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硫酸行業“十二五”發展規劃思路

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硫酸行業“十二五”發展規劃思路

發布日期:2016-08-29 10:37 來源:http://www.zhengzhouxy.com 點擊:

         硫酸素有工業之母之稱,與磷肥工業息息相關,我國95%以上的磷肥以硫酸為原料,磷肥生產耗用了硫酸產量的70%,因此,硫酸產品關系到國家的糧食安全。同時,硫酸還廣泛用于石油化工、輕工、紡織、醫藥、鋼鐵、有色等行業。硫酸工業總產值雖然在GDP中所占比重不大,但是影響面很大,硫酸工業的穩定健康發展對于我國的農業和整個國民經濟具有重要意義。


  一、行業現狀


  (一)產能


  到2010年底,以不完全統計,全國規模以上硫酸生產企業464家,硫酸生產能力約8400萬噸。其中,硫黃制酸約4000萬噸,最大單系列裝置能力100萬噸/年;冶煉煙氣制酸約2200萬噸,最大裝置能力70萬噸/年;硫鐵礦制酸約2150萬噸,最大單裝置能力40萬噸/年,形成了硫黃、硫鐵礦、冶煉煙氣三大原料制酸的格局,具有國際先進水平的大型裝置占總能力的68%以上。另有2家石膏制酸,能力40萬噸,及十幾套小型硫化氫制酸。


  (二)產量


  2000~2010年,是我國硫酸工業發展最快的階段,產量年均遞增11。1%。2010年產量創歷史新高達到7033萬噸。其中,硫黃制酸發展最快,年均遞增18。2%,在總量中的比例由25%提高到47%;隨著有色金屬工業的發展,冶煉煙氣制酸年均遞增11。1%,從2005年到2010年增長率達到14。4%,2010年在總量中的比重已占到27。4%;近年受進口硫黃的替代和有色金屬發展的影響,硫鐵礦制酸發展較為平緩,10年來礦制酸產量年均遞增4。7%,在總量中的比重由2000年的45。7%下降到2010年的25。2%。


  (三)產業布局


  我國硫酸主要集中在湖北、云南、山東、貴州、江蘇、安徽和四川7省,湖北、云南兩省產量已超過1000萬噸,其它五省均在380萬噸以上,7省產量之和占全國總量的62.6%。產磷四省(云、貴、鄂、川)的硫酸產量占全國總量的42%;磷復肥加工量較大、工業發達的華東地區產量占全國27.6%;硫鐵礦、硫精砂、有色金屬冶煉企業較集中的華南及重慶地區產量占全國17.1%;華北、東北、西北三大地區僅占13.3%。


  硫黃制酸企業約121家,集中在4個產磷省加重慶,以及江蘇、浙江、山東,以20萬噸以上的大中型裝置為主,占硫黃制酸總產量的90%以上。


  有色冶煉制酸企業約123家,銅陵有色、金川鎳業、江西銅業3家產量超過170萬噸,冶煉酸產業有較高的集中度,產量前10家大型企業產量占冶煉酸總量的48.8%,主要集中在安徽、江西、甘肅、云南等有色金屬礦產區,在廣西、內蒙、山東、河南、湖南、四川等有色金屬礦產區分布著中小企業。


  礦制酸企業約235家,分布較分散,產業集中度低,小型企業占多數。一是分布在廣東、江西、安徽、湖南的硫鐵礦、有色金屬礦產區,二是分布在湖北、江蘇、河北等磷肥產區。2010年銅陵化工、銅陵有色、等16家企業產量在20萬噸以上,占礦酸產量37%;有180家產量在10萬噸以下,產量之和占礦酸產量37%。


  (四)硫酸市場需求(消費)


  磷復肥是硫酸的最大用戶。近年化肥用酸量占總消費量的比例一直穩定在70%左右,2010年磷肥消費硫酸占總消費量65.7%左右。2010年高濃度磷復肥產量已占磷肥總產量82%,高濃度磷復肥耗酸量已占硫酸總消費量56.4%。


