黄磷尾气发电项目开发工作建议

黄磷尾气发电项目开发工作建黄磷尾气发电项目开发工作建议书

一、黄磷尾气发电项目开发的必要性1、摆脱余热余压发电市场的恶性竞争局势=1=1在不久前召开的“第八届余热利用国际峰会”上，与会专家表示，余压余热利用不仅符合国家节能减排的产业政策，而且是未来一段时期实现节能减排目标的重要抓手。根据《工业节能“十二五”规划》“十二五”期间将在钢铁、玻璃、有色金属、化工、建材等余热余压资源丰富行业，全面推广余热余压回收利用技术，推进低品质热源的回收利用，形成能源的梯级综合利用。按照规划，到2015年，我国余热余压发电要实现新增装机2000万千瓦。按每千瓦造价5000元计算，“十二五”期间余热余压发电将形成1000亿元市场。随着这一市场的逐步成熟和前景日渐明朗，也吸引了越来越多的企业加入到余压余热利用行业，其市场竞争也开始加剧。出现了企业扎堆进入余压余热利用领域的现象。目前国内到底有多少家从事余压余热利用的企业没有确切的数字，但在国家发改委备案的节能服务企业就达2300多家，特别是近一年多来，从事此业务的公司迅速增加。“未来节能减排的难度愈来愈大，无论是国家层面还是耗能企业都会更加看重余压余热利用在节能减排中的潜力，市场需求增大，让相关企业看到了其中的商机，纷纷=1=1进军余压余热利用领域。”从我公司开拓余热余压发电市场的情况来看，原来那种低成本、低技术含量、低风险、高收益率的局面已经成为过去。行业竞争的激烈程度明显加剧。在这种情况下，谋求我们企业发展壮大的出路在于三点：一是加大公司的技术研发力度，占领余热发电领域的技术制高点，在降低建设成本，提高节能效率上大做文章；二是加大融资力度，积极稳妥的以EMC模式扩大市场占有率；三是积极开发新领域的余能发电项目。在这个前提下，提出加大开发黄磷尾气发电项目力度，适应公司目前的局势。2、我们具备开发黄磷尾气发电项目的条件目前黄磷尾气发电的推广情况：据了解，黄磷尾气发电项目在云南主要有五家，分别是澄江金龙、志成广龙、龙凤磷业、曲靖宣威磷电、红河州弥勒县南磷；贵州现在有两家：开阳黔能天和、息烽磷业;四川一家：绵竹林辰实业，湖北两家：五峰亚泰、宜昌兴发化工。其中：云南的澄江金龙、志成广龙为我公司参与开发的黄磷尾气发电项目，因此，下步开发黄磷尾气发电项目，我公司具备技术实力和条件。3、黄磷尾气发电的工艺流程：黄磷尾气发电主要设备：主要由一套黄磷尾气

收集、预处理设备和贮气柜、燃气增压机、QDR20型燃气轮机发电机组、余热锅炉及凝气式汽轮发电机组等设备组成。电站产出的电力直接供给黄磷厂生产用电，余热锅炉所产生的蒸汽可根据需要部分供给黄磷生产厂生产、生活用气。III生产工艺是将黄磷尾气通过管道、风机和净化处理装置收集到一个约5000m中，然后经过增压机增压供给二台燃气轮机。在燃气轮机发电机机组中，燃气轮机是原动机，它将燃料中的热能转换成机械能，然后再通过其拖动的发电机转换成电能。燃气轮机在起动时，先由与主机相联的励磁起动机拖动机组运转。待燃气轮机达到一定转速后，其燃气轮机上的压气机能将外部的空气吸入并增压，再送至燃烧室中。当燃气轮机转速达到点火转速时，从燃料增压系统来的黄磷尾气经燃料调节器调节系统进入燃气轮机燃烧室并与燃气轮机压气机吸入的空气进行混合并点火燃烧，产生高温高压的燃气热能驱动涡轮做功。当机组升到平衡转速后（工作转速），交流发电机就可独立或并网发电了。燃气轮机在工作时，从燃气轮机涡轮排出流量约20kg/s、温度约为400°C的尾气，进入到余热锅炉中，由余热锅炉吸收尾气中的热量将其转换成蒸汽供给汽轮机再进行发电或将蒸

