肖序，張倩

（中南大學(xué)商學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083）

1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值流分析的意義

中國(guó)化學(xué)工業(yè)已經(jīng)建立了門類比較齊全、具有相當(dāng)規(guī)模、獨(dú)立完整并基本滿足國(guó)內(nèi)需要、部分行業(yè)出口的化學(xué)工業(yè)體系。2010年，我國(guó)化學(xué)工業(yè)產(chǎn)值達(dá)5.23萬億元，按匯率計(jì)算已突破7700億美元，超越美國(guó)（7340億美元），化工經(jīng)濟(jì)總量躍居世界第一。中國(guó)化學(xué)工業(yè)在快速發(fā)展同時(shí)，也面臨著諸多制約行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的因素，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。①資源消耗高、利用率低。我國(guó)是一個(gè)資源生產(chǎn)與消費(fèi)并存的大國(guó)，其儲(chǔ)產(chǎn)比和儲(chǔ)消比大多低于世界平均水平，使之資源儲(chǔ)備量大幅減少，嚴(yán)重影響我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。②能源消耗大，且回收利用率低。我國(guó)在合成氨（天然氣）、燒堿（膈膜法）、電石等幾種規(guī)模較大的化工產(chǎn)品上耗能均為世界先進(jìn)水平的1.2倍。③環(huán)境污染嚴(yán)重，化工行業(yè)廢水排放量居全國(guó)工業(yè)行業(yè)的第二位，氰化物、氨氮類化合物排放量居工業(yè)行業(yè)首位?；ば袠I(yè)尚未完成由傳統(tǒng)的末端治理模式向資源減量化、再利用從源頭上減少廢棄物排放的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變。

作為解決上述問題模式之一的循環(huán)經(jīng)濟(jì)，越來越受到人們的關(guān)注。它將合理利用自然資源和環(huán)境容量、清潔生產(chǎn)和廢物利用結(jié)合起來，以減量化、再利用、資源化為原則，將傳統(tǒng)的 “資源-產(chǎn)品-廢物”的單向線性經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)化為閉環(huán)的“資源-產(chǎn)品-資源再利用”經(jīng)濟(jì)模式，從而達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的雙贏目標(biāo)[1]。要維持經(jīng)濟(jì)可持續(xù)化發(fā)展，企業(yè)應(yīng)將技術(shù)與經(jīng)濟(jì)優(yōu)化相結(jié)合，在形成經(jīng)濟(jì)增加值前提下進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新。然而，目前不少企業(yè)在開展循環(huán)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中卻碰到了“有循環(huán)、無經(jīng)濟(jì)”的現(xiàn)象，其改造的環(huán)境成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于收益，造成財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)加重，嚴(yán)重挫傷企業(yè)積極性。顯然，這需要構(gòu)筑一種物質(zhì)流（技術(shù)性）與價(jià)值流（經(jīng)濟(jì)性）相結(jié)合的核算與管理方法體系，使之能夠滿足企業(yè)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)開展的效果與效益進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)的需要。資源價(jià)值流則是從經(jīng)濟(jì)角度，計(jì)算與評(píng)價(jià)資源在不同生產(chǎn)過程或消費(fèi)鏈條上價(jià)值的形成、增值或?qū)崿F(xiàn)的過程。這里的價(jià)值不僅包括價(jià)格、成本等，還包括對(duì)環(huán)境的損害價(jià)值。這將有別于成本會(huì)計(jì)不單獨(dú)計(jì)算廢棄物的損失，而將其直接計(jì)入產(chǎn)品的成本，進(jìn)而難以反映不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)的資源環(huán)境效率及對(duì)環(huán)境造成的損害，不利于決策者改善經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)過程，提高企業(yè)效率。資源價(jià)值流核算以企業(yè)生產(chǎn)過程中物質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)為基本載體，將不同環(huán)節(jié)的產(chǎn)品和廢棄物的成本分別以貨幣計(jì)量，從而為循環(huán)經(jīng)濟(jì)物質(zhì)流的優(yōu)化提供指導(dǎo)和建議。其主要思路如下。①循環(huán)經(jīng)濟(jì)價(jià)值流遵循物質(zhì)減量化原理，包含對(duì)輸入經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的物量的減少，通過反映資源物質(zhì)的利用率和循環(huán)再利用率的效益狀況來提高生產(chǎn)力，供決策者使用。②在資源成本核算中，將每一環(huán)節(jié)所生產(chǎn)的合格品、廢棄物分別界定為“正制品”、“負(fù)制品”，將所發(fā)生的材料、人工、設(shè)備折舊、能源等直接、間接費(fèi)用加總，然后在正、負(fù)制品間分配，從而將導(dǎo)致資源損失和環(huán)境污染的價(jià)值“可視化”，診斷出循環(huán)經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)改善的環(huán)節(jié)及價(jià)值所在[2]。③資源價(jià)值流分析對(duì)廢棄物數(shù)量的外部環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行了計(jì)量，揭示出外部環(huán)境損害價(jià)值，進(jìn)而將“經(jīng)濟(jì)外部化”的內(nèi)容納入評(píng)價(jià)體系之中[3]。

