今年，國家發改委等4部門聯合發布的《高耗能行業重點領域節能降碳改造升級實施指南(2022年版)》(以下簡稱《指南》)，圍繞煉油、乙烯、PX、合成氨、現代煤化工、燒堿、純堿、黃磷等多個行業提出了較為具體的節能降碳改造升級工作方向和2025年的具體目標。

　　近年來，我國黃磷產能保持下降態勢，目前國內黃磷生產企業共計53家，主要分布在云南、貴州、四川、湖北四省。黃磷行業的能耗水平和生產情況如何?在推進節能減碳工作中存在哪些難點?為此，記者采訪了中國無機鹽協會副秘書長問立寧。

　　記者：目前我國黃磷行業布局、生產和能耗的基本情況如何?

　　問立寧：經過多年發展，我國黃磷行業形成了產地屬性極強的特性，大多建立在磷資源產地和水電豐富的地區，因此我國黃磷企業只分布在云南、貴州、四川、湖北四省。

　　近3年，我國黃磷產能保持下降態勢，從2018年的165萬噸下降到2020年的145萬噸，企業數量也從2018的75家下降到2020年的53家。2020年，國內黃磷產量為78萬噸，裝置整體開工率為53.7%，因為黃磷企業多以依靠水電，承載著電力的調峰作用，在豐水期開工率高，枯水期多數企業停產。因此黃磷企業的開工率一般在50%左右。目前，國內約有20萬噸黃磷產能長期處于停產或半停產狀態。

　　黃磷生產企業53家，各企業技術裝備和管理水平參差不齊，使用的磷礦石品位不同，各企業單位黃磷產品的電爐電耗及綜合能耗水平存在較大差距。每家業每年的黃磷能耗都是變化的。近年來磷礦品位不斷下降，環保設施不斷完善，也造成了各企業能耗的增加。起初大多企業生產能耗基本為3.6噸標準煤/噸，如今企業能做到能耗3噸標準煤/噸。2020年，我國黃磷行業能效領跑者先進單位綜合能耗達到2.21噸標準煤/噸。

　　目前，在先進水平產能開工率較高的情況下，我國黃磷產量能效水平以標桿和基準水平劃分產能，比例約為25%、45%和30%。其中低于基準水平的產能能源消耗約為95萬噸，約占行業總能耗的38%;標桿水平以上的產能能源消耗約為55萬噸，約占行業總能耗的22%;位于標桿水平和基準水平之間的產能能源消耗約為100萬噸/年，約占行業總能耗的40%。根據去年新修訂的黃磷單位產品能耗限額標準，3級指標為2.8噸標準煤/噸，2級指標為2.6噸標準煤/噸，1級指標為2.3噸標準煤/噸。預計到2025年將有70%的企業可達到3級指標。

　　記者：《指南》提出，黃磷行業能效優于標桿水平的產能占5%，能效低于基準水平的產能約占30%。因此，黃磷行業節能壓力較大。您認為黃磷行業目前節能降碳工作的重點和難點分別是什么?

　　問立寧：節能降碳的重點和難點在于原料。隨著磷礦的開發利用，我國磷礦的品位也越來越低，并產生大量粉礦和中低品位磷礦，尤其是磷礦石中的碳酸鹽含量，對電耗影響較大，當其含量大于8%時，增加耗電800～1000千瓦時左右。所以黃磷原料品位是能耗高低的一個決定性因素，它的自然屬性直接影響著最終節能的難度。

　　黃磷行業要在政策引導下，充分發揮市場調節作用，主要節能措施包括：一是產業結構升級。具體內容包括優勢產能替代落后產能，以及基準水平以下的產能提高能效水平等。二是源頭減碳，黃磷企業入爐礦品位每增加1個百分點，可降低電耗300～350千瓦時。三是黃磷尾氣的綜合利用。黃磷爐氣主要成分為CO，含量占比為75%～90%，經過凈化、提純能夠生產多種化工產品。四是其他節能減排技術的應用，以及與其他行業的耦合等。預計措施全部實施后，全行業能夠減少能源消耗量40萬噸左右。

　　我們根據國標修訂了最新能耗限額標準，因為企業之間用礦的質量存在差別，能耗之間肯定也會存在差別，我們無法依據單一能耗數據來評判一個企業的技術水平。但是我們在設計能耗限額標準的時候做了一個公式，把這些不利條件都排除掉，從而得到一個統一的計算標準。

　　記者：《指南》提出到2025年，能效低于基準水平的產能將退出市場。如何推動這部分產能盡快退出市場?

