【正文】 ? 廢塑料、廢橡膠粉噴入高爐煉鐵 減少焦碳用量 廢物處理、防止二 口 惡 口 英排放 2. 通過(guò)優(yōu)化工藝路線 氣流床煤氣 焦?fàn)t氣： CO % H2 % CO2 % CH4 % 低熱值煤氣 替代 甲醇合成氣 H2/CO=2 Texaco Shell CO % % H2 % % CO2 % % CH4 % % 方案 1 240萬(wàn)噸 /年 煉焦 副產(chǎn) 24 萬(wàn)噸 /年甲醇 /年 甲醇 /年 化工產(chǎn)品 102萬(wàn)噸 /年原料煤制氣 方案 2 240萬(wàn)噸 /年 煉焦 102萬(wàn)噸 /年原料煤制氣 雙氣頭合成 甲醇 100萬(wàn) ~110萬(wàn) t/年化工產(chǎn)品 煤合成氣的化學(xué)轉(zhuǎn)化 丙烯 乙烯 1 2 3 4 5 8 10 15 16 20 22 過(guò)程 能耗 二 甲 醚 甲醇 合成 煤制油 C22重柴油 乙烯 丙烯 汽油 C8 石腦油 C5~7 柴油 C16 能耗差 能耗差 FT合成油 20CO+41H2→C 20H42+20H2O 粗柴油：水 =282： 360=： 1 即生產(chǎn) ，副產(chǎn) 1噸水（ T=250℃ ） 二甲醚合成 2CO+4H2→CH 3OCH3+H2O 二甲醚：水 =46： 18=： 1 即生產(chǎn) ，副產(chǎn) 1噸水 3. 通過(guò)優(yōu)化替代產(chǎn)品 ? 用柴油替代汽油 ? 用二甲醚替代柴油 ? 采用氯化聚乙烯、氯化聚丙烯、聚偏氯乙烯 各種目標(biāo)產(chǎn)物的 CO2排放量 ? 煤制油 CO2/噸合成油 ? 煤制甲醇 CO2/噸甲醇 ? 煤制二甲醚 CO2/噸二甲醚 乙烯 ? 煤 → 甲醇 → 噸 CO2/噸乙、丙烯 丙烯 ? 煤 → 電石 → 乙炔 CO2/噸乙炔 ? 煤 → 氯乙烯 CO2/噸氯乙烯 。 現(xiàn)代能源利用率低 照明： 白熾燈照明能源利用率（從煤含化學(xué)能算起） ~3% 熒光燈照明能源利用率 大數(shù)倍 半導(dǎo)體照明能源利用率 大數(shù)十倍 汽車(chē)： 從汽油燃燒到車(chē)輪 能量利用率 13% 車(chē)輪有效利用率（除與地面摩擦） 50% 用于加速車(chē)身能耗占 95% 用于加速乘客能耗占 5% 總有效利用率 ~% 我國(guó)工業(yè)能耗與國(guó)際領(lǐng)先水平對(duì)比 項(xiàng)目 我國(guó)平均水平（標(biāo)煤） 國(guó)際領(lǐng)先水平（標(biāo)煤） 火電煤耗 379 g/kw?h 312 g/kw?h 大中鋼廠 可比能耗 705 g/t鋼 610 g/t鋼 水泥綜合能耗 157g/t水泥 原油加工 112kg/t原油 73kg/t 乙烯加工 1004 kg/t乙烯 629kg/t 大型合成氨 1200kg/t合成氨 970kg/t 平均約高 30%左右。 ? 2022年黑色冶金消耗 % ? 化工行業(yè)能耗 10%（ 6行業(yè)） ? 石油石化行業(yè)能耗 % ? 水泥石化行業(yè)能耗 % Σ 40% 2022年鋼鐵行業(yè)排 CO2量 ，占全國(guó) % 化工行業(yè)排 CO2量 ，占全國(guó) %（ 6行業(yè)） 石化行業(yè)排 CO2量 ，占全國(guó) % 水泥行業(yè)排 CO2量 （化石燃料）占全國(guó) % （ CaCO3分解），占 % Σ 占 % 四行業(yè)共排 CO2量 全國(guó)溫室氣體排放總量 61億噸（ 2022年） 其中 CO2量 ，占全球 %（ IEA） 1994年到 2022年均增 4%。 ? 達(dá)到節(jié)約能源和保護(hù)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展目的。 魯北生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)硫代謝網(wǎng)絡(luò) 低碳經(jīng)濟(jì)是指： ? 低能耗、低污染為基礎(chǔ)的生態(tài)經(jīng)濟(jì) ? 