图3-4 煤炭行业循环链(略)
(2)焦炭行业我省发挥焦煤资源优势,以独立型焦化企业为主体,成为焦炭生产大省和外贸出口大省。但焦炭行业在规模发展的同时,由于炼焦化产回收设施不健全,造成资源综合利用程度低。煤焦油中有上万种有机化合物,可提炼400多种,目前有利用价值并可经济提取的约50余种。但目前全省煤焦油加工工艺技术落后,加工深度低、资源回收利用率低和能源消耗高,煤焦油未经加工直接作为燃料油使用的现象比较严重,目前全省焦炭行业的煤焦油回收率仅有60%,年直接或间接损失煤焦油约100万吨。在机械炼焦生产中,扣除自身加热用气后有45%~50%左右的焦炉煤气可作为优质的能源外供,作为还原气和合成气的原料,但目前大量的焦炉煤气得不到有效利用,直排或“点火矩”现象经常发生,全省焦炭行业焦炉煤气回收利用率仅33%,损失高热值焦炉煤气80亿立方米,造成了严重的资源浪费和环境污染;焦炭行业对环境造成的污染负荷大,对大气和水的污染负荷占到全省污染总负荷的30%和40%。
焦炭产业发展循环经济的思路为:
在四个环节提高资源利用率。一是在配煤环节,采取科学配煤比例,减少优质焦煤消耗,采用捣固装煤技术,提高配焦煤掺入比例,应用掺入粘结剂配用型煤、煤调湿和煤分级粉碎等配煤技术,提高资源生产效率;二是在炼焦环节,采用先进技术对焦炭生产工艺进行技术改造,鼓励企业采用先进的焦炉配套机械设备、煤气净化工艺、干熄焦技术、自动化控制系统和完善的环保设施,力争使焦炭生产企业脱硫效率达到90%以上,废水循环使用达到100%;三是在煤气利用环节,严禁焦炉煤气直接排空和燃烧排放,焦炉煤气除用于工业、城市燃气和发电外,剩余煤气要集中处理回收进行生产转化;四是在化学产品回收环节,推进焦化副产品回收和综合利用,提高煤焦油加工利用水平,实现焦油、粗苯、焦炉剩余煤气完全回收利用。
焦炭行业见循环流程如下图3-5所示。
图3-5 焦炭产业循环链(略)
(3)冶金行业冶金行业是资源、能源和污染物排放大户,但冶金行业规模集中,企业大型联合化,废物和副产品回收利用价值高。我省冶金行业在节能降耗和提高资源利用效率已有很多成功的做法,如采用高炉煤气余压、燃气余热发电;炼钢炉、混铁炉的余热回收利用;炼钢利用含铅、镉成分较低的废旧钢铁;使用低毒材料替代碳化钙,以避免脱硫炉渣的产生;将氧化皮及炉渣等回收并再入炉熔化;采用火法或湿法冶金工艺从电炉灰中回收锌;冷轧、热轧、酸洗工序环节用结晶法回收硫酸铁和三氧化二铁;用酸和金属结晶物低温分离法回收硫酸;冷却冲洗工序环节用闭合循环系统代替直流系统,将高炉冲渣水、高炉、转炉冷却水循环回用;选出含铁品位较高的钢渣返回原料系统实现循环利用等。即便如此,冶金行业在应用节能型技术、采用先进冶金工艺流程、减少环境污染等方面发展循环经济的潜力依然很大,重点是钢铁工业和镁铝工业。
①钢铁工业。近期钢铁行业能耗、污染物排放水平达到接近20世纪90年代初期国际先进水平,实现吨钢综合能耗降到0.73吨标煤,吨钢耗新水降到8吨以下,废气排放量在目前规定排放容量的基础上降低30%,废水全部实现闭路循环。
重点采取的循环经济技术是:
采用先进技术和提高装备水平,实施源头削减,减少资源消耗,走精料之路,提高铁素资源效率,降低碳素消耗,改善环境质量。
钢铁生产排出的废气余热通过热能回收装置转换成蒸汽或电能;炼铁、炼钢过程中产生的煤气回用加热炉、发电或外供使用;废气净化过程收集的尘泥含有氧化铁成份,分类回收后再利用。
建立高炉、转炉冷却水循环系统及冲渣闭路循环系统;煤气洗涤、冲洗设备、地面等废水经处理循环利用;高炉煤气和转炉的烟气采用“干式”除尘工艺,节约水耗。
