打造两型城市 实现产业升级

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  摘要:淮南市是资源型城市,发展现代煤化工产业是淮南市实现产业升级、城市转型重要途径。本文从循环经济的框架模式入手,着重阐释了循环经济实施的措施:一是减量化;二是再利用;三是资源化;四是技术集成;五是信息共享;六是设施共享。在技术集成中重点介绍了洁净煤气化技术、合成气净化技术、高效合成技术、醋酸甲酯制醋酐技术、大型捣固焦生产技术、干法乙炔生产技术、高强高模PVA纤维生产技术和工业水利用技术。最后,对产业结构环境合理性提出了建议。
  关键词:循环经济 框架 措施 分析
  Construct resources-saving and environment-friendly types city, Realize the industrial upgrading
  -----Anhui(Huainan)modern coal chemical industrial park planning project structure and cycle economic analysis
  Sun Junling(Huainan Industrial Development & Investment co.,Ltd)
  Abstract:Huainan is a resource-based city, so developing the modern coal chemical industry is an important way for Huainan to achieve industrial upgrading and urban transformation. This article starts with the framework model of circular economy, focusing on interpretation of the implementation of circular economy measures:First, reduction; Second, re-use; Third, resource; Fourth, technology integration; Fifth, information sharing; Six, shared facilities.
  In the technology integration focuses on clean coal gasification, synthesis gas purification technology, efficient synthesis, methyl acetate and acetic anhydride manufacturing technology, large hard coke production technology, dry acetylene production technology, high strength and high modulus PVA fiber production technology and industrial water use technology. Finally, put forward the reasonable suggestions on the environment of industrial structure.
  Key words:circular economy framework measures analysis
  
