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文档简介
《无机酸和有机酸行业(工业硫酸、稀硝酸、工
业冰醋酸)单位产品能源消耗限额》(征求意见稿)
标准编制说明
中国石油和化学工业联合会
2022年9月
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一、工作简况
1.1项目背景
2020年9月22日,习近平主席在联合国大会一般性辩论上宣布“中国将提高国
家自主贡献力度,采取更加有力的政策和措施,二氧化碳排放力争于2030年前达
到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”。我国从碳达峰到碳中和只有30年时间,
远低于发达国家50年到70年的过渡期,要实现这个目标,我们需要付出极其艰巨
的努力。
为实现碳达峰、碳中和,我国各行业各部门正在制定行动方案,《中共中央国
务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》以及《2030
年前碳达峰行动方案》日前发布,碳达峰碳中和“1+N”政策体系正在加快形成。
“十四五”规划也进一步提出完善能源消费总量和强度双控制度,重点控制化石
能源消费,2025年单位GDP能耗和碳排放比2020年分别降低13.5%、18%,国务院将
全国“双控”目标分解到了各地区,对“双控”工作进行了全面部署。
随着“双碳”“双控”以及涉碳政策的陆续推出,各行业开始制修订相关标准。
根据党中央、国务院对“十四五”时期节能降碳、能耗双控等新要求和碳达峰碳
中和等决策部署,由国家发改委牵头,全国能标委组织实施60余项能源消耗限额
强制性国家标准的制修订工作。强制性能耗限额标准启动实施将进一步提高我国
终端用能产品的能效市场准入门槛和高耗能行业的能耗准入门槛,充分发挥节能
标准的引领作用,对推广高效节能产品,推动节能技术进步,提高节能管理水平,
加快产业结构调整和优化升级,促进节能减排,积极应对气候变化,确保实现“十
四五”节能减排目标具有重要意义。
1.2任务来源
根据国家强制性标准改革要求,《无机酸和有机酸行业单位产品能源消耗限
额》是已经发布的GB29141-2012《工业硫酸单位产品能源消耗限额》、GB29441-2012
《稀硝酸单位产品能源消耗限额》、GB29437-2012《工业冰醋酸单位产品能源消
耗限额》进行整合并重新修订。
本标准计划编号为:20205253-Q-469
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本标准由国家标准化管理委员会提出并归口。
根据能标委字【2021】24号文《2021-2022年强制性能耗限额标准推进工作
会议纪要》内容,中国石油和化学工业联合会负责牵头起草,中国硫酸工业协会、
中国氮肥工业协会、全国醋酸与醋酸酐协作组及各企业参与共同编制。
1.3起草单位及人员信息
(待更新)
1.4起草过程
项目开展以来,中国石油和化学工业联合会(以下简称“石化联合会”)与行
业协会等充分讨论并广泛收集了国内外与工业硫酸、稀硝酸、工业冰醋酸生产相
关的政策、法律法规、清洁生产标准等文献,围绕工业硫酸、稀硝酸、工业冰醋
酸产品的工艺路线、生产现状、消费情况和能源消耗情况,做了详细地调研,最
终形成无机酸和有机酸行业能耗限额标准征求意见稿。
主要工作过程如下:
1.4.1工业硫酸
(1)标准启动会
2021年7月15日,协会在安徽宁国组织召开了标准启动会,来自生产企业、
设计院等32位专家代表参加了会议,会上成立了标准编制组,各参会企业代表针
对目前标准制修订存在的问题,如能耗计算边界、生产原料类型、能耗计算公式
等进行了详细讨论,并提出了各企业目前存在的问题以及标准制定的建议等。会
议确定下一步工作是开展行业能耗现状调研,并确定硫酸行业能耗计算方法、蒸
汽折标系数等。
(2)硫酸行业能耗调研
2021年7月-8月,开展前期研究,查阅硫酸行业相关标准、规范,对硫酸行
业能耗水平现状进行线上、现场调查研究;与行业内专家讨论硫酸行业能耗计算
方法、蒸汽折标系数的计算等。
(3)标准草案的编制与讨论
2021年9月-12月,工作组根据前期调研与研究成果,初步完成标准草案的
编制,邀请行业专家进行工作组讨论稿的修改与完善工作。讨论稿完成后,于2021
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年12月15日在湖北襄阳组织召开了标准讨论会,来自生产企业、设计院等30余
位专家代表参加了会议。会上,协会对标准修订工作进度、能耗调研情况、标准
讨论稿以及存在的问题做了说明,各参会专家、企业代表就标准讨论稿进行了详
细讨论,提出能耗计算时的吨酸产汽量应是扣除吨酸蒸汽耗后的产汽量;采用ISP
法的铅锌混合冶炼烟气制酸由于气浓低,后续需要补热,导致能耗增加,在确定
指标时应综合考虑等建议。
(4)完成标准征求意见稿
2021年12月-2022年6月,依据标准讨论会意见,修改完善标准讨论稿和编
制说明,形成标准征求意见稿,并公开征求意见。在征求意见期间,铅锌冶炼企
