山西省焦化行業(yè)溫室氣體減排途徑研究

葛曉華，蘇旭東，吉紅潔，姬江峰

(1.山西省生態(tài)環(huán)境研究中心， 山西 太原 030001；2.山西新科聯(lián)環(huán)境技術(shù)有限公司，山西 太原 030001)

?

山西省焦化行業(yè)溫室氣體減排途徑研究

葛曉華1，蘇旭東1，吉紅潔2，姬江峰1

(1.山西省生態(tài)環(huán)境研究中心， 山西 太原 030001；2.山西新科聯(lián)環(huán)境技術(shù)有限公司，山西 太原 030001)

介紹了山西省焦化行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題，分析了山西省焦化行業(yè)溫室氣體排放情況，分別從技術(shù)層面和管理層面提出了山西省焦化行業(yè)低碳發(fā)展途徑。

焦化；溫室氣體；減排

近年來，氣候變暖成為全球變化領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和國際環(huán)境談判的焦點(diǎn)。我國政府高度重視應(yīng)對氣候變化工作，并將低碳發(fā)展作為我國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的重要方向。山西是全球最大的焦炭生產(chǎn)基地，2015年，全省焦炭生產(chǎn)量約占全國產(chǎn)量的18%。據(jù)初步估算，2015年，山西省焦化行業(yè)溫室氣體排放量約占全省排放總量的7%，是山西省溫室氣體的主要排放源之一。本文在研究山西焦化行業(yè)溫室氣體排放特征的基礎(chǔ)上，提出山西省焦化行業(yè)減少溫室氣體排放、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的途徑[1-2]。

1 山西省焦化行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和問題

2010年以來，受宏觀經(jīng)濟(jì)增速放緩、鋼鐵行業(yè)持續(xù)低迷的影響，山西省焦化行業(yè)持續(xù)大面積虧損。為扭轉(zhuǎn)虧損局面，促進(jìn)轉(zhuǎn)型升級，山西省政府通過“兼并重組、上大壓小”的方式促進(jìn)山西省焦化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，出臺了一系列配套措施。截至2014年底，山西省焦化主體企業(yè)減少至67戶。其中，獨(dú)立焦化企業(yè)43戶，鋼鐵配套焦化企業(yè)14戶，戶均產(chǎn)能達(dá)到180萬t/a以上，產(chǎn)業(yè)集中度大幅提升。

在工藝方面，爐型以4.3 m機(jī)焦?fàn)t為主，2014年占總產(chǎn)能的68.7%；其次為5.5 m以上機(jī)焦和清潔熱回收焦?fàn)t，2014年分別占總產(chǎn)能的22.5%和8.8%。2014年山西省焦化行業(yè)爐型構(gòu)成情況如圖1所示。化產(chǎn)處理也得到進(jìn)一步優(yōu)化和延伸，截至2014年底，山西省焦化行業(yè)已建成焦?fàn)t煤氣制甲醇產(chǎn)能274萬t/a，建成焦?fàn)t煤氣制天然氣產(chǎn)能1.6億m3/a，建成焦?fàn)t煤氣制合成氨項(xiàng)目產(chǎn)能54萬t/a，建成煤焦油深加工產(chǎn)能277.5萬t/a，建成粗苯深加工產(chǎn)能66萬t/a。

圖1 2014年山西省焦化行業(yè)爐型構(gòu)成情況

經(jīng)過一輪兼并重組，焦化行業(yè)產(chǎn)業(yè)集中度和技術(shù)有了一定提升，但仍有較大提升空間。截至目前，山西省焦化行業(yè)建成7 m以上先進(jìn)大型焦?fàn)t僅1座，各方面技術(shù)條件相對落后的4.3 m焦?fàn)t仍占據(jù)主力地位；干熄焦、煤調(diào)濕、單室壓力調(diào)節(jié)、連續(xù)測溫與焦?fàn)t加熱過程自動控制等先進(jìn)煉焦技術(shù)在山西省應(yīng)用仍較少，全省目前建成干熄焦系統(tǒng)僅4套，建成煤調(diào)濕系統(tǒng)僅1套，具備單室壓力調(diào)節(jié)功能的焦?fàn)t僅1座，連續(xù)測溫與焦?fàn)t加熱過程自動控制的應(yīng)用也并不多；現(xiàn)有焦?fàn)t日常維護(hù)保養(yǎng)不足，焦?fàn)t老化嚴(yán)重，先進(jìn)的爐門、裝煤孔、上升管密封技術(shù)應(yīng)用較少，焦?fàn)t密封性較差；化產(chǎn)回收工藝技術(shù)相對單一，余熱余能利用不足，各類能源未能有效實(shí)現(xiàn)梯級利用。另外，在焦化生產(chǎn)管理方面，除部分大型焦化企業(yè)管理體系較為完善之外，大多數(shù)民營焦化企業(yè)管理水平并不高。部分焦化企業(yè)沒有專門的能源管理機(jī)構(gòu)或能源管理工作人員專業(yè)技術(shù)水平不足，難以對企業(yè)能源購進(jìn)、計(jì)量、分配、消費(fèi)全過程實(shí)施有效管理；沒有建成完善的能源管理體系，能源計(jì)量設(shè)施不完善，能源統(tǒng)計(jì)制度不健全；一線職工能源管理和節(jié)能意識不強(qiáng)，沒有針對崗位的節(jié)能操作規(guī)范，廠內(nèi)節(jié)能工作考核制度不健全或未能得到有效落實(shí)。上述管理方面的種種問題也是導(dǎo)致焦化企業(yè)能源消費(fèi)水平較高、溫室氣體排放量較大的重要原因。