  淮南市煤炭储量丰富,已探明储量达444亿吨,占全国储量19%,年产原煤近8000万吨,是全国13个亿吨煤基地之一。同时淮南煤炭具有低硫、低磷、高挥发份、高发热量、富油等特点,是理想的动力煤和化工原料。为推进资源节约型和环境友好型城市建设,淮南市提出了立足煤、延伸煤、不惟煤、超越煤的发展思路,计划投资712亿元,建设华东地区规模最大、国际领先的安徽(淮南)现代煤化工产业园,加大煤炭加工转化力度,拉长煤炭产业链实现多层次增值,推进城市转型,实现产业升级。
  安徽(淮南)现代煤化工产业园建成后将形成每年2500万吨原煤深加工能力,可实现年产值570亿元。以淮南煤炭为原料,采用先进的粉煤气化技术,形成煤基烯烃及衍生物产业链、硝酸产业链、替代燃料产业链等“六大产业链”。
  下面对园区规划项目产业结构与循环经济进行简要分析:
  一、循环经济框架模式
  安徽省安徽(淮南)现代煤化工产业园建设要求将循环经济理念贯穿于规划和建设全过程之中。园区根据“循序渐进,虚实结合”原则,结合项目建设实际情况、相关产业现状和市场供求,确定优先发展产业,构建核心项目,充分利用核心项目产生的副产物和废弃物进行再生产,构建附属项目。核心项目与相关附属项目组成园区工业生态群落,群落问通过产品和能量、水等级联利用相互联系,通过共生产品、水或能量关系,构成多种物质能量链接的生态链网络,形成以物质集成为核心,虚实结合的高技术含量能源化工生态工业园区。安徽(淮南)现代煤化工产业园以煤气化、焦化为龙头,以煤矸石低热值煤发电为基础,形成甲醇制烯烃、硝酸、化肥、替代燃料、煤焦化、电石乙炔等六大产业链,充分考虑副产品和废物的综合利用,形成较为合理的循环经济产业结构。安徽省安徽(淮南)现代煤化工产业园循环经济框架包括核心区和辐射区两部分,核心区为煤气化、焦化、电石乙炔/醋酸乙烯、MTP、PVA、BDO合成氨、联碱、硝酸等产业,辐射区为煤炭开采、盐卤开采、有机化工原料、化肥、建材等产业。
  二、现代煤化工产业园循环经济实施措施
  1、减量化
  减量化是发展循环经济的首个要求。实现减量化的关键措施是以技术先进为主,以规模经济为辅。2009年12月3日,由中化集团、清华大学和安徽省淮化集团联合攻关的“流化床甲醇制丙烯技术”取得重大突破,达到世界先进水平,具有完全自主知识产权。该项技术开拓了不以石油为原料的石油化工技术途径,实现了丙烯转化原料多样化和“对石油的部分替代”。它的研发成功将极大的推进高效清洁利用煤炭资源,突破资源瓶颈,缓解甲醇产能过剩局面,延伸现代煤化工产业链,打破国外对煤化工重大关键技术的垄断、推进国家能源结构调整和我国现代煤化工发展。
  园区采用国际先进的洁净煤气化技术,可以气化高硫煤、劣质煤,煤的消耗比传统气化工艺显著降低。甲醇、合成氨、联碱、焦炭、电石等工艺装置均选择清洁生产工艺,MTP、真空制盐等工艺装置选用大型化、低能耗生产技术,降低消耗。MTP下游配套聚丙烯和有机化工原料生产装置,焦炭下游配套焦炉气制甲醇、煤焦油加工等装置,实现了园区内的物质循环,最大化地提高资源利用效率。
  供热中心采用全凝式循环流化床锅炉,煤种适应性较广,能燃用或掺烧劣质煤;通过掺烧石灰石,能够脱除80%以上燃料燃烧中形成的S02,减少烟气排放对环境的污染;采用分级燃烧方式,降低NOx生成量,对环保十分有利。供热中心统一调解并满足项目用热需要,实现全基地能量梯度利用,提高综合热效率。
  2、再利用
  基地内各装置间原料、产品和副产品互供,实现综合利用。除产业链的延伸和相互衔接外,其它主要再利用措施包括:煤气化脱硫副产硫磺可做产品外卖;煤气化合成气净化分离用于生产甲醇、合成氨、二甲醚,氢气用于生产双氧水;甲醇合成尾气可送入合成氨系统;电石尾气通过变压吸附装置(PSA)提取CO,并焦炉气甲醇一起用于醋
  酸生产;焦炭生产联产的焦炉气用于生产甲醇,联产的煤焦油用于提取高附加价值精细化工产品;乙炔装置产生的电石渣脱水处理后作为原料送水泥熟料生产装置;气化炉渣可外售,用作水泥掺合料及建材原料。采用各种水资源重复利用和综合利用技术,一水多用、中水回用、提高水的重复利用率。如,电石渣回收利用后产生的澄清水返回电石和乙炔装置循环利用。其它装置排放的污水通过处理达标后,进入中水灰用装置进一步深度处理,循环利用。