业提出ISP工艺普遍存在使用离子液体回收低浓度烟气中的SO2能耗偏高,但这部
分能耗未计入硫酸生产能耗,现有企业很难达到能耗标准(征求意见稿)中的指
标要求的问题。经讨论,中国硫酸工业协会于6月28日组织召开了ISP铅锌冶炼
工艺能耗情况讨论会,以中金岭南有色金属股份有限公司韶关冶炼厂为代表,对
ISP冶炼工艺、制酸系统能耗、离子液脱硫能耗等相关情况进行了详细介绍。专家
们认真讨论决定,对于冶炼烟气制酸企业回收低浓度SO2烟气单位产品能耗限值应
单独计算。
1.4.2稀硝酸
2021年5月,根据中国石油和化学工业联合会《关于委托开展2021-2022年
强制性能耗限额标准相关工作的函》文件要求,中国氮肥工业协会承担《稀硝酸
单位产品能源消耗限额》国家标准修订工作。
2021年10月,召开启动会。召开重点硝酸企业座谈会,介绍标准修订相关事
项,会上企业就标准修订注意事项、工艺路线、综合能耗统计范围等、调研表设
计等方面进行了交流和讨论。
2021年10月-2022年5月,开展稀硝酸行业调研工作(《关于征求<稀硝酸单
位产品能源消耗限额>国家标准修订意见及稀硝酸单位产品能源消耗情况调查的
函》(中国氮协函〔2021〕第038号)),统计企业近三年能耗数据和主要生产信息,
征求意见企业主要有:四川金象、四川泸天化、陕西天脊、阳煤太化、中煤平朔、
山西华鑫、山西磊鑫、山西三喜、山东华鲁恒升、山东鲁西、山东合力泰、山东
洪达、万华化学、内蒙古九鼎、国电赤峰、重庆华峰、重庆富源、福建双华、贵
州芭田、河北冀衡、湖北凯龙、江苏华昌、河南晋开、宁夏润夏、陕西兴化、新
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疆玉象胡杨、云南云峰、云南解化等稀硝酸生产企业,以2020年行业消耗数据为
主要依据,完成《稀硝酸单位产品能源消耗限额》(征求意见稿)和修订说明(征
求意见稿);
2022年6月,召开线上研讨会,对能耗取值、能耗统计范围进行研讨,并根
据专家意见进行修改;
2022年6-7月,对《稀硝酸单位产品能源消耗限额》(征求意见稿)征求重点
企业意见(关于对《稀硝酸单位产品能源消耗限额》(修订稿)征求意见的通知(中
国氮协发〔2022〕第0--号))。
2022年7-8月,根据征求意见稿反馈意见,对《稀硝酸单位产品能源消耗限
额》(征求意见稿)进行修改,于2022年8月底完成《稀硝酸单位产品能源消耗
限额》(征求意见稿)。
1.4.3工业冰醋酸
(1)开题报告
2022年3月,中国石油和化学工业联合会、全国醋酸醋酐行业协作组联合成
立了编制起草小组。通过大量文献调研和现场调查,起草组于2022年4月底完成
前期准备工作,按照GB12173-2013《单位产品能源消耗限额编制通则》编制原则
和框架要求,撰写并完成开题报告。
(2)征求意见稿及编制说明
2022年7月,全国醋酸醋酐行业协助组编制了醋酸企业能源消耗现状现状调
查表,并下发企业。2022年8月底,起草小组按工作计划进行了标准修订起草阶
段的工作,先后完成了制定指标编制原则、指标的框架和指标分级表、修订标准
正文与编制说明等文字内容。2022年9月上旬,编制组完成标准的征求意见初稿。
中国石油和化学工业联合会与全国醋酸醋酐行业协助组联合给企业发函,对标准
(征求意见稿)征求意见,整理归纳企业反馈意见,在此基础上,2022年9月下
旬,组织醋酸行业的专家对标准进行了论证修改,形成了本标准征求意见稿。
二、标准编制主要技术内容
2.1标准编制的原则
本标准依据GB/T1.1《标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草
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规则》的要求编制,依据GB/T2589《综合能耗计算通则》、GB/T12723《单位产
品能源消耗限额编制通则》、GB17167《用能单位能源计量器具配备和管理通则》
等相关标准制定。
在标准制定过程中遵循了以下几个原则:
(1)以科学发展观为指导,保证标准的先进性和实用性;
(2)能耗指标的采集、统计、计算应符合现有的法律、法规、标准及规定;
(3)鼓励先进,淘汰落后技术,设定门槛,提出能耗指标。
2.2主要技术要求依据
2.2.1行业概况
2.2.1.1国内行业发展现状
a.硫酸
硫酸是最重要的基础化工原料之一,生产原料主要包括硫磺、硫铁矿、有色
金属冶炼烟气、石膏等,主要用于生产化肥、涂料、合成纤维、饲料添加剂、石
油炼制、有色金属冶炼、医药等化工行业。硫酸工业具有工艺技术成熟化、产业
规模大型化等特点,此外,硫酸生产过程中会释放大量的热能,可副产大量蒸汽,
是化工产品中唯一的可以产生能源的产品,在碳达峰、碳中和工作中发挥重要作
用。
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图1硫酸产业结构图
我国硫酸工业经过几十年的发展,产能产量保持持续增长的态势,产业结构
不断优化,生产技术不断创新。据中国硫酸工业协会统计,截止到2020年底,我