  隨著國民經濟的快速增長,化工、輕工、紡織、鋼鐵、有色金屬等行業中大多數用酸產品的發展速度都在10%以上,因此非化肥行業對硫酸需求量增長很快,2000~2010年非化肥用酸量年均遞增約11.1%,占硫酸總消費量的30%左右。


  (五)我國硫資源現狀


  我國是硫資源短缺國家。國內硫資源主要有三個來源:一是硫鐵礦。我國主要硫鐵礦產地集中在廣東、安徽、四川、廣西等地。二是有色金屬冶煉副產硫酸和選礦副產硫精砂。我國有色金屬冶煉產地主要分布在甘肅、安徽、云南、江西、河南、內蒙、湖南等地。目前有色金屬礦資源遠不能滿足國內需求,大型冶煉廠,特別是銅冶煉所需銅精礦主要依靠進口,已占需求量60%以上,同時帶進硫資源。三是石油、天然氣、化工等行業在凈化過程中回收硫。我國進口高硫原油的比例在逐年增加,四川達州地區高含硫天然氣產量也逐步投產,石油、天然氣凈化過程提高了硫的回收率,使硫黃產量增幅較大;同時,化肥、化工、煉焦、鋼鐵行業也加強了硫的回收,使我國硫黃產量逐年增加。據不完全統計,2010年全國硫黃產量約320萬噸。石油精煉回收硫黃裝置分布在沿海地區,天然氣凈化回收硫黃裝置在四川和新疆。


  2010年我國總硫消費量2661萬噸,同比增長12.9%。其中,硫黃消費量1370萬噸,同比增長15.4%,占總消費量51.5%;進口硫黃占硫黃總消費量的76.6%,有色金屬礦50%以上依靠進口,加上進口硫酸,2010年我國進口硫資源占總硫消費量的56%。硫資源對外依存度較高。


  (六)硫酸行業技術裝備水平顯著提高


  近年,硫酸裝置大型化、國產化工作取得突破性進展:硫黃制酸裝置單系列最大規模達到100萬噸/年,江蘇雙獅集團已建設2套裝置;國產化硫黃制酸裝置單系列規模最大達到80萬噸/年,已建成9套裝置;硫鐵礦制酸裝置單系列40萬噸/年已建成9套;隨著有色金屬冶煉裝置的大型化,配套的冶煉制酸裝置最大規模已達到70萬噸/年,在引進的基礎上實現了國產化。大型硫酸裝置的技術、設備和管理已達到或接近世界先進水平。


  工藝技術方面,冶煉制酸和硫鐵礦制酸裝置普遍采用了稀酸洗凈化工藝,降低了酸性污水排放量,有效控制了水污染;制酸系統基本采用了兩次轉化兩次吸收的工藝,大中型裝置的SO2總轉化率達到99.8%以上,尾氣排放SO2濃度低于國家排放標準;大型銅冶煉實現了富氧吹煉,鉛冶煉應用爐底吹煉創新技術,提高了SO2濃度,針對低濃度SO2引進推廣了WSA濕法轉化、非穩態轉化等技術,提高了冶煉制酸的硫利用率。

 

  (七)行業余熱回收和能源綜合利用水平提高


  硫酸生產是放熱反應過程,目前礦制酸、硫黃制酸裝置均對高、中溫位熱能進行利用,生產次高壓、中壓蒸汽用于發電,二次蒸汽利用于其它產品生產。以2010年產量計算257家硫黃制酸、硫鐵礦制酸企業回收利用余熱,副產蒸汽6200萬噸,回收余熱企業產量比2009年增長27。7%,蒸汽量同比增長29。7%,相當于節約標煤870萬噸,減排二氧化碳2360萬噸。為提高能源利用率,近年我國引進了美國孟莫克的HRS技術(低溫位熱能回收技術),生產低壓蒸汽。現國內已有12套裝置應用了HRS技術,同時做CDM項目。粗略估算,這12套項目每年減排約580萬噸CO2,減排收益逾5億元,社會效益與經濟效益都很可觀。同時,我國自主創新開發了低溫位熱能回收技術、材料、設備等,中國宣達集團與中國石化集團南京工程公司先后將具有自主知識產權的DWHS與DWRHS低溫位熱回收成套技術成功實現產業化。中國石化集團南京工程公司2010年4月份投運的25萬噸/年硫黃制酸低溫位熱能回收裝置的技術指標已達到國際先進水平,在貴州開磷60與80萬噸/年硫黃制酸低溫位熱能回收裝置也已投入運行。多元化的低溫位熱能回收技術將會有力推進我國硫酸工業節能減排水平的提升。


