中国氯碱行业碳排放现状及碳减排实施路径

中国氯碱行业碳排放现状及碳减排实施路径

齐康康

滨化集团股份有限公司，

摘要：为坚决贯彻国家关于实现碳达峰、碳中和的政策要求，氯碱行业已经开展了相关产业政策、碳排放现状、行业发展趋势和热点等重大问题的研究，以碳达峰、碳中和目标为契机，通过加快调整产业结构、推动科技创新、不断提升能效和增加清洁能源使用等切实有效的措施，加快行业绿色低碳转型和高质量发展，力争尽早实现碳达峰，为国家总体实现碳达峰目标和碳中和愿景做出积极贡献。

关键词：中国氯碱行业;碳排放现状;碳减排;实施路径;

引言

“十四五”中国氯碱行业的主题是实现低碳绿色发展和高质量发展，行业坚决贯彻国家关于碳达峰、碳中和的相关政策要求，努力实现行业结构的转型升级，实现产品能效的不断提升，持续降低碳排放、污染物排放和能耗水平，持续提升企业的核心竞争力，为把中国由氯碱大国建成氯碱强国而不懈努力。

一、中国氯碱行业碳排放现状

中国氯碱行业以间接碳排放为主

在不考虑原盐、电石和乙烯等原料的情况下，中国以烧碱和聚氯乙烯为主要产品的传统氯碱行业碳排放主要集中在电和蒸汽等能源方面消耗，电的使用贯穿氯碱行业整个生产工艺。其中，电解工序电消耗造成的间接碳排放占主导地位，聚氯乙烯聚合和氯乙烯合成单元耗电也较为明显。除电外，蒸汽也是主要能耗之一，蒸汽主要消耗在化盐水加热、盐水升温、蒸发浓缩、盐酸常规解吸、聚氯乙烯工序热水升温、浆料中氯乙烯汽提以及PVC干燥等环节。

不同工艺路线聚氯乙烯产品加大节能减碳力度

国内聚氯乙烯根据生产过程中原料来源和生产工艺路线的不同，主要分为电石法聚氯乙烯和乙烯法聚氯乙烯两种。西部地区以煤炭为初级原料的电石法聚氯乙烯生产工艺，依托煤炭资源丰富的优势，在新疆、内蒙古、陕西、宁夏等地区逐渐形成了一批大型化、一体化“煤电盐化”的产业集群，在中国氯碱行业整体布局中的地位十分重要。

氯碱行业不断提高氢气的利用效能

工业盐电解生产烧碱和氯气的同时联产氢气。氢气既是清洁高效能源，又是有机精细化工合成的良好还原剂。2020年国内氯碱行业副产氢气91万t，氯碱企业除大部分合成氯化氢进行聚氯乙烯生产外，耗氢产品主要以双氧水、环已胺、合成氨等为主，企业副产氢气自用率达到83%。部分氢气通过管道、钢瓶或用鱼雷车等方式进行销售，外售量占比14%。剩余少量氢气排空，排空量约占3%。

二、中国氯碱行业碳减排实施路径

二级反渗透浓水回收利用

化学纯水过程中反渗透再入水装置产生的二次浓缩水回收率约为60%，加入100m3 / h的二次反渗透循环浓缩水装置，脱盐率≥97%。生成的纯水可用于乙烯基氯化物分支热水槽的合成、整流蒸汽冷水供应、盐酸车间热水供应、供冷蒸发冷水供应和聚合干燥冲洗水。产生的第三浓度水用于绿化和洗浴用水，从而节省510 000 m3/a的一次用水量。

膜法脫硝技术

钡法和钙法是硫酸盐去除最常用的方法，该方法为轻质日光（用量）→沉淀池→晴朗溶液→盐黄土体系。上述两种方法的缺点是显而易见的，它们不仅给环境造成了很大的负担，而且还造成了很高的运营成本，特别是钡法，上述问题更加明显。采用CIM膜脱硝技术将硫酸钠与太阳分离是一种物理方法，既不涉及废物液体的排放，也不需要添加硝酸盐试剂，因此是无毒无害的。CIM专用膜具有多种优点，如膜面面积大、膜面水流好、结构密度大、占地面积小、操作灵活性大、生产稳定等。预处理时不使用活性炭过滤器防止膜饱和后被游离氯损坏，膜也防止SiO2和活性炭污染，不再考虑活性炭再生过程引起的问题。整个过程系统由PLC控制系统控制，该系统具有逻辑控制、工艺参数显示和检测等完整功能，能够协调前后过程，充分保证膜系统的稳定运行。

（三）固碱蒸发二次蒸汽冷凝水回收利用

固体碱蒸发时产生80m3/h二次蒸汽冷凝。最初的设计是重新利用含碱的二次蒸汽冷凝器用于主要的阳光浇注料柱，但浇注料池中使用的阳光已经足够了。剩馀的40m3/h二次蒸汽凝结水被引入污水处理厂。经检测分析，二次蒸汽冷凝液在总硬度和总碱度方面优于一次水，但pH值超过标准。进入污水处理厂不仅增加了处理负担，而且增加了处理负担。通过分析，二次蒸汽冷凝器的pH值一般为9.0 ～ 11.0，温度约为80℃。pH值与盐酸调节后，氯离子含量为ca。50mg/L，可在与太阳热交换后用作循环补充水。

