山西省焦化行业温室气体减排途径研究

葛晓华，苏旭东，吉红洁，姬江峰

(1.山西省生态环境研究中心， 山西 太原 030001；2.山西新科联环境技术有限公司，山西 太原 030001)



山西省焦化行业温室气体减排途径研究

葛晓华1，苏旭东1，吉红洁2，姬江峰1

(1.山西省生态环境研究中心， 山西 太原 030001；2.山西新科联环境技术有限公司，山西 太原 030001)

介绍了山西省焦化行业发展现状和存在问题，分析了山西省焦化行业温室气体排放情况，分别从技术层面和管理层面提出了山西省焦化行业低碳发展途径。

焦化；温室气体；减排

近年来，气候变暖成为全球变化领域研究的热点和国际环境谈判的焦点。我国政府高度重视应对气候变化工作，并将低碳发展作为我国经济转型的重要方向。山西是全球最大的焦炭生产基地，2015年，全省焦炭生产量约占全国产量的18%。据初步估算，2015年，山西省焦化行业温室气体排放量约占全省排放总量的7%，是山西省温室气体的主要排放源之一。本文在研究山西焦化行业温室气体排放特征的基础上，提出山西省焦化行业减少温室气体排放、实现低碳发展的途径[1-2]。

1 山西省焦化行业发展现状和问题

2010年以来，受宏观经济增速放缓、钢铁行业持续低迷的影响，山西省焦化行业持续大面积亏损。为扭转亏损局面，促进转型升级，山西省政府通过“兼并重组、上大压小”的方式促进山西省焦化行业转型升级，出台了一系列配套措施。截至2014年底，山西省焦化主体企业减少至67户。其中，独立焦化企业43户，钢铁配套焦化企业14户，户均产能达到180万t/a以上，产业集中度大幅提升。

在工艺方面，炉型以4.3 m机焦炉为主，2014年占总产能的68.7%；其次为5.5 m以上机焦和清洁热回收焦炉，2014年分别占总产能的22.5%和8.8%。2014年山西省焦化行业炉型构成情况如图1所示。化产处理也得到进一步优化和延伸，截至2014年底，山西省焦化行业已建成焦炉煤气制甲醇产能274万t/a，建成焦炉煤气制天然气产能1.6亿m3/a，建成焦炉煤气制合成氨项目产能54万t/a，建成煤焦油深加工产能277.5万t/a，建成粗苯深加工产能66万t/a。

图1 2014年山西省焦化行业炉型构成情况

经过一轮兼并重组，焦化行业产业集中度和技术有了一定提升，但仍有较大提升空间。截至目前，山西省焦化行业建成7 m以上先进大型焦炉仅1座，各方面技术条件相对落后的4.3 m焦炉仍占据主力地位；干熄焦、煤调湿、单室压力调节、连续测温与焦炉加热过程自动控制等先进炼焦技术在山西省应用仍较少，全省目前建成干熄焦系统仅4套，建成煤调湿系统仅1套，具备单室压力调节功能的焦炉仅1座，连续测温与焦炉加热过程自动控制的应用也并不多；现有焦炉日常维护保养不足，焦炉老化严重，先进的炉门、装煤孔、上升管密封技术应用较少，焦炉密封性较差；化产回收工艺技术相对单一，余热余能利用不足，各类能源未能有效实现梯级利用。另外，在焦化生产管理方面，除部分大型焦化企业管理体系较为完善之外，大多数民营焦化企业管理水平并不高。部分焦化企业没有专门的能源管理机构或能源管理工作人员专业技术水平不足，难以对企业能源购进、计量、分配、消费全过程实施有效管理；没有建成完善的能源管理体系，能源计量设施不完善，能源统计制度不健全；一线职工能源管理和节能意识不强，没有针对岗位的节能操作规范，厂内节能工作考核制度不健全或未能得到有效落实。上述管理方面的种种问题也是导致焦化企业能源消费水平较高、温室气体排放量较大的重要原因。

可见，山西省焦化行业在工艺技术方面并不领先，许多先进焦化工艺技术未能有效推广应用，具有较大提升空间，同时在管理方面也存在种种问题，各方面原因导致了山西省焦化行业能源消费和温室气体排放水平较高。

2 山西省焦化行业温室气体排放现状

焦化企业温室气体排放类型主要有CO2、CH4和N2O[3-4]。CO2排放主要来源于焦炉煤气、高炉煤气等各种化石能源燃烧排放；CH4排放主要来自于煤气不完全燃烧、生产过程的逸散以及湿法熄焦过程的微量排放；N2O排放主要来自于化石燃料燃烧排放[3]。