可見，山西省焦化行業(yè)在工藝技術(shù)方面并不領(lǐng)先，許多先進(jìn)焦化工藝技術(shù)未能有效推廣應(yīng)用，具有較大提升空間，同時在管理方面也存在種種問題，各方面原因?qū)е铝松轿魇〗够袠I(yè)能源消費(fèi)和溫室氣體排放水平較高。

2 山西省焦化行業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀

焦化企業(yè)溫室氣體排放類型主要有CO2、CH4和N2O[3-4]。CO2排放主要來源于焦?fàn)t煤氣、高爐煤氣等各種化石能源燃燒排放；CH4排放主要來自于煤氣不完全燃燒、生產(chǎn)過程的逸散以及濕法熄焦過程的微量排放；N2O排放主要來自于化石燃料燃燒排放[3]。

2014年，山西省焦炭總產(chǎn)量8 722萬t。其中，獨(dú)立化產(chǎn)回收焦化企業(yè)產(chǎn)量約7 722萬t，鋼鐵配套焦化企業(yè)產(chǎn)量約665萬t，清潔型熱回收焦化企業(yè)產(chǎn)量約335萬t[4]。不同類型焦化排放因子見表1[1]。

表1 不同類型焦化企業(yè)溫室氣體排放因子參考值

2014年，山西省焦化行業(yè)溫室氣體排放總量為2 972.56萬t二氧化碳當(dāng)量。其中，二氧化碳排放2 885.06萬t；甲烷排放38 283.6 t，折二氧化碳當(dāng)量80.35萬t；氧化亞氮排放230.5 t，折二氧化碳當(dāng)量7.15萬t。3類焦化企業(yè)中，化產(chǎn)回收型獨(dú)立焦化企業(yè)排放2 145萬t二氧化碳當(dāng)量，鋼鐵配套焦化企業(yè)排放566.34萬t二氧化碳當(dāng)量，熱回收型焦化企業(yè)排放261.22萬t二氧化碳當(dāng)量。各類溫室氣體排放占比情況如圖2所示，各類企業(yè)溫室氣體排放占比情況如圖3所示。

圖2 2014年山西省焦化行業(yè)各類溫室氣體排放占比情況

圖3 2014年山西省3類焦化企業(yè)溫室氣體排放占比情況

3 山西省焦化行業(yè)低碳發(fā)展途徑分析

本文將結(jié)合山西省焦化行業(yè)在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)水平、管理水平、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面的特征以及現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策對焦化行業(yè)溫室氣體排放水平的影響，分別從技術(shù)、管理方面提出山西省焦化行業(yè)溫室氣體減排、實(shí)現(xiàn)低碳發(fā)展的建議途徑。

3.1 技術(shù)層面

目前，山西省焦化行業(yè)雖然規(guī)模較大，但在技術(shù)裝備方面并不領(lǐng)先，許多有利于提高能源利用效率、降低溫室氣體排放水平的先進(jìn)焦化裝備與工藝技術(shù)的應(yīng)用均不普及。因此，首先，要進(jìn)一步推廣先進(jìn)焦化裝備與工藝技術(shù)，包括7 m以上大型化焦?fàn)t、煤調(diào)濕、加熱過程自動控制、單室壓力調(diào)節(jié)、干法熄焦、爐底加熱燃?xì)狻⒔範(fàn)t密封等先進(jìn)技術(shù)和裝備，整體提升全行業(yè)裝備技術(shù)水平。其次，要進(jìn)一步優(yōu)化焦?fàn)t運(yùn)行操作和推廣余熱余能回收的利用工作。

