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附件5

《電石工業(yè)污染物排放標準(征求意見稿)》

編制說明

《電石工業(yè)污染物排放標準》編制組

二○一八年一月

—79—

1項目背景

1.1任務來源

根據(jù)國家環(huán)境保護部下達的“十一五期間需要制定的國家環(huán)境保護標準落實及申報情況”中項目編

號394的《電石工業(yè)污染物排放標準》項目計劃任務書的批復,2009年環(huán)保部就該標準承擔單位進行

了公開招標,由中國環(huán)境科學研究院和內(nèi)蒙古鄂爾多斯市環(huán)境保護中心監(jiān)測站組成的聯(lián)合體中標,共

同制定《電石工業(yè)污染物排放標準》。2010年環(huán)保部下發(fā)的《關于下達2010年度國家環(huán)境保護標準制

修訂項目計劃的通知》(環(huán)辦函〔2010〕486號文中,將《電石工業(yè)污染物排放標準》列入2010年的

環(huán)境標準制(修)訂項目計劃,由中國環(huán)境科學研究院牽頭組織制訂。

根據(jù)工作需要,中國環(huán)境科學研究院聯(lián)合內(nèi)蒙古鄂爾多斯市環(huán)境監(jiān)測中心站共同成立了標準編制

組,擬定工作計劃并開展相關標準的編制工作。

1.2工作過程

任務下達后,標準編制組對標準的制定背景、制定的基本思路和制定重點展開專題研究,具體工作

過程如下:

(1)成立標準編制組

2010年6月:成立標準編制組,確定標準編制的原則、方法和技術路線。

(2)行業(yè)背景情況和監(jiān)測資料調查

2010年6-12月,開展行業(yè)背景情況調查:調查生產(chǎn)工藝、污染物排放情況,咨詢行業(yè)、企業(yè)及環(huán)

保方面相關專家(中國電石工業(yè)協(xié)會、浙江巨化電石公司、北京天立環(huán)保公司),收集國內(nèi)外相關標準

和產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)保政策;

2010年6月-2011年6月:收集監(jiān)測數(shù)據(jù)(內(nèi)蒙古烏海氯堿化工竣工驗收、億利能源竣工驗收、元

亨化工達標監(jiān)測、同源化工污染源監(jiān)測等),并進行典型電石企業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測與調研(內(nèi)蒙古新華結晶硅、

同源化工等)。

(3)形成標準開題報告

2011年1月-2011年11月:從產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策、行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢、國家環(huán)境保護政策、污染物

減排目標、污染物控制技術和經(jīng)濟投入等多方面考慮,編制開題報告,準備開題論證。

(4)開題報告論證會

2011年11月3日,環(huán)境保護部科技標準司在北京組織召開開題報告論證會。環(huán)境保護部污防司和

環(huán)評司、北京市勞動保護科學研究所、環(huán)保部環(huán)境工程評估中心、中國石化聯(lián)合會、中國電石工業(yè)協(xié)會、

天立環(huán)保股份有限公司、河北盛華化工公司的代表組成論證委員會,對標準制訂的技術路線、擬開展的

主要工作等進行了深入討論。專家組提出以下修改意見和建議:

1該標準的控制對象應以大氣污染物為主,兼顧其他污染物;

②大氣污染物控制項目以顆粒物、二氧化硫、氮氧化物為主,對氰化物進一步研究確定;

③排放限值的確定應與電石工業(yè)的技術政策和準入條件相銜接。

(5)進一步調研和現(xiàn)場監(jiān)測

編制組采納專家組的建議和意見,對氰化物排放情況進行了進一步調研和專項監(jiān)測。

—82—

2012年,某電石企業(yè)對密閉式電石爐氣中的氰化物進行了測試,經(jīng)過31組數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,其平均

值為27.7mg/m3。由于爐氣主要用途是用作燃料或化工原料,氰化物不直接排放。浙江巨化公司檢測中

心曾經(jīng)對其密閉式電石爐爐氣用作鍋爐燃料的情況進行了檢測,爐氣鍋爐入口氰化物含量為30mg/m3,

而煅燒后檢測不出氰化物【1】。

2013年6月,鄂爾多斯市環(huán)境保護中心監(jiān)測站分別對密閉式電石爐氣和內(nèi)燃式電石爐排放廢氣開

展了氰化氫排放濃度的專項監(jiān)測,其中密閉式電石爐爐氣氰化氫平均含量0.67mg/m3(6組數(shù)據(jù)),爐氣

不直接排放,用于氣燒窯煅燒石灰石的燃料。內(nèi)燃式電石爐排放口氰化氫平均含量1.76mg/m3(6組數(shù)

據(jù)),因直接通過煙囪排放,其排放濃度超過了衛(wèi)生部《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值》(GBZ2.1-2007)

1.0mg/m3的排放限值,有可能對工作場所人員造成健康風險。

通過相關的資料調研、現(xiàn)場調研和監(jiān)測,將內(nèi)燃式電石爐煙氣排放口的氰化物排放限值納入本標準

限值,密閉式電石爐爐氣不會對周邊環(huán)境造成污染,不列入本標準。

(6)將中國電石工業(yè)協(xié)會納入標準編制組

電石行業(yè)是高耗能、高污染和產(chǎn)能嚴重過剩的行業(yè),正在發(fā)生重大產(chǎn)業(yè)結構調整。一方面占產(chǎn)量

60%以上(2010年)的內(nèi)燃式電石爐正在大規(guī)模淘汰。另一方面,占產(chǎn)量40%以下(2010年)的密閉

式電石爐在大規(guī)模興建。電石企業(yè)在大量兼并重組中,內(nèi)燃爐和密閉爐污染物排放狀況相差很大,標準

編制組對先進密閉式電石爐企業(yè)的了解和數(shù)據(jù)的采集都有一定難度,行業(yè)的變化對標準的制定產(chǎn)生了很

大不利影響。為使標準排放限值的制定更加合理,更好的促進電石行業(yè)開展污染物減排,電石企業(yè)更加

注重清潔生產(chǎn),本標準的制定需要加強與電石行業(yè)的合作。

2013年11月,標準編制組經(jīng)過慎重考慮并征得環(huán)保部科技標準司的同意,將中國電石工業(yè)協(xié)會納

入標準編制組,負責收集國內(nèi)外電石行業(yè)概況、國家相關產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃、行業(yè)生產(chǎn)工藝及產(chǎn)

排污現(xiàn)狀數(shù)據(jù)收集,協(xié)助中國環(huán)境科學研究院開展現(xiàn)場調研及標準文本的編制工作。

(7)電石行業(yè)污染物排放情況公開調查

編制組根據(jù)開題論證會的修改意見和建議,明確了標準修訂原則,并按任務分工開展了相關工作。

編制工作主要是通過重點企業(yè)調查(資料研究、現(xiàn)場監(jiān)測),對我國電石工業(yè)的污染物排放和控制狀況

進行技術經(jīng)濟評估,同時考慮行業(yè)環(huán)境影響、參考國家行業(yè)相關政策要求,最后確定排放標準限值和相

關技術、管理規(guī)定,并適當分析達標成本和環(huán)境效益。

2014年4月2日,電石協(xié)會向全國主要會員單位發(fā)布了“關于調查電石行業(yè)污染物排放情況的通

知”。通知指出:按照國家環(huán)境保護部要求,由中國環(huán)境科學研究院牽頭制定《電石工業(yè)污染物排放標

準》,中國電石工業(yè)協(xié)會參與部分制定工作。本標準將規(guī)定電石工業(yè)企業(yè)大氣污染物的排放限值、監(jiān)測

和監(jiān)控要求,以及標準的實施與監(jiān)督等相關規(guī)定。標準的制定將引導行業(yè)健康發(fā)展,推動節(jié)能減排工作

有效進行。為保證標準制定的相關數(shù)據(jù)合理可行,符合行業(yè)實際情況,請相關電石生產(chǎn)企業(yè)積極如實填

報《電石企業(yè)環(huán)境情況調查表》。收集到9家主要電石企業(yè)101臺電石爐(密閉93條,內(nèi)燃8條)、配

套炭材干燥窯及石灰窯等的調查數(shù)據(jù)。編制組對數(shù)據(jù)進行了整理和篩選。

【1】譚霞電石爐氣熱能利用及除塵技術環(huán)境污染與防治2000年10月第22卷第5期第19頁

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(8)形成標準征求意見稿和公示

在上述工作基礎上,標準編制組重點對電石工業(yè)大氣污染物排放設施、污染物控制項目及指標、排

放限值水平、相關技術與管理規(guī)定、配套監(jiān)測分析方法等標準主要技術內(nèi)容進行了論證、確定,起草了

《電石工業(yè)污染物排放標準(征求意見稿)》和編制說明。

2015年11月,征求意見稿和編制說明在環(huán)保部網(wǎng)站公開征求意見。共收集征求意見53條,已經(jīng)

