煤化工生态工业园建设及评价研究

陇东学院本科生毕业论文煤化工生态工业园建设及评价研究学科专业: 化学教育本科生: 张晋魁指导教师: 孙海玲陇东学院化学化工学院二零一零年五月摘 要 煤化工生态工业园是我国发展煤化工的重要形式，是提高能源利用率、降低环境污染、保护生态环境的最佳运作形式。本文阐述了煤化工生态工业园的建设理论，通过参考各种标准以及总结大量的国内外资料，给出煤化工生态工业园建设的具体方案。关键词：煤化工生态工业园 生态环境 建设水平 综合评价ABSTRACTThe coal chemical eco-industrial park is an important formof developing coal chemical industry in China since it is the optimal operational wayto improve energy efficiency,reduce environmental pollution,and protect theecological environment.This paper expounds the coal chemical eco-industrial park constructiontheory By reference to various standards and summing up a lot of information athome and abroad, Given the construction of coal chemical programs Ecological ParkKEY WORDS：Coal Chemical Eco-Industrial Park, ecological environment，Construction Level,Comprehensive Evaluation1.引言当今的煤化工工业生产在满足人类不断增长的物质需要的同时，也造成了资源和能源的大量消耗及对自然环境的严重污染，使得人类赖以生存的环境面临着严重破坏的危险境地。人们在不断实践和经验总结的基础之上，提出了生态工业园的发展战略模式。以提高能源利用率、降低能耗、保护环境为特征的生态工业园为现代煤化工工业的发展提供了一条可行的实践途径。1.1 研究背景伴随着我国工业化和城市化进程的不断加快，能源的需求量持续增加，我国煤炭储量丰富，石油资源相对贫乏，煤炭将长期是我国的基础能源和主要原料。发展煤化工洁净煤技术是解决我国石油短缺的有效途径，不仅可以充分利用我国丰富的煤炭资源优势，保证煤炭工业的可持续发展，满足未来不断增长的能源需求，而且可有效地弥补我国石油供应不足，从而有利于我国清洁能源的发展和长期的能源供应安全。煤的燃料利用仅仅是煤炭转化的途径之一，而煤的非燃料利用才是高效利用这种化石燃料和减轻煤炭环境污染的最佳途径。随着人民生活水平的提高，社会对环境的要求越来越高，开发煤这种化石资源的非燃料利用途径必将成为 21 世纪煤化工的热点。庆阳是一个以农业发展为基础工业发展相结合的城市，石油储量丰厚，煤炭藏覆盖全市，全省 1428 亿吨预测储量中，庆阳占1342 亿吨，是全省预测储量的 94%。千米以浅资源量达 84 亿吨，具备亿万吨级大煤田建设条件。去年庆阳境内发现了储藏量高达1000 多亿吨的煤炭资源，足够全国使用 50 年，预计今年就要进行开采工作。预计“十一五”期间，庆阳将发展成为一个工业、农业并重，以工业为主的我国重要能源基地和重要工业城市。8 月 27 日，华能集团公司与省国土资源厅正式签署甘肃省庆阳市正宁南煤田南矿区采矿权出让协议 。目前， 甘肃省宁正煤田矿区总体规划经华能甘肃能源开发有限公司委托兰州煤炭设计研究院编制完成，并于 9 月 10 日由省发改委上报国家能源局待批。1.2 研究意义煤化工生态工业园是推进煤化工行业发展、实现可持续发展的一种实践模式，它强调最有效利用煤炭资源和保护环境，做到生产和消费“污染排放最小化、废物资源化和无害化” ，以最小成本获得最大的经济效益和环境效益。（1）建立煤化工生态工业园符合我市的基本情况，我市工业基础不坚.工业设备落后，导致能源未能充分利用，加之煤的不合理利用，才使得我市这样一个以煤为主要能源的城市环境污染重。建立煤化工生态工业园既符合我市能源储量与消费结构的基本情况，又是解决我市由于煤炭消费而造成的环境污染问题的有效途径。（2）建立煤化工生态工业园可以效地减少煤化工生产的污染，使之在保持高速发展的同时，很好地保护所在地的环境。（3）建立煤化工生态工业园是实现我市经济可持续发展的重要途径。1.3 煤化工生态工业园国内外研究发展现状与实践（1） 国外在工业生态学方面主要研究：绿色工艺、原子节约工艺、废物零排放系统、物质替换、物质减量化和功能经济等。（2）.国内研究发展现状和实践我国学者李树 4在 2002 年将生态工业定义为“生态工业是指合理的充分的、节约的利用资源，工业产品在生产和消费过程中对生态环境和人体健康的损害最小以及废弃物多层次综合再生利用的工业模式” 。