  3、资源化
  园区资源化主要体现在一是大量利用淮南的低热值煤资源建设热电联产装置,有效的减少煤矸石的堆积对淮南市环境的污染;
  二是将本基地内各生产装置排放废物如气化炉渣、电石渣、锅炉灰渣和真空制盐装置副产盐泥等作为资源再次加以利用。资源化利用措施主要有:煤气化造气炉渣及锅炉灰渣利用社会力量进行综合利用,生产水泥、空心砖,新型建筑材料等,用于周边城市建设。电石渣和气化炉渣也用作水泥掺合料及建材原料。真空制盐装置副产盐泥可用于回收盐水,滤饼用于生产建筑材料;盐泥也可用于生产MgSO47H2O,余渣可用于生产水泥添加剂;盐泥废渣也可送回废卤水进回填,避免造成环境污染。
  4、技术集成
  园区内生产成员或装置间的相互协同和共生关系,最大限度地充分利用资源和减少负面环境影响,实现经济效益、社会效益和生态效益三者的和协统一,实现基地的可持续发展。其中关键技术的可持续化,是实现可持续发展的决定性因素。推行清洁生产、实现绿色管理是实现产业园可持续发展的具体途径。
  为实现“3R”目标,安徽(淮南)现代煤化工产业园中长期发展规划选用成熟、可靠、先进的关键技术有:
  ①洁净煤气化技术
  采用新型GSP洁净煤加压气化技术,尤其适用淮南煤种。从目前来看,GSP煤气化技术是淮南现代煤化工长远发展重要技术基础。
  ②合成气净化技术
  包括高效脱硫脱碳技术、微量杂质脱硫技术、高效气体压缩技术等。
  ③高效合成技术
  包括大型低压氨合成、甲醇合成一步法二甲醚直接合成技术等。
  ④醋酸甲脂制醋酐技术
  具有流程短、产品质量佳、消耗指标低、“三废”排放少等优点。与乙醛氧化法和烯酮法相比,醋酸甲酯羰基合成法在生产成本、经济效益和环境方面占有优势。
  ⑤大型捣固焦生产技术
  本规划200万t/a炼焦项目拟采用国产化大型捣固焦炉(TJL5550D型焦炉,炭化室高度为5.5m)。该炉炼焦技术有利于多配入高挥发分煤和弱粘结性煤,改善焦炭质量,降低生产成本。
  干法熄焦技术可回收80%的红焦显热,平均每熄1t焦炭可回收3.9MPa、450°C的蒸汽O.45--0.6t。回收的热能用于产生蒸汽,并进一步用于发电,避免了生产相同数量蒸汽的锅炉因燃煤对大气造成的污染,尤其减少了C02、S02向大气的排放。大型捣固焦和干熄焦生产技术以及完善的环境保护措旌,使得炼焦装置实现了节能、降耗、减排的目标,并在产品质量、经济效益和环境效益等方面占有较大优势。
  ⑥干法乙炔生产技术
  干法乙炔发生是用略多于理论量的水以雾态喷在电石粉上使之水解,产生的电石渣含水量在4-10%干粉末,粗乙炔含水量为75%。干法乙炔反应温度气相为90--100°C,固体相对温度为100—110°C,水与电石的比例约为1:1.8,反应热由水汽化带走,经由非接触式换热器传给循环水(没有溶解损失),水解率大于99.5%,乙炔收率大于98.5%。
  ⑦高强高模PVA纤维生产技术
  高强高模PVA纤维为高新技术产品,技术含量和附加价值高。发展高强高模PVA纤维可最大限度实现聚乙烯醇产品的增值。
  ⑧工业水利用技术
  工业水利用技术主要是各种水资源重复利用和综合利用技术。安徽(淮南)现代煤化工产业园水集成主要途径有:
  a、工业水重复利用大力采用循环用水系统、串联用水系统和回用水系统,积极采用水网络集成技术,广泛采用蒸汽冷凝水回收再利用技术,发展外排废水回用技术和“零排放”技术。园区生产装置产生的废水进行初级处理,再送至基地污水处理厂处理,绝大部分处理达标后废水返回系统循环再利用,主要用作各级装置的循环水补充水、城市绿化和景观用水以及生态农业建设等,其余少量高倍率浓缩盐水拟经高效蒸发后焚烧处置或送至矿区内的塌陷区存放。
  b、冷却节水
