蘭炭產業健康發展須破四題
蘭炭是以長焰煤、弱黏煤、不黏煤等低變質煙煤為主要原料,在550~850℃干餾得到的優質炭素材料,廣泛用于電石、化工、鐵合金、硅鐵、碳化硅和民用燃料等領域。截至2014年底,全國蘭炭產能約8000萬噸/年。
工信部發布的《焦炭行業準入條件(2008年修訂)》將蘭炭(半焦)列入其中,并對單爐產能、企業規模、氨水循環利用、焦油分離與資源化利用等進行了明確規定,從而使蘭炭這一昔日的“土法煉焦”擁有了合法身份,拉開了行業技術進步與升級整合的序幕。尤其是2009年以來,陜西煤業化工集團等眾多國有大型企業及科研院所的加盟,顯著增強了行業技術研發實力,攻克了蘭炭尾氣(荒煤氣)制氫、煤焦油全餾分加氫等一系列難題,建成了神木天元、神木能源、內蒙古慶華等數個塊煤熱解—荒煤氣制氫(或發電)—煤焦油輕質化示范企業。但受規模小、布局分散、企業安全環保投入不足等因素制約,蘭炭行業整體技術工藝落后、能耗高、污染重、資源利用不充分等問題十分突出,已經成為制約行業可持續發展的軟肋,須在“十三五”時期重點從四方面入手解決。
一要加快熱解爐大型化和工藝多樣化的研究。目前蘭炭企業所用的熱解爐幾乎青一色為直方爐,受結構與工藝限制,單爐最大產能僅10萬噸/年,行業平均水平不足7.5萬噸/年。按照《焦炭行業準入條件(2014年修訂),蘭炭企業規模不能低于60萬噸/年,則每家企業至少需要10臺熱解爐。如此多的熱解爐,不僅增加了項目投資、占地、檢維修費用、運行成本和能耗,也極易造成產品質量波動。加之直方爐所用原料為塊煤,量減價挺,增加了蘭炭企業的生產成本。而其副產的煤氣氮含量高,熱值及CO+H2含量低,難以經濟高效地回收利用,絕大多數企業將其“點天燈”或直排大氣,最終導致整個行業經濟效益、環保效益和能源利用水平均十分低下。改變這一現狀的最佳途徑,就是熱解爐大型化或開發新的熱解工藝。
目前,包括陜煤化集團在內的多家單位均已開發成功粉煤(或混煤)熱解技術,并通過了中試驗證。與傳統工藝不同,新技術焦油收率高、煤氣中CO+H2+CH4等有效氣成分含量高、熱值高,既能用作清潔燃料,又能生產高附加值的精細化工產品?!笆濉逼陂g,應加強協調集中攻關,將不同工藝路徑集成耦合,建成60萬~100萬噸/年粉煤(或混煤)熱解示范裝置,形成完整的工藝包加以推廣,逐漸淘汰直方爐,以此提升蘭炭行業裝置規模水平和煤氣品質,實現蘭炭尾氣全部資源化利用。
二要攻克蘭炭生產過程廢水處理難題。目前,蘭炭企業普遍采用濕法熄焦工藝,即用洗滌了煤氣的含氨污水熄焦。表面看,蘭炭生產過程并無廢水排放,但熄焦過程蘭炭會帶走14%~20%含有氨、焦油、酚、PAHs(多環芳烴)的焦油洗滌水,導致蘭炭在運輸或使用過程釋放上述有害物質,造成二次污染或異地污染,嚴重阻遏了蘭炭作為“清潔燃料”進行推廣應用。
“十三五”期間,應在試驗示范的基礎上,逐步推廣干熄焦技術,減少污水產生。作為過渡辦法,可對現有濕法熄焦工藝進行清潔化改造,即直接用新鮮水熄焦,而將洗滌煤氣后的含焦油、氨、酚、PAHs等廢水,通過多種耦合技術集中處理回用。
三要破解焦粉、粉煤、煤氣與煤焦油有效分離的難題。粉煤(或混煤)熱解是蘭炭行業可持續發展的必由之路。但其熱解過程產生的焦油與煤氣混合物的分離是世界性難題。目前,陜煤化神木富油、延長石油等單位均在積極探索粉煤(或混煤)熱解后的煤焦油分離凈化技術,并已取得關鍵技術的突破?!笆濉睍r期應抓緊工業化應用示范,總結經驗,盡快推廣。
四要堅持園區化、基地化、規?;?、集約化原則,搞好行業規劃,為蘭炭尾氣和廢水集中處理與資源化利用創造條件。蘭炭行業的尾氣和廢水至今未能很好地回收利用,有企業規模小、工藝技術落后的原因,但更重要的是沒有統一規劃、裝置布局零散、既得利益群體的掣肘使絆。
比如,一個60萬噸/年蘭炭企業,若配套5萬千瓦煤氣發電機組,需投資1億元。加上配套的布袋除塵、脫硫脫硝、廢水處理等設施,投資至少3億元。但投資巨大的發電設施所發的電卻很難以合理價格上網銷售,甚至不允許企業自用,按其投資折算的廢水處理費用高達50元/噸,企業根本無法承受。這種賠錢賺吆喝的買賣,自然令許多企業望而卻步。
但若將眾多蘭炭裝置集于同一園區,形成500萬~1000萬噸的產業集群,在園區內建設統一的蘭炭尾氣和廢水處理與回收利用設施,不僅能大幅減少單個企業的投資,還能節約用地,避免重復建設,實現資源梯級高效利用。若電力、市政等部門能夠切實落實國家相關政策,全力支持煤氣發電上網銷售和廢水處理與中水回用,則煤氣及廢水的回收處理不僅不會成為蘭炭企業的負擔,還將成為其新的利潤增長點,實現經濟效益與環境效益的雙贏。屆時,蘭炭行業將真正步入清潔、綠色、健康可持續發展的快車道。
來源:轉自51不銹鋼