  硫鐵礦制酸的礦渣綜合利用使制酸成本大大降低,湖北黃麥嶺在硫鐵礦富集入爐,燒渣制球團用于鋼鐵工業方面取得了重大突破,并實現了產業化。大中型硫鐵礦制酸裝置依托鐵礦渣的回收利用提高了經濟效益,在國際硫黃價格波動、冶煉副產硫酸低價銷售中,礦制酸穩占硫酸市場一席之地,同時為國內提供了大量的鐵資源。


  二、行業存在的主要問題


  (一)產能過剩


  據不完全統計,到2010年底,硫酸產能已達到8400萬噸,“十二五”期間與新建改造磷復肥配套和華東地區以能源為目的建設大型硫黃制酸裝置約1000萬噸;銅、鉛、鋅有色金屬冶煉將新建改建增加有色金屬產量,將使副產硫酸產能增加1000萬噸以上;硫精砂、硫鐵礦資源產地以增加鐵礦渣、延伸產業鏈為目的建設礦制酸裝置還將增加產能約300萬噸;高硫煤鍋爐回收硫制酸,焦化、鋼鐵、煉油以硫化氫制酸還將增加部分產能;同時,根據發改委、工信部的要求,在結構調整中將有一批產能在10萬噸以下的中小裝置陸續退出。預計到2015年我國硫酸產能將接近1億噸。按需求測算,過剩能力超過1000萬噸,國內市場將長期處于嚴重供大于求狀態,產品單一的硫酸生產企業盈利能力將下降。


  (二)礦制酸、冶煉制酸產業集中度偏低


  2010年全國規模以上硫酸企業464家,其中礦制酸產量在10萬噸以下的企業有180家,占礦酸產量的36.2%;10萬噸以下冶煉制酸企業有83家,產量僅占15.2%;硫黃制酸產業集中度較高,10萬噸以下小企業47家,產量僅占6.1%,部分小型企業以生產二氧化硫延伸產品為主,僅是副產硫酸。


  (三)中小企業三廢治理有待加強,硫鐵礦資源綜合利用率有待提高


  硫酸行業排放廢水、尾氣排放二氧化硫是環保中較為突出問題,按照新的硫酸工業污染物排放標準衡量,大多數企業排放尾氣中SO2達不到400mg/m3;礦制酸中仍有部分裝置采用水洗凈化工藝,耗水量大,污水排放量大;部分中小型冶煉制酸裝置排放污水重金屬超標。


  當前硫鐵礦山、有色金屬硫精砂的精選能力不足,大多數礦制酸裝置原礦入爐,礦含硫品位低,礦渣中的鐵資源不能得到充分利用,而只能作為水泥添加劑。


  (四)我國硫資源嚴重不足


  我國硫酸的三大原料中,硫鐵礦是國土資源部確定的13種稀缺資源之一;硫黃國內產量到2010年才超過300萬噸,僅能滿足需求的23%;銅、鋅等有色金屬冶煉原料礦自給率不足50%。目前我國硫資源對外依存度接近60%,且近年內難以有效緩解。硫資源不足已成為制約我國硫酸與磷肥工業健康發展的瓶頸。


  三、硫酸市場需求前景


  (一)化肥對硫酸的需求前景


  近幾年我國磷肥表觀消費量進入平臺期,穩定在1200~1300萬噸P2O5左右。根據農業發展需求,預測到2015年,磷肥需求約1400萬噸P2O5,產量約1750萬噸P2O5以上,需要硫酸約5150萬噸;加上硫酸鉀、硫酸銨等肥料對硫酸的需求,預計到2015年,化肥對硫酸的需求約5800萬噸,約占總需求量67%。