對征求意見進行修改和回復。

(9)標準工作匯報會

2016年6月2日,環(huán)保部大氣司主持召開了標準匯報會,會上提出①電石標準應對汞和VOCs進

行調查,根據(jù)情況確定是否需要把該指標納入標準排放限值;②調查電石爐出爐口無組織排放顆粒物的

控制要求。

標準編制組進行了專項調研。電石企業(yè)使用燃煤量很少,少數(shù)企業(yè)使用燃煤用于炭材烘干,大部分

企業(yè)使用干燥篩分后的炭粉做燃料;石灰窯主要使用電石爐氣或炭粉,電石爐使用焦炭或蘭炭作原料。

電石企業(yè)的Hg主要來源于焦炭或蘭炭,二者的差別主要在干餾溫度,蘭炭生產(chǎn)過程中炭化室溫度比冶

金焦要低200℃【2】左右,蘭炭干餾溫度控制在850℃以下【3】。馬晶晶【4】在焦化廠正常焦化生產(chǎn)條件下

開展了重金屬遷移轉化規(guī)律的試驗研究,得出煤中汞在煉焦過程中有60%的Hg轉移到煤氣中,27%的

Hg進入焦炭,Hg進入焦油和氨水的比例分別為6%與7%,焦炭中的Hg含量和煤炭相比已大大降低,

因此本標準沒有將Hg納入排放限值。

VOCs指在標準狀態(tài)下飽和蒸氣壓較高(標準狀態(tài)下大于13.33Pa)、沸點較低、分子量小、常溫狀

態(tài)下易揮發(fā)的有機化合物,煤在低溫干餾生產(chǎn)蘭炭過程中至少要加熱到500~600℃【5】,最高可到850℃,

在煉焦干餾過程中VOCs已經(jīng)大部分轉移到煤氣和煤焦油中。VOCs的排放主要在煉焦過程中,因此本

標準沒有將汞和VOCs指標列入排放限值。

目前,電石爐出爐口普遍安裝了吸風罩,將電石出爐產(chǎn)生的顆粒物吸入風罩,然后經(jīng)過袋式除塵后

集中排放,但大多數(shù)都是采用捕集罩管道并入冶煉煙氣總管道進行處理,未設立獨立抽風系統(tǒng),捕集效

率很低,仍有大量煙氣外逸【6】。在電石爐出爐口配備單獨煙氣收集與處理系統(tǒng),可以使電石爐顆粒物

排放大幅降低。

標準工作匯報會后,編制組針對會上管理部門和專家提出的要求,對征求意見稿進一步修改形成標

準送審稿(初稿)。

(10)電石行業(yè)標準征求意見座談會

2016年7月14日,在北京召開《電石工業(yè)污染物排放標準》征求意見座談會,標準編制組邀請了

全國主要電石生產(chǎn)工藝設計、制造、生產(chǎn)等企業(yè)參加座談會,其中2015年我國主要電石生產(chǎn)企業(yè)前10

名中的7家(占全國電石總產(chǎn)量的37.8%)參加了本次座談會。會上,電石生產(chǎn)企業(yè)提出的問題主要有:

【2】李娟半焦(蘭炭)產(chǎn)業(yè)清潔生產(chǎn)技術方案研究長安大學工程碩士學位論文2011年12月第11頁

【3】蘭炭行業(yè)清潔生產(chǎn)標準[DB61/T423-2008]陜西省地方標準

【4】馬晶晶煤焦化過程有害微量元素的遷移規(guī)律研究武漢科技大學碩士學位論文2018年5月第46頁

【5】楊軍燾等低溫干餾煤焦油回收率的影響分析煤炭技術2012年1期第231頁

【6】郭小芳,王長征,王興峰電石行業(yè)無組織煙粉塵防治環(huán)境影響評價2014年01期第20-21頁

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1對石灰窯和干燥窯的氮氧化物排放限值提出了疑問。目前電石企業(yè)缺乏氮氧化物末端治理技術,

建議對標準中氮氧化物排放限值應寬松一些,使企業(yè)通過調整生產(chǎn)工藝減少氮氧化物的排放;

2電石爐出爐口不應設基準氧含量,并且排放限值應主要是顆粒物,電石爐中爐氣不外排,對二氧

化硫和氮氧化物等其他污染物排放限值建議取消。

(11)標準征求意見稿(二稿)

座談會后,內(nèi)蒙君正、白雁湖、億利等大型電石生產(chǎn)企業(yè)提供了最新的電石爐、干燥窯等手工監(jiān)測

和部分在線監(jiān)測的數(shù)據(jù),標準編制組收集了國控重點電石企業(yè)如內(nèi)蒙宜化、甘肅鴻豐、新疆圣雄、新疆

中泰礦冶、寧夏金海等多家電石生產(chǎn)企業(yè)的監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù),收集了相關地方污染物排放標準如《河北

省石灰石行業(yè)大氣污染物排放標準》《河北省工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》《河北省鋼鐵工業(yè)大氣污染

物排放標準》《山東省工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》《山東省鋼鐵工業(yè)污染物排放標準》《山東省建材

工業(yè)大氣污染物排放標準》等,并且對比了鋼鐵行業(yè)的煉鐵、煉焦、煉鋼等排放標準,經(jīng)過數(shù)據(jù)分析和

標準比較,形成本標準征求意見稿(二稿)。

(12)標準工作研討會

2016年9月14日,在北京召開《電石工業(yè)污染物排放標準》研討會,環(huán)境保護部大氣司和水司、

環(huán)境保護部環(huán)境標準研究所、北京市勞動保護科學研究所、中國電石工業(yè)協(xié)會、江蘇中圣園科技股份有

限公司、神霧環(huán)保技術股份有限公司、內(nèi)蒙古白雁湖化工股份有限公司的代表和專家參加了研討會,并

就標準相關工作提出了如下修改意見和建議:

①加強標準修訂的必要性分析;

②標準限值制定的依據(jù);

3標準的適用范圍及與相關標準的銜接(如鋼鐵石灰窯);

4進一步論證現(xiàn)有污染治理措施和排放水平,以及標準實施后對二氧化硫和氮氧化物減排的促進作

用。

⑤補充水排放限值加嚴的原因。

(13)標準征求意見稿(三稿)

研討會后,編制組吸取了專家意見,并對專家提出的問題進行了說明。

加強標準修訂的必要性分析。對電石行業(yè)發(fā)展帶來的主要環(huán)境問題進行了詳細說明。

標準限值制定的依據(jù)。補充了部分可靠性、代表性的監(jiān)測數(shù)據(jù)。在環(huán)保部大氣司的協(xié)調下,標準編

制組獲取了2015年-2016年10家重點國控源的監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù):19臺電石爐、21座石灰窯和19座炭

材干燥窯。編制組對監(jiān)測基礎數(shù)據(jù)進行了補充,重新進行數(shù)據(jù)整理和分析。

標準的適用范圍及與相關標準的銜接(如鋼鐵石灰窯)。本標準中有石灰窯污染物排放限值,主要

指在電石企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)電石原料用的石灰窯。電石生產(chǎn)對石灰的要求遠高于鋼鐵行業(yè),因此大型電石企

