2022年高中化學（大綱版）第三冊 第五單元硫酸工業(yè) 第二節(jié)關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論

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1、2022年高中化學（大綱版）第三冊 第五單元 硫酸工業(yè) 第二節(jié)關于硫酸工業(yè)綜合經(jīng)濟效益的討論 一、xx年我國硫酸需求預測 據(jù)專家估計，xx年我國硫酸產(chǎn)品的需求量就達2776.03萬噸。 我國是一個農(nóng)業(yè)大國，隨著我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展，特別是磷肥產(chǎn)量的不斷增長，硫酸產(chǎn)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(chǎn)品的凈進口量和表觀消費量逐年增加。 目前我國硫酸產(chǎn)品消費構成為：化肥約占72%，化工產(chǎn)品約占10%，輕工產(chǎn)品約占7%，其他約占11%?；适橇蛩嵯M的最大用戶。我國是一個農(nóng)業(yè)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

2、工業(yè)的發(fā)展方向，致使對硫酸產(chǎn)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(chǎn)品在我國發(fā)展很快，1994年我國硫酸的產(chǎn)量為1530.4萬噸，到了1998年我國硫酸產(chǎn)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xx年我國硫酸產(chǎn)量可達2687.5萬噸。 近年來，隨著我國化肥工業(yè)的飛速發(fā)展，硫酸產(chǎn)品的消費量也在不斷遞增，1994年我國硫酸產(chǎn)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(chǎn)量和消費量的平均增長率推算，到

3、xx年我國硫酸產(chǎn)量將滿足不了需求，約有89萬噸的缺口。 目前，我國硫酸工業(yè)與國外比較，存在的主要問題是規(guī)模小、熱利用率不高等。開發(fā)大規(guī)模、低能耗的硫酸生產(chǎn)裝置，前景看好。 二、我國硫酸工業(yè)存在三方面問題 國家化工品質量抽查中發(fā)現(xiàn)，我國硫酸工業(yè)目前主要存在以下三方面問題： 一是產(chǎn)品出廠檢驗不規(guī)范仍然存在。一些小型企業(yè)產(chǎn)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(guī)范，有個別企業(yè)甚至連工業(yè)硫酸(GB534－89)國家標準文本也沒有。 二是國內工業(yè)硫酸已供大于求，但一些企業(yè)仍盲目上馬。國內的部分企業(yè)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(chǎn)規(guī)模。同時受進口化肥、硫酸的

4、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(yè)競相將硫鐵礦制酸改為硫磺制酸。各企業(yè)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(yè)的健康發(fā)展，同時，還使我國硫磺制酸行業(yè)易受國際市場的控制。 三、硫酸工業(yè)面臨兩大挑戰(zhàn) 業(yè)內專家認為，資源利用和技術改進仍是硫酸工業(yè)生存和發(fā)展面臨的兩大挑戰(zhàn)。 硫磺資源有限影響硫酸工業(yè)發(fā)展。近年來 ，各企業(yè)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xx年遠景規(guī)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(jù)估計，屆時我國對硫磺的年進

5、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(jù)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(xiàn)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(yè)的健康發(fā)展，同時也使我國硫磺制酸行業(yè)易受國際市場的控制。 業(yè)內專家認為，為防止國內行業(yè)過分依賴進口資源而再度出現(xiàn)此類現(xiàn)象，進口硫磺的數(shù)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(xù)，并要求現(xiàn)有硫鐵礦

6、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(shù)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(chǎn)量的大部分，近年貴州省發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)與開發(fā)，不僅能為西南地區(qū)的硫酸工業(yè)提供大量質優(yōu)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(yè)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(fā)現(xiàn)有資源，如貴州新礦，同時保護現(xiàn)有礦山的生產(chǎn)能力，使國內在硫資源供應上保持足夠的實力，當然，這

7、需要政策的傾斜和各級主管部門給予經(jīng)濟上的扶持，而且，應利用有色冶煉工業(yè)迅速發(fā)展的有利形勢，發(fā)展煙氣制酸技術，而對于進口原料合理調節(jié)，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(chǎn)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(chǎn)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(chuàng)新改進生產(chǎn)工藝，降低成本，有效利用我國資源優(yōu)勢，盡量減少進口，降低對國際市場的依賴。 硫酸工業(yè)協(xié)會武希彥理事長介紹說，硫酸工業(yè)加強環(huán)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(yè)工作重點。硫鐵礦制酸污染嚴重的原因不僅

8、僅在于工藝，我國現(xiàn)有的硫酸生產(chǎn)廠家近600個，多數(shù)規(guī)模小、布點廣泛，不僅不利于管理，還給周圍環(huán)境造成極大的危害，部分小硫酸廠廢氣、廢水排放超標。據(jù)報道，國內工業(yè)硫酸已供大于求，但一些企業(yè)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(chǎn)規(guī)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(chǎn)致使有些企業(yè)產(chǎn)品出廠檢驗手段不規(guī)范。一方面是企業(yè)面臨嚴峻的治污任務，一方面是有些企業(yè)盲目上馬，如此惡性循環(huán)的原因就是行業(yè)缺乏有序的宏觀調控，大量的資金擱置在生產(chǎn)過剩產(chǎn)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(chuàng)新改進現(xiàn)有工藝，有效利用資源；

9、消滅污染，加強環(huán)境治理。 四、硫磺制酸應在幾方面加大研究和開發(fā)力度 專家認為，雖然我國硫磺制酸近幾年得到較大發(fā)展，但與國外比還有較大差距，為了加快我國硫磺制酸的發(fā)展，應在以下幾方面加大研究和開發(fā)力度： 1.裝置大型化。據(jù)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(guī)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(fā)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。