2 資源價(jià)值流分析的方法體系

資源成本核算有別于傳統(tǒng)會(huì)計(jì)，不但包括以往企業(yè)內(nèi)部的資源消耗和人工費(fèi)用，還將環(huán)境損害換算為價(jià)值形式，綜合比較各個(gè)物量中心的總體成本，據(jù)此找出需要改進(jìn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，達(dá)到對(duì)整個(gè)生產(chǎn)線的成本優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。本文將企業(yè)內(nèi)部資源成本分為材料、能源、系統(tǒng)成本3個(gè)部分，依據(jù)資源有效利用率對(duì)各個(gè)物量中心進(jìn)行成本細(xì)分，并以其作為改進(jìn)空間和方向的參考，實(shí)現(xiàn)投入產(chǎn)出的最大化[4]。

價(jià)值流分析以物質(zhì)流分析和環(huán)境成本會(huì)計(jì)為基礎(chǔ)，采用流量管理模式，通過成本計(jì)算，形成企業(yè)內(nèi)外部的成本價(jià)值流轉(zhuǎn)，便于未參與生產(chǎn)實(shí)踐的管理者和其他外部信息使用者較快找到問題所在，發(fā)現(xiàn)改善企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的契機(jī)。

2.1 內(nèi)部資源成本計(jì)算

內(nèi)部資源成本核算以物質(zhì)流為載體，將某一物量中心新投入三大成本與上一物量中心正制品分?jǐn)偟娜蟪杀痉謩e進(jìn)行匯總，然后以正負(fù)制品占該環(huán)節(jié)產(chǎn)出物數(shù)量的比例對(duì)材料、系統(tǒng)、能源成本進(jìn)行分?jǐn)?，分別得出正、負(fù)制品的三大成本，并將正制品資源成本轉(zhuǎn)入下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行連續(xù)核算。如圖1所示。

2.2 外部損害成本計(jì)算

資源流成本核算另一項(xiàng)重要任務(wù)就是計(jì)算外部損害成本，借助環(huán)境損害影響評(píng)價(jià)方法進(jìn)行測(cè)定，本文選取日本于2005年開發(fā)的LIME法進(jìn)行計(jì)算。LIME將不同種類的環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)所造成的人類健康損害量在共同的斷點(diǎn)匯集并考慮了各端點(diǎn)數(shù)間的重要性，依據(jù)結(jié)合法以及AHP法確定各端點(diǎn)間的重要性清單，計(jì)算特性化系數(shù)和損害系數(shù)，以11個(gè)環(huán)境領(lǐng)域中的1000種環(huán)境物質(zhì)為評(píng)價(jià)對(duì)象，求得單一貨幣化指標(biāo)，如式（1）。

圖1 內(nèi)部成本計(jì)算分配圖

式中，Si為物質(zhì)i的生命周期清單；DFij為物質(zhì)i對(duì)保護(hù)對(duì)象j的損害系數(shù)；WTPj為保護(hù)對(duì)象j的i指標(biāo)單位損害回避意愿支付額。