業(yè)主要是自己生產(chǎn)石灰,大部分采用電石爐氣做石灰窯燃料。在鋼鐵工業(yè)大氣污染物排放標準中有石灰

窯顆粒物排放限值,沒有二氧化硫和氮氧化物排放限值。

進一步論證現(xiàn)有的污染治理措施和排放水平,以及標準實施后對二氧化硫和氮氧化物的促進作用。

現(xiàn)行排放標準中石灰窯和干燥窯二氧化硫的排放限值是850mg/m3,基本不需要采取措施就能夠實現(xiàn)。

現(xiàn)行標準中沒有石灰窯和干燥窯的氮氧化物排放限值,不需要采取任何治理措施。對現(xiàn)有企業(yè)調研,電

石行業(yè)沒有采取脫硫脫硝的企業(yè)。本標準加嚴了二氧化硫排放限值,從監(jiān)督性監(jiān)測數(shù)據(jù)分析,石灰窯實

施新建企業(yè)標準限值有40.4%的企業(yè)二氧化硫超標,有2.4%的企業(yè)氮氧化物超標,需要降低燃料的硫

—85—

含量或采取脫硫措施;干燥窯實施新建企業(yè)標準限值有26.1%的企業(yè)二氧化硫超標,有15.2%的企業(yè)氮

氧化物超標,需要降低燃料的硫含量或采取脫硫措施。對二氧化硫和氮氧化物的減排效果明顯,將引導

電石企業(yè)主動從源頭控制原料燃料的含硫量,研發(fā)和開展低氮燃燒和脫硝的積極性。

補充水排放限值加嚴的原因。我國電石企業(yè)主要分布在嚴重缺水的西北地區(qū),水資源的利用更加迫

切。電石工業(yè)廢水排放現(xiàn)在執(zhí)行的是《污水綜合排放標準》(GB8978-1996),其中總氮和總磷沒有標準

限值。污水綜合排放標準已經(jīng)實施了20年,有些指標過于寬松如石油類,有些指標缺失,如總氮和總

磷,不利于進行污水治理和循環(huán)利用。目前,很多省市制定了地方和流域污水排放標準,對其中各項主

要污染物排放限值進一步加嚴。

標準編制組現(xiàn)場調研了山東信發(fā)集團電石生產(chǎn)工藝、污染物排放狀況和凈化灰處置情況,和石灰窯

生產(chǎn)設計企業(yè)江蘇中圣園公司進行了技術交流,收集了各省市制定的地方和流域污水綜合排放標準,梳

理了大量數(shù)據(jù),形成本標準征求意見稿(三稿)。

(14)標準工作匯報會

2017年3月21日,在北京召開《電石工業(yè)污染物排放標準》工作匯報會,環(huán)境保護部大氣司、環(huán)

境保護部環(huán)境標準研究所、北京神霧環(huán)保公司、中國電石工業(yè)協(xié)會的代表和專家參加了會議,并就標準

相關工作提出了如下修改意見和建議:

①增加噸產(chǎn)品排放量:折算成績效值(單位產(chǎn)品污染物的排放量),有組織、無組織都要考慮,燃

燒和工藝都要考慮;

2要考慮無組織排放環(huán)節(jié),特別是顆粒物,凈化灰的量要計入其中;

③對監(jiān)測數(shù)據(jù)的修正:監(jiān)督性監(jiān)測都是理想化的監(jiān)測數(shù)據(jù),要和其他數(shù)據(jù)比較后進行外推修正,合

理判斷;

3石灰窯盡可能和鋼鐵統(tǒng)一,SO2、NOx排放限值可加入。

建議進行標準內(nèi)容修改完善后進行二次征求意見。

(15)標準二次征求意見稿

匯報會后,標準編制組聽取了各方面意見,對標準相關內(nèi)容進行了修改。

增加了噸電石產(chǎn)品的排放績效值。經(jīng)過電石協(xié)會的大量調研,增加了主要工藝環(huán)節(jié)石灰窯、干燥窯

和電石爐的單位產(chǎn)品基準排氣量和排放績效值。

將無組織排放控制措施納入標準中。

將電石生產(chǎn)中的石灰窯含氧量和煉鋼石灰窯含氧量統(tǒng)一到8%,并增加了SO2、NOx排放限值。

根據(jù)收集的監(jiān)測數(shù)據(jù)并對比其他行業(yè)排放標準,進一步調整了本標準的排放限值。

因電石生產(chǎn)過程怕水(存在爆炸的風險),企業(yè)的廢水主要是冷卻水下水和生活污水,污水排放量

很小,編制組經(jīng)過慎重考慮認為,不需要單獨制定電石工業(yè)水污染物排放限值,該行業(yè)廢水排放仍執(zhí)行

現(xiàn)行的《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)。2017年5月5日,向環(huán)境保護部水環(huán)境管理司提出“《電

石工業(yè)污染物排放標準》不設水污染物排放限值的請示”。

因標準含氧量調整、標準排放限值進行了調整,增加了排放績效值、無組織排放控制措施等,與原

標準文本發(fā)生了較大變化,本標準準備再次公開征求意見,形成二次征求意見稿。

(16)標準二次征求意見審查會

2017年11月27日,環(huán)保部大氣司主持召開了標準二次征求意見審查會,會上專家委員會通過該

標準的審查,同意(二次)征求意見,并提出以下修改意見和建議:

—86—

1建議明確適用范圍,區(qū)分獨立電石企業(yè)和其他行業(yè)聯(lián)合的電石企業(yè)。

2補充說明新建企業(yè)中不設氰化物指標的依據(jù);

3進一步凝練編制說明。

審查會后,標準編制組吸取了專家意見,并按專家提出的建議對編制說明進行了修改。

區(qū)分獨立電石企業(yè)和其他行業(yè)聯(lián)合的電石企業(yè)。電石企業(yè)分兩種類型,獨立電石企業(yè)和電石聯(lián)合

企業(yè)。

補充說明新建企業(yè)中不設氰化物指標的依據(jù)。通過相關的資料調研、現(xiàn)場調研和專項監(jiān)測證實:

