碳达峰、碳中和背景下磷化工产业绿色低碳节能减排的研究与探讨 (下)

本文简要介绍了碳达峰、碳中和、碳交易等概念。在碳达峰、碳中和的背景下，概述了当前磷化工湿法和热法2种主要生产工艺存在的瓶颈及现状。鉴于磷化工企业为高耗能企业，温室气体排放量较大，建议对热法制磷用磷矿和水力发电弃水等进行立法，强化磷化工生产操作的规范化和标准化，加强对碳资产、碳中和的管理，以实现在2030年前碳达峰、2060年前碳中和的目标。

本文节选自孙志立，黄平，牛仁杰，李江滔发表于《肥料与健康》2022年第二期的文章《碳达峰、碳中和背景下磷化工产业绿色低碳节能减排的研究与探讨》，更多文章可关注“肥料与健康官网”(www.flyjk.cn)查看。

引用格式：孙志立，黄平，牛仁杰，等碳达峰、碳中和背景下磷化工产业绿色低碳节能减排的研究与探讨[J].肥料与健康,2022，49(2):8-12.

热法制磷工艺节能减排措施与碳中和

黄磷产业近年CO2减排的业绩

改革开放40年来，中国的热法黄磷企业在向生态环境、清洁生产迈进的同时，采用净化后的尾气生产碳一化工产品（甲酸、甲酸钠等）、发电或作为燃料提供热源；黄磷生产过程中的污水通过封闭沉降后，水和污泥经板框压滤、离心分离等工艺处理，含磷污水在系统内循环使用，实现了污水系统全封闭零排放；磷泥回收改变传统落后的转锅、烧酸处理方式，通过全密闭生产工艺连续蒸磷处理，消除了生产过程中的碳排放和二次污染问题；磷渣外售给水泥企业或生产粉，用于生产水泥熟料等建材和用作硅肥。这些措施使黄磷生产装置的生态环境和节能减排得到了进一步改善，黄磷企业积极向清洁生产、绿色低碳转型升级。

热法制磷用矿立法与碳中和

有资料介绍：由于我国磷矿资源日益紧张，适合用于热法黄磷生产的优质磷矿供应趋紧，而大量的粉状磷矿主要用于生产化肥，磷矿增值较低，从某种意义上讲是对磷资源的浪费。还有资料介绍：湿法工艺可以充分利用粉矿磷资源，热法对磷矿的质量要求较高。其实不然，这些都是对湿、热法生产工艺技术用矿要求的一种误解。

热法工艺对磷矿的适应性很强，高低品位的范围很宽，P2O5在20%（质量分数，下同）左右的中低品位磷矿都可以生产黄磷。对于热法制磷，单纯追求高品位磷矿并非唯一指标，还必须看入炉原料的化学组分是否符合热法黄磷生产特殊工艺要求以及经济技术指标的优劣。因此，建议对高品位的磷矿立法，不允许用来生产黄磷。热法制磷只能利用中低品位及其他行业用不了的矿（如垃圾矿），但国家应在产业政策、生产用电等方面给予企业实实在在的鼓励和优惠，这样就可以充分利用水能和矿藏资源，为碳中和做贡献。

水力发电弃水立法与碳中和

2009年，中国政府在哥本哈根气候大会上向国际社会承诺：到2020年单位国内生产总值CO2排放比2005年下降40%～45%。2019年我国提前完成了2020年应达到的目标，CO2排放量已下降48%。然而要实现2030年前CO2排放达峰，未来要更加强化我国的各项政策措施和实际行动。

目前，我国的风电、水电和新能源发展迅速，但风电、水电的利用率有下降趋势，弃风弃水问题仍然明显。水电资源丰富的云、贵、川都存在不同程度的弃水问题，四川省的弃水问题更加突出。国家发改委、能源局多次印发了关于解决弃水弃风弃光问题的实施方案,各省市每年度都出台确保弃水弃风弃光电量和限电比例逐年下降的工作目标，然而这一问题并没有从根本上得到解决。