資源價(jià)值流成本計(jì)算考慮了企業(yè)內(nèi)部資源消耗和外部環(huán)境損害成本，從二元視角進(jìn)行管理決策，不僅為企業(yè)節(jié)約了生產(chǎn)成本，也進(jìn)一步改善了環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。其具體二元模型如圖2所示。其方法體系由資源流轉(zhuǎn)價(jià)值計(jì)算、外部環(huán)境損害評(píng)價(jià)、“資源流內(nèi)部損失-廢棄物外部損害”二維分析3種方法組合而成。資源流轉(zhuǎn)價(jià)值計(jì)算主要依據(jù)企業(yè)物料流動(dòng)按內(nèi)部生產(chǎn)組織計(jì)算、劃分資源有效利用成本（正制品成本）、廢棄物損失價(jià)值（負(fù)制品成本），有助于從經(jīng)濟(jì)角度考察企業(yè)資源利用效率；外部環(huán)境損害評(píng)價(jià)則以廢棄物為對(duì)象，借助環(huán)境損害影響評(píng)價(jià)方法，從其環(huán)境保護(hù)角度評(píng)價(jià)廢棄物的外部損害價(jià)值，有助于企業(yè)排放廢棄物對(duì)外部環(huán)境污染影響的定量分析[5]；“資源流內(nèi)部損失-廢棄物外部損害” 二維分析則從“經(jīng)濟(jì)-環(huán)境”一體化空間，采用平面坐標(biāo)圖方式診斷各內(nèi)部生產(chǎn)組織的現(xiàn)狀定位，確定其資源利用損失與環(huán)境污染的交點(diǎn)，為改善決策、強(qiáng)化生產(chǎn)控制、增加廢棄物資源化環(huán)節(jié)提供詳細(xì)的改進(jìn)方向，并能為改善后的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效果做出評(píng)價(jià)。

3 氨醇聯(lián)產(chǎn)典型企業(yè)的應(yīng)用

基于我國(guó)能源結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀，以煤為原料的合成氨生產(chǎn)仍在國(guó)內(nèi)占有主導(dǎo)地位，并具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力。企業(yè)氨醇聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且栽行〉噬a(chǎn)為基礎(chǔ)發(fā)展而來，其產(chǎn)品以碳酸氫銨和液氨為主，作為低端氮肥產(chǎn)品，其附加值低。隨著化工行業(yè)的發(fā)展，合成氨的生產(chǎn)裝置進(jìn)一步改善，將液氨和生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度的CO2脫碳解吸氣作為原料延伸出尿素產(chǎn)業(yè)鏈，達(dá)到了節(jié)能增產(chǎn)，降低成本的目的?，F(xiàn)以生產(chǎn)100 kt合成氨、聯(lián)產(chǎn)12400 t 99.8%精甲醇為例，其資源成本分析如下。

3.1 物質(zhì)平衡分析

物質(zhì)流分析是價(jià)值流分析的依據(jù)，同時(shí)也是價(jià)值流診斷與評(píng)價(jià)的對(duì)象，基于物質(zhì)流的資源價(jià)值流核算分析，可作為尋找改善物質(zhì)流的重點(diǎn)潛力環(huán)節(jié)的關(guān)鍵依據(jù)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)的完美結(jié)合，物質(zhì)流分析一般表示為質(zhì)量守恒原理，氨醇聯(lián)產(chǎn)的物質(zhì)流圖如圖3。依據(jù)圖 3，可按輸入輸出平衡原理，計(jì)算出相關(guān)物料質(zhì)量如表1所示。

圖2 資源價(jià)值流的二元分析模型

圖3 氨醇聯(lián)產(chǎn)和尿素物質(zhì)流分析圖

由表1所示，氨醇聯(lián)產(chǎn)共有造氣、脫硫、變換和脫碳、甲醇合成、氨合成、尿素合成等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其主要原料為無煙煤、水及氣體，其輸出環(huán)節(jié)產(chǎn)生半水煤氣、碳化氣、解吸氣等中間產(chǎn)物，以及硫磺、碳酸氫銨、液氨、尿素等完全產(chǎn)品。從平衡表上可看出，各個(gè)環(huán)節(jié)上均產(chǎn)生了不同程度的損耗，包括造氣灰渣、廢水、廢氣等，它們不僅浪費(fèi)了寶貴的資源，且給環(huán)境造成了極大的污染。

3.2 資源價(jià)值流核算

3.2.1 企業(yè)內(nèi)部資源價(jià)值流計(jì)算

以上述物質(zhì)流平衡表為基礎(chǔ)，對(duì)合成氨各個(gè)工序投入的資源和能源成本在其產(chǎn)出的正負(fù)制品間進(jìn)行成本分配，就可形成表2所示數(shù)據(jù)。