內(nèi)燃式電石爐廢氣和密閉式電石爐爐氣中都含有微量氰化物,其中內(nèi)燃式電石爐廢氣通過煙囪直接排

放,標準中已加入電石爐廢氣排放口氰化物排放濃度限值。由于產(chǎn)業(yè)政策已明確要求淘汰內(nèi)燃式電石爐,

在內(nèi)燃式電石爐關停前,排放口各項污染物排放限值執(zhí)行標準表1的要求;新建電石爐全部為密閉式電

石爐,由于密閉式電石爐爐氣不直接排放(作為氣燒石灰窯燃料或做碳一化學產(chǎn)品),沒有廢氣排放口,

不會對周邊環(huán)境造成污染,因此新建企業(yè)電石爐爐氣不設氰化物排放限值。

2行業(yè)概況

2.1我國電石工業(yè)概況

電石是重要的基礎化工原料,我國資源“少油、缺氣、煤炭相對豐富”的現(xiàn)狀,決定了電石仍將在今

后的國民經(jīng)濟發(fā)展中具有不可替代的重要作用。近年來我國電石行業(yè)發(fā)展速度較快,2010年,世界電

【】

石產(chǎn)能約2700萬噸,其中我國電石產(chǎn)能約占世界總產(chǎn)能的96%7。

電石產(chǎn)品屬于化學原料及化學制品制造業(yè)中的無機鹽(電石)制造業(yè),在化工標準體系中被納入煤

化工標準體系。我國是世界上最大的煤化工生產(chǎn)國,也是世界上唯一大規(guī)模采用電石法路線生產(chǎn)聚氯乙

烯(PVC)的國家。

2.1.1行業(yè)規(guī)?,F(xiàn)狀

我國電石工業(yè)起步較晚,八十年代初,國內(nèi)電石產(chǎn)能只有240萬噸/年。進入21世紀后,電石行

業(yè)進入黃金發(fā)展期。2008年,電石產(chǎn)能1864萬噸,占世界電石總產(chǎn)能的90%以上,其中內(nèi)燃式電石

爐產(chǎn)能比例約80%,還有部分工藝更為落后的開放式電石爐和少量工藝先進的密閉式電石爐。

由于加速淘汰落后產(chǎn)能,工藝先進的密閉式電石爐產(chǎn)能逐年上升,電石協(xié)會不完全統(tǒng)計,2016年

底,國內(nèi)電石產(chǎn)能4500萬噸/年,與2010年相比產(chǎn)能翻了一番,相對于2015年,產(chǎn)能首次出現(xiàn)零增

長,但產(chǎn)量還是呈增長態(tài)勢。我國電石生產(chǎn)情況統(tǒng)計見表1。

【】戎蘭獅中國電石行業(yè)現(xiàn)狀及電石法聚氯乙烯發(fā)展前景分析中國氯堿2011年12月

—87—

表12000年-2016年我國電石生產(chǎn)情況統(tǒng)計

年度200020062007200820092010201120122013201420152016

產(chǎn)量(萬噸)34011771482142016001650185020002234260026502730

產(chǎn)能(萬噸)48011501490186422992250240032303790418345004500

產(chǎn)能發(fā)揮%70.8102.399.57366.56572.461.958.962.258.960.7

出口量(萬噸)10.09.112.011.612.914.018.515.814.216.813.0—

密閉爐產(chǎn)能

------<20%36%40%----71.5%--79%84%

占比

2016年底,國內(nèi)長期停產(chǎn)與半停產(chǎn)企業(yè)約100家,涉及260臺電石爐約1500萬噸產(chǎn)能。停產(chǎn)與半

停產(chǎn)的企業(yè)數(shù)量約占總企業(yè)數(shù)的46%、臺數(shù)約占總臺數(shù)的35%、產(chǎn)能約占總產(chǎn)能的34%。據(jù)協(xié)會調查

發(fā)現(xiàn),長期停產(chǎn)與半停產(chǎn)的企業(yè)主要有以下特點:一是主要集中在內(nèi)蒙古、云南、湖南、湖北、陜西、

山西、河南及甘肅;二是停產(chǎn)企業(yè)均以內(nèi)燃式電石爐為主,且單臺容量在16500KVA及以下;三是主要

因環(huán)保壓力大及當?shù)卣哂绊?;四是?nèi)燃式電石爐比密閉式電石爐生產(chǎn)噸電石成本高出100-150元/噸。

2.1.2行業(yè)內(nèi)企業(yè)地理分布

我國電石企業(yè)產(chǎn)能差異很大,2016年我國有電石企業(yè)255家,分布在全國20個省市,其中內(nèi)蒙和

新疆電石產(chǎn)能占全國的50%。2016年全國主要省區(qū)電石產(chǎn)能和企業(yè)分布情況見表2。

表22016年我國主要省區(qū)電石產(chǎn)能和企業(yè)分布情況統(tǒng)計

省份內(nèi)蒙新疆寧夏陜西甘肅河南青海云南山西四川全國

企業(yè)數(shù)(家)88152743158316511255

產(chǎn)能(萬噸)13868835284451961741031851151084539

產(chǎn)能占比30.5%19.5%11.6%9.8%4.3%3.8%2.3%4.1%2.5%2.4%100.0%

企業(yè)平均產(chǎn)

能(萬噸)1659201013223412231018

省份山東湖北安徽貴州湖南廣西重慶遼寧黑龍江吉林

企業(yè)數(shù)(家)1617311211

產(chǎn)能(萬噸)90846465403214.513.3103.3

產(chǎn)能占比2.0%1.9%1.4%1.4%0.9%0.7%0.3%0.3%0.2%0.1%

企業(yè)平均產(chǎn)

能(萬噸)90146491332157103

近年來,電石產(chǎn)能向能源、資源產(chǎn)地集中的趨勢非常明顯。絕大部分新投產(chǎn)和在建產(chǎn)能均集中在內(nèi)

蒙古、新疆、寧夏、陜西等西北地區(qū)。2016年,這4個?。▍^(qū))的電石產(chǎn)量達到總產(chǎn)量的81%,特別

是內(nèi)蒙及新疆地區(qū)占據(jù)著我國電石產(chǎn)量的60%。2016年各省主要電石產(chǎn)量的分布情況見圖1。

—88—

圖12016年我國電石產(chǎn)量分布圖

我國電石行業(yè)企業(yè)規(guī)模日益擴大,2016年國內(nèi)電石產(chǎn)能前十名的企業(yè)集團產(chǎn)能占總產(chǎn)能的36.6%,

產(chǎn)量占總產(chǎn)量的44.6%,具體情況見表3。

表32016年我國主要電石生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)能和產(chǎn)量統(tǒng)計

序號單位名稱產(chǎn)能(萬噸)占總產(chǎn)能(%)產(chǎn)量(萬噸)占總產(chǎn)量(%)

1新疆中泰集團3768.2929610.8

2新疆天業(yè)集團2896.422198.1

3湖北宜化集團1703.821626.0

4陜西煤業(yè)集團1523.47712.6

5鄂爾多斯化工集團1503.331385.1

6青海鹽湖集團1182.6712.50.5

7內(nèi)蒙君正集團1102.38923.4

8內(nèi)蒙伊東集團1022.27833.1

9山東信發(fā)集團901.96953.5

10中石化長城能化871.93401.5

合計164736.61204.544.6

—89—

2.1.3行業(yè)主要產(chǎn)品狀況

我國電石下游產(chǎn)品結構單一,過度依賴PVC。2016年,醋酸乙烯產(chǎn)量增加了約15.7萬噸,對電石

需求量增加了1.7%;BDO對電石需求增加了40萬噸左右。行業(yè)消費多元化雖有進展,但約80%的電

石消費仍落在PVC產(chǎn)品上。我國電石產(chǎn)品的主要用途見圖2。

我國電石下游產(chǎn)品種類較多,但是目前電石消費的大部分都集中在PVC生產(chǎn)。拓寬電石產(chǎn)品的應

用領域,降低對PVC生產(chǎn)的依賴程度,是電石行業(yè)生存和發(fā)展的當務之急。據(jù)氯堿協(xié)會統(tǒng)計,2016

年底我國在產(chǎn)PVC生產(chǎn)企業(yè)75家,總產(chǎn)能達到2326萬噸/年,其中電石法產(chǎn)能1851萬噸,約占79.5%。

PVC產(chǎn)能主要分布在內(nèi)蒙古、新疆、山東、天津、陜西和河南六省份,產(chǎn)能合計占總產(chǎn)能的63%。

2.1.4行業(yè)發(fā)展趨勢預測

我國電石行業(yè)在技術裝備、能耗水平、產(chǎn)業(yè)集中度等方面仍有待提高,電石法面臨著市場環(huán)境、原

料供應、環(huán)境保護等多方面挑戰(zhàn)。

我國電石行業(yè)正朝著大型化、密閉化、集約化和綜合利用方向發(fā)展?!笆濉逼陂g,電石行業(yè)

全面推廣能耗低、污染排放少的大型密閉式電石爐,落實工信部要求的1.65萬KVA以上內(nèi)燃式電石爐

全部改造成密閉爐的方案,對不宜改造的存量內(nèi)燃式電石爐必須配套環(huán)保治理設施,實現(xiàn)爐氣達標排放,

提高自動化水平及安全性。

在產(chǎn)業(yè)布局上,要推進電石產(chǎn)能向資源、能源產(chǎn)地集中。此外,要推動電石產(chǎn)業(yè)向煤電一體化方向

發(fā)展,建設煤—熱電—焦炭—化工—建材一體化項目,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)鏈。

