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4月21日，中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)向全行業(yè)發(fā)布了《合成氨行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》解讀，指導(dǎo)行業(yè)進(jìn)一步做好節(jié)能降碳改造升級(jí)工作。
中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)顧宗勤指出，今年2月3日，國(guó)家發(fā)展改革委聯(lián)合有關(guān)部門發(fā)布了《關(guān)于發(fā)布〈高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南(2022年版)〉的通知》，并附《合成氨行業(yè)節(jié)能降碳改造升級(jí)實(shí)施指南》，就煤、天然氣制合成氨、尿素產(chǎn)品，明確了節(jié)能降碳工作方向和技術(shù)路徑，有很強(qiáng)的針對(duì)性、可操作性。文件的印發(fā)實(shí)施，對(duì)于有效提升合成氨行業(yè)能效水平，降低碳排放強(qiáng)度，加快推進(jìn)行業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，具有重要指導(dǎo)作用。
據(jù)介紹，合成氨主要下游產(chǎn)品“氮肥”是糧食的糧食，是保民生的重要農(nóng)用物資。合成氨生產(chǎn)主要以煤炭、天然氣等能源物質(zhì)為原燃料，生產(chǎn)工序復(fù)雜，生產(chǎn)條件高溫高壓，燃料及動(dòng)力消耗量大，生產(chǎn)過程用能多，碳排放強(qiáng)度大。
加強(qiáng)前沿技術(shù)開發(fā)示范，引領(lǐng)行業(yè)低碳發(fā)展
《指南》提出，要加強(qiáng)前沿引領(lǐng)技術(shù)開發(fā)應(yīng)用，培育標(biāo)桿示范企業(yè)。一是開展綠色低碳能源制合成氨技術(shù)研究和示范。鼓勵(lì)開展風(fēng)能、太陽(yáng)能等綠色低碳能源制合成氨技術(shù)研究和示范，為合成氨工業(yè)原料低碳化提供技術(shù)支撐。隨著技術(shù)創(chuàng)新的突破，綠電價(jià)格進(jìn)一步降低，綠氫成本將會(huì)進(jìn)一步下降，合成氨使用綠氫的比例也會(huì)將逐步增加；二是示范 6.5 兆帕及以上的干煤粉氣化技術(shù)。目前干粉煤氣化壓力最高為4.0兆帕，進(jìn)一步提高氣化壓力，提升氣化效率，降低裝置能源消耗；三是示范并適時(shí)推廣廢鍋或半廢鍋流程，回收高溫煤氣余熱副產(chǎn)蒸汽，替代全激冷流程煤氣降溫技術(shù)，提升煤氣化裝置熱效率。國(guó)產(chǎn)水煤漿氣化裝置已有部分新建裝置采用“半廢鍋”技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)回收650-1100公斤/噸氨的蒸汽，老廠的改造還需要試驗(yàn)示范，成熟后加以推廣。要鼓勵(lì)采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的廢鍋或半廢鍋流程，回收高溫煤氣余熱副產(chǎn)蒸汽，替代全激冷流程煤氣降溫技術(shù)，改善能源利用不合理問題，提高能源利用率。
加快成熟技術(shù)推廣，推動(dòng)行業(yè)改造升級(jí)
顧宗勤指出，合成氨行業(yè)的節(jié)能降碳不僅包括生產(chǎn)過程的節(jié)能降碳，還包括輔助、附屬生產(chǎn)系統(tǒng)的節(jié)能降碳，如供熱鍋爐、供電、供水等?！吨改稀窂墓に囘^程節(jié)能、重大裝備節(jié)能、余熱余壓利用、減少“三廢排放”、公輔設(shè)施改造5個(gè)方面，提出了成熟工藝并普及推廣應(yīng)用的重點(diǎn)技術(shù)。