表2所示，各道生產(chǎn)工序均出現(xiàn)合格品成本與廢棄物損失之分。廢棄物損失較大的有造氣工序、合成氨工序及尿素合成工序。其中造氣工序的廢棄物損失高達(dá)8499萬元，高于其輸出的正制品8012萬元；氨合成工序廢棄物損失高達(dá)15037.4萬元，達(dá)正制品的5倍之多；尿素合成工序廢棄物損失為4172.5萬元，也高于正制品558.6萬元。這些數(shù)據(jù)為工藝的改進(jìn)和優(yōu)化提供了方向。

3.2.2 外部環(huán)境損害成本計(jì)算

我國(guó)合成氨工業(yè)的污染問題較為突出。其主要的污染物有：污水，如含氰污水、含氨污水、含硫污水；廢氣，如含硫化氫氣體、造氣吹風(fēng)氣、一氧化碳?xì)怏w、二氧化碳?xì)怏w；固體廢物，如含煤灰、煤渣、銅液渣。資源價(jià)值流核算區(qū)別于傳統(tǒng)會(huì)計(jì)的重要一點(diǎn)就是將生產(chǎn)活動(dòng)的外部環(huán)境損害成本單獨(dú)計(jì)算并揭示。LIME值法將不同種類的環(huán)境負(fù)荷物質(zhì)所造成的人類健康損害量在共同的端點(diǎn)匯集，依據(jù)結(jié)合法以及AHP法確定各端點(diǎn)間的重要性清單，計(jì)算特性化系數(shù)和損害系數(shù)[6]。通過查閱文獻(xiàn)，得到不同廢棄物的LIME值，以貨幣單位乘以廢棄物的排放數(shù)值，即可得出外部損害價(jià)值，如圖4所示。

由圖4可知，排在外部環(huán)境損害最大的分別為氨合成、造氣、脫硫等生產(chǎn)工序。顯然，它們應(yīng)是降低環(huán)境損害的重點(diǎn)改造之處。

4 循環(huán)經(jīng)濟(jì)開展改善診斷及對(duì)策分析

4.1 循環(huán)經(jīng)濟(jì)診斷

上述價(jià)值流二維匯總計(jì)算如圖5所示。

圖5顯示，造氣、甲醇合成、脫碳等工序的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)值較高，而環(huán)境損害價(jià)值則是氨合成、脫硫與造氣工序。這些工序的可改善分析如下。

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表1 氨醇聯(lián)產(chǎn)物料平衡分析表

圖4 氨醇聯(lián)產(chǎn)外部損害成本匯總圖

圖5 內(nèi)部資源成本-環(huán)境損害成本二維圖

（1）造氣工序 可以從原料投入和能源消耗兩方面降低經(jīng)濟(jì)成本，如采用天然氣、油氣或石腦油代替原本的無煙煤作為原料等。同時(shí)，從環(huán)境損害角度看，它還可以減少廢棄物的排放。造氣工序是合成氨生產(chǎn)中排放廢棄物最多的工段，不同原料路線所排放的“三廢”量有所區(qū)別。從噸氨廢水排放量上看，以油為原料（3～8 t/tNH3）＜以氣為原料（10 t/tNH3）＜以煤礦為原料（18 t/tNH3）；從廢氣排放來看，以天然氣為原料的噸氨污染物最低[7]；從廢渣排放來看，以煤為原料的噸氨廢渣排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于以氣或以油為原料的廢渣排放量，后二者的噸氨排渣量均較低。針對(duì)以上情況，可在工藝上進(jìn)行改進(jìn)，采用目前世界上工藝技術(shù)先進(jìn)且具有競(jìng)爭(zhēng)力的合成氨工藝，如：美國(guó)Brown公司深冷凈化技術(shù)、Kellogg公司的KAPP技術(shù)和KEP技術(shù)、英國(guó)Uhde公司技術(shù)、俄羅斯 GIAP 公司的 Tandem 工藝等，以清潔生產(chǎn)為導(dǎo)向，從源頭上減少污染。產(chǎn)生的污水可使用微渦流處理技術(shù)，可減排污染物 60%～70%。吹風(fēng)氣、造氣爐渣經(jīng)處理后送三廢混燃爐燃燒，鍋爐廢渣外賣作為建材原料。