生产1t黄磷耗电14000kW·h左右，若每年弃水电量高达500亿kW·h，相当于黄磷行业4年生产的用电量，少生产黄磷约3570kt，不利于2030年前的碳达峰。

综上所述，建议政府立法，国家水力发电不能弃水。黄磷生产对国家电网来说是一个很好的“调峰储能”载体，而且热法黄磷生产可减轻产地磷矿外运（生产1t黄磷消耗磷矿10t左右）带来的运输压力，生产工艺路线解决并弥补了湿法产品不能达到的内在质量要求及磷资源综合利用等方面的很多难题，对地方经济的可持续发展起到了极积的助推作用。作为水电行业“调峰储能”的重要载体，黄磷装置开车季节性很强，开车主要集中在丰水期，与电力行业可以实现优势互补。水力发电弃水立法可以起到促进“碳中和”少花钱、多办事、立竿见影的效果，可以将资源的优化配置和CO2减排做到极致，彻底改变多年来云、贵、川等地区水力发电弃水的尴尬局面。

磷化工规范化、标准化与碳中和是永恒的主题

由中国热法制磷自行设计技术到从国外引进生产技术，并将装置安装、操作、运行、管理好的实例工厂不多。黄磷生产管理与操作的确需要经验，因为核心电炉的技术、生产控制还存在着相当多的“奥秘”，有时用基础理论来对照分析可能还解释不清楚。如原始开车试生产中漂砖、炉底烧穿、死炉等事故经常发生，新建装置的筑炉施工、烘炉方案仍然是“百家争鸣、百花齐放”，木柴烘炉、电阻丝烘炉、电极烘炉同时并存。

国家标准《黄磷生产技术规范》（GB/T33321—2016）明确了黄磷生产技术的术语和定义、基本生产要求、设计要求、生产过程控制、生产设备维护和保养、产品品质要求、生产工艺安全、污染物控制，规范了操作要点、工艺指标等技术参数。通过近年的生产实践，证明了该规范的科学性、正确性和可行性，规范总体达到了国内外先进水平，为黄磷行业绿色低碳、循环发展的规范化、标准化生产评价体系提供了指导。

然而，目前的生产工艺控制出现了一些误区，应该引起高度重视和防范。因此，在当前加强“三磷治理”、环保技改中要强调和注意以下两点：

（1）充分认识前端防范的重要性，加强工艺指标和规范生产操作的基础管理，杜绝重治轻防、基础软件缺失的“一味救火”现象，从源头上减少污染物的产生，才能起到事半功倍的效果。

（2）在后端加大环保治理设施投入的同时，杜绝硬件投入的比拼，坚持因地制宜、科学合理、标本兼治的原则。

结语

人类在推进工业化生产的过程中，创造了巨大的精神文明和物质财富，同时也付出了巨大的资源和环境代价。人们越来越感到自然资源并非取之不尽、用之不竭，自然生态环境的承载能力也不是无限的。由于热法工艺对物料、能耗和生产工艺有特殊性要求，我国黄磷生产企业今后仍然只会集中在磷矿与电力资源（特别是水电资源）丰富的云、贵、川、鄂等省。热法制磷生产1t黄磷耗电14000kW·h左右，对于水电行业具有很好的“调峰储能”功能，水力发电弃水立法可以起到“碳中和”少花钱、多办事，彻底改变云、贵、川等省丰水期弃水不发电的尴尬局面。

生态环境是人类赖以生存的基本条件，也是国民经济发展的物质基础，保护和建设好生态环境，绿色低碳，不仅关系着当代经济的腾飞，同时也关系到可持续发展和子孙后代的长远利益。需通过废弃物资源化利用、生态工业链网等的构建，减少生产过程中的原料消耗，严格控制CO2排放总量。磷化工企业均为高耗能企业，温室气体排放量相对较高，必然将纳入全国碳市场，成为重点控排企业。在全国碳市场来临之际，磷化工生产企业应该加强对碳资产、碳中和的管理，评估自身碳排放水平，采用信息化的手段对碳资产进行规划和管理。对2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和的目标，建立资源节约型、技术创新型、环境友好型的磷化工行业绿色工厂评价体系，具有重要的现实和社会意义。

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