　　問立寧：過去黃磷工廠有一個標志物——“天燈”,類似于石化企業的火炬。“天燈”是黃磷企業所排放的磷爐尾氣燃燒后形成的火炬，污染較大。也就是說，如果一氧化碳氣體不被回收，企業是不可能達到減排指標的。2019年，黃磷企業統一進行了“滅天燈”行動，將黃磷生產中產生的尾氣(CO氣體)回收二次利用，把各方面污染消除到了最低，同時作為一個節能的措施，推動企業降低能耗。對于規模較小的企業來說，可能企業只有一臺爐子，尾氣量小，回收利用沒有價值;如果企業能達到5萬噸/年的產能規模，相應的尾氣量就足夠了，回收的一氧化碳可以作為制作各種碳化學品的原料或進行尾氣發電。

　　因此，在行業尾氣治理的過程中，我們一直在推廣集群式發展，在這種規模化效應的促進下，小的產能自然就全部淘汰了。根據統計，目前行業年產能3萬～5萬噸的企業占70%，1萬～2萬噸的企業占20%左右，萬噸以下產能(含單臺套小于5000噸)的企業都不復存在了。相信在節能改造的過程中，一些規模小、技術水平低的企業如果沒有被收并購或轉型成功，就會逐漸被淘汰，包括如今無效產能和在建產能達不到標準的企業都會自然而然的退出市場。

　　記者：我們看到解讀中提出加強前沿引領技術開發，培育標桿示范企業，協會對此有哪些建議?

　　問立寧：建議企業主要從六大方向進行節能技術改造。

　　一是提升原料品位。提升原料品位重點是粉礦球團燒結技術。通過利用黃磷尾氣燒結粉礦，可以對中低品位礦和粉礦加以利用，另一方面也降低了能耗。100萬噸/年粉礦球團燒結項目預計總投資約為6000萬元。預計2025年將有500萬噸粉礦球團燒結裝置推廣應用，全行業預計總投資約為3億元。按照目前黃磷裝置入爐塊礦25%品位計算，粉礦球團品位以30%品位計算，則單噸黃磷可節省能源消耗約0.2噸標煤(按照0.1229系數折算，在利用中低品位磷礦的情況下，實際可節省標煤約0.5噸)，全行業推廣后可實現節能10萬噸標煤，實現二氧化碳減排26.2萬噸。目前已實施或正在準備實施的企業包括四川馬邊龍泰、四川馬邊無窮礦業和云天化集團等企業。

　　二是磷煤聯產—重點攻關技術。煤氣化是煤化工行業中運用最廣泛、最成熟的技術之一，在煤氣化過程內，煤與純氧的燃燒區溫度高達1800～2000℃，其原理在于利用煤與氧氣反應生產CO的熱量供給黃磷還原熱。該方案與傳統的磷電爐相比，使用了一次能源，熱能利用效率高，大幅降低黃磷生產的能源成本。采用加壓反應，不僅提高了黃磷單系列產能，聯產的合成氣總量是黃磷電爐的8~10倍，可以應用于各種碳一化學品的合成，有利于形成產業規模效應;煙氣的液相排渣水淬技術，改善了黃磷生產與操作環境;經干法除塵，爐氣中的粉塵含量大大降低，杜絕了黃磷冷凝過程中泥磷的生成，直接獲得高純度黃磷產品。因此，實現磷煤聯產有助于黃磷生產的規模化、智能化，該技術的實現，可將每噸黃磷的綜合能耗從目前的2.8tec降至1.2tec。研發一套年產5萬噸黃磷規模能力、磷綜合收率≥85%、爐渣殘磷P2O5≤2.5的中試試驗裝置，通過演示性試驗驗證實現關鍵技術突破，并形成一系列潔凈環保、能耗低、可利用中低品位磷礦的成套磷化工工藝技術和核心設備，為建設磷酸(黃磷)工業化裝置及產業化推廣提供技術支撐。5萬噸/年黃磷當量的煤磷聯產項目預計總投資約為5億元。目前項目仍處于攻關階段，預計短期內不會大規模推廣。預計該項目實施可實現節能8萬噸標準煤/年，實現二氧化碳減排21萬噸/年。目前正在實施的企業為貴州航天邁未科技等企業。