（2）甲醇合成工序 可采用雙低壓醇氨聯(lián)產(chǎn)工藝。通過低壓聯(lián)醇和低壓氨合成可醇和氨的合成系統(tǒng)壓力，使得設(shè)備的材料等級(jí)及制造難度下降，從而節(jié)省裝置投資費(fèi)用。同時(shí)，由于CO+CO2轉(zhuǎn)化率高，CO+CO2氣體幾乎全部轉(zhuǎn)化為甲醇，銅洗過程再生氣放空量很少，極大提高了氣體的利用率，從而可以降低原料的投入。甲醇和氨都在較低的壓力下合成反應(yīng)，大大降低壓縮機(jī)的功耗，節(jié)約單位產(chǎn)品電耗，噸醇氨產(chǎn)品的電耗降低了約100 kW·h。

（3）變換、脫碳工序 目前我國(guó)70%大、中、小化肥廠均采用熱鉀堿工藝脫碳脫除變換氣中的二氧化碳，因?yàn)槠渚哂须姾牡汀⒌獨(dú)鋼p失少、凈化度和二氧化碳回收率高等優(yōu)點(diǎn)。但該技術(shù)存在綜合能耗高、冷卻水和蒸汽使用量大、操作費(fèi)用較高等缺點(diǎn)。因此可采用改良N-甲基二乙醇胺（MDEA）法和聚乙二醇二甲醚（NHD）法對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)。NHD法是物理吸收法，對(duì)設(shè)備腐蝕較小，對(duì)CO2、H2S等酸性氣體吸收能力強(qiáng)且無毒，有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，運(yùn)行的綜合費(fèi)用較低。MDEA法屬于化學(xué)吸收法，對(duì)N2、H2、CO的回收率略高，電耗較小且不耗冷量。目前我國(guó)氮肥廠所使用的氫氮?dú)鈮嚎s機(jī)采用的脫碳?jí)毫χ挥袃煞N：1.6 MPa和2.7 MPa。當(dāng)脫碳系統(tǒng)壓力在2.7 MPa時(shí)，NHD法略優(yōu)于MDEA法，噸氨可節(jié)約綜合費(fèi)用1～5元；而當(dāng)壓力降為1.6 MPa，MDEA法則表現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)，噸氨可節(jié)約費(fèi)用5～8元。

（4）氨合成工序 產(chǎn)生的蒸汽可使用“熱功聯(lián)產(chǎn)”回收熱量改造技術(shù)，利用特種汽輪機(jī)將各級(jí)蒸汽的壓差能轉(zhuǎn)化為有用功，從而節(jié)約大量用電、降低能耗，充分實(shí)現(xiàn)蒸汽能量的綜合利用。產(chǎn)生的含氨的廢水還可通過生化處理，較為先進(jìn)的方法是膜生物反應(yīng)器，其綜合了膜處理技術(shù)和生物處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，出水質(zhì)量高且污泥少。該工序的循環(huán)水可做消防水和沖洗水，或經(jīng)處理作為脫硫循環(huán)水的補(bǔ)充水，節(jié)約用水量。

（5）脫硫工序 可使用一元凈化器技術(shù)定期對(duì)其循環(huán)水中的雜質(zhì)和S進(jìn)行處理，然后將其作為內(nèi)部循環(huán)利用資源連續(xù)使用不外排，從而達(dá)到節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的目的。

4.2 改善后評(píng)價(jià)

選取造氣、脫碳和甲醇合成工序?yàn)槔?，?duì)改進(jìn)后的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行具體評(píng)估、分析。