  采用高效换热技术和设备。优先考虑物料换热节水技术,优化换热流程和换热器组合:其次考虑空气冷却技术;第三考虑采用高效环保节水型冷却塔和其他冷却构筑物。
  c、热力和工艺系统节水
  推广生产工艺(装置内、装置间、单元间、单元内)的热联合技术、中压产汽设备的给水使用除盐水、低压产汽设备的给水使用软化水、闭式循环水汽取样装置。优化锅炉给水、工艺用水的制备工艺。
   d、洗涤节水
  推广逆流漂洗、喷淋洗涤、汽水冲洗、气雾喷洗、高压水洗、振荡水洗、高效转盘等节水技术和设备。采用节水的装备清洗技术。发展环境洗涤技术。推广可以减少用水的各类水洗助剂和相关化学品。
  e、工业给水和废水处理节水
  推广使用新型滤料高精度过滤技术、汽水反冲洗等降低反洗用水量技术。废水处理集中化,并在废水处理中应用臭氧、紫外线等无二次污染消毒技术。开发和推广超临界水处理、光化学处理、新型生物法、活性炭吸附法、膜法等技术在工业废水处理和再利用中的应用。
  园区产业布局按照产业链延伸和功能分区,从内向外扩散式布置。核心部分为气化岛、供热中心,向外延伸为甲醇合成、合成氨,再向外为MTP及下游、硝酸系列、化肥系列、真空制盐系列,最外层为精细化工产业预留地,形成一体化科学发展模式。实现以清洁化和环境友好为特点的技术集成,构建绿色现代煤化工园区。
  5、信息共享
  安徽(淮南)现代煤化工产业园通过建设中心网站和电子商务平台,构筑基地内部物质和能量等交流渠道,同时政府利用该平台向投资商和生产企业提供相关产业信息、市场供求、技术发展、法律法规、公用工程、物流及仓贮、人材交流等共享信息。
  6、设施共享
  设施共享是循环经济工业园的特点之一。实现设施共享可减少能源和资源的消耗,提高设施和设备利用效率,避免重复投资。
   三、产业结构的环境合理性与调整建议
  (1)矿产资源利用:淮南煤化工基地的规划产业链利用了淮南市煤、电、石灰石、盐等资源优势,各产业链架构清晰,从物流看,产业链之间的联系较为密切,有利于发展循环经济。通过先进的煤化工工艺,丰富了碳资源的利用形式,推进淮南市产业结构调整,使淮南市矿区煤有了更为合理利用的途径。产业链的设计总体上反映了循环经济的要求,副产品和废物均可找到较为合适的利用方式。
  (2)水资源利用:煤基烯烃及衍生物产业链的单位产品的耗水量均是较为突出的,该产业链的总体发展规模必须根据当地水资源情况而定,不宜过大;在其他条件具备的情况下,可以优先考虑煤焦化及硝酸产业链的发展。
  (3)能源利用:总体上,拟发展的煤化工产业属于高耗能型产业,这是由该地区资源禀赋所决定的,产业园规划实施后的万元产值综合耗能在0.99吨标煤/万元水平,明显低于淮南市当前的万元产值综合耗能指标(1.35吨标煤/万元)。在拟发展的产业链中,煤基烯烃及衍生物的单位产值和单位产品的能耗相对较高,电能消耗约占总电能消耗量的26.4%,综合耗能约占总耗能的54.24%,控制煤基烯烃及衍生物产业链的总体规模,对于降低园区的总能耗作用明显。
   总体上,安徽(淮南)现代煤化工产业园产业结构较为合理,并且有一定的选择发展的余地和空间。依靠技术进步,采用大型化、先进的生产工艺技术,提升产业结构,优化产业布局,大力推进淮南市向资源节约型和环境友好型城市转变。
  参考文献:
  [1]《重点行业循环经济支撑技术—石油和化学工业》国家发改委资源节约与环境保护司,2007年10月
  [2]《循环性社会材料循环与环境影响评价》左铁镛等编,科学出版社,2008年8月
  [3]《现代循环经济及清洁生产科学实践与生态工业园规划建设国际通用管理成功案例典范》钱兆宁,新星出版社,2005年元月
  [4]《当代环境管理体系建构》王家德、陈建孟,中国环境科学出版社,2005年8月
  [5]《清洁生产审核及能源审核与最新版环境管理体系标准实施手册》张天柱,新星出版社,2005年10月
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