工藝過程節(jié)能。一是選擇更大型的氣化爐代替小型氣化爐；二是采用大型化空分技術(shù)和先進(jìn)流程；三是一氧化碳變換系統(tǒng)，用等溫變換取代絕熱變換；四是傳統(tǒng)的二氧化碳?xì)馓峁に嚹蛩匮b置，采用高效塔板、徑流式塔板，增設(shè)中壓系統(tǒng)，降低蒸汽消耗；五是水溶液全循環(huán)尿素工藝，采用液相逆流換熱式尿素合成等技術(shù)；六是對(duì)傳統(tǒng)的中小型氨合成裝置降低系統(tǒng)壓力，氨合成壓力由31.4MPa降至20MPa左右，噸氨可節(jié)電60-70千瓦時(shí)；七是采用高效氨合成催化劑，提高氨凈值；八是優(yōu)化氣頭合成氨工藝過程和熱工方案，加強(qiáng)煙氣余熱回收和燃料空氣預(yù)熱器，增設(shè)(預(yù))轉(zhuǎn)化爐等。
并要通過5G、人工智能、大數(shù)據(jù)等優(yōu)化工藝流程、物料調(diào)度、設(shè)備的精準(zhǔn)控制，以互聯(lián)互通推動(dòng)生產(chǎn)線智能化升級(jí)，提高生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率，降低能耗物耗。
重大裝備節(jié)能。以泵、電機(jī)、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、變壓器、換熱器、工業(yè)鍋爐等設(shè)備為重點(diǎn)，采用先進(jìn)高效產(chǎn)品設(shè)備，加快淘汰落后低效設(shè)備，全面提升能效水平；采用蒸汽透平直接驅(qū)動(dòng)，或在電價(jià)便宜的地方，推廣由汽驅(qū)改為電驅(qū)動(dòng)，避免能量轉(zhuǎn)換損失，提高能源效率;涂刷反輻射和吸熱涂料，提高天然氣一段爐的熱利用率。
余熱余壓利用。優(yōu)化能量回收網(wǎng)絡(luò)、回收余壓余熱，推動(dòng)能源系統(tǒng)優(yōu)化和梯級(jí)利用，減少熱損失，提升能源資源利用效率。采用渦輪機(jī)組回收工藝液體動(dòng)力；采用ORC低溫?zé)崴酂岚l(fā)電技術(shù)、有機(jī)朗肯循環(huán)螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)，回收低位熱能；選用各種新型、高效、低壓降換熱器和性能好的隔熱、保冷材料加強(qiáng)設(shè)備和管道保溫。
減少“三廢”排放。重點(diǎn)推薦采用河北“東光模式”改造常壓間歇固定床工藝合成氨裝置。以“干法除塵+間接冷卻降溫”的煤氣除塵降溫技術(shù)，將開放式煤氣冷卻系統(tǒng)改造為密閉式冷卻，實(shí)現(xiàn) “含酚、氰、氨等大氣污染物”的造氣循環(huán)冷卻水系統(tǒng)無(wú)廢氣排放。并采用全封閉式振動(dòng)篩、布袋除塵、霧森抑塵、氣化爐渣封閉排放、粉塵物料密閉輸灰，產(chǎn)塵點(diǎn)全部密閉、封閉或設(shè)置集氣罩等技術(shù)，對(duì)造氣爐進(jìn)行密封改造，改善現(xiàn)場(chǎng)操作環(huán)境。同時(shí)要減少閃蒸氣、氣提氣、CO?氣中的溶劑含量，提高脫碳溶劑的回收，減少揮發(fā)性有機(jī)物(VOCs)排放。
公輔設(shè)施改造。以大型高壓、次高壓燃煤鍋爐替代本企業(yè)和周邊區(qū)域小型中低壓燃煤鍋爐；以大型高壓、次高壓三廢爐替代小型中低壓吹風(fēng)氣余熱回收裝置；搞好燃煤蒸汽鍋爐和廢熱(余熱)蒸汽鍋爐生產(chǎn)的高壓、次高壓蒸汽的能量梯級(jí)利用，先背壓發(fā)電后再供生產(chǎn)使用，合理配置熱電聯(lián)產(chǎn)。
嚴(yán)格產(chǎn)業(yè)政策約束，淘汰落后低效產(chǎn)能。
依據(jù)《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2019年本)》，淘汰類的工藝和設(shè)備有：半水煤氣氨水液相法脫硫、天然氣常壓間歇轉(zhuǎn)化工藝制合成氨、一氧化碳常壓變換及全中溫變換(高溫變換)工藝、沒有配套硫磺回收裝置的濕法脫硫工藝、沒有配套建設(shè)吹風(fēng)氣余熱回收、造氣爐渣綜合利用裝置的固定層間歇式煤氣化裝置、沒有配套工藝?yán)淠核饨馕鲅b置的尿素生產(chǎn)設(shè)施。
節(jié)能降碳改造工作目標(biāo)
