新工艺湿法造粒炭黑 让废气变绿色效益

    中国石油和化学工业联合会在北京发布的2012年度行业能效领跑者名单中，素有“黑老虎”之称的炭黑行业第一次进入榜单，并有苏州宝化炭黑有限公司、江西黑猫炭黑股份有限公司2家企业光荣上榜，成为了节能降耗的标杆企业，为炭黑行业起到了很好的引领作用。那么，当前我国炭黑行业整体节能降耗水平如何？在节能降耗方面取得了哪些成绩？怎样进一步推动行业的节能降耗工作再上一个新台阶？对此，进行了深入调研。

    黑色废气已难觅踪影

    “你看，那就是排放尾气的烟囱！”记者在一家炭黑企业中顺着工人手指的方向看到了一根高耸雄伟的烟囱，有几缕淡淡的青烟很快混入空中没了踪迹。“过去可没有这么干净，以前粉尘大、污染重，工人的白衬衫一天就会变成黑衬衫，周围的树木也都被熏黑了”。

工人形象的描述让记者很难觅其踪影，但提起过去的炭黑工业，业内人士无不摇头：“炭黑产业曾是一个高污染、高耗能的‘两高’产业，素有‘黑老虎’之称，当时的炭黑工厂漆黑一片，炭黑企业赔付周围农民污染费是一种普遍现象。”

    在上世纪90年代以前，早期干法造粒的炭黑生产过程中，大量的炭黑尾气直接排入大气，由于尾气中含有大量二氧化碳、少量的甲烷、微量的氮氧化物，以及含有未收集下来的炭黑粉尘，造成了严重的环境污染。从这个时候起，炭黑人开始加快探索炭黑生产新工艺以及相应尾气的减量化、再利用化、资源化。

    中国橡胶工业协会炭黑分会秘书长丁丽萍告诉记者，1985年之前我国炭黑生产工艺基本上是干法造粒工艺，当时炭黑的单线年生产能力只有0.1万吨，后来发展到0.5万～0.8万吨。1985年天津炭黑厂率先从美国引进了年产1.5万吨的新工艺湿法造粒炭黑生产线。随后抚顺化工厂、苏州炭黑厂在消化、吸收国外技术的进程中取得了湿法造粒炭黑生产的成功，这标志着我国新工艺湿法造粒炭黑生产的起步。新的炭黑生产工艺，大大提高了单条生产线的生产规模，也把燃料燃烧生产高温烟气的过程和原料裂解生产炭黑的过程分开，炭黑作为生产的产品回收，大量的尾气便可以进行利用。

    与此同时，1985年我国第一台炭黑尾气发电设备在湖南省邵阳市诞生，从此以后企业针对炭黑生产新工艺以及炭黑尾气利用的资金投入项目逐步增加，国家也出台了一系列政策支持。

继2002年6月份国家经贸委发布的《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录》之后，2011年6月1日起施行的《产业结构调整指导目录（2011年本）》要求企业淘汰规模小、污染重、能耗高的炭黑生产装置，鼓励建设环保综合治理达标和资源综合利用的炭黑生产装置，新增规定年产量在1.5万吨以下的干法炭黑生产装置属于淘汰类项目。

    至此，我国湿法造粒炭黑所占比例已经达到了96%以上，可以说，我国新工艺湿法造粒炭黑已完全取代干法造粒炭黑。而新工艺湿法造粒炭黑生产装置大型化后，随着大量的炭黑尾气产生，炭黑尾气发电、尾气锅炉己经是建设生产线上必不可少的配套设备，黑色尾气终于难觅踪影。

绿色收益点亮企业效益

    据丁丽萍介绍，目前炭黑尾气有三种主要用途：一是配备尾气锅炉用于发电；二是设置急冷锅炉和余热锅炉，出售蒸汽；三是直接出售炭黑尾气，供应当地居民城市煤气。

中国橡胶工业协会炭黑分会统计的数据显示，目前我国在新增炭黑产能中，全部配备了炭黑尾气综合利用装置。“十二五”初期，全行业用炭黑尾气发电能力约为45万千瓦，按满负荷发电计算，2011年发电量约为36亿千瓦时，参照《企业能源审计方法大纲》的数据，节约1千瓦时电相当于减少二氧化碳排放量1千克计算，2011年炭黑行业减少二氧化碳排放量约为360万吨。