国硫酸行业产能达到1.25亿吨,其中,硫磺制酸占比44.0%,冶炼烟气制酸占比
36.1%,硫铁矿制酸占比17.8%。2020年全国硫酸产量达到9859万吨,占世界硫
酸总产量的37.3%,稳居世界第一。
我国硫酸产能虽然持续增长,但需求接近饱和。据中国硫酸工业协会统计,
2015-2020年,我国硫酸表观消费量年均下降0.04%,表明我国硫酸需求量进入平
台期。随着“化肥零增长”政策的实施,预计硫酸需求量将保持平稳发展。但我
国新建硫酸产能还在不断上马,据统计2020-2023年间,我国新建硫酸产能1447
万吨。在需求饱和的前提下,新建产能不断冲击老旧产能,促使工艺技术落后、
环保水平低的装置停产,加速产业结构升级。
随着我国节能降耗工作的推进,“双碳”“双控”等涉碳政策的陆续推出,对
硫酸行业提出了更高要求。近年来,由于低温热回收技术的开发与应用,硫酸生
产过程中的低温位热能得以利用,但在节能方面仍有改进空间。据估算,硫酸行
业每年回收的蒸汽折算成标准煤大概800万吨,全行业仍有550万吨标准煤的节
能潜力,如果充分发挥行业节能潜力,可减排二氧化碳3500万吨。如何将这部分
节能潜力充分利用,要求企业不断升级生产设备、改进工艺流程。
b.稀硝酸
(1)总量现状
经过多年发展,我国稀硝酸产能不断增长,2015年达到最高值2100万吨/年。
之后,行业结构调整,一些规模小、工艺落后的企业退出,稀硝酸产能逐渐下降。
2020年开始,己二酸、硝酸盐等下游产品对硝酸需求增长,硝酸行业新项目建设
增多,落后产能大幅减少,拉动硝酸产能止跌回升。截止到2021年,我国稀硝酸
产能为1986万吨/年,有效产能1550万吨,生产企业80家,生产装置115套。
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图22012-2021年我国稀硝酸产能情况
(2)生产工艺
我国稀硝酸生产早期多采用常压法工艺,20世纪60年代开始建成一批压力为
0.35MPa的综合法生产装置,70年代建有单中压法生产装置,80年代引进了双压
法生产装置,90年代建有少量的双加压法生产装置,本世纪初至今国内已建成大
批的双加法装置。
近些年随着常压法、综合法、高压法工艺逐渐淘汰,行业主要以双加压法工
艺为主,截止到2021年,国内已经没有常压法工艺,采用双加压法工艺的稀硝酸
产量占比达到95.3%,采用高压法、综合法工艺的占比仅1.2%,采用单加压法、
中压法工艺的占比3.5%。
图3我国稀硝酸生产工艺分布(按产能划分)
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(3)装置规模
近些年新建稀硝酸装置规模以15万吨/年、27万吨/年、36万吨/年为主。36
万吨装置有3套,其中2套是国产化装置,包括烟台万华和重庆华峰。27万吨装
置有29套,产能783万吨,占比39.7%;15-27万吨的装置50套,产能755万吨,
占比38.3%;近80%的装置集中在15-27万吨之间。
(4)生产分布
我国稀硝酸生产分布范围较广,分布在20个省份。山东、山西是硝酸主要
生产地区,产量分别为219.6万吨和213.9万吨,占比32%;其次是重庆和四川,
产量占比15.6%。
图4我国硝酸生产分布(按产量划分)
(5)下游消费分布
稀硝酸是重要的化工原料,主要用于生产硝酸铵、硝基肥、浓硝酸、硝基苯
等方面。硝酸铵及以硝酸铵为原料的硝基肥是硝酸的最主要应用领域,年消费硝
酸460万吨左右,占硝酸消费总量的34.4%;浓硝酸是第二大消费领域,年消费硝
酸230万吨,占比17.2%。
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图4硝酸下游需求分布
(6)国内发展趋势
经过100多年的发展,稀硝酸行业已经成为一个成熟的行业。经过过去几年
的落后产能退出,行业产能结构优化工作取得明显成效。未来几年,受己二酸、
硝酸盐等下游需求的拉动,会有部分新增产能,预计总量年均增长速度在2-3%。
双加压法在大规模生产装置应用上占有优势,目前采用国产化技术、已投产的36
万吨/年双加压法稀硝酸装置有2套,45万吨/年、60万吨/年的四合一机组也在设
计和研发中。今后行业要大力推进存量优化,从节能、环保、提高核心设备效率、
提高成品硝酸浓度、提高铂合金网催化剂活性、低碳等方面不断改进,推动存量
产能升级改造,提升现有产能效率。
c.工业冰醋酸
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冰醋酸是重要的有机酸之一.主要用于醋酸乙烯、醋酐、醋酸纤维、醋酸酯和
金属醋酸盐等,也用作农药、医药和染料等工业的溶剂和原料,在照相药品制造、织
物印染和橡胶工业中都有广泛用途.冰醋酸是重要的有机化工原料之一,它在有机
化学工业中处于重要地位.醋酸广泛用于合成纤维、涂料、医药、农药、食品添加
剂、染织等工业,是国民经济的一个重要组成部分。
我国醋酸工业从无到有,从小到大,逐步走向醋酸工业生产和消费强国,目
前产能、产量均居世界第一。截止2021年底,国内醋酸厂家15家(其中一家长