1999 年清华大学化工系在国家自然科学基金重点项目 5 “以经济和环境为优化目标的过程集成智能方法”的资助下，在研究中开展了生态工业系统集成方法的研究，并在国家环保总局及一些地方政府的领导和支持下开展了若干生态工业园区的建设和规划工作。我市在发展经济的同时也逐步加强了环保的步伐，着力绿化环境，节能减排将煤.石油工业与相关的副产业相结合，逐步探究工业生态园的建设思路。2.煤化工生态工业园建设主要内容2.1 可持续发展理论可持续发展贯穿于人类社会的各个方面，以人为中心，经济持续是条件，环境（生态）持续是基础，社会持续是目的，构成一个三维结构复合系统。（1）.经济发展是基础，人类发展的最终目的是改善人类的精神生活，经济是最基本的一个条件。根据长期的发展经验，经济不到发展，而且还会带来环境的进一步破坏，对于社会的进步也是十分不利。（2）.持续性，自然界的很多资源都是有限的，而人类却持续不断上生存繁衍，可持续发展的核心就是要求人类经济和社会的发展不能超资源的承载力，只有不损害支持地球生命的自然系统，发展才有可能持。（3）.协调性，可持续发展的实质是人地巨系统的协同演进，也就持系统、社会发展系统、自然基础系统三大系统相互作用、协调发展，效益、社会效益和生态环境效益三个效益的统一。对于我市这样一个发展中的城市，要使其经济持续发展，必须立足高远，综合发展，在经济发展的同时也要注重资源的合理利用，环境与经济的协调发展。其一，煤化工企业本身是对“煤”这种不可再生资源的利用，应此要把握一定的开采尺度，不可盲目，滥开发，滥利用；其二，煤化工企业是一个污染较严重的工业，应此一定要将其清洁化，达到污染最小化或无污染。这样才能使资源持续利用，达到经济持续发展，人与自然的和谐相处。2.2 循环经济理论循环经济本质上是一种生态经济。循环经济倡导的是一种与地球资源和自然环境相协调、互为依存的社发展模式，大大提高了环境的熵值，造成经济活动的“高开采低利用高排放”的低效特征。对于煤化工企业可以减少单位产品生产的原料使用量和排放量，将废物再加工处理，使其作为资源，达到节能减排，可持续发展。对于煤化工生态园可与电厂.钢铁厂.水泥厂.砖厂等结合起来以减少环境污染，变废为宝，达到资源充分利用。2.3 煤化工生态工业园建设方案煤矿的工业代谢废物及副产品包括：煤泥、煤矸石、劣质煤、处理后的矿井水、污泥和瓦斯；热电厂的工业代谢废物及副产品包括：粉煤灰和尾气。经过对核心企业的工业代谢废物及副产品分析，选择煤化工厂、砖厂、建材厂、水泥厂、化工厂和石膏厂作为耦合企业。同时煤矿采煤过程中产生的处理后的矿井水可以供农场和居民区使用，瓦斯可以供给当地居民作为燃料，因此也将农场和居民区作为工业园耦合的一部分。煤矿采煤过程中产生的煤泥可以作为建材厂、水泥厂、热电厂和砖厂的燃料煤矸石可以作为建材厂、水泥厂、砖厂的生产原料，同时还可以作为热电厂的发电燃料；劣质煤可以作为热电厂发电燃料；处理后的矿井水可以供给煤化工厂热电厂、居民区和农场使用；污泥可以供给砖厂作为生产原料；瓦斯可以作为居民区和热电厂的燃料；热电厂产生的工业代谢废物粉煤灰可以作为建材厂、水泥厂、砖厂的生产原料；热电厂的尾气可以作为化工厂和石膏厂的生产原料；钢铁厂在炼钢过程中所产生的炉渣和烧碱厂产生的盐泥可以供给建材厂和水厂作为生产原料。如下图：2.4 煤化工存在的主要矛盾和问题（1）我国是世界上最大的煤化工生产国，煤化工产品种类多、生产规模较大。煤制合成氨、煤制甲醇、电石和焦炭的产量已位居世界第一位，也是世界上唯一大规模采用电石法路线生产聚氯乙烯的国家。今年以来，我国部分传统煤化工产业开工率不高的原因主要是：一是产能过剩；二是综合竞争力不强；三是进口产品大量低价冲击。（2） 煤化工是消耗能源、水资源的产业，与同等规模的石油化工和天然气装置相比，能耗及三废排放高，投资强渡大。目前我国传统煤化工产业长期粗放型发展模式积累的矛盾和问题比较突出，低水平重复建设严重，原料路线不尽合理，能耗高，装置平均规模偏小；此外，部分富煤地区忽视资源、生态、环境等方面的承载力，盲目规划，布局分散，区域生态环境存在潜在的风险。（3）由于我市生态环境脆弱，产业发展要素配置成本较高。部分地区由于过度开采地下水，造成地表河流断流，水井干涸，地下水位下降，导致人畜饮水困难。煤化工产业快速发展与地区生态环境保护的矛盾较为突出。 （4）我市市场容量相对较小，主要市场在东部沿海地区，产销区域分割。而大部分液体或气态煤化工产品具有毒性和易燃易爆的性质，长距离运输面临运输能力、物流成本和安全问题。2.5 对庆阳市煤化工生态园建设的建议：（1）由于我市煤化工生态园建设才刚刚起步，一时难以建立技术工艺较完备的煤化工生态园，应此在建立工业园区时因地制宜，工农结合，不可急于求成，循序渐进，最终建立一套完备的煤化工生态体系。（2）我市煤化工生态园可与我市石油化工企业相结合，重点发展煤制油工业体系，来取得更高的经济价值。（3）在发展煤工业的同时还应逐步提高人们的“绿色消费”意识，全名行动，构建和谐经济。（4）由于我市严重缺水，因此应建立污水处理厂，将煤化工企业及石化企业产生的污水处理，达到一定标准再进行利用，以改善我市缺水现状。2.6 总结随着煤化工技术的发展以及能源供需趋于紧张，煤化工生态工业园必将在实践中得到广泛的推广，其研究领域将会得到进一步的拓展，