III汽并入黄磷厂生产工业用汽管线。该电站发出的电力接入到黄磷厂变电所内，通过变电所直接供黄磷厂用电。本工艺突出的特点是尾气净化环节，尾气净化技术方案的选择一方面要确保安全和环保，同时也要兼顾到经济效益，这关系到项目的成败。二、黄磷尾气发电的潜在市场情况分析1、黄磷生产情况：l=J黄磷是磷酸盐生产的主要原材料，目前，我国黄磷主要消费于磷酸、三氯化磷以及赤磷、五硫化二磷、次磷酸盐、六偏磷酸盐、五氧化二磷等。热法磷酸是黄磷的主要用户，其消费量占黄磷总消费量的70%左右。目前，世界上磷化工普通产品的供应主要来自中国。自改革开放以来，我国磷及磷制品产业发展迅猛，主要产品黄磷、磷酸、三聚磷酸钠的产量均位居世界第一，占据了世界2/3的市场份额，成为

l=J名符其实的世界磷化工生产大国。I三」

IWl=J据统计中国黄磷生产企业有140多家。集中分布在磷矿与电力资源特别是水、电资源都丰富的滇、黔、川、鄂4省，以产能计，占中国总产能的98.1%,以2006年产量计，占中国总产量的99.2%；而在4省中，云南的产能占中国总产能的47.6%，2006年产量占中国总产量的47.3%。云南省单台电炉产能N5000t/a的制磷装置总产能为79.4万t/a，占全省电炉总产能的87.2%，占中国同类规模制磷装置总产能的I三」

IWl=J表I中国黄璘工业基本状况希区正代致at及卉全国比制电炉数酷及占全莅比例皿炉委爪器将重及占仝同比例卉全国比例=^5QW电？茹语总产傩藏肖全网此例、户宵区比例荷境产曜及击电同比例负荷-松噬企*家比如呢电炉.台比例/希｛刀技-2比例/喋产能/■:万L■.L■比俱1/1)%产站i打〔--.')比例『%虺炉比产量/hi'1 -比*1)ft云南5。11-41493B„Q|期】优4^.69】.147意7^.455.3S7.2J7.447.341.]3S23*i875.a17.133.117.419-E13.8S9.515.019.04S.0四川3723.38722.2&4.32K44D.iJ21.3J.M.4is.a«.4IS,U19,036.7副北■'0掐.961IJ5.643.911.122.511.aJ<510.1W.411.ag48.!J金国做41592.5U3叫2.07.3?94.71-8土5191»4J„51.0l1L775-0■0.67^.0O.8]6.74L3重庆方的敏据但皆说四川有，二云南省的散国足统tlin现场词研收策，致据曜晡度商;其他者*为眄橱收兼，方…定误差,但.基•率视曲：项厂黄*产酚”为设计会祚隔力，便于会业F1拽的产旗敷据.4「黄甫产量''辛年产量。2、黄磷企业分布情况：黄磷企业的分布大都依附于磷矿资源。我国已查明的磷矿保有资源储量中的80%以上与全部富矿[(P0)N30%]均集中分布在滇、黔、鄂、川、4项目开发工作律议书省；传说中磷矿资源“三阳开泰”即指贵州的开阳、云南的昆阳、湖北的襄阳。根据地矿部的调查资料，贵州的黄磷生产企业集中在开阳、瓮安-福泉、织金三地。云南的黄磷生产企业主要集中在昆明附近的昆阳、海口、晋宁、安宁；湖北的黄磷生产企业集中在神农架、保康、宜昌、安远一带；四川的黄磷生产企业主要集中在什邡、老河坝一带。以下是我国比较著名的黄磷生产企业。其中上市公司有七家：①澄星股份(600078):我国磷化工龙头企业之一。也是矿、电、磷一体化的推动者。2003年开始在云南建设了宣威、弥勒、东川三个黄磷生产点，并形成一定矿石和电力配套能力，公司拥有的磷矿资源储量达到1.5亿吨。②泸天化(000912):四川化工控股集团已经获得了四川马边的磷矿资源，未来将进入磷肥领域。③云天化(600096):④湖北宜化(000422):拥有高品质磷矿3亿余吨。⑤兴发集团(600141)：国内最大的磷化工企业之一。公司是国内最大的磷化工企业之一，目前拥有1.3亿吨磷矿石储量，磷矿石年产能为150万吨。⑥马龙产业(600792):公司位于我国黄磷主要产区，为世界上规模最大的黄磷制造商之一。⑦宏达股份(600331)：我国已经获得国家准入的45家黄磷生产企业：1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344湖北 湖北兴发化工集团股份有限公司湖北 神农架武山矿业有限责任公司湖北 保康楚烽化工有限责任公司湖北 襄樊巨力化工实业有限公司湖北 湖北尧治河化工股份有限公司湖北 宜昌楚原化工有限责任公司湖北 宜昌亚泰化工有限公司湖北 丹江口市神龙化工有限责任公司湖北 湖北丹江口市生亿磷化工有限公司四川 绵阳启明星磷化工有限公司四川 四川省川投化学工业集团有限公司四川 攀枝花市天亿化工有限公司贵州 贵州省瓮安县瓮福黄磷有限公司贵州 贵州省瓮安磷矿贵州I 施秉县成功磷化有限公司瓮安县分公司贵州 贵州福泉华鑫化工有限责任公司贵州 黔南州资营磷业有限责任公司贵州施秉县成功磷化有限公司贵州 贵州省开阳安达磷化工有限公司贵州 贵州黔能天和磷业有限公司贵州 贵州核工业新原实业有限责任公司贵州 盘县恒达磷化有限公司贵州 瓮安县龙马磷业有限公司云南 马龙产业集团昆明马龙化工有限公司云南 嵩明南西磷化工有限公司云南 嵩明天南磷化工有限责任公司云南 云南马龙产业集团股份有限公司安宁分公司云南 云南南磷集团寻甸磷电有限公司云南 云南华宁汇鑫磷化工有限公司云南 云南澄江盘虎化工有限公司云南 澄江县磷化工华业有限责任公司云南 禄丰县中胜有限公司云南 禄丰江达磷化学有限公司云南云南马龙云华磷化工有限公司云南云南马龙产业华宁磷化工公司云南 云南宣威磷电有限责任公司云南 罗平县暨广顺工贸有限责任公司云南 中轻依兰（集团）有限公司马龙分公司云南 云南弥勒县磷电化工有限责任公司云南 陆良县五星化工有限责任公司云南 河口金成化工有限公司云南 云南省河口磷酸盐厂云南 昆明润鑫磷业有限公司云南 云南晋宁黄磷有限公司