期停车,产能20万吨/年),共20套装置,产能997万吨/年。2021年产量约820
万吨,基本是供需平衡状态。
1997年我国自行研制的第一套甲醇低压羰基合成法醋酸装置在江苏索普集
团公司建成投产,标志着我国醋酸工业进入了一个新的发展时期。在“十二五”、
“十三五”期间,由于能耗高、污染大,我国原有的酒精氧化法、乙烯氧化法等
生产工艺自然淘汰,目前国内冰醋酸生产工艺基本是甲醇低压羰基化生产工艺。
未来几年中国冰醋酸市场伴随醋酸乙烯、醋酸乙酯对冰醋酸的需求量增加,
主要发生在PTA、醋酸乙烯和醋酸乙酯行业。PTA行业预计三年累积新增产能约3730
万,醋酸乙烯约79万吨,醋酸乙酯则只有20万吨。简单换算成冰醋酸的消费量
来看,PTA对冰醋酸消费量理论上将增加约130.6万吨,醋酸乙烯消费量增加约56.9
万吨,醋酸乙酯消费量增加约13.8万吨。但未来几年冰醋酸新建项目也较多,且
装置产能相对较大,虽然上海华谊的70万吨装置有被置换的可能,但国内仍有约
250万吨的产能新增预期。届时冰醋酸将逐步向供大于求的方向转变。
2.2.1.2国外发展现状
2.2.2适用范围
本标准适用于工业硫酸、稀硝酸、工业冰醋酸生产企业进行能耗的计算、考
核以及新建和改扩建项目的能耗控制。
2.2.3标准制订的必要性
习总书记“十四五”初期在巴黎气候大会中提出中国双碳目标,2030年中国
碳达峰,2060年中国碳中和达标。此外,在我国“十四五”规划中,将“单位国
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内生产总值能源消耗降低13.5%”作为经济社会发展主要约束性指标之一,完成单
位GDP能耗降低目标,离不开能耗总量和强度双控制度的强化和完善。根据现有
各行业领域能耗计算,要完成以上目标任务非常艰巨。强制性能耗限额国家标准
对双碳目标等重大工作起到基础和支撑作用,国家发展改革委、工信部等重点工
业主管部门将加大指导和支持力度。
2.2.4能耗统计边界及计算方法
2.2.4.1能耗统计范围
本部分规定了以硫磺、硫铁矿、有色金属冶炼烟气、石膏、掺烧硫酸亚铁(或
废硫酸)为原料生产工业硫酸和发烟硫酸企业综合能耗的统计范围。
对应于原2012版5.1节,本次修订将“外购的耗能工质”纳入综合能耗统计
范围,“自产自用的耗能工质”不计入综合能耗统计范围。本标准在3术语和定义
章节中重新定义了硫酸生产界区,对于以有色金属冶炼烟气为原料生产硫酸的企
业,硫酸生产界区从电除尘出口开始(不包括电除尘),应注意区分。另外,对于
以冶炼烟气为原料生产硫酸的企业,回收冶炼过程中产生的低浓度SO2烟气用于生
产硫酸时,低浓度SO2烟气吸收、解析的能耗单独计算。
稀硝酸综合能耗包括生产系统、辅助生产系统所消耗的各种能源量。生产系
统包括稀硝酸生产装置以及安全环保设施;辅助生产系统包括水(脱盐水、软水、
冷冻水)、电、汽等公用工程、维修、原料及产品储存等。不包括生产稀硝酸所用
氨的能耗。
报告期内工业冰醋酸生产界区实际消耗的一次能源(燃料油、燃料气)、
二次能源(电力、蒸汽等〉和耗能工质(水、氮气、压缩空气等),包括装置
生产、输变电损失、热力管网损失、装置照明、采暖等生活设施以及检维修
所发生的能量消耗;不包括自产的二次能源(电和蒸汽)。
回收利用工业冰醋酸生产界区内产生的余热、余能及化学反应热,供界区外
装置回收利用的,应按其实际回收的能量从本界区内能耗中扣除。
2.2.4.2能耗计算方法
(1)各种能源(天然气、煤、电)的热值应按GB/T2589综合能耗计算通则
折算为统一的计量单位—标准煤,各种能源折标准煤系数以企业在报告期内实测
的热值计算为准。煤和天然气等发热量测定方法按GB/T213和GB/T11062执行。
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(2)产品生产所消耗的耗能工质,其能耗应计入产品综合能耗;当无法获得
耗能工质能耗时,耗能工质折标准煤系数按GB/T2589附录B计算。
(3)工业硫酸产量按附录C方法计算,硫酸生产过程中蒸汽折标准煤系数的
计算方法详见附录D。
(4)在统计报告期内,氨经氧化产生的氧化氮气体经吸收生产出的全部硝酸
的量,折HNO3100%计。
(5)稀硝酸生产过程中的自产蒸汽若输出,其输出的能量按输出蒸汽的焓值
计算;稀硝酸生产过程中输入蒸汽,其蒸汽若是本企业自产,其输入蒸汽的能量
按生产该输入蒸汽所消耗的能量计算;稀硝酸生产过程中的输入蒸汽,若是外企
业供给的,其输入蒸汽的能量按蒸汽的焓值计算。
(6)工业冰醋酸产品所消耗的原材料(一氧化碳和甲醇等),不作为能耗进
行统计。
本部分列出了硫酸综合能耗、单位产品综合能耗的计算公式。与2012版相比,
修订了“蒸汽折标准煤系数的计算方法”,将其增加为附录D(规范性附录)。
关于蒸汽折标准煤系数的计算方法,主要是参照《流体与过程热力学》中饱
和蒸汽、过热蒸汽热焓的计算方法。饱和蒸汽的热焓与压力或温度是对应的,过
热蒸汽的热焓与压力和温度都有关系,计算某一温度或压力下的蒸汽热焓时可采
用线性内插法计算。2012版标准中蒸汽热焓是按照压力一定、温度在某一范围时
的平均热焓值,经编制组讨论,这样计算蒸汽热焓时存在一定误差,与行业内专