10、 3.綜合利用余熱資源。應充分利用硫磺制酸過程中產(chǎn)生的大量高、中、低溫余熱。高、中溫余熱可用于產(chǎn)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(wěn)定，容易實現(xiàn)微機自動控制。目前國內現(xiàn)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

11、磺制酸裝置時，應采用微機集散控制系統(tǒng)，提高裝置的自動化水平。 五、研究性課題示例 工業(yè)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(xù)性發(fā)展。選址需選擇在遠離市民生活區(qū)，需選擇在交通發(fā)達、水源豐富的地方，需考慮到環(huán)境保護措施，如尾氣的排放等等因素。 參考答案： 按現(xiàn)代的設計標準，需要建立生態(tài)工業(yè)園區(qū)。所謂生態(tài)工業(yè)園區(qū)，就是依據(jù)循環(huán)經(jīng)濟理論和工業(yè)生態(tài)學原理而設計成的一種新型工業(yè)組織形態(tài)，是生態(tài)工業(yè)的聚集場所。生態(tài)工業(yè)園區(qū)遵從循環(huán)經(jīng)濟的減量化(Reduce)、再使用(Reuse)、再循環(huán)(Recycle)的3R原則，其目標

12、是盡量減少區(qū)域廢物，將園區(qū)內一個工廠或企業(yè)產(chǎn)生的副產(chǎn)品用作另一個工廠的投入或原材料，通過廢物交換循環(huán)利用、清潔生產(chǎn)等手段，最終實現(xiàn)園區(qū)的污染物“零排放”。工業(yè)生態(tài)學將工業(yè)園區(qū)這樣一個人工生態(tài)系統(tǒng)設想為自然生態(tài)系統(tǒng)，也存在著物質、能量和信息的流動與儲存，并通過工業(yè)代謝研究，利用生態(tài)系統(tǒng)整體性原理，將各種原料、產(chǎn)品、副產(chǎn)物乃至所排放的廢物，利用其物理、化學成分間的相互聯(lián)系、相互作用，互為因果的組成一個結構與功能協(xié)調的共生網(wǎng)絡系統(tǒng)。從環(huán)境保護角度來看，生態(tài)工業(yè)園區(qū)才是最具環(huán)保意義和生態(tài)綠色概念的工業(yè)園區(qū)。 生態(tài)工業(yè)園區(qū)與一般的工業(yè)園區(qū)是有本質區(qū)別的，其園區(qū)內企業(yè)之間的關系更為復雜，并且生態(tài)工業(yè)園區(qū)

13、的建立要比一般的工業(yè)園區(qū)困難得多。在生態(tài)工業(yè)園區(qū)中，由于一個企業(yè)產(chǎn)生的“廢物”或副產(chǎn)品是另一個企業(yè)的“營養(yǎng)物”，園區(qū)內彼此靠近的工業(yè)企業(yè)或公司就形成一個相互依存、類似于自然生態(tài)食物鏈過程的“工業(yè)生態(tài)系統(tǒng)”。我們通常用“工業(yè)共生”“要素耦合”和“工業(yè)生態(tài)鏈”等概念來表征這種工業(yè)企業(yè)之間的關系。 生態(tài)工業(yè)園區(qū)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(qū)是對現(xiàn)已存在的工業(yè)企業(yè)通過適當?shù)募夹g改造，在區(qū)域內成員間建立起廢物和能量的交換關系；全新型園區(qū)是在園區(qū)良好規(guī)劃和設計的基礎上，從無到有地進行開發(fā)建設，使得企業(yè)間可以進行廢物、廢熱等的交換；虛擬型園區(qū)不嚴格要求其成員在同一地區(qū)，它是利用現(xiàn)

14、代信息技術，通過園區(qū)信息系統(tǒng)，首先在計算機上建立成員間的物、能交換聯(lián)系，然后再在現(xiàn)實中加以實施，這樣園區(qū)內企業(yè)可以和園區(qū)外企業(yè)發(fā)生聯(lián)系。虛擬型園區(qū)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(qū)系統(tǒng)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(yè)園區(qū)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(fā)展精細化工的有利條件。該園區(qū)現(xiàn)已有幾十家化工企業(yè)入駐發(fā)展，并已成為當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展支柱，但由于化工企業(yè)易造成環(huán)境污染，使得園區(qū)保持水體清潔的任務十分艱巨。該園區(qū)在建設規(guī)劃過程中，著重從以下幾個方面入手： ①

15、產(chǎn)品規(guī)劃和物質集成：通過對園區(qū)的產(chǎn)品和企業(yè)現(xiàn)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(qū)發(fā)展的優(yōu)勢產(chǎn)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(huán)3個不同層次上的物質集成方案；最后對園區(qū)企業(yè)區(qū)劃進行了探討。 ②廢水集成：在對園區(qū)企業(yè)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(yè)內部、企業(yè)間及園區(qū)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(qū)的廢水系統(tǒng)和園區(qū)整體水環(huán)境；提出了包括加強對企業(yè)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(yè)的用水、排

16、水行為進行調節(jié)。 ③信息系統(tǒng)建設：該系統(tǒng)包括入園企業(yè)評價系統(tǒng)和生態(tài)工業(yè)園區(qū)管理信息系統(tǒng)。前者能夠科學評價企業(yè)發(fā)展前景、經(jīng)濟效益、環(huán)境效益以及入園后對園區(qū)貢獻等多方面因素，為園區(qū)的招商管理和決策提供依據(jù)；后者將推動園區(qū)的高效管理，并為企業(yè)和園區(qū)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?shù)乩先?，查閱當?shù)氐牡胤街?，看我國近年來隨著工業(yè)的發(fā)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(qū)和大氣污染影響較小的地區(qū)，居民醫(yī)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?shù)啬男┕S的廢氣排放有關？