    据了解，当前部分企业炭黑尾气发电量己超出其自身使用电量，企业还给当地供电部门联网送电，既保护了环境又节约了电力能源。

    苏州宝化炭黑有限公司就是个很好的例子。宝化炭黑近年来通过技改和硬件升级，在除尘、尾气发电、废水回用、节汽等方面实现了巨大的社会效益和经济效益。单节汽一项，公司新建了一条蒸汽管道，在满足自身用汽的同时还向周边三家企业供汽，并开发了一个在线余热锅炉的回收利用项目，每年可产生效益百余万元。

    而炭黑行业龙头企业黑猫股份近年来在新建生产基地时，设计规划阶段就充分考虑了节能减排的要求，并对设备装置作出相应的安排。截至2012年底，黑猫股份利用尾气年发电量约4.86亿千瓦时，折合标准煤约5.97万吨；年回收尾气总计约24.46亿立方米，折合标准煤约33.19万吨。

    丁丽萍告诉记者，在龙头企业的带动下，当前炭黑行业的主要企业大多已经采用尾气发电、尾气锅炉和尾气送气等利用方式，其中采用尾气发电的企业总数约占80%；已配备尾气发电、尾气锅炉、送气以及作其他用途的工厂的总能力（处理量）已占总产能计算的总排放数量的65%左右。仅按此不完全统计，每年节能量就可达140万吨标煤以上。可以说，我国炭黑行业尾气基本得到治理，并且为国家增添了可观的汽电资源。

    丁丽萍进一步介绍说：“现在新建炭黑生产线上配置尾气发电及尾气锅炉已经是必不可少的装备。这些尾气利用装置不仅使炭黑行业起到了节能减排、保护环境、低碳发展的重要作用，同时，也是企业增加经济效益的重要手段。有些企业利用尾气发电为企业创造了效益；有的出售蒸汽为企业创造了效益；有相当一部分企业是利用尾气创造的经济效益弥补了炭黑产品的亏损，如果没有尾气创造效益，有的企业可能难以生存，因此说，炭黑尾气己变成企业增加效益的重要手段。”

    而对于到底是热电联产还是供气方式利用尾气更能降低能耗、提高效益，中橡集团炭黑工业研究设计院院长范汝新给出了自己的看法。

    范汝新以一个年产6万吨炭黑规模的企业举例。他指出，建设一台45吨/时规模的尾气锅炉及相应设施的投资仅为尾气发电装置投资的1/3，在扣除炭黑装置自用汽的情况下，产出的效益为尾气发电装置的2倍，不失为投入产出比较高的方式，适宜在周边有用汽用户的工厂采用，特别对轮胎工厂既供炭黑又供蒸汽，是两全其美的好方案。而焦化厂（焦油厂）建设的炭黑装置尾气可直接用作焦炉炼焦与焦油加工的热源，这已在昆明焦化和曲靖众一煤化等工厂中应用；也有直接把尾气送到附近热电厂使用出售的例子。热电联产的优势在于解决工厂自用电和蒸汽，并可能上网售电，所以为大多数炭黑工厂采用，但小机组发电及受电网售电限制，效益受限。

    因此，范汝新建议，炭黑尾气的综合利用，在现有工厂规模和应用技术条件下，因其规模偏小，无法在发电与合成气应用上形成经济规模，应坚持就近和自用为原则，宜电则发电，宜热则供热，或者替代其他能源自用，以及直接售气。但就其经济性而论，在炭黑产业集约化和工厂园区化条件下，供蒸汽是尾气利用投入产出的优先选择，热电联产是适宜大多数炭黑厂的尾气利用方式。