開(kāi)發(fā)在生產(chǎn)、使用和廢棄全過(guò)程的低 CO2排放產(chǎn)品和工程技術(shù)。 ? 資金投入有效性方案比較，資金流分析優(yōu)化 ? 現(xiàn)有園區(qū)的局限性鏈接技術(shù)研究開(kāi)發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。 ? 污染物流分析生成、轉(zhuǎn)化和消納。 生物質(zhì)能源 淀粉 葡萄糖 氨基酸 抗生素 有機(jī)酸 甘油 1,3丙二醇 纖維素 半纖維素 酒精（燃料乙醇） 木質(zhì)素 木糖 丁二醇 木糖醇 …… 甲乙酮 燃料分散劑 香蘭素 水泥緩凝劑 …… 脂肪酸 脂肪醇 單（雙）甘酯 甘油 dd油 VE 甾醇 生物柴油 陽(yáng)光 淀粉質(zhì) 纖維質(zhì) 油脂 蛋白質(zhì) …… ——實(shí)現(xiàn)碳元素循環(huán)代謝 煤 石油 燃燒 二氧化碳 光合作用 淀粉 油 纖維素 為開(kāi)車(chē) 發(fā)電 提供能量 太陽(yáng)光 發(fā)酵等 酒精 生物質(zhì)油 —生物質(zhì)能源 —CO2的循環(huán)利用 以纖維質(zhì)、木質(zhì)素為原料（全球約 1011t/a生產(chǎn)量）： （ 1）超短接觸熱裂解： T=400℃ ,80%為液相產(chǎn)物 t=, 粗生物質(zhì)油易自聚 （ 2）水熱法裂解： Shell. Co. HTUprocess T=250℃ ,重油產(chǎn)率為 45～ 55% P=3～ 10MPa，重油熱值 25～ 30MJ/kg （ 3）生物發(fā)酵法：生產(chǎn)乙酰丙酸為平臺(tái)化合物 以植物油、動(dòng)物油脂為原料 （ 1）熱解法 （ 2）酯交換法：法國(guó)產(chǎn)量為 35萬(wàn)噸 /年，可副產(chǎn)甘油 （ 3） 【 原料為：廢食用油、菜籽油、棉籽油、微藻（含油 40～ 60％） 】 （ 4）清潔燃料：燃燒時(shí)煙塵下降 80％，SOx 下降 100％， CO下降 50％ ——生物質(zhì)能源 ——CO2的循環(huán)利用 V. 系統(tǒng)綜合原則 ——物質(zhì)生產(chǎn)中的產(chǎn)品共生 磷礦石 焦炭 電爐煉磷 CO CO+H2 二甲醚 H2O 石英石 SiO2 礦渣 微晶玻璃磚 CO2 乙烯 水泥添加 黃磷 工業(yè)生物群落互利共生 (工業(yè)的生物學(xué)的社區(qū) ) 冶 金 工業(yè) 化 學(xué) 工業(yè) 能 源工業(yè) 組 合體熔池法煉鐵 鐵礦石 煤 2H2+CO 發(fā)電廠聯(lián)合循環(huán)發(fā)電 甲醇 二甲醚 H2源，燃料電池 鐵水 建材廠 乙烯 爐渣 焦?fàn)t煤氣，H270% 轉(zhuǎn)爐煤氣CO 80% 高轉(zhuǎn)化率漿態(tài)床反應(yīng)器 熔池法煉鐵裝置模型 污染源頭治理和全生命周期清潔產(chǎn)品原則 ——“清潔生產(chǎn) ” 概念演化 ? 第一層次 污染治理，達(dá)標(biāo)排放 ? 第二層次 循環(huán)利用，微排放、零排放 ? 第三層次 “源頭”治理，清潔工藝代替污染工藝 ? 第四層次 “生態(tài)化工”，化學(xué)品全“生命周期”，即“誕生”到“消亡”的全過(guò)程與自然生態(tài)循環(huán)相協(xié)調(diào) ? 第五層次 生態(tài)工業(yè)園區(qū)建立，從非單一化學(xué)品生產(chǎn)著眼，地區(qū)內(nèi)多種化學(xué)品生產(chǎn)過(guò)程之間耦合與自然生態(tài)的協(xié)調(diào)，這個(gè)廠的廢物－ 另一個(gè)廠的原料 VI、物流，能流，信息流區(qū)域集成的優(yōu)化原則 －生態(tài)工業(yè)園區(qū) (EcoIndustrial Park) ? 發(fā)展現(xiàn)狀 ? 丹麥的 Kalundb工業(yè)園區(qū)（ 7090年代） ? 