資源簡介

（A27）2011-2012高中化學大綱版、第三冊、、第5章、第2節、關于硫酸工業綜合經濟效益的討論（備課資料）
●備課資料
一、2005年我國硫酸需求預測
據專家估計，2005年我國硫酸產品的需求量就達2776.03萬噸。
我國是一個農業大國，隨著我國農業的發展，特別是磷肥產量的不斷增長，硫酸產品的需求量也在不斷地增長，90年代以前，雖然表觀消費量增長較快，但進口量很小。近年來我國硫酸產品的凈進口量和表觀消費量逐年增加。
目前我國硫酸產品消費構成為：化肥約占72%，化工產品約占10%，輕工產品約占7%，其他約占11%。化肥是硫酸消費的最大用戶。我國是一個農業大國，化肥的用量在逐年增長，特別是高效復合型化肥將是今后化肥工業的發展方向，致使對硫酸產品需求量的增長將有較大的促進。
硫酸作為一種無機強酸產品在我國發展很快，1994年我國硫酸的產量為1530.4萬噸，到了1998年我國硫酸產量已達1911.4萬噸，平均每年增長95.25萬噸，平均年增長率為5.8%。預計2005年我國硫酸產量可達2687.5萬噸。
近年來，隨著我國化肥工業的飛速發展，硫酸產品的消費量也在不斷遞增，1994年我國硫酸產品的表觀消費量為1530.5萬噸，到了1998年我國硫酸表觀消費量已達到了1940.6萬噸，平均每年表觀消費量增長102.5萬噸，平均年表觀消費增長率為6.15%。
因此，按近年我國硫酸產量和消費量的平均增長率推算，到2005年我國硫酸產量將滿足不了需求，約有89萬噸的缺口。
目前，我國硫酸工業與國外比較，存在的主要問題是規模小、熱利用率不高等。開發大規模、低能耗的硫酸生產裝置，前景看好。
二、我國硫酸工業存在三方面問題
國家化工品質量抽查中發現，我國硫酸工業目前主要存在以下三方面問題：
一是產品出廠檢驗不規范仍然存在。一些小型企業產品出廠檢驗手段不完善，計量器具校驗不定期，標準溶液標定不規范，有個別企業甚至連工業硫酸(GB534－89)國家標準文本也沒有。
二是國內工業硫酸已供大于求，但一些企業仍盲目上馬。國內的部分企業缺乏必要的市場預測和論證，依舊建設新的裝置和擴大生產規模。同時受進口化肥、硫酸的沖擊，硫酸需求量減少，導致供大于求的局面更趨嚴重。
三是企業競相將硫鐵礦制酸改為硫磺制酸。各企業為了降低成本，紛紛將硫鐵礦制酸改為硫磺制酸，但這勢必直接影響硫鐵礦制酸工業的健康發展，同時，還使我國硫磺制酸行業易受國際市場的控制。
三、硫酸工業面臨兩大挑戰
業內專家認為，資源利用和技術改進仍是硫酸工業生存和發展面臨的兩大挑戰。
硫磺資源有限影響硫酸工業發展。近年來 ，各企業為了降低成本，競相將硫鐵礦制酸改為硫磺制酸，國際間硫磺需求量的短缺也促使國內硫磺制酸裝置紛紛上馬。按2010年遠景規劃，我國將在云南和貴州興建兩個大型磷肥基地，自然增大了國內市場對硫酸的需求量。據估計，屆時我國對硫磺的年進口將達4萬萬噸，我國也將成為世界最大的硫磺進口國，同時面對的風險也相應增大。國內大部分硫磺制酸裝置以進口硫磺為原料，影響硫磺市場價格的因素不僅是世界硫磺的供需平衡，還包括國內商家對硫磺資源的需求，據估計，隨我國硫磺進口量的不斷增長，至2000年底之前，全球硫磺供求關系將呈現新局面，甚至在年初硫磺價格就會開始上漲。大量進口硫磺制酸勢必影響硫鐵礦制酸工業的健康發展，同時也使我國硫磺制酸行業易受國際市場的控制。