4.2.1 造氣工序

圖5可看出，造氣工序的內(nèi)部資源成本和外部從降低資源、能耗和減少廢水、廢渣的排放等方面進(jìn)行改善。

（1）降低資源、能耗 20世紀(jì)70年代以來，針對(duì)我國(guó)富煤的能源結(jié)構(gòu)，合成氨的原料由資源有限的焦炭改為無煙煤，緩解了合成氨原料供給不足的壓力，促進(jìn)了氮肥工業(yè)的快速發(fā)展。但隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，這一技術(shù)遇到了一些困難：①較為豐富的無煙煤集中分布在我國(guó)山西、貴州等省，全國(guó)中小型氮肥廠基本遠(yuǎn)離煤產(chǎn)區(qū)，許多廠家面臨著運(yùn)輸成本高、碎煤率高等問題，從而導(dǎo)致原料成本上升，且尿素產(chǎn)品又實(shí)行限價(jià)，致使很多企業(yè)生產(chǎn)無法為繼；②無煙煤長(zhǎng)途運(yùn)輸致使碎煤率高，即使粘成煤球使用，由于其氣化溫度低，也會(huì)大大降低無煙煤的利用率；③大量排放的吹風(fēng)氣不僅浪費(fèi)了原料也污染了環(huán)境。隨著我國(guó)逐漸對(duì)環(huán)境污染和生態(tài)保護(hù)的關(guān)注，天然氣作為一種清潔的合成氨原料進(jìn)入公眾視野。其只需經(jīng)過兩段即可制得潔凈的原料氣，且流程、設(shè)備簡(jiǎn)單，基建投資較少。就我國(guó)而言，天然氣儲(chǔ)備豐富，總體探明儲(chǔ)量增速維持在每年1%以上，并在未來幾十年出現(xiàn)增長(zhǎng)高峰。隨著我國(guó)西氣東輸、油氣管道工程和配氣網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，天然氣的運(yùn)輸和使用成本必將進(jìn)一步降低，以天然氣為原料的合成氨工藝有巨大市場(chǎng)潛力。因此，本工作將合成氨原料由無煙煤改進(jìn)為天然氣，其主要成分甲烷燃燒后產(chǎn)生的二氧化碳和氮氧化合物僅為煤的50%和20%，產(chǎn)生的污染也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石油和煤，符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)節(jié)能減排的目標(biāo)。

圖6 天然氣替代合成氨資源、能源成本比較

由表1、表2中可得，采用無煙煤合成氨，噸氨耗煤量1320 kg，造氣工序投入原料1538.8元，若改用天然氣合成，噸氨耗用850 m3天然氣，按市價(jià)計(jì)算原料投入為1275元，降低了投入成本263.8元；其次，合成氨總電耗為1497 kW·h，而天然氣則為900 kW·h，節(jié)約成本179.1元，同時(shí)減少了能耗。為了進(jìn)一步降低資源消耗，可采用以換熱式轉(zhuǎn)化工藝為核心的俄羅斯 GIAP 公司的 Tandem 工藝，采用的方法是二段轉(zhuǎn)化爐加入富氧空氣，以維持熱平衡而不破壞產(chǎn)品合成氣的氫氮比。換熱式轉(zhuǎn)化造氣新工藝的最大特點(diǎn)是大大降低了天然氣的使用量，可降低消耗120 m3左右。采用新技術(shù)后，噸氨消耗天然氣735 m3，消耗電能810 kW·h，即減少成本199.5元。

（2）微渦流技術(shù)減少污水的排放 微渦流技術(shù)通過形成微小渦旋流動(dòng)來增加污水中微小顆粒的碰撞概率，使水中膠體在渦旋的作用下相互碰撞，在較短的時(shí)間里形成較穩(wěn)定的絮體，從而沉淀下來，以達(dá)到減少水中雜質(zhì)、降低污水排放的目的[8]。工藝流程見圖7。

采用微渦流技術(shù)綜合利用造氣灰渣，減少固體廢棄物污染，可節(jié)約費(fèi)用24.75元/tNH3。污水減排約60%，節(jié)約202.9元/tNH3。

4.2.2 變換、脫碳工序

通過物理吸收的聚乙二醇二甲醚（NHD）法從綜合能耗、運(yùn)行費(fèi)用等方面降低脫碳工序的綜合費(fèi)用，即降低噸氨綜合能耗 2.508×106kJ，操作費(fèi)用63.8元。具體如表3所示。