（四）废气污染防治及减排

（1）在氯气的生产、使用、储存和填充方面，安装了氯气在线监测和报警报警器，有利于氯气泄漏的早期检测和早期处理。（2）建造了事故氯气废气处理厂，出售了两级碱吸收和产生的次氯酸钠;（3）建立了事故氯负压收集系统，事故氯负压排气管可以完全复盖氯的生产、使用、储存和装填范围。（4）对存放和使用液氯的主要场所实行了完全封闭的生产管理，从而有效地防止了发生事故时氯气泄漏。（5）充填区设有完全封闭的负压事故处理室，可快速有效地处理泄漏钢瓶，防止氯气泄漏。（6）在气缸加注平台上安装负压吸入软管，可快速处理充液过程中液体氯气管道和气缸问题引起的氯气泄漏。（

7）所有液氯输送管道均配有压力管道和替代管道，以便能够快速高效地处理液氯事故管道。

（五）固废的处理和减排

电解法制备氯化钠为原料的氢、氯和纳龙液时，从太阳精炼部提炼出来的污泥被过滤成固体盐泥，主要用于制造石板瓦和垃圾填埋场作为一般固体废物。当前，盐泥的工业利用尚未普及，因此有必要大力探索盐泥等工业固体废物的综合利用，提高其利用水平。盐泥的主要成分是NaCl、Mg（OH）2、CaCO3等。可以用来制造建材。可与副产物盐酸一起实施，使镁盐以离子形式存在，然后与缓蚀剂混合干燥，制成雪融剂，也可用作钻井液添加剂和煤燃烧添加剂等。回收盐具有一定的潜在发展效益，因此我们可以研究其开发利用，将废物转化为珍宝，实现安全处置和资源再利用。

（六）离子膜电解槽膜极距改造

该公司有4套电解装置，分别为：10万t / a北化工机械ZMBC-2.7、6万t / a朝日玻璃公司F2-5.6、10万t / a朝日玻璃公司B1和8万t / a朝日玻璃公司ZMBC-2.7电解装置。改造前，高侧细胞电压低，电流效率低，细胞性能下降，消耗日复一日地增加。在此背景下，本公司通过在原阴极组表面添加弹性活网对电解槽进行改造，使阴极组固定在阳极组上，并将阳极阴极距离从1.8mm降至离子交换膜厚度的2.2mm，从而降低了基本电池的电解电压，降低了功耗。主要转换内容如下：将该片改为膜片间隙，更换所有阳极和阴极器件及离子膜。2010年底对10万t/a离子膜进行了改造。改造后，每噸纳龙液的耗电量下降153千瓦·小时，年节电1500多万千瓦，年节电900多万元。2011年底对8万t/a离子交换膜进行了改造。电极间隙变化前，当操作电流为12.0 ka时，平均电池电压为3.25v;转换后，如果运行电流为12.0 ka，平均电池电压为3.01v，电压降低0.24v。每台电解槽132台，年运行时间8000小时，电价0.60元/ （kW h），每台电解槽约175万元，5台电解槽节省875万元。此外，电解槽膜间隙改造后，电解槽的运行成本进一步降低，单个电解槽的性能提高（目前电子电解槽的运行电流为13 kA），给企业带来了更大的经济效益。

三、目前氯碱行业“双碳”工作任务

制定统一规范的氯碱行业碳排放核算体系，完善行业碳排放核算方法和标准，包括划分统计核算边界，识别排放源，厘清涉及的主要设备清单等;研究氯碱行业碳资产存量和碳减排潜力;组织协调企业进行碳资产管理和碳资产盘查，对接全国碳交易市场。（2）重点引导企业开展能效对标工作，查找能效差距，挖掘节能潜力，提高生产运行能效，推动能效低于基准水平的企业开展节能降碳技术改造，争取尽快达到基准水平，能效处于基准水平的企业追赶标杆水平，促进行业有序节能减碳发展。梳理和总结行业节能降碳改造升级的先进典型，通过发布会、行业会议研讨、案例汇编等形式进行观摩和学习，宣传典型经验，利用龙头企业和骨干企业引领行业发展，带动整个行业整体能效水平的提升。（3）加强行业“双碳”工作支撑体系的建设，成立专门的工作委员会，研究和贯彻落实国家有关的方针政策，沟通对接相关部门双碳工作机构，及时反映行业问题与建议，同时系统开展修订和完善相关产品的国家标准和行业标准，并加大力度制定行业重点产品系列的节能降碳相关团体标准，引导和推动行业节能减碳和绿色发展。

结束语

当前形势下，氯碱行业必须重视节能减排措施的应用和发展，在生产过程中创新节能技术，有效降低能耗，节约成本，提高氯碱企业的清洁生产水平，为氯碱行业的可持续发展提供动力。

参考文献

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