美國(guó)的 PCSD支持下的四個(gè) EIP示范園區(qū) (1994)（ Baltimore Marland Virginia等地） ? 法國(guó)的 PALME計(jì)劃（ 1995） ? 加拿大對(duì)現(xiàn)有工業(yè)園區(qū)的改造（ 90年代末） ? 日本川崎零排放工業(yè)園（ 2022） ? 一些發(fā)展中國(guó)家的 EIP建設(shè)計(jì)劃 ? 我國(guó)在太原、棗莊、衢州的實(shí)驗(yàn)研究 ?生態(tài)工業(yè)園區(qū)分類(lèi) 老區(qū)改造型、主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)型、全新規(guī)劃型、虛擬型 VI. 區(qū)域集成優(yōu)化原則 生態(tài)工業(yè)園區(qū) （ ECO－ industrial Park） C y e m i l a硫 酸 廠S t a t u i l煉 油 廠G y p r o c石 膏 材 料 廠A s u a e s v a e r k e t熱 力 發(fā) 電 廠溫 室 農(nóng) 業(yè)遠(yuǎn) 距 離 居 民供 暖魚(yú) 類(lèi) 養(yǎng) 殖 廠水 泥 廠N o v o － N o r d i s k 生物 工 程 公 司 （ 工業(yè) 酶 ， 胰 島 素 ）T i s s o湖 水沉 淀 物 加 工肥 料 廠硫水水水渣蒸汽燃?xì)饫鋮s水廢水余 熱余 熱灰蒸汽燃 氣石 膏Kalundb EIP組成 Kalundb EIP效果 ?減少資源消耗： 石油： 45， 000噸 /年 煤： 15， 000噸 /年 水： 600， 000 m3 /年 ?減少污染： CO2排放： 175， 000噸 /年 SO2排放： 10， 000噸 /年 ?廢物再利用： 爐灰： 130， 000噸 /年 硫： 4， 500噸 /年 石膏： 90， 000噸 /年 氮： 1， 440噸 /年 磷： 600噸 /年 生態(tài)工業(yè)園區(qū) ——優(yōu)越性分析 ? 物流，能流，信息流的總體優(yōu)化利用 ? 發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)鏈的缺陷，定位粘合技術(shù) ? 新工藝和裝置的開(kāi)發(fā)方向 ? 多產(chǎn)業(yè)綜合的可持續(xù)發(fā)展，－－循環(huán)經(jīng)濟(jì)軟科學(xué) 生態(tài)工業(yè)園區(qū) ——局限性分析 ?資源利用的柔性較差 ?產(chǎn)，供，銷(xiāo)，未知因素多 ?先進(jìn)工藝技術(shù)使用阻力增加 ?在管理，投資，組織等方面的局 限 生態(tài)工業(yè)園區(qū) —局限性舉例 Kalundb工業(yè)園區(qū)的問(wèn)題舉例 ? Asnaesvaerket電熱廠燒掉 450萬(wàn)噸煤 /年 ～ 40％轉(zhuǎn)化為電能，其余大部分轉(zhuǎn)化為蒸汽 ? 蒸汽消耗 ——Statiol煉油廠消耗 14萬(wàn)噸 /年（占 ％） ——住宅取暖消耗 /年（占 ％） ——Novo Nordisk生物公司消耗 /年 （占 ％） ? Gyproc石膏材料公司用天然石膏與電熱廠副產(chǎn)石膏， 成分不一致 生態(tài)產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)內(nèi)涵 ? 物流分析，重要化學(xué)元素工業(yè)代謝分析、互利共生分析、物流的重復(fù)利用率和循環(huán)利用率分析。 junkRefinery) 生物煉制 （ BioRefinery) 逆煉制 (ReverseRefinery) 銅礦石 鐵礦石 原油 天然氣 煤 礦渣 ... 廢塑料、輪胎 廢紙、廢水 廢金屬 銅、鐵 秸稈 /林業(yè)廢棄物 畜禽糞便等有機(jī)廢棄物 邊際性土地種植能源植物 常規(guī)及非常規(guī)作物、淀粉、油脂、蛋白質(zhì)等 CO H2O等低化學(xué)物質(zhì)通過(guò)能量注入進(jìn)