45云南师宗县富盛磷电有限公司45云南师宗县富盛磷电有限公司3、黄磷的生产工艺：目前国内外黄磷企业生产黄磷的方法均为电热法。电炉法生产黄磷时，原料磷矿石、硅石、焦碳被按比例混合，在电炉内，使磷矿石中的磷元素被还原成单质磷，焦碳在此反应过程中则被氧化为一氧化碳。反应产生的一氧化碳裹带着气态的单质磷、灰份以及少量水蒸气一起从电炉中逸出，经冷凝塔用喷淋水洗涤降温，使气相的单质磷冷凝为液态并与大部分粉尘一起，随喷淋水进入磷回收系统。其余气体从冷凝塔出来形成磷炉尾气。黄磷生产的主要设备为黄磷电炉，是一种高耗能设备，近年来，中国黄磷工业随着行业内、外的科技进步，单台黄磷电炉的生产能力逐步增大，国产单台电炉最大产能达到10000t/a，这一规模电炉的总产能为46万t/a，占中国黄磷总产能的24.0%。若扣除从国外引进的3台单台电炉产能3万t/a（合计9万t/a），则单台电炉I>5000t/a总产能合计为134.6万t/a，其中单台电炉10000t/a产能占34.2%，即1/3以上的电炉为10000t/a，不足2/3的单台电炉产能处于5000〜10000t/a。三、黄磷尾气发电的可行性分析:

1、黄磷尾气的特性：黄磷在生产中要产生大量的高含CO的尾气，每生产一吨黄磷，就要副产2500〜3000m3尾气，尾气中CO的含量一般都在80%以上，而目前在这些企业中80%以上的尾气都是直接排入大气中，造成了很大的能源、资源的浪费和严重的环境污染。多年来一直没有较好的得到利用的原因有两个：一是过去所用制磷电炉单台产能小，黄磷企业规模小；二是由于尾气中含有较多的杂质（硫、磷、碑，氟等），这些杂质（尤其是磷）因无成熟深度净化技术净化，导致黄磷尾气长期无法全部利用。黄磷尾气是一种优质的气体燃料（所含热值约为10659kJ/Nm3）。相比发生炉煤气（空气煤气热值4500kJ/Nm3、混合煤气热值5500〜6000kJ/Nm3、水煤气热值10450kJ/Nm3），其热值远高于空气煤气和混合煤气，相当于水煤气和富氧煤气。以下为正常情况下，黄磷尾气的组成表。黄磷尾气的组份表其他气体含序尾号组分1CO2其他气体含序尾号组分1CO2O285%〜4.1P2，PH31〜395%0.1%〜4.2H2S，有机0.6〜3.0