4.2.3 甲醇合成工序

圖7 微渦流技術(shù)處理污水簡(jiǎn)圖

表3 熱堿法與NHD法操作費(fèi)用對(duì)比分析

雙低壓醇氨聯(lián)產(chǎn)工藝主要由低壓聯(lián)醇、二級(jí)醇化、甲烷化、氨合成4個(gè)子系統(tǒng)組成。該工藝的技術(shù)特點(diǎn)是：①壓縮功率降低，與中壓聯(lián)醇相比，低壓聯(lián)醇功耗降低30%～40%；與高壓合成氨相比，低壓合成氨功耗降低約25%。②裝置利用率高，甲醇合成和氨合成共用一套氣化和凈化系統(tǒng)，可以根據(jù)市場(chǎng)需求調(diào)節(jié)甲醇和氨產(chǎn)量，若是其中一種需要降低產(chǎn)量，也不會(huì)影響另一種產(chǎn)品的凈化和合成。③熱量回收利用率高，與傳統(tǒng)中壓聯(lián)醇相比，噸醇可副產(chǎn)蒸汽1.0 t以上，氨合成壓力降低后，噸氨比傳統(tǒng)工藝多產(chǎn)高品位蒸汽0.1～0.3 t[9]。④氣體損耗減少，甲醇合成系統(tǒng)醇后氣全部作為合成氨原料氣，經(jīng)過精制成為氨合成氣，只留一處放空來調(diào)節(jié)惰性氣體，噸氨放空氣量降低 600～800 m3，同時(shí)也節(jié)約了氣體回收系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用。

因此，進(jìn)行雙低壓醇氨聯(lián)產(chǎn)工藝改進(jìn)后，低壓聯(lián)醇和合成氨可節(jié)約電耗合計(jì) 187.25（270×30%+425×25%）kW·h，即 56.2元；同時(shí)可副產(chǎn)蒸汽 1.3 t，即節(jié)約成本70元；氣體損耗減少，可提高氨醇產(chǎn)量，即理論上可多生成約20%的合成氨，以當(dāng)前市價(jià)計(jì)，可增加效益約600元/tNH3氨。

改進(jìn)后的物質(zhì)流圖如圖8。

通過以上工藝改進(jìn)，可獲得氨醇聯(lián)產(chǎn)成本的節(jié)約或是效益的增加，匯總?cè)绫?。

改用天然氣替代合成氨，造氣環(huán)節(jié)仍可利用原有的微渦流技術(shù)工藝，而天然氣是潔凈能源，不產(chǎn)生造氣灰渣，則可省去圖8的晾曬和灰渣綜合利用等環(huán)節(jié)，減少原料成本和能源消耗約642.4元/tNH3。由表4可以看出，通過改進(jìn)，造氣、脫碳、甲醇合成等工序的效益明顯提高，利用資源價(jià)值流二維分析法可以得到改進(jìn)前后內(nèi)外部成本對(duì)比圖，如圖9。由圖9可知，改進(jìn)方向與圖5的診斷分析方法保持一致，基本達(dá)到優(yōu)化目的。

圖8 微渦流、雙低壓聯(lián)醇工藝改進(jìn)的物質(zhì)流圖

表4 改進(jìn)后成本效益匯總表

圖9 資源成本一體化方法改進(jìn)圖

5 結(jié) 語

本文對(duì)氨醇聯(lián)產(chǎn)結(jié)合尿素生產(chǎn)的整個(gè)工藝流程的價(jià)值流進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，即通過對(duì)氨醇聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)流程的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了內(nèi)部資源成本和外部環(huán)境損害成本的計(jì)算和分析，揭示了傳統(tǒng)方法無法反映的看不見的廢棄物經(jīng)濟(jì)損失與環(huán)境損害價(jià)值，為確定循環(huán)經(jīng)濟(jì)重點(diǎn)改善環(huán)節(jié)提供了科學(xué)依據(jù)，具有重要的方法意義[10]。文中概述了循環(huán)經(jīng)濟(jì)的分析原理，將其應(yīng)用于氨醇聯(lián)產(chǎn)典型企業(yè)的生產(chǎn)工藝流程之中，使之深入至工序的結(jié)構(gòu)層面，認(rèn)真描繪出元素流的生產(chǎn)流程，達(dá)到了技術(shù)性的物質(zhì)流分析結(jié)果。以此為基礎(chǔ)，通過引入貨幣單位，計(jì)算出對(duì)應(yīng)工序的經(jīng)濟(jì)損失與環(huán)境損害價(jià)值，揭示出各工序廢棄物排放的影響結(jié)果，進(jìn)而診斷出改造的潛力環(huán)節(jié)。提出了相關(guān)的改善措施，并且對(duì)改進(jìn)后的工藝進(jìn)行了成本效益分析，由此進(jìn)一步達(dá)到優(yōu)化物質(zhì)流路線的功效，使之形成經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的較完美的結(jié)合。

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