  (二)其它工業對硫酸的需求前景


  隨著國民經濟的發展,其它工業用酸需求將加大。其中,濕法凈化磷酸約100萬噸P2O5,需要硫酸近300萬噸。預計到2015年,非化肥用酸需求約3000萬噸。在硫酸消費中的比例提高到33%。


  綜上所述,2015年,硫酸總需求量將達到8800萬噸左右。


  四、“十二五”規劃指導思想


  貫徹落實科學發展觀,促進行業可持續健康發展,滿足國民經濟對硫酸及相關硫產品需求。加快企業結構、原料結構調整,努力轉變產業增長方式;繼續發展循環經濟,對各種硫資源進行綜合與循環利用;堅持硫資源多樣化供應,充分利用國內國際兩種資源;加快技術進步,促進節能減排;提高硫酸生產中的余熱回收利用率,將硫酸企業變成副產或回收能源的工廠。


  五、發展目標


  (一)產能控制


  硫酸是低價值、強腐蝕性危險品,不易存放,不適合遠距離運輸。若要保障裝置效率高、各項工藝指標先進,控制產能發展至關重要。根據各行業對硫酸的需求,硫酸產能應控制在9500萬噸以內。但根據各行業動態統計,到2015年硫酸產能將超過1億噸,產能過剩已成定局。


  因此,“十二五”規劃要求近5年內基本不再新建硫酸裝置,充分利用現有及在建的有色金屬冶煉副產硫酸。硫黃制酸產能過剩地區,特別是華東地區無論何種需求都不能再新建裝置。3年內,根據三廢排放、節能、節水新標準,對現有裝置淘汰產能500萬噸以上。 


  (二)產量目標


  根據國民經濟對硫酸需求的預測,到2015年,硫酸產量將達到9000萬噸左右。其中,冶煉煙氣制酸將達到2800~3000萬噸以上,約占31%;硫黃制酸約4200萬噸,約占47%;硫鐵礦制酸約1800~2000萬噸,約占20%;其它原料如石膏、硫化氫、高硫煤等原料制酸產量在100~200萬噸左右。


  (三)節能減排目標


  到2015年,硫黃制酸:利用引進技術和國內技術,在年產20萬噸以上有條件回收低溫位熱能的裝置中,80%裝置的熱利用率達到90%以上,約增加2000萬噸產能的裝置配置低溫熱回收系統,每年可增加利用低壓蒸汽1000萬噸,相當于年減排CO2320萬噸。硫黃制酸年回收蒸汽總量將達到6400萬噸,相當于減排CO22400萬噸。


  硫鐵礦制酸:中低溫熱能回收技術在現有20萬噸/年示范裝置成功投產的基礎上,再擴大改造5~10套左右示范裝置,進一步改進技術、材料及控制系統,使這些裝置的熱利用率達到90%左右。礦制酸年回收蒸汽量達到1800萬噸,相當于減排CO2 550萬噸。


  冶煉制酸:在大型富氧銅冶煉裝置上增加轉化余熱回收鍋爐,同時引進低溫位熱能回收技術,并進一步消化吸收,實現國產化,爭取在5~10套裝置增設低溫位熱回收系統。


  針對硫酸工業新的污染物排放標準,通過兩個途徑解決達標問題:一是改進國產釩催化劑,國內、國外催化劑并用,改造轉化系統,加強管理控制,使最終尾氣SO2排放達到400mg/m3以下。二是增加尾氣處理裝置,以氨水、胺液、檸檬酸鈉、堿液等堿性溶液處理,或副產硫銨、亞硫酸銨、硫酸鈉、亞硫酸鈉等產品,或脫出SO2再返回系統。到2015年80%硫酸企業排放尾氣達標,未達標企業進入淘汰之列。