家讨论后采用附录D的方法计算蒸汽热焓。
2.2.5能耗统计数据
根据对硫酸行业能耗现状的广泛调研,共收到92家生产企业调研表,占全行
业总产能的76.5%。其中,收集到的硫磺制酸产能占硫磺制酸总产能的76.9%,硫
铁矿制酸产能占硫铁矿制酸总产能的85.2%,冶炼烟气制酸产能占冶炼烟气制酸总
产能的70.7%。
稀硝酸单位产品综合能耗限额取值是以2018/2019/2020年稀硝酸生产企业综
合能耗数据为依据确定的。共调研50家稀硝酸生产企业,稀硝酸产能1308万吨,
企业数占全行业总企业数的63%,产能占全行业有效产能的84%。
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截止2021年底,国内醋酸厂家17家(其中一家长期停车,产能20万吨/
年),产能997万吨/年,起草小组共调研了12家企业,覆盖产能735万吨/年,
调研覆盖产能占总产能的73.7%。
2.2.6影响因素分析及折算系数确定
2.2.6.1能源消耗影响因素
a.工业硫酸能源消耗影响因素
硫酸生产的部分环节或系统存在交叉和重复,导致能耗数据的重复计算或遗
漏。比如一些企业将厂区所有产品的废水集中处理,处理硫酸废水的能耗与处理
其他产品废水的能耗不易分开,导致漏算或多算。
b.稀硝酸能源消耗影响因素
(1)冷冻水消耗是否纳入稀硝酸生产能耗统计。
大部分稀硝酸生产企业消耗的水主要有脱盐水和循环水,仅有个别企业,为
了生产高浓度稀硝酸,需要使用冷冻剂,以获得5℃左右的冷冻水,冷冻水消耗约
为2-3kgce/t稀硝酸折百产品。
(2)生产稀硝酸所用氨的能耗是否纳入稀硝酸生产能耗统计。
氨是稀硝酸生产的重要原料,且氨是能源消耗较大的产品,吨氨产品综合能耗
在1000-1550kgce左右。但作为原料,氨的综合能耗已经在氨产品中进行统计,
所以生产稀硝酸所用氨的能耗不纳入稀硝酸生产能耗统计。
c.工业冰醋酸能源消耗影响因素
醋酸产品能耗主要为蒸汽耗,蒸汽能耗占综合能耗的90%以上。其次为电耗。
醋酸生产部分辅助系统和附属系统往往与其他装置共用,无法分开,导致能耗数
据的重复计算或遗漏。比如一些企业将厂区所有产品的废水集中处理,处理醋酸
废水的能耗与处理其他产品废水的能耗不易分开,导致漏算或多算。
2.2.6.2折算系数确定
根据《综合能耗计算通则》GB/T2589-2020规定的折算系数对工业硫酸、稀
硝酸、工业冰醋酸产量生产所消耗能源进行标准煤折算。无机酸和有机酸行业主
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要涉及能源包括:水、蒸汽、电力、天然气等。
表2.4各种能源折标准煤参考系数表
能源名称平均低位发热量标准煤系数
原煤20934kJ/kg(5000kcal/kg)0.7143kgce/kg
洗精煤26377kJ/kg(6300kcal/kg)0.9000kgce/kg
洗中煤8374kJ/kg(2000kcal/kg)0.2857kgce/kg
其他洗煤8374kJ/kg~12560kJ/kg0.2857kgce/kg~0.4286
煤泥
(2000kcal/kg~3000kcal/kg)kgce/kg
焦炭(干全焦)28470kJ/kg(6800kcal/kg)0.9714kgce/kg
燃料油41868kJ/kg(10000kcal/kg)1.4286kgce/kg
汽油43124kJ/kg(10300kcal/kg)1.4714kgce/kg
柴油42705kJ/kg(10200kcal/kg)1.4571kgce/kg
32238kJ/m3~38979kJ/m31.1000kgce/m3~1.1330
天然气
(7700kcal/m3~9310kcal/m3)kgce/m3
16747kJ/m3~18003kJ/m30.5714kgce/m3~
焦炉煤气
(4000kcal/m3~4300kcal/m3)0.6143kgce/m3
甲醇19913kJ/kg(4756kcal/kg)0.6794kgce/kg
氢气9756kJ/m3(2330kcal/m3)0.3329kgce/m3
表2.5电力和热力折标准煤系数(参考值)
能源名称折标准煤系数
电力(当量值)0.1229kgce/(kW•h)
热力(当量值)0.03412kgce/MJ
主要耗能工质折标准煤系数(按能源等价值计)(参考值)见表2.4。
表2.6各种耗能工质折标准煤系数(按能源等价值计)(参考值)
表2.6各种耗能工质折标准煤参考系数表
品种单位耗能工质耗能量折标准煤系数
新鲜水7.54MJ/t(1800kcal/t)0.2571kgce/t
软化水14.24MJ/t(3400kcal/t)0.4857kgce/t
循环水4.19MJ/t(1000kcal/t)0.1428kgce/t
除氧水28.47MJ/t(6800kcal/t)0.9714kgce/t
除盐水41.868MJ/t1.4290kgce/t
氧气11.72MJ/m3(2800kcal/m3)0.4000kgce/m3
16
氮气1(做主产品时)19.66MJ/m3(4700kcal/t)0.6714kgce/m3