3.2 管理層面

目前，焦化企業(yè)能源和溫室氣體排放管理相對薄弱，特別是在溫室氣體排放管理方面，企業(yè)尚缺少針對性的管理制度。因此，首先，要提高企業(yè)能源管理水平，包括建立健全能源管理機(jī)構(gòu)、健全企業(yè)的能源計(jì)量系統(tǒng)、建立企業(yè)綜合能源管理體系、積極開展合同能源管理、強(qiáng)化職工的能源管理和節(jié)能培訓(xùn)等。其次，要創(chuàng)新企業(yè)溫室氣體排放管理，包括建立企業(yè)溫室氣體排放管理機(jī)構(gòu)、建立企業(yè)溫室氣體排放統(tǒng)計(jì)監(jiān)測體系、建立企業(yè)溫室氣體排放信息平臺、加強(qiáng)管理者和全體職工低碳培訓(xùn)等。

4 結(jié)論

目前，山西焦化行業(yè)經(jīng)過一輪兼并重組，產(chǎn)業(yè)集中度和技術(shù)水平均有一定提升，溫室氣體排放以CO2為主，占到排放總量的97.6%，但在控制溫室氣體排放方面仍有很大的提升空間，可通過提升技術(shù)和管理水平控制溫室氣體排放。

[1] 吉紅潔.煉焦行業(yè)溫室氣體排放核算及影響因素研究[D].山西：太原科技大學(xué)，2015.

[2] 何秋生，范曉周，王新明，等.煤煉焦生產(chǎn)過程甲烷排放初步研究[J].地球與環(huán)境,2009,37(3):254-257.

[3] 張秀君.溫室氣體氧化亞氮排放源的研究[J].沈陽教育學(xué)院學(xué)報,2003,5(1):108-111.

[4] 山西省統(tǒng)計(jì)局.山西省統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社，2015.

《廣東化工》2017年征訂及征稿啟事

歡迎全國作者投稿訂閱，本刊為職稱資格評審認(rèn)定刊物

《廣東化工》，半月刊，創(chuàng)刊于1974年，發(fā)行國內(nèi)外，刊號為CN 44-1238/TQ，ISSN 1007-1865，大16開，每月15日及30日出版。在線投稿網(wǎng)址是：www.gdchem.com。本刊被美國《化學(xué)文摘》重點(diǎn)收錄、中國核心期刊(遴選)數(shù)據(jù)庫收錄和中國學(xué)術(shù)期刊光盤版收錄，第七屆全國石油和化工行業(yè)優(yōu)秀報刊一等獎，在全國化工刊物界享有很高聲譽(yù)，適合在化工行業(yè)的企業(yè)、高等院校、研究院所從事管理、科研、工程設(shè)計(jì)與施工、教學(xué)、生產(chǎn)及一切與化工事業(yè)相關(guān)的人士閱讀。

主要欄目：試驗(yàn)與研究、專論與綜述、分析測試、環(huán)境保護(hù)、材料合成與加工改性、化工設(shè)計(jì)及裝備、教學(xué)與實(shí)踐、化工新能源等。

適合的專業(yè)有：石油化工、醫(yī)藥化工、農(nóng)藥化肥、日用化工、燃?xì)饣?、化學(xué)建材、電化學(xué)、工業(yè)水處理、涂料與膠粘劑、生物化工、食品化工等。

全年定價：全年24期，國內(nèi)定價為480元/份；境外定價為384美元/份。

訂閱辦法：(選一)

A. 直接匯款向編輯部訂閱。編輯部地址：廣州市越秀區(qū)越華路116號；收款人：《廣東化工》編輯部；郵政編碼：510030。請注明：訂2017廣東化工/起止時間/份數(shù)。

B. 向郵局訂閱。郵發(fā)代號：46-211。

廣東化工在線投稿網(wǎng)址：www.gdchem.com

投稿E-mail：gdcic200@163.com

聯(lián)系電話：020-83336009，83302517

Study on the ways of greenhouse gas emission reduction in Shanxi coking industry

GE Xiaohua1, SU Xudong1, JI Hongjie2, JI Jiangfeng1

(1.Research Center for Shanxi Ecoienvironmental Sciences, Taiyuan Shanxi 030001, China;2.Shanxi Shincolian Environmental Technology Ltd., Taiyuan Shanxi 030001, China)

This paper introduces the current situation and existing problems in the development of Shanxi coking industry, and analyzes the present situation of greenhouse gas emission in Shanxi coking industry,and puts forward low-carbon development way for Shanxi coking industry respectively from the aspects of technique and management.

coking; greenhouse gas; emission reduction

2016-06-12

山西省科技攻關(guān)項(xiàng)目(20140313007-2)。

葛曉華，女，1980年出生，2006年畢業(yè)于太原理工大學(xué)，碩士學(xué)位，工程師。研究方向：碳排放核算與低碳政策研究。

綜述與論壇

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.05.13

TQ52；X784

A

1004-7050(2016)05-0043-03