  礦制酸、冶煉制酸裝置全部采用稀酸洗凈化工藝,酸性廢水、重金屬處理后達標或循環利用或排放。禁止沒有砷處理裝置的礦制酸企業使用高砷礦,關閉污水排放中重金屬、砷含量超標的有色冶煉裝置。


  目前礦制酸廢渣基本得到利用,部分選出高鐵燒渣供應鋼鐵廠,其余廢渣供水泥廠做輔料,僅有少數酸廠因硫鐵礦品位過低,燒渣基本堆存,目前硫酸燒渣利用率已達到90%以上。


  (四)提高硫資源自給率


  “十二五”期間我國硫資源自給率將有所提高,爭取達到60%左右。


  一是目前我國石油、天然氣,以及化工、化肥、焦化、鋼鐵等相關行業回收硫資源能力接近600萬噸,隨著西部高硫天然氣的開發,進口高硫原油數量增加,大型硫回收裝置的建設,以及化肥、化工等相關行業硫回收的加強,到2015年,國內硫黃回收能力將達到750萬噸,預計產量500~600萬噸;我國進口哈薩克斯坦等國天然氣的同時也需要運回凈化天然氣脫出的硫黃,增加我國硫黃供應量。


  二是依托有色金屬冶煉的發展,增加副產硫酸1000萬噸以上,相當于增加硫資源300萬噸以上,同時有色企業在海外找礦,在運回有色金屬礦的同時還需要運回硫精砂。


  三是高硫煤的應用,云、貴、川、蒙、遼等地區都有大量高硫煤,鼓勵電廠鍋爐使用高硫煤,同時從排放尾氣中回收高濃度SO2,利用這部分SO2可制酸,也可以生產其它硫產品,有望回收硫資源200萬噸左右。

 

  四是磷石膏制酸的技術突破,大型磷復肥企業正加強科研力度,在原有磷石膏制酸技術的基礎上,爭取在“十二五”期間,在能源消耗、工藝技術、設備選型等方面有重大突破,以此提高磷石膏利用率。


  六、產業建議


  (一)繼續進行原料結構調整。充分利用冶煉副產硫酸和伴生硫精砂資源;鼓勵石油、天然氣和其他行業提高硫黃回收率,增加硫黃資源;鼓勵伴生硫精砂、硫鐵礦增加選礦能力,以含硫48%高品位礦集中供應大型礦制酸企業,大型礦制酸走精料路線,以高新技術燒高品位礦,提高熱回收率,降低燒渣含硫,增加鐵資源供應量;鼓勵電廠鍋爐用高硫煤回收硫資源;鼓勵回收利用稀酸、廢酸;鼓勵開發節能新技術,尋求磷石膏制酸技術的重大突破。硫資源不足部分以進口硫黃、硫酸補充。


  (二)做好“三廢”治理,繼續發展循環經濟。繼續做好硫酸裝置高中溫位熱能的回收利用,推廣低溫位熱能回收技術,提高行業整體余熱回收利用率;淘汰水洗凈化工藝,稀酸洗凈化污水達標排放,提高水的循環利用率;加快技術創新和改造,爭取80%以上產能尾氣中SO2、酸霧等達標排放。


  (三)加大技術創新力度,向環保要效益,提高企業競爭力。采用新技術、新材料提高行業總體裝備水平;充分回收利用礦渣中的鐵資源及其它有色金屬資源。


  (四)鼓勵大型冶煉企業與化肥、化工企業強強聯合,走酸肥結合、酸化結合的道路,充分利用資源,有利于我國有色金屬工業發展,促進硫酸市場穩定健康發展。


  (五)建立與完善行業準入制度,保障行業健康發展。


  七、具體措施


  (一)控制產能發展,加快淘汰落后產能。


  原則上5年內不再建設硫黃制酸、硫鐵礦制酸裝置,特別是華東、華南、西北等硫酸產能嚴重過剩地區、冶煉副產酸供應充足的地區、沒有下游用酸產品地區不得再建以硫鐵礦和硫黃為原料的硫酸裝置。鼓勵采用磷石膏制硫酸技術開發和裝置建設,鼓勵采用節能、環保新技術。鼓勵電廠鍋爐使用高硫煤回收SO2 ,并盡量與現有大型硫酸裝置聯合,利用這部分SO2制酸。