氮气(做副产品时)11.72MJ/m3(2800kcal/m3)0.4000kgce/m3
压缩空气11.17MJ/m3(280kcal/t)0.0400kgce/m3
净化压缩空气119.66MJ/m3(4700kcal/t)0.6714kgce/m3
1气体体积是指0℃、0.101325MPa状态下的体积。
注:单位耗能工质耗能量和折标煤系数是按照电厂发电标准煤耗为0.404kgce(kW·h)计算的折
标准煤系数。实际计算时,推荐考虑上年电厂发电标准煤耗和制备耗能工质设备效率等影响因素,
对折标准煤系数进行修正。
表2.7不同品质蒸汽的热焓
蒸汽类别蒸汽压力/MPa蒸汽温度/℃蒸汽热焓/(kJ/kg)
0.1-0.25≤1272593
饱和蒸汽0.3-0.7135-1652634
0.8≥1702676
15≤2002718
15220-2602843
过热蒸汽
15280-3202927
15350-5003136
2.2.7技术指标确定依据及理由
与2012版相比,技术要求部分扩大了硫酸生产原料类型,增加了铅锌联合冶
炼烟气、石膏、掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)三类原料制酸的能耗限值,删除了其
他有色金属冶炼烟气制酸的能耗限值。依据:近年来以铅锌联合冶炼烟气、石膏、
掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)三类原料制酸的产能增加,能耗差别较大,国内尚未
制定相关的能耗标准,故在本次修订增加对这三种原料制酸的能耗限值。
与2012版相比,增加了发烟硫酸单位产品能耗限值。依据:生产发烟硫酸的
能耗高于生产工业硫酸的能耗,不能简单地将发烟硫酸能耗归类到工业硫酸能耗
中,故其能耗限值单独列出。
与2012版相比,增加了冶炼烟气制酸企业回收低浓度SO2烟气单位产品能耗
限值。依据:冶炼烟气制酸企业回收低浓度SO2烟气的能耗既未计入冶炼企业能耗,
也未计入硫酸生产能耗,而且这部分能耗偏高,不能忽视,经与专家、生产企业
讨论,决定将这部分能耗另行计算。
17
2.2.7.1无机酸和有机酸行业单位产品能源消耗调研统计数据分析
在启动标准编制工作后,标准编制组开始对硫酸行业能耗现状开展广泛调研,
共收集到92家生产企业调研表,涵盖了全行业75%以上的产能。
(1)硫磺制酸
对于硫磺制酸装置,单位产品综合能耗介于-130~-210kgce/t,能源消耗量
主要包括电、水、蒸汽,其中蒸汽耗占能源消耗量的60%~80%。根据调研数据,
各能源吨酸能源消耗量见表2.8。
表2.8硫磺制酸吨酸能源消耗量
序号能源种类吨酸消耗量
1用水量(m3)0.4~3.0
2电(kwh)15~30
3消耗蒸汽量(t)0.05~0.25
4自产中压蒸汽(t)1.0~1.25
5自产低压蒸汽(t)0.4~1.0
硫磺制酸装置的单位产品综合能耗与吨酸产汽量密切相关,每吨酸增加0.1
吨中压蒸汽,将产生约14千克标准煤,每吨酸增加0.1吨低压蒸汽,将产生约12
千克标准煤。对于现有硫磺装置,很多企业已经配套低温热回收设备,效果比较
好的企业能耗可以达到-205kgce/t,大部分能耗在-190kgce/t左右,但仍有部
分老旧企业能耗>-140kgce/t。(注:对于制酸过程产生的蒸汽,对外输出的蒸
汽应扣除装置自用蒸汽。)
(2)硫铁矿制酸
对于硫铁矿制酸装置,单位产品综合能耗介于-108~-145kgce/t,能源消耗
量主要包括电、水、蒸汽,其中电耗占能源消耗量的80%以上。根据调研数据,各
能源吨酸能源消耗量见表2.9。
表2.9硫铁矿制酸吨酸能源消耗量
序号能源种类吨酸消耗量
1用水量(m3)0.3~5.0
2电(kwh)100~140
3消耗蒸汽量(t)0~0.1
4自产中压蒸汽(t)0.9~1.1
18
5自产低压蒸汽(t)0~0.1
相比于硫磺制酸,硫铁矿制酸企业能耗明显增加,一方面是净化工艺增加了
能耗;另一方面是硫铁矿制酸企业大部分尚未安装低温热回收设备,低温位热能
未得到充分利用。(注:对于制酸过程产生的蒸汽,对外输出的蒸汽应扣除装置自
用蒸汽。)
(3)有色金属冶炼烟气制酸
对于有色金属冶炼烟气制酸装置,有色金属种类不同其工艺不同,能耗也有
一定差值,故将冶炼烟气分为铜、镍冶炼烟气、铅冶炼烟气、锌冶炼烟气、铅锌
联合冶炼烟气四类。
铜冶炼烟气制酸的单位产品综合能耗介于-60~15kgce/t,锌冶炼烟气制酸
的单位产品综合能耗介于15~18.5kgce/t,铅冶炼烟气的单位产品综合能耗介于
11~14.5kgce/t,铅锌联合冶炼单位产品综合能耗介于19~26kgce/t。
有色金属冶炼烟气制酸装置电耗都比较高,而且气浓一般较低,未能回收低
温热能,故能耗偏高。
(4)石膏制酸
对于石膏制酸联产水泥的装置,单位产品综合能耗介于420~490kgce/t,该
能耗中包括了水泥熟料能耗,参考GB16780中水泥熟料单位产品综合能耗I级限
额值为100kgce/t。将石膏制酸生产企业按照产品中硫酸与水泥熟料的比例折算
后,石膏制酸单位产品综合能耗为330~390kgce/t。石膏制酸能源消耗量主要包