　　三是黃磷尾氣制化工產品。黃磷爐氣主要成分為CO，其中CO含量75%～90%，經過凈化、提純能夠生產多種碳一化工產品，例如重慶川東集團化工有限公司生產甲酸鉀，貴州開陽青利天盟化工有限公司生產甲酸鈉等。黃磷尾氣制化工產品的難點在于：一是黃磷尾氣磷的凈化成本高;二是磷爐尾氣規模小，大宗產品與煤制氣相比沒有競爭力(如甲酸鈉、乙二醇等);三是市場容量小的商品如甲酸鹽等。磷爐尾氣凈化采用技術有催化氧化法、變溫變壓吸附法等，選擇適應的技術滿足下游裝置原料要求，建設年產5萬噸甲酸鹽裝置，預計總投資9000萬元，以CO產生煤炭消耗計算，年可以節省標煤約5萬噸，年可減少二氧化碳排放約13萬噸。目前準備實施的企業包括貴州新天鑫化工有限公司等企業。

　　四是磷爐氣干法除塵及其泥磷連續回收技術。目前，每噸黃磷副產泥磷100～200千克，泥磷含有約50%左右的水分。開發一種磷爐尾氣不結露的黃磷尾氣干法除塵技術，減少泥磷90%以上，少量泥磷或事故產生泥磷采用連續化泥磷回收裝置加以回收。實現黃磷爐氣中粉塵與黃磷蒸氣的高效分離，使黃磷爐氣中粉塵含量降至30mg/m3 以下，少量泥磷進入高效泥磷回收器進行回收，每噸黃磷節省能耗約4500兆焦。每年采用該技術的黃磷產量以50萬噸計算，可節約標準煤7.5萬噸，減排二氧化碳20萬噸。目前準備實施的企業有貴州新天鑫化工有限公司。

　　五是黃磷的磷爐尾氣余熱回收技術。磷爐尾氣作為燃氣是目前黃磷生產企業最大的尾氣利用途徑。黃磷企業有大約5%～15%的黃磷尾氣用于原料干燥與泥磷回收，80%以上的企業將剩余的85%~95%的磷爐尾氣作為燃氣并回收CO燃燒熱產生蒸汽，但由于大部分黃磷企業沒有與其他企業形成園區經濟，又有大約60%的黃磷企業僅僅是為了杜絕尾氣在環境燃燒，采用了效率較低的熱回收方法產生的蒸汽，且產生的蒸汽經過冷凝后排空，能源沒有得到有效回收。因此，磷爐尾氣余熱回收技術必須采用先進技術，使其燃氣熱能回收效率≥90%，武漢東晟捷能科技有限公司與昆明理工大學聯合開發的“黃磷生產過程余熱利用及尾氣發電(供熱)技術”列入2014年、2016年、2017年國家發改委頒布的《國家重點節能技術推廣目錄》，建議推廣，可以直接利用蒸汽使其作為熱源使用，不能將蒸汽作為直接熱源使用的，可以發電。含CO85%的磷爐尾氣，大約1.4Nm3 發電1千瓦時，若扣除自用有2400Nm3 用于發電，可發電1700千瓦時，按電力等價值折算系0.404k gce折算，可節約標煤687k gce。

　　六是減少熱損的保溫技術。采用高絕熱性材料(如氣凝膠等)，用于黃磷爐爐體上減少熱量的損失，絕熱材料熱導率是傳統材料的30%，可以有效減少黃磷爐體熱量損失，降低黃磷生產過程電爐電耗約1%～2%。