焦化企業(yè)生產(chǎn)二氧化碳的可行性分析

焦化企業(yè)生產(chǎn)二氧化碳的可行性分析

環(huán)境領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題隨著人類社會(huì)進(jìn)程的加快，人類活動(dòng)日益嚴(yán)重，世界氣候變化越來越明顯。溫室氣體排放已成為當(dāng)前環(huán)境領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。根據(jù)全球碳項(xiàng)目發(fā)布的《2016全球碳預(yù)算報(bào)告》表明,2015年我國CO我國是世界上最大的焦炭生產(chǎn)基地,焦炭產(chǎn)量超過世界總產(chǎn)量的40%。國家統(tǒng)計(jì)舉數(shù)據(jù)顯示,2015年我國焦炭總產(chǎn)量為44822萬噸,煉焦消耗標(biāo)準(zhǔn)煤約為5610萬噸1采用碳排放計(jì)算方法目前國內(nèi)外涉及焦化行業(yè)CO1.1確定燃燒核算邊界結(jié)合焦化企業(yè)實(shí)際運(yùn)營邊界,參考現(xiàn)有的焦化行業(yè)碳排放核算方法提出的核算邊界確定原則,確定核算邊界包括煉焦、煤氣凈化、化產(chǎn)回收以及其他燃燒設(shè)備燃燒環(huán)節(jié)。其中,碳輸入項(xiàng)包括入爐煤及其他含碳配料、其他燃?xì)夂屯赓忞娏?熱力,輸出項(xiàng)包括焦炭/焦粉產(chǎn)品、焦油/粗苯等副產(chǎn)品、外輸焦?fàn)t煤氣和自產(chǎn)電力/熱力等,具體見圖1。1.2企業(yè)燃料燃燒co式e參考《2006年IPCC國家溫室氣體清單指南》,采用《中國獨(dú)立焦化焦化企業(yè)溫室氣體排放核算方法與報(bào)告指南(試行)》推薦的方法,依據(jù)企業(yè)核算與報(bào)告的排放源類別和氣體種類,分為燃料燃燒CO式中:E為核算邊界內(nèi)各種燃燒設(shè)備燃燒化石燃料產(chǎn)生的CO為核算邊界內(nèi)各種工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的CO為企業(yè)的CO為報(bào)告主體凈購入電力隱含的CO2標(biāo)準(zhǔn)固碳公司碳排放量的計(jì)算與分析2.1調(diào)研企業(yè)生產(chǎn)工藝研究以獨(dú)立焦化生產(chǎn)企業(yè)實(shí)地調(diào)研獲得的生產(chǎn)數(shù)據(jù)為依據(jù)。調(diào)研內(nèi)容主要包括:企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、所采用的工藝技術(shù)及流程、洗精煤消耗量及組成、產(chǎn)品焦炭及副產(chǎn)品煤焦油、粗苯、焦?fàn)t氣外供量及其組成等。通過實(shí)地調(diào)研本省內(nèi)6家焦化企業(yè)生產(chǎn)工藝,并收集獲取這些企業(yè)2015年的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。所調(diào)研的6家企業(yè)均是化產(chǎn)回收型獨(dú)立焦化企業(yè),且運(yùn)行正常。(1)根據(jù)公式可計(jì)算出企業(yè)CO從圖2可以看出,各企業(yè)CO(2)根據(jù)公式可計(jì)算出企業(yè)各過程排放CO由圖3可以看出,焦化企業(yè)CO2.2煉焦過程管理綜上可以看出,企業(yè)CO(1)通過圖2對(duì)比分析,A、B、C三個(gè)企業(yè)管理較為嚴(yán)格,計(jì)量器具配備齊全,日常統(tǒng)計(jì)規(guī)范,對(duì)焦?fàn)t煤氣的各設(shè)備燃燒量均能準(zhǔn)確的掌握,尤其是煉焦過程的嚴(yán)格管理,減少了焦?fàn)t煤氣的逸散,也減少了煉焦過程排放;F企業(yè)管理最為混亂,計(jì)量器具配備率低,焦?fàn)t煤氣沒有計(jì)量統(tǒng)計(jì),在煉焦生產(chǎn)過程中,操作不規(guī)范,造成煤氣大量逸散,從而使總排量增大。(2)通過圖3對(duì)比分析,A、B、C三個(gè)企業(yè)的凈購入電力排放均為負(fù)值,主要是三個(gè)企業(yè)均采用了燃?xì)庵比及l(fā)電機(jī)組,發(fā)電效率比蒸汽發(fā)電機(jī)組大幅度提高,可以減少網(wǎng)購電量及對(duì)外供電供熱;而D、E、F三個(gè)企業(yè)均采用的是蒸汽發(fā)電機(jī)組,發(fā)電量不夠本廠使用,存在網(wǎng)電購入情況。