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兰炭产业健康发展须破四题
作者:管理员    发布于:2016-05-09 13:06:21    文字:【】【】【
摘要:作者:任沛建 2015年06月16日 来源:中国化工报

兰炭是以长焰煤、弱黏煤、不黏煤等低变质烟煤为主要原料,在550~850℃干馏得到的优质炭素材料,广泛用于电石、化工、铁合金、硅铁、碳化硅和民用燃料等领域。截至2014年底,全国兰炭产能约8000万吨/年。

  工信部发布的《焦炭行业准入条件(2008年修订)》将兰炭(半焦)列入其中,并对单炉产能、企业规模、氨水循环利用、焦油分离与资源化利用等进行了明确规定,从而使兰炭这一昔日的“土法炼焦”拥有了合法身份,拉开了行业技术进步与升级整合的序幕。尤其是2009年以来,陕西煤业化工集团等众多国有大型企业及科研院所的加盟,显著增强了行业技术研发实力,攻克了兰炭尾气(荒煤气)制氢、煤焦油全馏分加氢等一系列难题,建成了神木天元、神木能源、内蒙古庆华等数个块煤热解—荒煤气制氢(或发电)—煤焦油轻质化示范企业。但受规模小、布局分散、企业安全环保投入不足等因素制约,兰炭行业整体技术工艺落后、能耗高、污染重、资源利用不充分等问题十分突出,已经成为制约行业可持续发展的软肋,须在“十三五”时期重点从四方面入手解决。

  一要加快热解炉大型化和工艺多样化的研究。目前兰炭企业所用的热解炉几乎青一色为直方炉,受结构与工艺限制,单炉最大产能仅10万吨/年,行业平均水平不足7.5万吨/年。按照《焦炭行业准入条件(2014年修订),兰炭企业规模不能低于60万吨/年,则每家企业至少需要10台热解炉。如此多的热解炉,不仅增加了项目投资、占地、检维修费用、运行成本和能耗,也极易造成产品质量波动。加之直方炉所用原料为块煤,量减价挺,增加了兰炭企业的生产成本。而其副产的煤气氮含量高,热值及CO+H2含量低,难以经济高效地回收利用,绝大多数企业将其“点天灯”或直排大气,最终导致整个行业经济效益、环保效益和能源利用水平均十分低下。改变这一现状的最佳途径,就是热解炉大型化或开发新的热解工艺。

  目前,包括陕煤化集团在内的多家单位均已开发成功粉煤(或混煤)热解技术,并通过了中试验证。与传统工艺不同,新技术焦油收率高、煤气中CO+H2+CH4等有效气成分含量高、热值高,既能用作清洁燃料,又能生产高附加值的精细化工产品。“十三五”期间,应加强协调集中攻关,将不同工艺路径集成耦合,建成60万~100万吨/年粉煤(或混煤)热解示范装置,形成完整的工艺包加以推广,逐渐淘汰直方炉,以此提升兰炭行业装置规模水平和煤气品质,实现兰炭尾气全部资源化利用。

  二要攻克兰炭生产过程废水处理难题。目前,兰炭企业普遍采用湿法熄焦工艺,即用洗涤了煤气的含氨污水熄焦。表面看,兰炭生产过程并无废水排放,但熄焦过程兰炭会带走14%~20%含有氨、焦油、酚、PAHs(多环芳烃)的焦油洗涤水,导致兰炭在运输或使用过程释放上述有害物质,造成二次污染或异地污染,严重阻遏了兰炭作为“清洁燃料”进行推广应用。

  “十三五”期间,应在试验示范的基础上,逐步推广干熄焦技术,减少污水产生。作为过渡办法,可对现有湿法熄焦工艺进行清洁化改造,即直接用新鲜水熄焦,而将洗涤煤气后的含焦油、氨、酚、PAHs等废水,通过多种耦合技术集中处理回用。

  三要破解焦粉、粉煤、煤气与煤焦油有效分离的难题。粉煤(或混煤)热解是兰炭行业可持续发展的必由之路。但其热解过程产生的焦油与煤气混合物的分离是世界性难题。目前,陕煤化神木富油、延长石油等单位均在积极探索粉煤(或混煤)热解后的煤焦油分离净化技术,并已取得关键技术的突破。“十三五”时期应抓紧工业化应用示范,总结经验,尽快推广。

  四要坚持园区化、基地化、规模化、集约化原则,搞好行业规划,为兰炭尾气和废水集中处理与资源化利用创造条件。兰炭行业的尾气和废水至今未能很好地回收利用,有企业规模小、工艺技术落后的原因,但更重要的是没有统一规划、装置布局零散、既得利益群体的掣肘使绊。

  比如,一个60万吨/年兰炭企业,若配套5万千瓦煤气发电机组,需投资1亿元。加上配套的布袋除尘、脱硫脱硝、废水处理等设施,投资至少3亿元。但投资巨大的发电设施所发的电却很难以合理价格上网销售,甚至不允许企业自用,按其投资折算的废水处理费用高达50元/吨,企业根本无法承受。这种赔钱赚吆喝的买卖,自然令许多企业望而却步。

  但若将众多兰炭装置集于同一园区,形成500万~1000万吨的产业集群,在园区内建设统一的兰炭尾气和废水处理与回收利用设施,不仅能大幅减少单个企业的投资,还能节约用地,避免重复建设,实现资源梯级高效利用。若电力、市政等部门能够切实落实国家相关政策,全力支持煤气发电上网销售和废水处理与中水回用,则煤气及废水的回收处理不仅不会成为兰炭企业的负担,还将成为其新的利润增长点,实现经济效益与环境效益的双赢。届时,兰炭行业将真正步入清洁、绿色、健康可持续发展的快车道。

         

       作者:神木煤化工产业公司董事长 任沛建  作者:任沛建  2015年06月16日   来源:中国化工报    

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