近年來國內(nèi)PVC市場疲軟,多數(shù)氯堿企業(yè)紛紛建立自己配套的電石裝置以降低綜合成本,其中,

產(chǎn)能前十名的電石企業(yè)中,僅有一家沒有配套氯堿。

2.2行業(yè)在其他國家和地區(qū)發(fā)展狀況

自19世紀電石合成以來,電石的生產(chǎn)經(jīng)歷了多個發(fā)展階段。1892年研究出利用電爐加熱氧化鈣和

焦炭合成電石。1895年建立世界上第一個電石工廠,生產(chǎn)技術處于萌芽時期。

20世紀初,相繼發(fā)明了自動燒結電極和半密閉式電石爐,電石生產(chǎn)工藝得到改進。

—90—

第二次世界大戰(zhàn)以后,挪威和聯(lián)邦德國相繼發(fā)明了??闲秃偷埋R格型密閉爐,使得電石生產(chǎn)技術有

了較大的進步。電石爐容量進一步擴大,能耗進一步降低。

20世紀70年代,發(fā)明了空心電極,電石原料的利用率進一步增大。到現(xiàn)在,先進的電石爐中,原

料中的粉末料含量可以達到20%~25%。同期,美國將計算機控制引入電石生產(chǎn),使得電石生產(chǎn)實現(xiàn)了

自動化,電石生產(chǎn)條件進一步優(yōu)化,原料消耗和能耗得到改善。

2.2.1國外電石生產(chǎn)狀況

日本、美國、德國都曾經(jīng)是世界上電石工業(yè)發(fā)達的國家,這些國家電石生產(chǎn)的技術設備和經(jīng)濟技術

指標方面在三四十年前處于世界領先地位,但由于被石油化工逐漸替代,沒有再研發(fā)新技術和工藝,已

趕不上我國電石行業(yè)的技術發(fā)展水平。

(1)日本電石生產(chǎn)狀況

日本電石創(chuàng)始于1901年,當時只有一座50千瓦的小型電石爐,最初生產(chǎn)的電石用于金屬的切割與

焊接。1908年日本開始生產(chǎn)石灰氮,因而電石工業(yè)迅速發(fā)展。1912年日本電石年產(chǎn)量只有1000噸,而

1925年已超過10萬噸。以電石乙炔為原料合成乙醛和醋酸的生產(chǎn)工藝出現(xiàn)后,又為電石生產(chǎn)的發(fā)展帶

來了機遇。1941年日本電石年產(chǎn)量達到36萬噸。二戰(zhàn)后日本的電石工業(yè)迅猛發(fā)展,1945年日本電石年

產(chǎn)量下降到14萬噸。此后,隨著乙炔化學工業(yè)的發(fā)展,電石生產(chǎn)又得到迅速恢復,日本電石產(chǎn)量每年

增長5~10萬噸,1950年日本電石年產(chǎn)48萬噸,1956年為100萬噸,1967年達到183萬噸,占世界第

一位。其后,由于生產(chǎn)醋酸、醋酸乙烯和PVC等的原料工藝路線由乙炔轉變到乙烯,使電石的產(chǎn)量迅

速下降。2008年受金融危機影響,下降至24萬噸,近兩年基本穩(wěn)定在26.5萬噸。

日本所生產(chǎn)的電石主要用于有機合成工業(yè),如乙醛、醋酸、醋酸乙烯、PVC、聚苯乙烯等,其次是

用于生產(chǎn)石灰氮。

日本電石生產(chǎn)的經(jīng)濟技術指標在世界上處于領先地位,1981年,日本電石工業(yè)公司某廠的經(jīng)濟技

術指標已達到《清潔生產(chǎn)標準電石行業(yè)》(HJ/T430-2008)要求,具體指標見表4【8】。

表4日本某電石廠經(jīng)濟技術指標(1981年)

電石發(fā)氣量L/Kg300

電能單耗Kw.h/t3050

焦炭單耗(折標煤)Kg/t550

(2)美國電石生產(chǎn)狀況

美國是世界上第一個生產(chǎn)電石的國家,早在19世紀末就建成了世界上第一座電石爐,容量為

300KVA。之后美國的電石工業(yè)迅速發(fā)展,到1965年美國的電石產(chǎn)量達到100萬噸以上,與日本、德國

同居世界前列。

1976美國將電子計算機用于電石生產(chǎn)過程,通過電子計算機尋求生產(chǎn)最佳值,使得電石爐的生產(chǎn)

能力和電石質量得到提高,生產(chǎn)電石的能耗降低。美國生產(chǎn)的電石主要用于金屬切割與焊接。

【8】熊謨遠電石生產(chǎn)及其深加工產(chǎn)品化學工業(yè)出版社,2001.6第2-8頁

—91—

(3)德國電石生產(chǎn)狀況

德國也是世界上生產(chǎn)電石較早的國家之一,1960年的電石產(chǎn)量為110萬噸,目前已下降到79萬噸。

電石用途與日本相似,主要用于有機合成工業(yè),制造石灰氮,金屬切割與焊接以及鋼鐵生產(chǎn)脫硫等。

1952年聯(lián)邦德國的德馬格公司建成兩座容量分別為20000KVA和42000KVA的密閉式電石爐。后

來克納普沙克-格雷斯基姆的一家電石公司建成兩座47700KVA的電石爐,實現(xiàn)大規(guī)模、自動化操作,

電石生產(chǎn)的各項經(jīng)濟技術指標得到大幅度的改善。同期聯(lián)邦德國的巴登苯胺純堿公司改進了電石生產(chǎn)方

法,發(fā)明了氧熱法電石生產(chǎn)技術,由于其經(jīng)濟技術指標不甚合理,未能實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。

2.2.2行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量及地理分布狀況

目前,除中國外,只有日本、美國、歐盟等還保留少量的電石生產(chǎn)裝置。目前美國只有1家正在生

產(chǎn)的電石工廠:建于1941年,位于肯塔基州北部路易斯維爾市。2004年歐洲電石產(chǎn)量大約為30萬噸【9】,

挪威的電石廠停產(chǎn)后,歐洲還有四家電石廠:德國、瑞典、奧地利和西班牙。波蘭、斯洛伐克、斯洛文

尼亞也有電石產(chǎn)品報道,但沒有產(chǎn)量方面的可靠數(shù)據(jù)提供。

2.2.3行業(yè)主要產(chǎn)品年產(chǎn)量及產(chǎn)能

日本、美國、歐盟的電石產(chǎn)能分別為33.4萬噸/年、29.3萬噸/年和30萬噸/年,2004年歐盟產(chǎn)量最

大的德國年產(chǎn)12-13萬噸,瑞典、奧地利和西班牙,每家年產(chǎn)量約3.5萬噸。

2.2.4行業(yè)產(chǎn)品市場供應、進出口情況

產(chǎn)品主要用于生產(chǎn)氯丁橡膠、石灰氮、鋼鐵脫硫以及金屬焊接切割用的乙炔氣等。目前,發(fā)達國家

仍然采用乙炔路線生產(chǎn)的除1,4-丁二醇和少數(shù)精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)裝置外,其他裝置以維持現(xiàn)狀為主,

其電石生產(chǎn)已大部分被淘汰,所需的電石從發(fā)展中國家進口。

2.2.5行業(yè)發(fā)展趨勢預測

發(fā)達國家電石行業(yè)在20世紀六七十年代達到頂峰。雖然發(fā)達國家電石生產(chǎn)技術先進,但隨著石油

化工的發(fā)展,乙烯生產(chǎn)途徑趨于多元化,電石乙炔系列產(chǎn)品由于相對較高的能耗和污染,逐步退居次要

地位。

在發(fā)達國家,石油化工已基本覆蓋和替代乙炔化工產(chǎn)品,且絕大部分產(chǎn)品生產(chǎn)工藝先進,低污染,

競爭力強。目前還在不斷加大科研開發(fā)力度,新技術和新產(chǎn)品層出不窮。而乙炔化工合成工藝雖相對簡

單,但受工藝、催化劑和污染等因素的制約,發(fā)達國家一般都不再在科研開發(fā)上有太大的投入,技術呈

萎縮和淘汰的趨勢。

2.3其他需要說明的問題

多年來,中國電石工業(yè)粗放式發(fā)展,但隨著國家對節(jié)能環(huán)保等政策的嚴格實施,節(jié)能環(huán)保不達標的

電石企業(yè)被淘汰,推動了規(guī)模化企業(yè)的比重不斷上升,2014年-2016年密閉式電石爐產(chǎn)能占總產(chǎn)能的比

重分別是74%、79%和84%。

據(jù)測算,每生產(chǎn)1t電石,內(nèi)燃式電石爐排放煙氣約9000Nm3。按照2014年中國內(nèi)燃式電石爐還有

1000萬噸產(chǎn)能,按60%產(chǎn)量計,內(nèi)燃式電石爐排放的含塵煙氣量近540億m3。隨著環(huán)境保護要求的提

高,加快內(nèi)燃式電石爐的改造步伐,盡快提升行業(yè)技術水平,電石行業(yè)才會有更好的發(fā)展空間。

【9】2006年10月歐盟BAT文件

—92—

3標準制訂的必要性分析

3.1國家及環(huán)保主管部門的相關要求

3.1.1國家對環(huán)保和本行業(yè)的最新要求

(1)《清潔生產(chǎn)標準電石行業(yè)》(HJ/T4302008)

