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电石行业实现绿色可持续发展应控产能促转型

2019-9-19 8:35:00来源:中国化工信息周刊作者:
  • 导读:
  • 我国电石行业保持较快增长,产能产量屡创新高、技术装备水平持续提升、节能减排成效显著,为保障国民经济平稳增长、满足下游产业需求做出了重要贡献。
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  • 电石

我国电石行业保持较快增长,产能产量屡创新高、技术装备水平持续提升、节能减排成效显著,为保障国民经济平稳增长、满足下游产业需求做出了重要贡献。但是,受国际油价暴跌、国内经济增速放缓以及行业自身发展周期影响,电石行业生产运行陷入困境,产能过剩严重、资源依赖度高、自动化程度低等矛盾突显。为适应新常态下节能减排与安全生产的新要求,电石行业须改变“高投入、高消耗、低效益”发展模式,依靠技术进步提高资源和能源利用效率,减少二氧化碳排放,实现绿色可持续发展。

规模大型化布局渐完善

2016年,电石行业在全球经济疲软,国内经济下行压力加大的形势下,遭受了前所未有的冲击和压力。价格持续下跌并一度跌破2000元/吨的关口,创8年来的新低。企业盈利水平也大幅下降,行业亏损面加大,停产与半停产企业增加,生存尤为艰难。下半年,在下游PVC等行业复苏的拉动下,电石价格开始回升,企业盈利情况有所改观,但是兰炭、石灰的原材料价格也随之上涨,冲淡了企业效益。

截至2015年底,据中国电石工业协会不完全统计,国内共有电石生产企业255家,产能为4500万吨,与2010年相比几乎翻了一番。全国电石产量为2650万吨,同比增长2%,增幅较2014年下降11个百分点。行业整体开工率不足60%,为近年来最低。

“十二五”期间,电石企业大型化趋势愈发明显。2015年,国内最大电石生产企业——新疆天业集团的电石产能已经达到289万吨,占国内总产能的6.4%。同年,产量前10位企业共生产电石1175.4万吨,占国内总产量的44.4%。据统计,2015年产能在20万吨及以上的企业有57家,产能合计3240万吨,占全国总产能的72%。

此外,西北地区煤炭储量丰富、电力供应充足、土地广袤,发展电石产业具有得天独厚的优势。近年来,全国电石生产重心继续向西北地区转移。“十二五”期间,新疆、内蒙古、陕西、宁夏、甘肃等5省区新增产能均累计超过100万吨。2015年,6省区电石产能合计超过3600万吨,占国内电石总产能的80%以上。

高能耗倒逼行业节能在即

电石生产能耗主要包括两部分,一是作为生产原料的炭材,二是产生反应热的电能,即电炉电耗。其中,原料炭材消耗约为0.6~0.7吨/吨电石。但是,除生成电石的主反应之外,一些副反应也会吸收一些热量,烟气和出炉电石带走的显热,电炉变压器、短网、电极、炉体等设备的热损失,均会导致电炉电耗的提高。因此,国内吨电石产品(折标准发气量)的平均综合能耗高于1吨标准煤,电炉电耗高于3200千瓦时。导致电石生产能耗较高的另一个重要原因是原材料质量。部分企业为追求经济效益最大化而使用价格低廉、质量较差的炭材和石灰原料,导致电炉电耗和综合能耗的上升。例如,电石企业使用的原料焦炭含碳量不足90%,原料兰炭则更低,只有约80%;部分企业采购的兰炭含有大量水分,在入炉前需要烘干;石灰产品质量参差不齐,导致副反应较多等等。

一继续探索和完善新型电石生产工艺

目前,国内电石生产全部采用电冶炼工艺,该工艺对于电力能源的依赖度较高,易受到宏观调控影响。为此,有关企业和院校积极开发氧热法、蓄热式等新型电石生产工艺。

氧热法电石生产工艺利用含炭原料与富氧或纯氧燃烧提供电石反应所需的热量。原料中C与Ca的比值高于电冶炼法,多输入的炭和氧气使得一氧化碳产量增加。其电耗主要用于制氧工序,只有750千瓦时/吨电石,综合能耗降幅明显。该工艺副产大量一氧化碳,可生产多种有机化工产品,能够与其他煤化工装置耦合形成多联产,经济效益显著。

蓄热式电石生产工艺采用低阶粉煤和石灰为原料,经粉碎、混合、成球后,再经过蓄热式辐射管旋转床热解,热解产生的高温球团送入密闭电石炉中,在电石炉内发生还原反应制得电石,同时副产甲烷气和油品。理论上,该工艺吨产品电炉电耗、综合能耗均低于电冶炼工艺。

二大力推广先进技术装备

1.大型密闭式电石炉

密闭炉节能和安全环保优势明显,是目前电石行业技术装备发展主流。在引进25000千伏安密闭炉之后,行业相继开发出27000千伏安、33000千伏安、40500千伏安等多种型号的大型密闭炉,并顺利实现产业化应用。目前,国内新建电石项目大多使用40500千伏安密闭炉,部分企业还尝试建设了63000千伏安和81000千伏安等更大规模的密闭炉,促使密闭炉产能比重从2011年的40%迅速上升到2014年的79%。目前来看,从项目建设投资、产品能耗物耗、单位产能用工数量、装置运行稳定性等方面综合考虑,40500千伏安密闭炉优势较为明显,用户认可度最高,已经成为行业主流装备。