0.5%CO2 0.5%CO2 2%〜4%其它气2%〜5%体硫HF 0・4〜0・50.07—As0.08I三」|==|2、黄磷尾气的利用情况：截止2010年，国内有黄磷生产企业140多家，产能已达180万t/a。近年来，我国黄磷产量基本保持在每年80〜100万吨左右，对应副产黄磷尾气约20〜25亿立方米。目前我国黄磷尾气的综合利用基本上分为两种途径：一是直接利用黄磷尾气的高热值，作为燃料；二是利用黄磷尾气中丰富的一氧化碳含量，净化后作为化工原料合成多种化工产品。I三」|==|黄磷尾气作为化工原料羰基合成甲醇、碳酸二甲酯等碳一化工产品，尽管市场前景可观，但由于黄磷尾气中有害杂质种类较多，净化分离难度大，目前技术尚不能满足大规模工业化生产要求。2003年昆明理工大学和云南江磷集团合作，建成一套利用黄磷尾气合成碳酸二甲酯的中试装置，设计规模500t/年碳酸二甲酯，使用净化后的黄磷尾气50m3/h。装置建成后，产品质量波动较大，目前该中试装置已经停运。而利用黄磷尾气合成甲醇、甲酸甲酯等其他碳一化工

产品则还基本处于实验室研究阶段，缺乏工程化经验，大规模推广尚需时日。黄磷尾气作为碳一化工合成原料使用，对其中磷、硫杂质的含量要求极为苛刻。以甲醇合成为例，入口原料气中H2S、PH3、AsH3三种主要杂质平均总质量浓度要求＜1mg/m3（气相色谱法）。否则会造成铁铬系变换催化剂和铜基合成催化剂迅速失活而严重影响使用寿命。liiJliiJ1¥1=1近年来，利用黄磷尾气合成甲酸钠再生产甲酸的工艺路线，因其对黄磷尾气净化要求不高，且可联产多种磷酸钠盐产品，而得到长足发展，是现阶段最为热门的黄磷尾气综合利用途径。该技术1997年由原贵州磷酸盐厂提出专利申请，并获得通过。2006年，川东化工厂通过收购贵州磷酸盐厂，取得此项技术专利权，大规模投入生产并获得较好的经济效益。该企业依靠此项专利技术，仅2008年就完成工业总产值8.8亿元，实现销售收入8.5亿元，利税超过1亿元。由于利用黄磷尾气合成甲酸钠生产甲酸的技术门槛较低，已有多家企业投资建设该类装置。目前除重庆川东化工集团有限公司外，绵阳启明星磷化工有限公司也采用同类技术，建成了4万吨甲酸及其配套装里。贵州青利集团有限公司已建成7万吨/年甲酸钠装置，云天化集团马龙产业的2万吨/年甲酸钠装置

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IW=1也正在建设，为今后甲酸装置的上马做准备。甲酸是基本有机化工原料之一，广泛用于农药，皮革，纺织，印染，医药和橡胶工业等，还可制取各种溶剂、增塑剂、橡胶凝固剂、动物饲料添加剂及新工艺合成胰岛素等。据国外有关资料报道，1990年世界甲酸消耗量约18万t，1995年达到22万t，2000年世界甲酸消耗量升至40万t，现今已经增长至近50万t/a。2009年我国甲酸产量已达32万吨，已基本垄断全球甲酸市场。预计今后全球甲酸需求量应该不会突破100万吨，面对我国每年12〜15亿立方米的可利用黄磷尾气资源，甲酸及其盐类市场太小了（以每吨甲酸需用黄磷尾气约702m3计，即便全球甲酸均由黄磷尾气生产，也只需7亿立方米）。所以必须寻找其他多种利用途径，才能使我国黄磷生产企业真正达到《黄磷行业准入条件》中90%的尾气利用率的要求。l=Jl=J