2008年4月8日,環(huán)保部發(fā)布《清潔生產(chǎn)標準電石行業(yè)》(2008年8月1日實施),對電石爐爐氣、

出爐口煙氣和焦炭烘干窯尾氣末端處理前粉塵產(chǎn)生指標制訂了相關的清潔生產(chǎn)指標值。

(2)《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)域空氣質量的指導意見》國辦發(fā)〔2010〕33號

2010年5月14日,國務院辦公廳轉發(fā)環(huán)境保護部等部門《關于推進大氣污染聯(lián)防聯(lián)控工作改善區(qū)

域空氣質量的指導意見》,指出:大氣污染聯(lián)防聯(lián)控的重點污染物是二氧化硫、氮氧化物、顆粒物、揮

發(fā)性有機物等,重點行業(yè)是火電、鋼鐵、有色、石化、水泥、化工等;嚴格控制傳統(tǒng)煤化工等產(chǎn)能過剩

行業(yè)擴大產(chǎn)能項目建設,提高環(huán)境準入門檻,優(yōu)化區(qū)域工業(yè)布局,加大重點污染物防治力度。

(3)《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》

2011年3月16日,國務院發(fā)布了《中華人民共和國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》,

其中提出加大環(huán)境保護力度。主要污染物排放總量顯著減少,化學需氧量、二氧化硫排放分別減少8%,

氨氮、氮氧化物排放分別減少10%的約束性指標,要求強化污染物減排和治理,實施主要污染物排放

總量控制,推進火電、鋼鐵、有色、化工等行業(yè)二氧化硫和氮氧化物治理,強化脫硫脫硝設施穩(wěn)定運行,

深化顆粒物污染防治。

(4)國務院《大氣污染防治行動計劃》國發(fā)[2013]37號

2013年9月10日,國務院發(fā)布了《大氣污染防治行動計劃》。其中與電石行業(yè)相關的具體措施有:

一是減少污染物排放。加快重點行業(yè)脫硫脫硝除塵改造;二是嚴控高耗能、高污染行業(yè)新增產(chǎn)能,提前

一年完成電石等21個重點行業(yè)“十二五”落后產(chǎn)能淘汰任務;三是大力推行清潔生產(chǎn),重點行業(yè)主要

大氣污染物排放強度到2017年底下降30%以上;五是強化節(jié)能環(huán)保指標約束,對未通過能評、環(huán)評的

項目,不得批準開工建設;六是推行激勵與約束并舉的節(jié)能減排新機制,加大排污費征收力度;七是用

法律、標準“倒逼”產(chǎn)業(yè)轉型升級。制定、修訂重點行業(yè)排放標準。加大違法行為處罰力度;九是將重

污染天氣納入地方政府突發(fā)事件應急管理,根據(jù)污染等級及時采取重污染企業(yè)限產(chǎn)限排等措施;十是落

實企業(yè)治污主體責任,動員全民參與環(huán)境保護和監(jiān)督。

3.1.2“十三五”規(guī)劃中有關本行業(yè)的要求

2016年12月5日,國務院發(fā)布《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》國發(fā)[2016]65號中提出:以提高

環(huán)境質量為核心,實施最嚴格的環(huán)境保護制度。到2020年,二氧化硫、氮氧化物排放量要在2015年的

基礎上分別削減15%。實施專項治理,全面推進達標排放與污染減排。實施工業(yè)污染源全面達標排放

計劃,深入推進重點污染物減排,對電力、鋼鐵、建材、石化、有色金屬等重點行業(yè),實施綜合治理,

對二氧化硫、氮氧化物、煙粉塵以及重金屬等多污染物實施協(xié)同控制。全面推行排污許可,將污染物排

放種類、濃度、總量、排放去向等納入許可證管理范圍,企業(yè)按排污許可證規(guī)定生產(chǎn)、排污。完善污染

治理責任體系,環(huán)境保護部門對照排污許可證要求對企業(yè)排污行為實施監(jiān)管執(zhí)法等內(nèi)容。

3.2國家相關產(chǎn)業(yè)政策及行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中的環(huán)保要求

—93—

3.2.1行業(yè)發(fā)展規(guī)劃

(1)《電石工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中提出,到2015年,大型密閉式電石爐的比重提高到80%

以上,并基本實現(xiàn)電石爐氣的綜合利用。全行業(yè)資源及能源消耗水平有顯著下降,噸電石單位產(chǎn)品綜合

能耗下降至1噸標煤以內(nèi)。將產(chǎn)能在1.65萬KVA及以上的內(nèi)燃式電石爐改造成2萬KVA及以上的密

閉式電石爐,并對電石爐氣實現(xiàn)綜合利用。

(2)《規(guī)范煤化工產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展的通知》發(fā)改產(chǎn)業(yè)〔2011〕635號重申嚴格產(chǎn)業(yè)準入政策。在國

家相關規(guī)劃出臺之前,暫停審批單純擴大產(chǎn)能的焦炭、電石項目,禁止建設不符合準入條件的焦炭、電

石項目,加快淘汰焦炭、電石落后產(chǎn)能。

(3)《石化和化學工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(2016-2020年)中提到,電石行業(yè)產(chǎn)能過剩尤為明顯,應嚴格

控制新增產(chǎn)能,加大對電石行業(yè)安全、環(huán)保、質量、節(jié)能等檢查力度。加強污染物在線監(jiān)測和聯(lián)網(wǎng)管理,

加大對違法排放污染物、違規(guī)處置危險廢物的打擊力度。

3.2.2行業(yè)產(chǎn)業(yè)政策

(1)《內(nèi)燃式電石爐改造為密閉式大型電石爐實施方案》(征求意見稿)

2010年12月29日,中國石油和化學工業(yè)聯(lián)合會《內(nèi)燃式電石爐改造為密閉式大型電石爐實施方

案》(征求意見稿)提出:計劃用5年時間,將約600萬噸/年的內(nèi)燃式電石爐改造為大型密閉式電石爐,

提高能源利用效率,減少廢棄物排放量,促進行業(yè)可持續(xù)發(fā)展;

(2)《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導目錄》工產(chǎn)業(yè)[2010]第122號

2010年10月13日,工信部《部分工業(yè)行業(yè)淘汰落后生產(chǎn)工藝裝備和產(chǎn)品指導目錄》涉及電石行

業(yè)淘汰的內(nèi)容是:開放式電石爐,單臺爐變壓器容量小于12500KVA的電石爐(2010年);

(3)《國務院關于進一步加強淘汰落后產(chǎn)能工作的通知》(國發(fā)[2010]7號)

2010年4月6日,《國務院關于進一步加強淘汰落后產(chǎn)能工作的通知》指出:電石行業(yè)2010年底

前淘汰6300KVA以下礦熱爐;

(4)《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2011年本及修改條款)》

2011年3月27日,國家發(fā)展改革委第9號令公布《產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2011年本)》。2013

年2月16日,國家發(fā)展改革委第21號令公布《國家發(fā)展改革委關于修改<產(chǎn)業(yè)結構調整指導目錄(2011

年本)>有關條款的的決定》修正)指出:國家產(chǎn)業(yè)政策明令淘汰單臺爐容量小于12500KVA的電石爐

及開放式電石爐。

(5)國務院《關于化解產(chǎn)能嚴重過剩矛盾的指導意見》(國發(fā)〔2013〕41號)