3減少企業(yè)碳排放上述分析表明,加強(qiáng)生產(chǎn)管理,高效合理利用原(燃)料,可大幅度減少企業(yè)的碳排放。鑒于此,獨(dú)立焦化企業(yè)碳減排途徑有以下幾個(gè)方面。3.1開源節(jié)流企業(yè)的生存方式管理是企業(yè)第一生命線,管理跟不上,企業(yè)就很難生存。尤其是焦化行業(yè)前幾年的盲目擴(kuò)張,造成了目前的“高產(chǎn)能、高消耗、高污染、低效率”的局面,加強(qiáng)內(nèi)部管理、減少損耗就是企業(yè)開源節(jié)流的主要生存手段。加強(qiáng)管理,完善計(jì)量器具配備,做好日常統(tǒng)計(jì)分析,可以掌握生產(chǎn)實(shí)況,嚴(yán)格各生產(chǎn)過程操作,可以很好的減少煤氣逸散損耗,提高化產(chǎn)回收率,進(jìn)一步減少過程CO3.2焦?fàn)t煤氣的利用煉焦過程會(huì)產(chǎn)生大量的富含有機(jī)物和熱值的煤氣,無論從低碳發(fā)展角度出發(fā),或是從提高企業(yè)利潤考慮,焦?fàn)t煤氣的綜合利用水平都應(yīng)得到重視和發(fā)展。然而大多數(shù)焦化企業(yè)僅是焦?fàn)t煤氣進(jìn)行了初步利用,回收了里面的粗苯、焦油等產(chǎn)品,然后凈煤氣直接送往蒸汽鍋爐燃燒發(fā)電。目前一些焦化企業(yè)采取了多種措施,努力提高煤氣利用水平,如將蒸汽汽輪發(fā)電機(jī)組換成燃?xì)庹羝?lián)合發(fā)電機(jī)組,發(fā)電效率大幅增加,不僅可以滿足企業(yè)自用,還有富?？梢赃M(jìn)行外供;焦?fàn)t煤氣采用甲烷合成技術(shù)生產(chǎn)SNG,經(jīng)深冷液化成LNG;以焦?fàn)t煤氣為原料,進(jìn)行催化反應(yīng)制甲醇等。隨著焦?fàn)t煤氣利用水平的深入,不僅提高了產(chǎn)品的附加值,增加了企業(yè)利潤,還進(jìn)一步減少了CO3.3采用相關(guān)低碳技術(shù)(1)節(jié)約煉焦耗熱量該技術(shù)技術(shù)是利用焦?fàn)t煙道氣所攜帶的廢熱,對(duì)煤料進(jìn)行適度干燥處理,通過降低焦煤的含水量,降低生產(chǎn)焦炭所產(chǎn)生的熱量,提高焦炭產(chǎn)量,減少焦化廢水排放量,延長焦炭爐的設(shè)備壽命。通常煤料水分每蒸發(fā)1個(gè)百分點(diǎn),煉焦耗熱量相應(yīng)增加62.0MJ/t(干煤)。采用此技術(shù)后,預(yù)計(jì)可節(jié)省煉焦耗熱量220~248MJ/t,相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤7.5~8.5kg/t,減少焦?fàn)t加熱煤氣消耗量14%左右。產(chǎn)量220萬噸煉焦企業(yè),年可節(jié)約能源消耗26781tce/a,減少碳排放70702tCO(2)炭化室荒氣回收和壓力自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)該技術(shù)是根據(jù)每孔炭化室煤氣發(fā)生量變化,實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)橋管水封閥盤的開度,實(shí)現(xiàn)整個(gè)結(jié)焦周期內(nèi)炭化室壓力調(diào)節(jié),避免在裝煤和結(jié)焦初期因炭化室壓力過大產(chǎn)生煤氣及煙塵外泄,并大量減少炭化室內(nèi)荒煤氣竄漏至燃燒室,實(shí)現(xiàn)裝煤煙塵治理和焦?fàn)t壓力穩(wěn)定。采用該技術(shù)后,建有2×60孔的6m焦?fàn)t企業(yè),年可節(jié)約能源消耗1436tce/t,可減少二氧化碳碳排放3799CO(3)余熱利用,提高能源的利用效率焦?fàn)t荒煤氣顯熱回收利用技術(shù)利用上升管換熱器將焦?fàn)t荒煤氣與除鹽水進(jìn)行熱交換,產(chǎn)生飽和蒸汽,將荒煤氣的部分顯熱回收利用,從而提高能源的利用效率。采用該技術(shù)后,建有2×45孔的6m焦?fàn)t企業(yè),年可回收0.6MPa飽和蒸汽9萬噸,可節(jié)約能源消耗8569tce/t,可減少二氧化碳碳排放22625CO企業(yè)碳排放的主要途徑(1)獨(dú)立焦化企業(yè)生產(chǎn)過程排放大量的二氧化碳,2015年企業(yè)的碳排放系數(shù)為0.379tCO(2)企業(yè)二氧化碳排放總量中,燃料燃燒過程排放占比最大約為80~90%,次之是煉焦工業(yè)過程排放,凈購入電力熱力可為負(fù)值,提高回收的