IW=1l=jijijJijijJ黄磷尾气作为热源相对而言，技术门槛和投资门槛都不高，目前在我国所有黄磷生产企业，均有应用。其中利用黄磷尾气作为原料干燥的热源气的运用最为普遍，几乎占全部黄磷尾气总量的30%。另外，作为配套磷酸盐装置的热源气，也是目前黄磷尾气最为普遍的应用。少数大型黄磷企业（以马龙产业集团属下3台大型进口黄磷装置为代表）利用尾气烧结粉l=jijijJijijJ项目开发工作律议书矿，制备入炉原料，也有近30年的使用历史。目前国内黄磷生产企业除将黄磷尾气作为原料干燥和配套磷酸盐装置的热源气外，一般也只能作为漂磷热水制备的热源。这部分黄磷尾气一般不需经过严格地净化，是国内黄磷生产企业应用最为普遍的尾气综合利用途径。但这部分黄磷尾气用量只占到可利用量的40〜50%相当一部分的黄磷生产企业尾气未能有效利用，宜接燃烧排放（目前黄磷尾气利用率不足10%），仅此每年由尾气排放的CO2就达450万〜500万吨，颗粒物0.1万〜0.2万吨、硫化物（以SO2计）为0.4万〜2.7万吨、氟化物（以F计）0.03万〜0.3万吨，由此造成了十分严重的环境污染与资源浪费。如何使放空黄磷尾气得到有效的热能综合利用是目前困扰我国黄磷生产企业节能减排的重大课题。这也为我们开发黄磷尾气发电项目提供了市场空间3、黄磷生产的前景分析：黄磷是个小行业，但又是不可缺少的行业。黄磷是制造磷化物及其衍生物不可替代的原料，是食品级、医药级、电子级磷酸及磷酸盐的重要原料，是军事工业某些产品的基本原料，同时还是化学武器原料（PC1）的原料。黄磷虽属“双高”产品，受到制约，但尚难完全取代。近30a，全球对黄磷的需求量比较稳定，每年大约消费100万t左右，耗电约140亿kW・h，耗焦约200万t。但随着湿法磷酸“分级利用”、“湿热结合”、“湿法磷酸精制产业化”等科技水平的提升，对黄磷的需求量会呈现出逐步减少的趋势，可能会逐步减到60万〜80万t1=11=1/a°20世纪90年代后期，美国、欧洲等发达地区由于能源与环保原因关停了黄磷生产装置，前苏联由于国家解体而关停了多数黄磷生产装置，于是世界黄磷资源出现了“空缺”。中国黄磷行业抓住了这一机遇，使中国黄磷产量在世界黄磷总产量的比重稳定在80%左右。预计这一格局将会维持很长时期。然而，由于国家近期（2008年）出台了限制“双高"产品出口的政策，对中国黄磷及深加工产品出口会带来一些负面影响，可能在短期内上述比重会出现下滑趋势，但总的格局不会产生根本性变化。1=11=1四、黄磷尾气发电开发建议1、把握政策机遇：黄磷生产是高能耗、高物耗、高污染、资源型产业。生产1吨黄磷，需要消耗磷矿石与硅石10吨、焦炭2吨，耗电1.5万kW・h，副产5.5〜7.2吨废渣和3〜5吨废气，此外还有一部分磷泥和废水。由环境保护部科技标准司组织制定的《黄磷工业污染物排放标准》已于2009年2月颁布执行。其中要求黄磷电炉尾气利用率大于90%。《黄磷行业准入条件》自2009年1月1日起正式实施，要求黄磷生产企业的大气污染物排放应达到国家《工业炉窑大气污染物综合排放标准》(GB9078-1996)中“其它炉窑”的排放标准要求；《黄磷工业污染物排放标准》实施后，将按新标准执行。2009年1月1日前批准建设的黄磷炉，单台10000kva以下的一律取缔，单台装置变压器容量在10000kva及以上的，须在原料粉尘回收、能耗、尾气综合利用、泥磷回收、污水处理、安全保障和磷渣综合利用等方面达到准入条件中“现有装置”的有关要求，方可申请准入。2009年以后，不批准小于20000kva黄磷炉建设。目前除了前面所述的45家企业基本具备准入条件外，尚有近70%的企业因为尾气综合利用问题及炉型问题不具备生产条件，为了企业生存，这些企业将下大力气解决炉型改造及尾气综合利用问题，这就是我们的业务机2、充分发挥政府的职能作用：我们从事的行业属于“节能减排降耗”，同时也属于政府的工作范畴。如果能做到和政府部门的配合，我们开展业务将会收到事半功倍的效果。我们和政府的沟通，要以公司经营理念为“敲门砖”，让政府部门认识到和我们的合项目开发工作律议书作能使他们完成本职工