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濕法造粒:炭黑行業(yè)依托技術(shù)甩掉“兩高”帽子


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標(biāo)簽炭黑濕法造粒
以前提到炭黑生產(chǎn),人們往往就會聯(lián)想到高污染、高耗能這樣的字眼。但目前國內(nèi)炭黑生產(chǎn)的平均噸耗僅為:電 380 千瓦時、水 5 噸、蒸汽 1.4 噸,折算標(biāo)煤 231 千克 ,同時尾氣發(fā)電也成為了多數(shù)企業(yè)的共同行動。炭黑行業(yè)不再是人們想象中的高污染、高耗能行業(yè)。
  過去,由于技術(shù)落后,加上炭黑消耗的原料油較大,炭黑行業(yè)一度被認(rèn)為是高能耗高污染行業(yè)。如上世紀(jì) 80 年代前,單爐產(chǎn)能小的 2000 ~ 3000 噸,大的也只有 5000 噸。當(dāng)時生產(chǎn) 1 噸炭黑,原料油消耗在 3 噸以上。由于工藝落后,沒有袋濾裝置,粉塵污染很大,工人的白襯衫往往會變成黑襯衫,而且周圍的樹木也都被熏黑了。從 80 年代中期開始,炭黑企業(yè)逐漸引進(jìn)新工藝萬噸級爐型,加上袋濾裝置,并用尾氣發(fā)電,使原料油消耗下降到了 1.8 ~ 2.0 噸。
  采用濕法造粒炭黑可以改善炭黑收集系統(tǒng),使用高質(zhì)量玻璃纖維針刺氈和膨脹體紗玻璃纖維濾袋,使過濾效率達(dá)到 99.5% ~ 99.8% ,炭黑粉塵含量控制在 18 毫克 / 立方米以內(nèi),煙囪冒白煙即林格曼黑度在一級以下。為此, 90 年代后期,炭黑行業(yè)就提出了淘汰萬噸以下的爐型,變干法造粒為濕法造粒的口號。但 2002 年,我國炭黑中有污染、工藝落后的 1 萬噸 / 年以下的干法造粒炭黑還占一半以上。
  隨著近幾年企業(yè)環(huán)保意識的增強(qiáng),各炭黑企業(yè)在新建炭黑裝置時普遍采用了單爐高產(chǎn)能的濕法造粒方法,干法造粒炭黑生產(chǎn)裝置現(xiàn)已基本被淘汰, 1.5 噸以上爐型原料油消耗已經(jīng)降到 1.8 噸以下。近兩年炭黑行業(yè)萬噸級新工藝炭黑裝置和單臺反應(yīng)爐的生產(chǎn)能力迅速增加,規(guī)模企業(yè)現(xiàn)有生產(chǎn)線及新建炭黑生產(chǎn)線單線產(chǎn)能基本在 2 萬噸 / 年~ 4 萬噸 / 年。裝置大型化不僅大大強(qiáng)化了炭黑原料油燃燒、裂解的反應(yīng)過程,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,增加了產(chǎn)品品種,更大幅降低了產(chǎn)品單耗,炭黑行業(yè)的規(guī)模企業(yè)原料油單耗比兩年前降低了 10% 。
  如今,不少炭黑企業(yè)在擴(kuò)大炭黑產(chǎn)能的同時,都增大了尾氣發(fā)電能力,在協(xié)會會員企業(yè)中, 5 萬噸 / 年以上大中型骨干企業(yè),總計發(fā)電能力已達(dá) 18 萬千瓦,全年約可發(fā)電 14.4 億千瓦時,折標(biāo)煤 17.7 萬噸。許多企業(yè)自備電站除滿足本企業(yè)生產(chǎn)、生活用電外,還向區(qū)域電網(wǎng)或外單位供電,增加了企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。如臺灣中橡化學(xué)工業(yè)公司發(fā)電能力為 2.7 萬千瓦,河北龍星化工集團(tuán)公司為 1.2 萬千瓦,河北大光明實(shí)業(yè)集團(tuán)和山東華東橡膠材料有限公司均為 1.05 萬千瓦,這幾家企業(yè)都有 1/2 的發(fā)電量對外輸送。一般濕法造粒炭黑生產(chǎn)線,生產(chǎn)每噸炭黑用電量約為 380 千瓦時,按 0.5 元 / 千瓦時電價計算,則通過尾氣發(fā)電每噸炭黑可降低成本 190 元。除企業(yè)內(nèi)部循環(huán)外,有的企業(yè)還實(shí)施了企業(yè)與企業(yè)之間的循環(huán)。如一些炭黑企業(yè)與煉焦廠合作,利用焦?fàn)t煤氣作為炭黑生產(chǎn)燃料,減少了油耗,降低了成本。如江西黑貓?zhí)亢诠煞萦邢薰緦⑻亢谖矚馊刻峁┙o焦化煤氣總廠的焦?fàn)t加熱,不僅利于環(huán)境保護(hù),還實(shí)現(xiàn)了炭黑、焦化廢熱資源的綜合利用,在節(jié)能的同時也徹底解決了尾氣污染問題。炭黑尾氣是一種低熱值、高水分、有毒和具有爆炸性氣體,有害成份為一氧化碳等,利用尾氣發(fā)電,可充分利用尾氣的化學(xué)熱,獲得較好的凈化效果,取得了節(jié)能、環(huán)保和良好的經(jīng)濟(jì)效益。
  此外,不少炭黑企業(yè)都提高了關(guān)鍵設(shè)備——空氣預(yù)熱器的溫度,在提高炭黑收率、降低原料油消耗的同時,還強(qiáng)化了反應(yīng)條件,減少了急冷水噴入量,提高了尾氣熱值,增加了尾氣鍋爐燃燒的穩(wěn)定性。 2005 年由石家莊新星化炭有限公司率先使用 950 ℃ 超高溫空氣預(yù)熱器,而后,山西志信化工有限公司、山西宏特化工有限公司、山西恒大化工有限公司、山東華東橡膠材料有限公司等多家企業(yè)都陸續(xù)安裝了 800 ℃ -950 ℃ 高溫空氣預(yù)熱器,均取得了良好的運(yùn)行效果。
    現(xiàn)在,炭黑產(chǎn)品所用的原料油是利用生產(chǎn)乙烯的副產(chǎn)品及生產(chǎn)焦炭、煤化工的副產(chǎn)品為原料來生產(chǎn)炭黑產(chǎn)品的,是煤系及石油系循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分,作為炭黑生產(chǎn)所用的原料油不應(yīng)作為能源消耗來考核,它們是能源之間的轉(zhuǎn)換,而不是消耗。炭黑工業(yè)是煉焦工業(yè)和煤化工產(chǎn)業(yè)及石化產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分,成為將低附加值產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為具有較高附加值的輪胎、橡膠工業(yè)中不可缺少的補(bǔ)強(qiáng)劑材料的重要行業(yè)。
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