始，最高使用溫度可達(dá)1700℃。

4.化工行業(yè)減排技術(shù)

4.1氯堿行業(yè)減排技術(shù)

氯堿裝置生產(chǎn)出燒堿、氯氣的同時，副產(chǎn)出一定數(shù)量的鹽酸、氫

氣等，同時產(chǎn)生大量的鹽泥、廢水、氯氣等。

4.1.1鹽泥的回收利用技術(shù)

使用分別提取有使用價值的組分方法來處理鹽泥，從鹽泥中分別

提取硫酸鋼、碳酸鈣、氫氧化鎂等，硫酸領(lǐng)要緊用于涂料、油墨、顏

料、橡膠與橡膠塑料二業(yè)；碳酸鈣要緊用于建材或者者橡膠、涂料、

造紙等行業(yè)用填充劑；氫氧化鎂是一種無機(jī)環(huán)保的搞笑的塑料阻燃

劑；有的企業(yè)還從鹽泥中提取七水硫酸鎂等。

4.1.2廢水的循環(huán)利用技術(shù)

廢水來源有3類：第一類是數(shù)量較大的樹脂再生、中與工序廢水;

第二類是各類機(jī)泵的冷卻水；第三類是各類沖洗水。

(1)離子膜廢水處理

①高純水再生廢水處理

高純水再生廢水處理工藝流程示意圖

自純水過濃器廢水泵廢水貯槽廢水水

一.高純水再生廢水處理工藝流程示意圖

②螯合樹脂塔再生廢水螯合樹脂塔再生時的返洗鹽水全部進(jìn)入

現(xiàn)有約25m3儲槽，用泵輸送至化鹽工序2只200m3新玻璃鋼儲槽中與

回L攵，一天產(chǎn)生再生廢水約為180m3,在200m3新玻璃鋼儲槽中將有足

夠的時間用中與循環(huán)泵進(jìn)行中與，一只儲槽進(jìn)料或者出料時另一只循

環(huán)中與，交替使用。循環(huán)中與合格后的鹽水再用泵輸送至淡鹽水或者

堿鹽水儲槽中作隔膜或者離子膜化鹽用。

③機(jī)泵冷卻水

離子膜的所有機(jī)泵冷卻水均集中在離子膜氫冷塔水池中，再用泵

打至1600t/h涼水塔熱水池作補(bǔ)充水用。

(2)化鹽廢水處理

化鹽所有機(jī)泵冷卻水均集中在隔膜氫冷塔水池中，用泵打至蒸發(fā)

2臺300t/h涼水塔水池作補(bǔ)充水。

(3)電解廢水處理

①電解的4組氫冷卻水原為河水，直接排放?，F(xiàn)與氯氫處理合用

2組300t/h涼水塔閉路循環(huán)使用。

②吸附?jīng)_洗陰極箱的廢水，通過濾器將石棉絨過濾，清水打至

化鹽做工業(yè)用水。

(4)蒸發(fā)廢水處理

①蒸發(fā)機(jī)泵冷卻水原均為直接排放，現(xiàn)均回收閉路循環(huán)。

②洗效水全部集中用做清洗班產(chǎn)量儲槽、拼堿槽。

③蒸發(fā)因跑、冒、滴、漏較嚴(yán)重，現(xiàn)場環(huán)境較差，原先用河水

沖洗設(shè)備、場地的現(xiàn)象較普遍，現(xiàn)實行環(huán)保治理后杜絕地面沖洗水，

從源頭抓起，做到大漏只是天，小漏只是班，及時消除。

(5)氯氫廢水處理

氯氫9臺氯泵螺旋板換熱器、5臺氫泵螺旋板換熱器、3組河水鈦

冷的冷卻水原均為河水冷卻，水量約為250m3/h全部排放?，F(xiàn)建為與

電解合用2組300t/h涼水塔閉路循環(huán)使用。

(6)氯化氫廢水處理

氯化氫6套60m2石墨冷卻器30m2降膜汲取器20m2降膜汲取器冷

卻水原均使用河水冷卻，水量約為250m3/h,全部排放?，F(xiàn)建為300t/h

涼水塔閉路循環(huán)使用無外排。當(dāng)石墨冷卻器或者降膜汲取塔滲漏，冷

卻水呈酸性時，則臨時排往清分，待設(shè)備檢修后再回到?jīng)鏊?/p>

(7)液氯廢水處理

液氯6套氟機(jī)，12臺高、低壓機(jī)的缸蓋冷卻水，原全部排放，經(jīng)