括电、水、原煤、焦炭,其中原煤耗能约占能源消耗量的50%,焦炭耗能占比约
40%。根据调研数据,各能源吨酸能源消耗量见表2.10。
表2.10石膏制酸吨酸能源消耗量
序号能源种类吨酸消耗量
1用水量(m3)0.1~3.5
2电(kwh)200~240
3焦炭(t)0.1~0.2
4原煤(t)0.3~0.45
石膏制酸能耗普遍比较高,主要是石膏预处理及窑内分解耗能偏高,两处能
耗占总能耗的90%。
(5)掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)
19
对于掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)的装置,单位产品综合能耗介于-45~-70
kgce/t。掺烧制酸工艺与硫铁矿制酸工艺相同,故掺烧制酸的能耗限值参考硫铁
矿制酸的能耗限值。但两者能耗差别较大,主要原因是:一方面掺烧的硫酸亚铁
或废硫酸水分含量高,蒸发时消耗热量多;另一方面硫酸亚铁或废硫酸分解需要
热量,使回收的热量减少,蒸汽产量下降。
(6)冶炼烟气制酸企业回收低浓度SO2烟气的能耗限值
在能耗标准征求意见期间,协会收到了多家冶炼企业的修改意见,反映征求
意见稿中冶炼烟气制酸能耗指标中未计入回收低浓度SO2烟气的能耗(该部分能耗
偏高),已配套冶炼烟气回收低浓度SO2烟气装置的企业很难达到能耗标准(征求
意见稿)中的指标要求。根据对冶炼烟气制酸企业的能耗调研情况,综合专家们
讨论的结果,决定把回收冶炼工艺中低浓度SO2烟气的能耗另行计算,冶炼烟气直
接制酸的能耗符合表6、表7、表8的要求。
在冶炼金属的过程中,会产生不同SO2浓度的烟气,高浓度SO2烟气可直接进
入制酸系统,低浓度SO2烟气需进行富集后进入制酸系统。回收低浓度SO2烟气能
耗是指冶炼工艺产生的低浓度SO2烟气需要通过吸收、解吸的方式得到高浓度SO2
过程的能耗,单位产品能耗介于700~1100kgce/tSO2。
对于醋酸生产装置,单位产品综合能耗目前介于69-155kgce/t,能源消耗量
包括蒸汽、电、水及其他工质,其中蒸汽用量介于0.8-1.2t/t,但部分企业采用
余热回收、反应热利用、尾气燃烧等可产蒸汽0.3-0.5t/t。每将低0.1t/t蒸汽耗,
单位产品综合能耗可降12kgce/t。根据调研数据,各能源吨酸主要能源消耗量见
表2.11。
表2.11吨醋酸主要能源消耗量
序号能源种类吨酸消耗量
1电(kwh)25~120
2蒸汽(t)0.8~1.2
3副产低压蒸汽(t)0.3~0.5
2.2.7.2能耗指标确定及测算情况说明
(1)3级能耗指标值确定依据
根据硫酸生产企业调研数据分析,填报了硫酸产品综合能耗数据的企业有92
20
家,涵盖了全行业75%以上的生产企业。按照“现有80%产能的企业可达到值作
为限定值”的原则确定现有工业硫酸装置单位产品能耗限定值如表2.12所示。
表2.12现有工业硫酸装置单位产品3级能耗
生产原料类型单位产品综合能耗/(kgce/t)
硫磺≤-140
硫铁矿≤-120
铜冶炼烟气≤10
镍冶炼烟气≤14
铅冶炼烟气≤14
锌冶炼烟气≤18
铅锌联合冶炼烟气≤25
石膏≤390
掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)≤-50
说明:
(1)硫磺制酸:现有硫磺制酸装置大多数都已增设余热回收设备,极大降低
了产品综合能耗,但仍有部分老装置没有回收低温位热能,对于没有余热回收设
备的现有硫磺制酸装置单位产品能耗限定值为≤-140kgce/t,增设余热回收设备
的现有硫磺制酸装置单位产品能耗应到达准入值,即≤-190kgce/t。
(2)对于以铅、锌、铅锌联合冶炼烟气为原料制酸的装置,一般不产生蒸汽,
电耗比较多,故能耗较高。冶炼烟气制酸能耗只包括冶炼烟气直接制酸的能耗。
若冶炼工艺中有低浓度SO2烟气,需富集后再进入制酸系统的,其SO2制备的能耗
另行计算,能耗限值≤960kgce/tSO2。
(3)石膏制酸:现有石膏制酸企业能耗在320~390kgce/t(不包括水泥熟料
能耗),主要是石膏预处理和窑内分解需要消耗较多原煤、焦炭,故产品的综合能
耗较高。根据现有企业能耗数据,石膏制酸装置限定值确定为≤380kgce/t。
④以掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)为原料生产硫酸的现有装置,根据对现有企业
调研数据分析:当掺烧量在25%以上时,相比硫铁矿制酸产汽量减少了0.5t/t酸,
即能耗增加了70kgce/t,故以硫铁矿制酸能耗为基础,为将能耗限定值确定为
≤-50kgce/t。
根据稀硝酸企业调研数据分析,填报了稀硝酸产品综合能耗数据的企业有50
家,涵盖了全行业84%的产能生产企业。按照“现有80%产能的企业可达到值作
21
为限定值”的原则确定稀硝酸单位产品综合能耗3级指标为≤30kgce/t。调研企
业中稀硝酸单位产品综合能耗≤30kgce/t的产能占79.6%。
表2.13稀硝酸单位产品能耗3级指标值