明確規(guī)定堅決遏制電石產(chǎn)業(yè)等產(chǎn)能盲目的擴張。

(6)《電石單位產(chǎn)品能源消耗限額(修訂版)》

將電爐電耗、綜合能耗準入值調整為3080千瓦時/噸和0.823噸標準煤/噸。

—94—

3.2.3行業(yè)準入政策

(1)《電石行業(yè)準入條件(2014年修訂)》

2014年1月頒布實施了《電石行業(yè)準入條件(2014年修訂)》。新的準入條件將對電石產(chǎn)能實行總

量控制。以后將重點按照上下游配套發(fā)展的理念對電石生產(chǎn)企業(yè)進行兼并重組和布局優(yōu)化,不再新增孤

立的電石生產(chǎn)廠點。2015年底以前,將依法淘汰能耗、環(huán)保、安全達不到標準的電石生產(chǎn)裝置。新建

或改擴建電石生產(chǎn)裝置必須進入工業(yè)園區(qū),并有相應的下游產(chǎn)業(yè)與之配套;現(xiàn)有電石生產(chǎn)企業(yè)要在2020

年底前進入工業(yè)園區(qū),并就近與下游產(chǎn)業(yè)形成緊密關聯(lián)關系,以使電石生產(chǎn)產(chǎn)生的污染物、副產(chǎn)物、剩

余物等能夠得到綜合治理和利用。

新建或改擴建電石生產(chǎn)裝置必須采用先進的密閉式電石爐,單臺爐容量不小于40000KVA,建設總

容量(一次性建成)要大于150000KVA。新建或改擴建電石生產(chǎn)裝置噸電石(折標發(fā)氣量300L/Kg)

電爐電耗≤3200kw.h綜合能耗≤1.0t標準煤?,F(xiàn)有電石生產(chǎn)裝置要在2015年底前達到上述標準;電石

爐爐氣必須100%回收和綜合利用,鼓勵用于生產(chǎn)高附加值的化工產(chǎn)品;生產(chǎn)界區(qū)內(nèi)的粉料必須綜合利

用;鼓勵對電石生產(chǎn)中的顯熱和余熱進行回收利用。新建或改擴建電石生產(chǎn)裝置,必須依法進行環(huán)境評

價。電石爐大氣污染物排放必須符合《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996)中“鐵合金熔

煉爐”的排放標準。新的環(huán)保標準出臺后,按新標準執(zhí)行。此外還對固體廢物的處理處置,揚塵、煙塵

的排放等做出要求。

(2)電石行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能情況

從2007年至2013年,電石行業(yè)共淘汰落后產(chǎn)能697.34萬噸,電石爐420臺。電石產(chǎn)能淘汰情況

見表5。

表5電石行業(yè)淘汰落后產(chǎn)能情況表1

年度2007200820092010201120122013合計

臺數(shù)(臺)113663131785546420

產(chǎn)能(萬噸)79.57104.7646.6874.47152.91125.51113.45697.35

【注】數(shù)據(jù)來源于中國電石工業(yè)協(xié)會

一系列產(chǎn)業(yè)政策的實施,給電石行業(yè)的環(huán)保工作提出了更高的要求,也成為制訂該行業(yè)污染物排

放標準的有力依據(jù)。

因此制定電石行業(yè)的污染物排放標準,規(guī)范對新建和現(xiàn)有電石企業(yè)的環(huán)境保護管理工作,引導行業(yè)

向清潔、健康的方向發(fā)展是非常必要的。

3.3行業(yè)發(fā)展帶來的主要環(huán)境問題

電石行業(yè)是高耗能、高污染行業(yè)。行業(yè)主要分布在資源、能源相對集中,但技術經(jīng)濟相對落后的地

區(qū)。我國電石行業(yè)的產(chǎn)量占世界的96%以上,并且近幾年電石產(chǎn)量仍在快速增長,由此帶來的環(huán)境污

染日益凸顯。

產(chǎn)量再創(chuàng)新高,帶來污染物排放總量的增加。抑制新增產(chǎn)能和產(chǎn)量是電石行業(yè)發(fā)展需要面對的問

題,2016年我國電石產(chǎn)能相比2015年首次出現(xiàn)零增長,然而產(chǎn)量再創(chuàng)歷史新高,達到2753萬噸,同

比增長3.2%。電石行業(yè)的產(chǎn)量仍處于增長過程中,電石行業(yè)排放的污染物總量隨著產(chǎn)量的增長而呈現(xiàn)

出增加趨勢。

內(nèi)燃爐不能徹底淘汰,污染不能得到有效控制。據(jù)電石協(xié)會不完全統(tǒng)計,2016年內(nèi)燃式電石爐占

總產(chǎn)能的比重下降至16%,較2015年下降了5個百分點,淘汰任務仍然艱巨。大部分內(nèi)燃式電石生產(chǎn)

—95—

企業(yè)規(guī)模小,生產(chǎn)設備、技術相對落后,不利于開展污染治理,特別是廢氣的無組織排放問題,還沒有

引起電石企業(yè)的足夠重視。

現(xiàn)有排放標準限值相對寬松,不利于提高污染治理水平。多數(shù)電石企業(yè)雖然采用了袋式除塵,但

由于標準要求較低,部分電石企業(yè)煙塵排放濃度依然相對較高,經(jīng)濟及技術的原因使行業(yè)污染治理的積

極性較低,末端治理水平不高。

環(huán)境管理不嚴,無組織排放環(huán)節(jié)多污染嚴重。一些電石企業(yè)由于工藝相對落后,不重視環(huán)境管理,

無組織排放存在點多、面廣、分散的特點,收集難度大,無組織排放造成的環(huán)境污染非常嚴重,有些企

業(yè)還發(fā)生了嚴重的環(huán)境污染事件。例如,CO中毒事故,2012年7月,青海宜化電石工段生產(chǎn)中發(fā)生操

作工倒在地上,經(jīng)過吸氧后中毒癥狀消失。一方面說明電石廠對安全問題不夠重視,另一方面也說明廢

氣泄露無組織排放污染嚴重。

環(huán)境監(jiān)管手段不足,現(xiàn)有環(huán)保設施運行情況不清。2016年,國內(nèi)有電石生產(chǎn)企業(yè)220家,安裝在

線監(jiān)控設施的企業(yè)不超過5家。納入國控重點污染源的企業(yè)數(shù)量雖然有32家,但環(huán)境監(jiān)控的污染源主

要是配套的火電或鍋爐,其中涉及電石生產(chǎn)環(huán)節(jié)監(jiān)控的企業(yè)只有10家,并且監(jiān)控的工藝環(huán)節(jié)不全面。