整改后全部集中至地池，用泵回至液氯的300t/h涼水塔，閉路循環(huán)。

(參考資料：淺談氯堿生產(chǎn)中的廢水的零排放_)

4.2電石行業(yè)減排技術(shù)

4.2.1電石爐氣綜合利用技術(shù)

電石爐要緊有三種：為開放式、內(nèi)燃式(半密閉式)與密閉式

開放式電石爐在生產(chǎn)中煙氣直接排放，污染嚴(yán)重，能耗高,操作條

件惡劣，目前國家已明令淘汰。內(nèi)燃式電石爐在爐頂上加了煙罩，生產(chǎn)

中產(chǎn)生的大量CO在爐內(nèi)燃燒后排放，操作環(huán)境有所改善，但綜合能耗

高，環(huán)境污染問題仍然存在，為國家限制進(jìn)展的工藝。由于各方面的原

因，目前占產(chǎn)量98%以上的電石是在這種爐型中生產(chǎn)的。密閉式電石

爐適用于大容量爐型，爐氣從爐內(nèi)引出后可實現(xiàn)綜合利用，既降低了冶

煉能耗，又減少了能源的巨大浪費，同時大幅度減少了煙氣直接排放，

有利于環(huán)境保護(hù)。但是由于投資、技術(shù)與安全的原因,目前在我國還

處于起步與摸索階段。

減少爐氣污染物排放量的一個根本措施就是改用密閉式電石爐，

減少污染物排放的同時實現(xiàn)了污染物的綜合利用。

爐氣要緊成分為CO,,碳一化工技術(shù)的進(jìn)展，特別是甲醇跋基化技

術(shù)在工業(yè)上實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，為電石爐氣化工提供了工業(yè)化技術(shù)基

礎(chǔ)C

下表為CO氣體通?？珊铣傻幕衔?、合成途徑及其產(chǎn)品常規(guī)應(yīng)

用的情況：

表7CO合成產(chǎn)品系列表

口c+同出生產(chǎn)能力而i嗣榭春上近?

品名主瓢學(xué)友獻(xiàn)會田由捫硒會股及其他

_________________________________________________全竦國內(nèi)亞技1套________________________

肝蜂加檄黑禮卿髏'

甲版(1)CO+CH3OH-HCOOCHj

802023.5禮fUlfi副演張醫(yī)藥農(nóng)藥原小

(HCOOH)(2)HCOOCHj+H：0—HCOOH+CHjOH.依卻川心佃好醫(yī)如

限躡化工也藥融、虹蒯驪財’

CO+CH3OH—CHsCOOH95('1501018

—0E：可能先噴霞舞I_____________

乙闔贛)(1)2CHJOI；O+2CO—(COOCH3)2+2NO魄睛素利糕等藥柳嚏要原

《00#?6iCOO—7出0——(00用2+2CH30H料.工業(yè)上用作漂白利和快鑄劑

丙版

CO+C2H2+比0-CHiCHCOOH

(CH煩00H)___________________________________________________________

作為楙翻嫄牖廣闊般上1

將尸囚期為化工原他叫私雕,幡'甲

JT'(CH3OH)岐威,果乙班肝醐婿

境保護(hù)_______________________________________________________________________熨麻頡雅.

乙二醉

,--2CO-3H2-HOCH2CH2OH主要肝登雅瑞微就

4.2.2IJcihoHh____________________________________________________________________________________________

Z1TS?用于生蹄劑翻翩揩翱引

(1CO+2H2+CH3CHCH2-CH3CH2CH2CH2OH12(1255

ObCIbCmCIbOH相野?1?

生甲髀曲用于合麟占30%,農(nóng)藥占26%,醫(yī)

山'〃CO+CHJOH-HCOOCHj1M200.51.2.

的分解IHCOOCHL超2匕丙神占其他占9*

,席為累觥工榻用于生產(chǎn)蒯節(jié),

1

CO+2CHJDH-1/2O2—(CH3O)2CO-H;O