2.炉气制化工产品

电石炉气的主要成分是一氧化碳和氢气,净化后可用于生产碳一及其下游化工产品。炉气生产化工产品,既可以实现资源利用效益的最大化,又可以减排温室气体二氧化碳,因此炉气综合利用是发展方向。目前,已有新疆天业、四川茂县新纪元、宁夏大地等电石企业(产能合计占电石总产能的8%)成功利用炉气生产化工产品,产品涉及乙二醇、合成氨、二甲醚等。

3.净化灰返炉燃烧

每生产1吨电石约产生50~70公斤净化灰,大部分企业采用填埋或堆存的方式处理。行业开发出净化灰返炉燃烧技术,该技术将净化灰输送到沸腾炉内燃烧,用其替代部分烘干炭材用的燃料。燃烧后的灰渣无可燃成份且性质稳定,对生态环境影响小,可外运填埋或作为建筑原料利用。

4.无功补偿技术

无功补偿装置由滤波和补偿两部分组成,可以有效提高电石炉的功率因数和变压器的有功输出率。同时还可有效避免了涌流、过电等问题。该技术操作简单、设备体积小、动态响应时间短,运行安全稳定,能够提高电石产量和质量,降低电炉电耗和原料消耗。

三加快淘汰落后产能

淘汰落后产能是电石行业优化产业结构、缓解产能过剩矛盾、提升技术装备水平的重要举措。2010~2014年,行业累计淘汰落后产能611.66万吨,2015~2016年又有数十万吨的落后产能主动退出或淘汰。淘汰落后产能工作的深入开展,促使电石行业整体技术装备、节能减排、安全生产水平大幅提升,公众形象大为改善。

四完善能效领跑者发布制度

为树立能效标杆,增强企业节能降耗动力,电石行业建立了能效领跑者发布制度,定期发布综合能耗、电炉电耗指标处于行业领先地位的企业名单。能效领跑者为企业对标提供了参考,引导企业互相赶超,不断提升技术装备和管理水平。2015年,能效领跑者第一名企业吨电石综合能耗为726公斤标准煤,电炉电耗为3011千瓦时,大大低于《电石行业准入条件》(2014年修订)规定的准入值。

在上述措施的推动下,电石行业整体能源利用效率不断提升,单位产品电炉电耗、综合能耗持续下降。吨电石综合能耗由2011年的1052公斤标准煤下降至2014年的991公斤标准煤。部分企业电炉电耗下降至3200度以下,先进企业已经低于3000千瓦时。

多种形式打造行业绿色升级

我国油气资源短缺、煤炭资源丰富,决定了“十三五”时期,电石行业仍将在满足下游需求方面发挥不可替代的作用。但是,随着国内资源能源供应的日趋紧张和环境保护形势的日益严峻,电石行业将承担更繁重的节能减排任务。另外,当前电石产能过剩矛盾依然比较突出,行业装置整体开工率不到60%,因此化解产能过剩矛盾仍将是“十三五”时期电石行业的工作重点。

目前,聚氯乙烯行业消耗的电石量约占电石总消费量的80%,因此“十三五”时期国内电石市场行情主要取决于聚氯乙烯-烧碱产品的走势。目前,世界经济虽然已经开始复苏,但是势头较弱,特别是国际油价仍然保持低位运行,国内经济增长速度放缓的趋势也比较明显,对外贸易缺乏活力,房地产市场疲软。尽管2016年下半年聚氯乙烯行业强势复苏,价格冲至近年来的高位,但是考虑到行业整体过剩严重,预计到2020年,国内聚氯乙烯市场走势难以发生根本性扭转,行业整体开工率只能维持在较低水平,不会对电石市场形成有力支撑。因此短期内,电石行业的重点任务仍是控制产能无序扩张,同时抓好节能减排工作,降低生产成本,增加效益。

一继续推动内燃式电石炉退出市场

“十一五”期间和“十二五”初,行业全面淘汰了开放式电石炉和12500千伏安以下的内燃式电石炉。未来,行业将通过改造升级、等量或减量置换等多种形式,推动剩余近1000万吨的内燃式电石炉产能逐步退出市场,提升行业整体技术装备和节能减排水平。

二做好《电石单位产品能源消耗限额》宣贯工作

《电石单位产品能源消耗限额》(2008年版)中有关综合能耗、电炉电耗的准入门槛已脱离电石行业的发展实际,丧失了约束性作用。结合《电石行业准入条件》的相关要求,中国电石工业协会于2015年对该标准进行了修订,提出了更加符合行业实际的综合能耗和电炉电耗指标。标准已于2016年10月正式发布实施,协会将配合有关政府部门做好该《标准》的宣传贯彻工作。

三加大先进节能工艺装备的研发和推广力度

推动氧热法、蓄热式等新型电石生产工艺的产业化进程,争取尽早建成示范装置并尽快达标达产。加快研发净化灰无害化处理及综合利用、余热显热和石灰窑尾气中二氧化碳回收利用等新技术,推广电石炉气制化工产品、自动化出炉机等技术装备,促使电石行业整体技术装备和节能减排水平大幅提升,彻底转变行业“高投入、高消耗、低效益”的粗放型发展模式,构建“绿色、节能、低碳、安全、高效”的新型电石工业体系。

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(责任编辑:01175)
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