  根據硫酸清潔生產標準、新的污染物排放標準、產品綜合能耗標準、取水限額標準等法規文件,加快淘汰余熱利用率低、能耗高、污染嚴重的落后產能。首先是沿江、河、湖、海環保嚴控地區,淘汰20萬噸以下硫鐵礦制酸裝置,其它地區淘汰10萬噸以下硫鐵礦制酸及硫黃制酸裝置(邊遠地區除外);二是在冶煉酸供應充足地區(如華東各省),各用酸行業要盡量利用冶煉酸,淘汰一批規模小、余熱回收率差、三廢排放不達標礦制酸和磺制酸裝置;三是冶煉制酸:淘汰銅、鋅冶煉金屬量小于10萬噸的裝置,鉛冶煉金屬量小于5萬噸的裝置。


  (二)推進大型制酸裝置的低溫位熱能回收技術。


  應用低溫位熱能回收技術,推進國產化技術進程。在有條件的20萬噸以上硫黃制酸裝置中,80%以上裝置增加低溫位熱能回收系統,使余熱利用率達到90%以上;礦制酸在示范項目成功后逐步在大中型裝置上推廣低溫位熱能回收技術;對大型銅冶煉制酸裝置,在利用轉化中溫余熱的基礎上,引進低溫位熱能回收技術,并進一步消化吸收,實現國產化,提高硫酸行業整體余熱回收水平。


  (三)加快硫鐵礦山選礦裝置建設,促進燒渣的梯級利用。


  鼓勵現有大型硫鐵礦山及有色金屬副產硫精砂增加選礦能力,鼓勵小型硫鐵礦聯合建設選取礦廠,形成硫鐵礦的梯級利用;促進大型礦制酸走精料路線,以高品位硫鐵礦入爐,增加鐵資源回收量,其他中小型礦制酸利用一般礦,燒渣供水泥廠。

 


  (四)降低制酸裝置尾氣SO2排放量。


  國家應加大對硫酸釩催化劑的科研投入,解決當前國產催化劑制造中的技術難題,加快研制出高品質國產催化劑;同時推進超重力場機、動力波等先進設備替代高塔提高脫吸率等措施,使裝置尾氣SO2達標排放。


  礦制酸、冶煉制酸全部實現稀酸洗凈化,水的重復利用率達到90%以上,污水處理合格率達100%,80%以上裝置達到取水限額標準。


  (五)積極尋找硫資源,鼓勵各種硫回收。


  鼓勵原油精煉、天然氣凈化、化肥、化工、焦化脫硫等提高硫回收率,增加國內硫資源;加大國內硫鐵礦勘探力度,增加國內硫鐵礦資源;探索新技術、新設備回收高硫煤中的硫資源;以高效節能為目標改進磷石膏制硫酸技術、工藝、設備,從磷石膏中回收硫資源。


  (六)產學研相結合,開展技術創新。


  各級政府應加大對硫酸基礎行業的科研支持力度,針對硫酸行業存在的問題和差距,繼續搞好產學研結合,開發研制新技術、新工藝、新材料、新裝備,提高硫酸行業整體裝備水平,提高余熱回收率,實現熱回收系統的大型化;以高新技術提高釩催化劑質量;提高大型SO2風機制造水平。


  八、政策建議


  (一)建議國家對硫酸余熱回收減排CO2給予補貼。


  (二)建議對硫酸余熱副產蒸汽發電并網給予優惠政策,發電自用多余電量儲存,或等價采購。


  (三)建議進口硫黃與國產硫黃在稅收上同等待遇,增值稅即征即退50%。


  (四)建議提高行業準入門檻,建立強制淘汰機制。從裝置規模、環保、能耗等方面提高準入門檻,裝置尾氣排放指標達不到國家標準要求的,全廠生產廢水達不到零排放的,能耗指標達不到標準要求的,三年內必須退出市場。 


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