稀硝酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤30
根据调研数据分析,收集到10家企业、15套装置、735万吨/年产能的综
合能耗数据,涵盖了全行业67%以上的生产企业、75%装置、73.7%的产能。如果严
格按照“现有80%产能的企业可达到值作为限定值”的原则确定现有冰醋酸装置
单位产品能耗3级指标为≤120kgce/t。
表2.14工业冰醋酸单位产品能耗3级指标值
工业冰醋酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤120
(2)2级能耗指标值确定依据
按照前20%产能的企业可达到值作为准入值的原则,确定新建工业硫酸装置
单位产品能耗2级指标,如表2.15所示。
表2.15新建工业硫酸装置单位产品2级能耗
生产原料类型单位产品综合能耗/(kgce/t)
硫磺≤-190
硫铁矿≤-130
铜冶炼烟气≤-10
镍冶炼烟气≤10
铅冶炼烟气≤12
锌冶炼烟气≤16
铅锌联合冶炼烟气≤22
石膏≤370
掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)≤-60
说明:
(1)硫磺制酸:新建以及配有余热回收设备的现有硫磺制酸装置,其单位产
品能耗应达到2级指标,即≤-190kgce/t。
(2)以掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)为原料生产硫酸的新建装置,当掺烧量≥
22
25%时,准入值为≤-60kgce/t。
按照“前20%产能的企业可达到值作为准入值”的原则,根据调研数据,稀
硝酸单位产品综合能耗2级指标为≤-5kgce/t。调研企业中稀硝酸单位产品综合
能耗≦-5kgce/t的产能占18.0%。
表2.16稀硝酸单位产品能耗2级指标值
稀硝酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤-5
按照前20%产能的企业可达到值作为准入值的原则,确定新建工业冰醋酸装置
单位产品能耗2级指标为≤90kgce/t,如表2.17所示。
表2.17工业冰醋酸单位产品能耗2级指标值
工业冰醋酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤90
(3)1级能耗指标值确定依据
按照前5%产能的企业可达到值作为先进值的原则,确定工业硫酸装置单位产
品能耗1级指标,如表2.18所示。
表2.18工业硫酸单位产品1级能耗
生产原料类型单位产品综合能耗/(kgce/t)
硫磺≤-205
硫铁矿≤-140
铜冶炼烟气≤-50
镍冶炼烟气≤5
铅冶炼烟气≤11
锌冶炼烟气≤15
铅锌联合冶炼烟气≤20
石膏≤350
掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)≤-70
说明:
以掺烧硫酸亚铁(或废硫酸)为原料生产硫酸的装置,当掺烧量≥25%时,3级
能耗为≤-70kgce/t。
本标准制订对稀硝酸单位产品能耗限额先进值是依据目前国内最先进水平或
国际先进水平确定的,取行业第1到第3名的数据作为先进值。
23
根据分析,确定稀硝酸单位产品综合能耗1级指标为≤-20kgce/t,调研企业
中3家企业的稀硝酸单位产品综合能耗≦-20kgce/t,产能占8.3%。
表2.19稀硝酸单位产品能耗1级指标值
稀硝酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤-20
本标准制订对工业冰醋酸单位产品能耗限额先进值是依据目前国内最先进水
平或国际先进水平确定的,取行业第1名的数据作为先进值。确定稀硝酸单位产
品综合能耗1级指标为≤70kgce/t,
表2.20工业冰醋酸单位产品能耗1级指标值
工业冰醋酸单位产品综合能耗/(kgce/t)
≤70
(4)能耗指标相关说明
1.发烟硫酸单位产品能耗限值的确定依据
与2012版相比,增加了对发烟硫酸单位产品能耗的限定。根据近年来发烟硫
酸产能逐渐增加,其能耗对硫酸行业节能工作的影响逐渐加大,故增加了该部分
内容。
发烟硫酸单位产品能耗限值的确定是根据其生产工艺确定的:理论上,配套
低温热回收装置,生产1t硫酸产生0.48t低压蒸汽;生产1t发烟酸(20%),50%
的一转工艺气进入发烟酸塔,低温热回收产生的低压蒸汽量减少50%,约减少28.56
千克标煤;考虑可能存在一些其他方面的能耗,如循环水用量加大、系统阻力加
大(风机能耗增加)等,将生产1t发烟酸(20%)增加的能耗按照35千克标煤计
算,即在原制酸能耗基础上增加35kgce/t酸,即得发烟酸(20%)的能耗。当生
产其他浓度发烟硫酸时的能耗限值根据其浓度按比例折算。
2.回收冶炼工艺中低浓度SO2烟气单位产品能耗限值确定依据
与2012版相比,增加了对回收冶炼工艺中低浓度SO2烟气单位产品能耗的限
定。近年来,随着环保要求的提高,各企业也在积极进行低浓度烟气脱硫技术改
造。对于冶炼工艺中产生的低浓度SO2烟
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