大力推进应用环保技术,如转炉煤气回收技术、高炉炉顶煤气余压发电(TRT)技术和蓄热式加热炉技术等成熟的节能环保技术的应用,引导大型钢铁联合企业通过资源的综合利用,全面推广余能、余压、余热回收利用技术,实现废物的资源化、无害化、最小化。树立节能、降耗、减污、增效的清洁生产目标,不断延伸并使产业链生态化。开展资源和能源二次利用技术,如煤气-蒸汽联合循环发电;高炉余压发电。开发利用高炉渣、转炉渣生产建材产品等。
钢铁工业循环链见下图3-6。
图3-6 钢铁工业循环链(略)
②镁铝工业。镁铝合金是21世纪最具应用前景的新材料,镁铝工业是我省具有资源优势的新产业,镁铝工业也是能源、矿石资源、再生资源消耗量很大的资源密集型产业,生产流程的特点决定了镁铝工业是一个最有条件、最具潜力发展循环经济的产业。目前全省镁铝工业仍然以初级冶炼产品为主,镁合金深加工不到原镁生产量的10%,技术含量较低。产业结构不合理,镁铝工业中冶炼企业的经济总量强,矿山开采次之,加工企业则最薄弱的环节。
镁铝工业循环经济主要包括:镁铝冶炼废物的利用;镁铝合金加工废料的循环利用;镁铝合金零部件回收利用;废金属的回收利用。
镁铝工业发展循环经济思路为:
矿产资源的有序与保护并重;延伸镁铝合金的产业链,发展镁铝合金深加工产品,形成全国镁及铝金属加工产业基地;建立可拆卸的镁铝合金配件回收系统,建立镁铝合金循环回用网络;大力推进铝工业的清洁生产;建立镁铝工业产业园,完善镁铝工业生态体系。
镁铝工业循环链见下图3-7
图3-7 镁铝工业循环链(略)
(4)电力行业火电是全省重要的能源工业,电力工业耗水量大,占到全省规模以上工业总用水量的40%,是全省工业第一用水大户。电力行业污染强度大,全省发电厂年排放的二氧化硫56万吨,烟尘27万吨,工业粉尘近5万吨,废水6700万吨,分别占全省污染总负荷的59%、47%、8%和32%。
电力行业循环经济建设的思路为:
积极采用空冷机组,减少用水量,新建项目应优先采用中水、矿井水,禁止使用地下水,限制使用地表水;
加大煤炭、水等资源消耗管理,采用超临界机组提高发电效率,降低煤耗,提高投入产出率;
提高环保装备水平,采用洁净煤技术,从源头上控制SO2等污染物的排放量,新建、改扩建煤矸石、燃煤电厂必须采用高效脱硫、除尘、脱硝措施,通过脱硫技术改进煤质,降低污染负荷.按照省政府燃煤电厂脱硫除尘限期治理的有关要求,对现役火电厂必须完成烟气脱硫改造限期治理任务;
加大对大中型电厂湿冷改空冷机组的力度,到2010年达到20%;2008年全部发电厂完成污水回用设施建设,提高污水重复利用率;
10万千瓦以上的发电厂要求全部建成粉煤灰综合利用设施,粉煤灰综合利用率不得低于50%,到2010年,实现当年排放的粉煤灰全部利用;
积极发展一批洗中煤、煤矸石综合利用电厂,通过关闭常规燃煤电厂和改造大型燃煤电厂,争取到2010年二氧化硫减排31万吨,发电煤耗达到国内先进水平。
为改善城市大气环境质量,建设部分热电联产项目以取代高耗能、高污染的分散采暖小锅炉,逐步实现城市集中供热,提升城市化水平;热电联产应与煤矸石发电结合起来,提高资源利用效率;
积极开发太阳能、风能、生物能、沼气等新能源发电项目,在煤层气富集地区,采用燃气--蒸汽联合循环等先进发电技术。
燃煤发电循环链如下图3-8所示。
图3-8 电力产业循环链(略)
(5)煤化工行业煤化工是我省依托资源和能源工业发展的优势产业,围绕“肥、醇、炔、苯、油”五条发展主线,已形成煤气化、液化、碳化、烃类化工、精细化工、化肥、专用化学品及发电、发动机燃料等二次清洁能源的能源化工生产体系。煤化工是前后向很强的产业,通过链式开发,实现原料、产品互联、能量统筹利用,提高技术密集度和附加值,建立多联产能源化工系统。
煤化工产业发展循环经济的思路为:
采用洁净煤技术,选择清洁的工艺和合成路线,使用IGCC发电等新技术,节省煤炭资源及废气污染;利用炼焦副产品焦炉煤气生产甲醇、二甲醚等;通过引进先进技术开发改质沥青、针状焦产品,提高焦油加工剩余物的使用价值;利用电石炉产生的废气用来作干燥热源;加强煤化工生产中的能量梯次利用和水资源的重复使用,降低物质消耗;开发醇醚燃料,煤基合成油等清洁能源。通过产业纵向延伸、横向拓展和就地循环,建设循环型新型煤化工产业基地。
煤化工形成的循环链有:
①传统的煤焦化和煤焦油化工循环链如下图3-9:
图3-9 煤焦化和煤焦油化循环链(略)
②以多联产技术为核心的煤化工循环链包括:
煤电能化工产品(高载能化工产品:电石乙炔等)
煤电焦气(煤系化工产品)
煤气化(合成氨、化肥)
典型的煤-电-化循环链如下图3-10:
图3-10 煤-电-化循环链(略)
③以煤液化为主的煤化工循环链如下图3-11:
图3-11 煤化工循环链(略)
④以煤层气开发形成的煤化工循环链:
煤层气合成化工原料下游化工产品(合成氨、化工)燃料电池
(6)建材行业传统的建材产品大量使用矿物原料和化石产品,都是不可再生资源,倡导循环经济对建材行业将意味着传统工业的生态化转型,使建材行业从消耗矿石资源转变为消耗废弃资源。我省排放量最大的固体废物煤矸石、粉煤灰既是建材业最重要的原料,也是最重要的独特资源。目前,我省在利用煤矸石、粉煤灰生产水泥、内外墙装饰保温隔热材料及制品、微晶玻璃、复合承重墙体制品等新型墙体材料方面,已取得了重大进展,产生了较好的环保效益和社会效益。
建材行业发展循环经济思路为:
尽可能少用不可再生能源和资源,提高资源利用效率和能源利用率,提高利用劣质资源、废弃物的技术水平,加大对煤矸石、粉煤灰、炉渣等废弃资源的利用;发展粉煤灰,炉渣制砖,限制使用粘土实心砖;利用高炉渣、粉煤灰、铸造废砂、高炉炉灰、生产水泥,减少矿产资源的消耗量;利用废轮胎和废塑料作为替代燃料和原料;开发利用煤矸石制微晶玻璃等新型建材产品;降低建材产品制造过程中废物的排放,采用煤矸石替代燃煤烧结制砖减少二氧化碳气体排放,在水泥生产中采用低氮燃烧喷嘴降低氮氧化物气体排放,限制使用含铬的耐火材料,减少重金属的污染风险等;提高建材产品的功能和耐久性,延长使用寿命,也会起到节约能源、资源和保护环境的作用。
以纳废为主的建材行业循环链见图3-12所示。
图3-12 建材行业循环链(略)
2.行业共生模式
上述六大行业由于产业相近,容易共生耦合,通过发展循环经济,建立产品及副产品的工业合作和行业融合关系,形成比例合理、结构更为完善的工业代谢链网。按照市场规律进行资源利用,优化配置原料、能源、水等各种资源,加强采用关键链接技术,对工业生态链中的缺失环节进行补链,最大限度地提高资源的循环利用率和生产率,促进产业结构调整和工业布局优化。典型的行业共生循环模式为:
(1)以煤-电和延伸产品为主导的循环链
我省煤电工业共生产业链的特征表现为:煤电并举、煤电联合,并向高电耗的铝、硅加工冶炼转化。按照循环经济的要求,要积极寻求多元化发展,延伸煤-电-铝、煤-电-硅、煤-电-电石-乙炔化工、煤-电-高附加值生产、煤-电-建材、煤-电-热等产业链,实现上下游产业联动。引入环境友好的新技术、新工艺和新设计,优化工艺流程、改善企业管理,使废物排放和对环境的影响最小化。构建以煤矸石、粉煤灰、冶炼矿渣资源化为特征的产业生态链,扩展资源的循环利用渠道,降低污染排放。适当发展一批洗中煤、煤矸石、煤气综合利用电厂和热电联合电厂用于工业、农业和居民供暖和供气。重点促进我省具有优势的煤电铝联合,提升我省的铝工业竞争优势,加快镁铝深加工产品集聚、集群发展。
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