業內專家認為，為防止國內行業過分依賴進口資源而再度出現此類現象，進口硫磺的數量必須適度控制，力求使世界過剩量維持足夠水平，防止硫磺價格的上漲，我國已嚴格了硫磺進口審批手續，并要求現有硫鐵礦制酸裝置要審慎，嚴禁輕易將硫鐵礦制酸改為硫磺制酸，力求每年必須進口的硫磺數量保持較低水平，便于應對國際市場的變化。我國硫鐵礦制酸仍占硫酸產量的大部分，近年貴州省發現的儲量逾百億噸的特大型硫鐵礦，該礦具有礦質好、易開采、成本低的特點，顯然，這一新礦的發現與開發，不僅能為西南地區的硫酸工業提供大量質優價廉的原料，同時，隨我國加工外油能力的增大，石油中可回收大量硫酸，也為我國硫資源供應開辟了令人樂觀的前景。為使硫酸行業具備回避進口、減少國際市場沖擊的能力，我國應合理調整資源利用結構，立足于本國資源，加速開發現有資源，如貴州新礦，同時保護現有礦山的生產能力，使國內在硫資源供應上保持足夠的實力，當然，這需要政策的傾斜和各級主管部門給予經濟上的扶持，而且，應利用有色冶煉工業迅速發展的有利形勢，發展煙氣制酸技術，而對于進口原料合理調節，價廉多進、價高少進，既可以充分利用，又不能過分依賴。
硫酸生產污染嚴重。相比而言，以硫磺為原料則可使凈化污水中不含砷、氟重金屬等雜質，易達到排放標準。但硫鐵礦制酸畢竟是我國硫酸生產的重頭戲，我國必須對硫鐵礦制酸加大科技投入，依托科技創新改進生產工藝，降低成本，有效利用我國資源優勢，盡量減少進口，降低對國際市場的依賴。
硫酸工業協會武希彥理事長介紹說，硫酸工業加強環境污染的治理，嚴格評價硫鐵礦制酸工藝，控制污物排放量也是行業工作重點。硫鐵礦制酸污染嚴重的原因不僅僅在于工藝，我國現有的硫酸生產廠家近600個，多數規模小、布點廣泛，不僅不利于管理，還給周圍環境造成極大的危害，部分小硫酸廠廢氣、廢水排放超標。據報道，國內工業硫酸已供大于求，但一些企業對市場缺乏必要的預測和論證，只顧及眼前利益，依舊建設新裝置和擴大生產規模，同時受進口化肥、硫酸的沖擊，供大于求的局面日趨嚴重。各自為政、混亂生產致使有些企業產品出廠檢驗手段不規范。一方面是企業面臨嚴峻的治污任務，一方面是有些企業盲目上馬，如此惡性循環的原因就是行業缺乏有序的宏觀調控，大量的資金擱置在生產過剩產品的工藝上，與其如此，莫不如增加技術改造的投入，通過大型化、集約化和科技創新改進現有工藝，有效利用資源；消滅污染，加強環境治理。
四、硫磺制酸應在幾方面加大研究和開發力度
專家認為，雖然我國硫磺制酸近幾年得到較大發展，但與國外比還有較大差距，為了加快我國硫磺制酸的發展，應在以下幾方面加大研究和開發力度：
1.裝置大型化。據資料介紹，硫磺制酸裝置能力在1200 t/d以上時，國外硫磺制酸裝置最大規模已達3000 t/d，大部分裝置在1000 t/d以上，因此我們應著手開發1000 t/d以上的大型硫磺制酸裝置。
2.采用先進的技術工藝。兩轉兩吸流程在工藝、設備上已日趨成熟，新建裝置應盡量采用兩轉兩吸流程，同時應選用高活性、低燃點的新型釩催化劑，從而提高轉化率，降低能耗和減少二氧化硫排放。
3.綜合利用余熱資源。應充分利用硫磺制酸過程中產生的大量高、中、低溫余熱。高、中溫余熱可用于產生中壓或次高壓蒸氣，低溫余熱可利用HRS裝置回收低壓蒸氣。
4.消化吸收引進的國外先進設備。我國新建或改建硫酸裝置中從國外引進了許多先進裝置，如上海硫酸廠15萬噸/年硫磺制酸裝置引進了美國TECHNOTHERM公司制造的火管鍋、日本的硫磺泵和硫磺噴槍等。這些設備使用壽命長，性能好，國內廠家應積極消化吸收其制造技術，提高我國硫磺制酸裝置總體水平。
5.提高裝置自動化水平。硫磺制酸流程簡單，操作簡便，工藝穩定，容易實現微機自動控制。目前國內現有硫磺制酸裝置與國際先進水平相比有很大差距，在新建或改建硫磺制酸裝置時，應采用微機集散控制系統，提高裝置的自動化水平。
五、研究性課題示例
工業設計：化工廠的選址以及工藝流程的設計。
研究建議：諸如硫酸廠、硝酸廠等化工廠的選址直接關系到人們的生活、工廠的持續性發展。選址需選擇在遠離市民生活區，需選擇在交通發達、水源豐富的地方，需考慮到環境保護措施，如尾氣的排放等等因素。
參考答案：