2014年，山西省焦炭总产量8 722万t。其中，独立化产回收焦化企业产量约7 722万t，钢铁配套焦化企业产量约665万t，清洁型热回收焦化企业产量约335万t[4]。不同类型焦化排放因子见表1[1]。

表1 不同类型焦化企业温室气体排放因子参考值

2014年，山西省焦化行业温室气体排放总量为2 972.56万t二氧化碳当量。其中，二氧化碳排放2 885.06万t；甲烷排放38 283.6 t，折二氧化碳当量80.35万t；氧化亚氮排放230.5 t，折二氧化碳当量7.15万t。3类焦化企业中，化产回收型独立焦化企业排放2 145万t二氧化碳当量，钢铁配套焦化企业排放566.34万t二氧化碳当量，热回收型焦化企业排放261.22万t二氧化碳当量。各类温室气体排放占比情况如图2所示，各类企业温室气体排放占比情况如图3所示。

图2 2014年山西省焦化行业各类温室气体排放占比情况

图3 2014年山西省3类焦化企业温室气体排放占比情况

3 山西省焦化行业低碳发展途径分析

本文将结合山西省焦化行业在产业规模、技术水平、管理水平、产品结构等方面的特征以及现有产业发展政策对焦化行业温室气体排放水平的影响，分别从技术、管理方面提出山西省焦化行业温室气体减排、实现低碳发展的建议途径。

3.1 技术层面

目前，山西省焦化行业虽然规模较大，但在技术装备方面并不领先，许多有利于提高能源利用效率、降低温室气体排放水平的先进焦化装备与工艺技术的应用均不普及。因此，首先，要进一步推广先进焦化装备与工艺技术，包括7 m以上大型化焦炉、煤调湿、加热过程自动控制、单室压力调节、干法熄焦、炉底加热燃气、焦炉密封等先进技术和装备，整体提升全行业装备技术水平。其次，要进一步优化焦炉运行操作和推广余热余能回收的利用工作。

3.2 管理层面

目前，焦化企业能源和温室气体排放管理相对薄弱，特别是在温室气体排放管理方面，企业尚缺少针对性的管理制度。因此，首先，要提高企业能源管理水平，包括建立健全能源管理机构、健全企业的能源计量系统、建立企业综合能源管理体系、积极开展合同能源管理、强化职工的能源管理和节能培训等。其次，要创新企业温室气体排放管理，包括建立企业温室气体排放管理机构、建立企业温室气体排放统计监测体系、建立企业温室气体排放信息平台、加强管理者和全体职工低碳培训等。

4 结论

目前，山西焦化行业经过一轮兼并重组，产业集中度和技术水平均有一定提升，温室气体排放以CO2为主，占到排放总量的97.6%，但在控制温室气体排放方面仍有很大的提升空间，可通过提升技术和管理水平控制温室气体排放。

[1] 吉红洁.炼焦行业温室气体排放核算及影响因素研究[D].山西：太原科技大学，2015.

[2] 何秋生，范晓周，王新明，等.煤炼焦生产过程甲烷排放初步研究[J].地球与环境,2009,37(3):254-257.

[3] 张秀君.温室气体氧化亚氮排放源的研究[J].沈阳教育学院学报,2003,5(1):108-111.

[4] 山西省统计局.山西省统计年鉴[M].北京：中国统计出版社，2015.

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Study on the ways of greenhouse gas emission reduction in Shanxi coking industry

GE Xiaohua1, SU Xudong1, JI Hongjie2, JI Jiangfeng1

(1.Research Center for Shanxi Ecoienvironmental Sciences, Taiyuan Shanxi 030001, China;2.Shanxi Shincolian Environmental Technology Ltd., Taiyuan Shanxi 030001, China)

This paper introduces the current situation and existing problems in the development of Shanxi coking industry, and analyzes the present situation of greenhouse gas emission in Shanxi coking industry,and puts forward low-carbon development way for Shanxi coking industry respectively from the aspects of technique and management.

coking; greenhouse gas; emission reduction

2016-06-12

山西省科技攻关项目(20140313007-2)。

葛晓华，女，1980年出生，2006年毕业于太原理工大学，硕士学位，工程师。研究方向：碳排放核算与低碳政策研究。

综述与论坛

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2016.05.13

TQ52；X784

A

1004-7050(2016)05-0043-03