根據(jù)國(guó)家發(fā)改委《高耗能行業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域能效標(biāo)桿水平和基準(zhǔn)水平(2022年版)》要求，優(yōu)質(zhì)無(wú)煙煤制合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)桿水平為1100(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)，基準(zhǔn)水平為1350(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)；非優(yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤、型煤?jiǎn)挝划a(chǎn)品綜合能耗標(biāo)桿水平為1200(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)，基準(zhǔn)水平為1520(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)；粉煤(包括無(wú)煙粉煤、煙煤)單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)桿水平為1350(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)，基準(zhǔn)水平為1550(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)；天然氣單位產(chǎn)品綜合能耗標(biāo)桿水平為1000(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)，基準(zhǔn)水平為1200(千克標(biāo)準(zhǔn)煤/噸)。
《指南》提出，到 2025 年，合成氨行業(yè)能效標(biāo)桿水平以上產(chǎn)能比例達(dá)到15%，能效基準(zhǔn)水平以下產(chǎn)能基本清零，行業(yè)節(jié)能降碳效果顯著，綠色低碳發(fā)展能力大幅增強(qiáng)。
標(biāo)桿水平值的確定。對(duì)標(biāo)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)先進(jìn)能效水平，參照近年來(lái)工業(yè)和信息化部、國(guó)家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局以及石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的重點(diǎn)用能行業(yè)能效“領(lǐng)跑者”單位的合成氨單位產(chǎn)品綜合能耗值確定。截至 2020 年底，我國(guó)合成氨行業(yè)能效優(yōu)于標(biāo)桿水平的產(chǎn)能約占 7%。
基準(zhǔn)水平值的確定。參考現(xiàn)行《合成氨單位產(chǎn)品能源消耗限額》(GB21344-2015)確定的準(zhǔn)入值和限定值與正在修訂的《合成氨單位產(chǎn)品能源消耗限額》(2021修訂征求意見稿)擬定的準(zhǔn)入值和限定值，并根據(jù)行業(yè)實(shí)際情況、發(fā)展預(yù)期、生產(chǎn)裝置整體能效水平等，統(tǒng)籌考慮劃定合成氨行業(yè)能效基準(zhǔn)水平。截至 2020 年底，我國(guó)合成氨行業(yè)能效低于基準(zhǔn)水平的產(chǎn)能約占19%。
關(guān)于褐煤原料合成氨裝置改造升級(jí)。褐煤原料水分含量較高，生產(chǎn)綜合能耗要高于其它煤種。因采用該原料的企業(yè)較少，缺乏足夠的樣本數(shù)，本次能效標(biāo)桿與基準(zhǔn)水平值的制定未包括褐煤情況。因此，對(duì)于以褐煤為原料裝置的節(jié)能降碳改造，可結(jié)合原料品質(zhì)的實(shí)際情況，適當(dāng)放寬以粉煤為原料的“標(biāo)桿水平”和“基準(zhǔn)水平”，重點(diǎn)應(yīng)是關(guān)注相關(guān)工序或裝置的節(jié)能效果。