電石爐爐氣凈化灰不能利用,易造成二次污染和安全隱患。密閉式電石爐爐氣凈化除塵灰(簡稱

“凈化灰”)因含有少量焦油及較高含量的揮發(fā)性成分【10】、少量的電石粉末,接觸空氣后易燃,存在一

定的環(huán)保和安全隱患。目前處理方式主要是填埋,卡車運輸時常燒壞車輛,由于凈化灰粉過細,流動性

好,傾倒時粉塵極易飛揚,造成二次揚塵,嚴重污染周邊環(huán)境。凈化灰產(chǎn)生量約占電石產(chǎn)量的5%~7%,

2015年我國電石產(chǎn)量約2650萬噸,電石爐凈化灰產(chǎn)量約160萬噸左右,如不能合理處置和利用,會造

成嚴重的環(huán)境污染。

3.4行業(yè)清潔生產(chǎn)工藝和污染防治技術的最新進展

《電石行業(yè)清潔生產(chǎn)技術推行方案》(工信部節(jié)[2012]586號)提出:到2015年,完成電石爐爐氣

生產(chǎn)甲醇、二甲醚等化工產(chǎn)品技術、空心電極技術的工業(yè)化應用示范,并加快技術推廣,逐步實現(xiàn)電石

爐氣、石灰窯尾氣的高附加值利用和焦炭粉、石灰粉的資源化回收。其中,利用電石爐爐氣生產(chǎn)甲醇、

二甲醚等化工產(chǎn)品技術每噸電石可回收利用300標立方米一氧化碳,節(jié)約標煤0.142噸,減排二氧化碳

0.589噸;利用空心電極技術,每噸電石可減少電極糊消耗5千克,減少石灰粉外排90千克,炭粉60

千克。

目前,電石生產(chǎn)普遍采用的生產(chǎn)方式是電熱法,存在高能耗、高物耗、高污染的缺點。為克服電熱

法制備電石的缺點,氧熱法合成電石工藝逐漸受到關注。該方法用燃料燃燒提供熱量,代替原來的電弧

供熱。該工藝與電熱法相比,節(jié)省大量的電能,操作簡單且節(jié)約成本,原料可以采用粉末狀從而提供傳

質效率。此外,氧熱法產(chǎn)生大量的CO氣體可以循環(huán)利用。鑒于氧熱法的優(yōu)勢,一些科研院所已經(jīng)對其

進行了深入研究【11】。

德國開發(fā)出氧熱法制備電石工藝,采用豎式爐甲烷氧熱裂解法的裝置。該工藝的缺點是消耗了大量

的氧氣和焦炭導致生產(chǎn)成本過高,因此沒有得到推廣應用。日本公幵過豎爐全焦氧熱法制備電石的高爐

設備專利。北京化工大學劉振宇提出了一種新型氧熱法電石生產(chǎn)工藝,該法使焦炭燃燒放熱和電石合成

吸熱耦合于同一反應器中,大大提高相間接觸效率。這些對電石制備工藝的探索和研究為電石行業(yè)未來

的發(fā)展開拓著新的思路。但據(jù)電石協(xié)會調研了解,目前還處于中試試驗階段,短時間內(nèi)難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化

發(fā)展。

【10】李歡張佳電石爐凈化除塵灰作炭材烘干燃料的工藝設計研究電石協(xié)會提供新疆中泰礦冶有限公司內(nèi)部資料

【11】于洋氧熱法電石反應器設計與性能模擬碩士論文2013年5月第5頁

—96—

3.5現(xiàn)行環(huán)保標準存在的主要問題

目前,電石工業(yè)執(zhí)行的大氣污染物排放標準主要是《工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》(GB9078-1996)、

《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)。這兩項標準已經(jīng)實施了20多年,對控制我國電石行業(yè)

的污染物排放和推動國內(nèi)電石工業(yè)的技術進步發(fā)揮了重要作用。但隨著我國電石工業(yè)的迅猛發(fā)展和近幾

年的結構性調整及生產(chǎn)格局的變化,一系列清潔生產(chǎn)工藝技術和末端治理技術的飛速發(fā)展,現(xiàn)行排放標

準已遠遠落后于技術發(fā)展的進步,已經(jīng)無法適應新世紀新形勢下的電石工業(yè)的環(huán)境保護要求。

現(xiàn)行排放標準不符合電石行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略要求。電石工業(yè)是屬高能耗重污染行業(yè),要實現(xiàn)可持續(xù)

發(fā)展戰(zhàn)略,必須轉變粗放型的經(jīng)濟發(fā)展方式。電石工業(yè)未來的發(fā)展就必須抓住兩個方面:一是根據(jù)新出

臺的產(chǎn)業(yè)政策和相關技術政策實施技術改造和結構性調整,二是嚴格排放限值、大幅度削減污染物排放

量。目前電石工業(yè)執(zhí)行的污染物排放標準是20年前制定的,其標準從污染物類型和排放限值等要求已

不能適應這種新的發(fā)展形勢。

現(xiàn)行排放標準不適應我國污染物總量控制的環(huán)境形勢需求。我國當前環(huán)境形勢依然相當嚴竣,很

多地區(qū)主要污染物排放量超過環(huán)境承載能力;長期積累的環(huán)境問題尚未很好的解決,新的環(huán)境問題又在

不斷產(chǎn)生,發(fā)達國家上百年工業(yè)化過程分階段出現(xiàn)的環(huán)境問題在我國已經(jīng)集中出現(xiàn),環(huán)境污染造成的巨

大經(jīng)濟損失,給人民的生活和健康造成了嚴重影響。

要改善我國的環(huán)境質量,就必須大幅度削減污染物排放總量。電石工業(yè)屬重污染行業(yè)之一,削減污

染物排放量首當其沖,目前現(xiàn)行的電石工業(yè)污染物排放標準無法適應這種新形勢的需求。

顆粒物現(xiàn)行標準限值過于寬松,不利于除塵技術的進步。目前,電石工業(yè)執(zhí)行的煙塵排放限值為

200mg/m3,由于標準中的污染物排放濃度限值是基于上世紀九十年代技術水平制定,目前已經(jīng)顯得落

后,在目前常規(guī)環(huán)保投資水平條件下,這類煙塵的實際排放濃度通常可低于30mg/m3甚至10mg/m3,污

染物排放限值已遠落后于目前的環(huán)保技術水平。企業(yè)缺乏改進除塵效果和提高環(huán)保設施運行要求的動

力。

現(xiàn)行標準屬于綜合排放標準,行業(yè)針對性不強,不利于進一步引導電石工業(yè)生產(chǎn)工藝及污染防治技

術進步,更不利于倒逼電石工業(yè)產(chǎn)業(yè)結構調整和經(jīng)濟增長優(yōu)化。

氮氧化物排放限值缺失,不利于行業(yè)采取污染控制技術。目前,電石行業(yè)石灰窯和干燥窯執(zhí)行《工

業(yè)爐窯大氣污染物排放標準》,該標準沒有規(guī)定氮氧化物排放限值,個別地方標準規(guī)定了石灰窯氮氧化

物排放限值,但沒有采取任何治理措施。由于沒有排放限值,缺乏開展低氮燃燒方面工藝改進研究的動

力,不利于電石行業(yè)進行氮氧化物的源頭減排。

現(xiàn)行排放與功能區(qū)對號入座,越發(fā)加重了污染地區(qū)的環(huán)境負擔。電石生產(chǎn)企業(yè)普遍處在環(huán)境空氣

三類功能區(qū),其廢氣執(zhí)行的排放標準更為寬松,客觀上加劇了這些地區(qū)的環(huán)境污染,不利于改善環(huán)境空

氣質量。不利于促進環(huán)保技術的進步和清潔生產(chǎn)技術的實施,無法做到與時俱進。

綜上所述,我國電石工業(yè)作為高耗能、重污染行業(yè),在經(jīng)歷多年快速發(fā)展的同時帶來了不容忽視的

環(huán)境問題,并且由于排放標準的寬松,沒有引起電石企業(yè)的足夠重視,現(xiàn)有污染物排放標準已遠遠落后

電石行業(yè)的綠色發(fā)展和環(huán)境管理的需求,制定電石工業(yè)污染物排放標準是促進落后產(chǎn)能淘汰、加快行業(yè)

污染治理技術進步的重要手段,標準的制定是非常必要的。

4行業(yè)產(chǎn)排污情況及污染控制技術分析

4.1行業(yè)主要生產(chǎn)工藝及產(chǎn)污分析

—97—

4.1.1行業(yè)采用的生產(chǎn)原料、技術路線和生產(chǎn)工藝流程

電石生產(chǎn)的主要工藝原理是以石灰(CaO)和焦炭(C)為原料,混合后加入電石爐內(nèi),憑借電弧

爐和電阻熱在1800~2200℃高溫下反應而制得碳化鈣(CaC2),同時生成副產(chǎn)品一氧化碳(CO)。

碳化鈣的生成化學反應式如下:

CaO+3C→CaC2+CO↑

電石爐是電石生產(chǎn)的主要設備,主要分為內(nèi)燃式和密閉式兩種。

(1)內(nèi)燃式電石爐:通過電弧加熱生產(chǎn)電石過程中,產(chǎn)生大量含有CO的爐氣,需在爐面上燃燒

后利用和處理,產(chǎn)生大量含粉塵的高溫廢氣排放。每生產(chǎn)

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