按現代的設計標準，需要建立生態工業園區。所謂生態工業園區，就是依據循環經濟理論和工業生態學原理而設計成的一種新型工業組織形態，是生態工業的聚集場所。生態工業園區遵從循環經濟的減量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循環(Recycle)的3R原則，其目標是盡量減少區域廢物，將園區內一個工廠或企業產生的副產品用作另一個工廠的投入或原材料，通過廢物交換循環利用、清潔生產等手段，最終實現園區的污染物“零排放”。工業生態學將工業園區這樣一個人工生態系統設想為自然生態系統，也存在著物質、能量和信息的流動與儲存，并通過工業代謝研究，利用生態系統整體性原理，將各種原料、產品、副產物乃至所排放的廢物，利用其物理、化學成分間的相互聯系、相互作用，互為因果的組成一個結構與功能協調的共生網絡系統。從環境保護角度來看，生態工業園區才是最具環保意義和生態綠色概念的工業園區。
生態工業園區與一般的工業園區是有本質區別的，其園區內企業之間的關系更為復雜，并且生態工業園區的建立要比一般的工業園區困難得多。在生態工業園區中，由于一個企業產生的“廢物”或副產品是另一個企業的“營養物”，園區內彼此靠近的工業企業或公司就形成一個相互依存、類似于自然生態食物鏈過程的“工業生態系統”。我們通常用“工業共生”“要素耦合”和“工業生態鏈”等概念來表征這種工業企業之間的關系。
生態工業園區大致可分為3種類型，即改造型、全新型和虛擬型。改造型園區是對現已存在的工業企業通過適當的技術改造，在區域內成員間建立起廢物和能量的交換關系；全新型園區是在園區良好規劃和設計的基礎上，從無到有地進行開發建設，使得企業間可以進行廢物、廢熱等的交換；虛擬型園區不嚴格要求其成員在同一地區，它是利用現代信息技術，通過園區信息系統，首先在計算機上建立成員間的物、能交換聯系，然后再在現實中加以實施，這樣園區內企業可以和園區外企業發生聯系。虛擬型園區可以省去一般建園所需的昂貴的購地費用，避免建立復雜的園區系統和進行艱難的工廠遷址工作，具有很大的靈活性，其缺點是可能要承擔較昂貴的運輸費用。
比如，浙江省衢州沈家工業園區位于錢塘江上游，緊臨無機化工原料基地和氟化工基地，易獲得充足的化工原料，具備發展精細化工的有利條件。該園區現已有幾十家化工企業入駐發展，并已成為當地經濟發展支柱，但由于化工企業易造成環境污染，使得園區保持水體清潔的任務十分艱巨。該園區在建設規劃過程中，著重從以下幾個方面入手：
①產品規劃和物質集成：通過對園區的產品和企業現狀的充分分析，綜合考慮集聚性、市場風險性、技術可行性等因素，辨析出適合沈家園區發展的優勢產品集合；在以上工作的基礎上，提出了物質替代和源頭削減、廢物的利用和交換、廢物再循環3個不同層次上的物質集成方案；最后對園區企業區劃進行了探討。
②廢水集成：在對園區企業用水、排水整體情況進行科學分析的基礎上，詳細討論了在企業內部、企業間及園區整體3個不同的空間范圍內擬采用的技術性對策，以有效改善園區的廢水系統和園區整體水環境；提出了包括加強對企業的用水、排污、治污信息進行采集和加工，合理的水資源收費和廢水處理設施使用收費等在內的一系列管理方案，對企業的用水、排水行為進行調節。
③信息系統建設：該系統包括入園企業評價系統和生態工業園區管理信息系統。前者能夠科學評價企業發展前景、經濟效益、環境效益以及入園后對園區貢獻等多方面因素，為園區的招商管理和決策提供依據；后者將推動園區的高效管理，并為企業和園區的互動提供重要途徑。
*研究性課題推薦
課題一
社會調查：酸雨對我國名勝古跡的影響。
研究建議：可選擇一些旅游景點，如敦煌莫高窟、張家界、九寨溝等名勝，走訪當地老人，查閱當地的地方志，看我國近年來隨著工業的發展，酸雨程度的強弱以及采取的措施。
課題二
調查受大氣污染嚴重的地區和大氣污染影響較小的地區，居民醫療費用在總支出中所占的比例，哪些疾病所占的費用比例最大？與當地哪些工廠的廢氣排放有關？

展開更多......

收起↑