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升级中的榆林兰炭
日期:2017-09-19   来源:人民网:陕西频道   编辑:   浏览量:1111  
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内容概要:升级中的榆林兰炭

榆林兰炭,走出榆林后,在京津等地一直很受欢迎,被誉为“抗霾兰炭”。

作为能源重镇榆林的重要产业,兰炭在国家发改委的《限制类产业目录》中,却赫然在列。钢铁行业限制目录第一条“未同步配套建设干熄焦、装煤、推焦除尘装置的炼焦项目”,就包括兰炭产业。

因为沿用了焦炭的生产工艺,作为“半焦”的兰炭从一开始就被归入钢铁行业,并作为钢铁行业的一员成为被限制产业。

被寄予厚望、占榆林煤炭加工量三分之二、以民营企业为主的兰炭产业,尴尬地成为限制类产业,到底为何?能否走出“限制类”,进一步脱胎换骨,成为煤炭清洁利用的“鼓励类”产业?

能否解决关键工艺?

把兰炭产业留在“限制类”的重要原因是熄焦工艺。

煤炭变成兰炭的过程,主要工艺是干馏(热解)。在热解后,一部分变成烟气,剩下的进一步加热,在五六百摄氏度的高温中碳化为兰炭。焦油和煤气都来自于挥发出的烟气。烟气需要用水清洗冷却,以去除杂质、回收煤焦油。

这个过程产生大量的废水。

兰炭完成碳化后,需要尽快降温,以避免进一步燃烧。于是人们想了一个“两全其美”的办法:直接将兰炭泡在废水里,用废水给温度达五六百摄氏度的兰炭降温。当兰炭吸收了大部分废水并将部分废水汽化后,废水已经所剩无几,兰炭的温度也降了下来。这一工艺被称为“水泡熄焦”“水捞焦”。

这一粗放工艺实现了废水的“零排放”。

但是,兰炭吸附了废水里的污染物,被称为“污染转移”。这就是兰炭产业和兰炭产品最受人诟病的地方。

如何告别废水熄焦和污染转移?

目前,发展成熟的焦炭产业有两大类熄焦方法:湿法熄焦,包括废水泡焦、喷淋熄焦、蒸汽熄焦;干法熄焦,主要是利用惰性气体为焦炭降温,不利用水分。干法熄焦由于污染最少,成为国际先进企业的常用工艺,被发改委、环保部门所提倡。

实行干法熄焦是兰炭产业告别限制类产业目录的最直接办法。但是,截至目前,榆林没有一家兰炭企业使用干法熄焦工艺。陕西双翼煤化科技公司总经理冯利军说:“干法熄焦工艺本身并不复杂,投入也不是很大。困难出现在废水处理上。”由于不再利用废水熄焦,必须要对大量废水进行处理;而干法熄焦工艺使“水捞焦”之外最主要的废水处理办法——在炉内汽化焚烧无法进行,因此必须建废水处理厂。而一个与60万吨兰炭生产规模相配套的废水处理厂,投资往往近亿元。

神木一家兰炭厂的负责人说:“兰炭厂全部投资一个多亿,为了换干法熄焦工艺,就得再花费一个亿建污水处理厂,肯定要亏本。”

低水分熄焦技术正在推行

废水泡焦太过于落后,干法熄焦的废水处理又投资过大。科研部门和兰炭企业找到了中间工艺:低水分熄焦技术。

原来的废水泡焦,捞出的兰炭水分过大,随即进行烘干,这一过程既耗能又增加了污染。低水分熄焦技术告别了废水中泡焦的做法,改用更少的废水,更短的时间将兰炭的温度降下来,而且取消了烘干流程,用自然蒸发代替烘干,降低了污染转移。

低水分熄焦技术继承了过去治废水与熄焦“两全其美”的做法:将废水喷成雾状,和温度高达五六百摄氏度需要降温的兰炭接触,降低了兰炭温度的同时,废水部分被汽化,然后在炉内直接被燃烧掉。相比较废水泡焦的方式,兰炭携带的污染物大大减少。需要量之外的其他废水不参与熄焦,直接被汽化焚烧。由于废水里所含化合物大多数是易燃物和可燃物,燃烧过程也“处理”掉了大部分有机物。其余的随煤气再利用参与二次燃烧,燃烧后排放物会进行脱硫除尘处理。冯利军说:“这样就降低了污染转移,同时实现了废水的零排放,是兰炭产业的一大进步。”

由于进步明显,环保部门开始重视低水分熄焦技术。8月上旬,陕西省环保厅和陕西省工信厅联合下发《关于开展水污染防治重点行业清洁化改造专项摸底调查的通知》,兰炭产业位列水污染防治重点行业。在改造计划中,要求在2017年年底,兰炭行业实施剩余氨水(废水)再利用及低水分熄焦技术。

低水分熄焦技术,正在成为未来几年的主流。

热解的优势与劣势

为何兰炭产业成为水污染防治重点行业?

“中低温热解保留了最多的成分,却也像打开了‘潘多拉的盒子’一样,让污染的风险变大。”榆林煤化工产业促进中心技术部部长董芳儒说。

煤炭含有上万种化合物。与其他煤化工工艺相比,兰炭所用的煤炭热解温度最低,因而最大程度保留了原有的化合物,并产生了许多种新的化合物,主要体现在煤焦油中。但是,收集煤焦油之前,在清洗烟气的工艺中,产生大量废水。煤焦油含有的上万种化合物,废水里基本都有,有一些是致癌物,比如一些苯、酚类及某些芳烃。由于所含化合物过多,因此兰炭废水的处理非常困难,甚至有人认为是常规化工产业里面最难的。为了寻找较低成本的废水处理技术,包括日本三菱公司、中科院大连化学物理研究所在内的中外专业机构曾受托进行实验,目前尚未找到一种有效降低成本的处理方法。

“兰炭产业所用的煤热解工艺,保留了更多的有机质,如果能充分加以利用,资源利用率将非常高。尤其是煤焦油里含有上万种有机物,有些是目前的工业无法合成的,这就是煤热解和兰炭产业最大的优势和潜力。但是,优势也是劣势,兰炭生产过程中产生的废水,煤焦油不能充分提取利用后的剩余废水废渣,都很难处理。这就是兰炭产业成为水污染防治重点行业的原因。”董芳儒说。

如何告别限制类产业目录?

目前没法实施干法熄焦工艺的兰炭产业,如何才能告别限制类产业目录?

陕煤化集团副总工程师张相平说,只有靠技术创新,靠更大的炉型和更好的技术降低排放、提高资源利用率;靠更大的生产规模,分担治废减排成本。

目前,由陕西省冶金设计院、榆林煤化工产业促进中心、陕西双翼煤化科技公司共同设计的10万吨兰炭炉,正在进行安装调试,将于今年年底进入试生产。目前最大的20万吨兰炭炉实验装置也正在设计。

兰炭产业的又一次升级,正在进行之中。

除此之外,兰炭产业有没有其他的途径,摆脱目前的尴尬处境?

“兰炭产业和焦炭产业最大的不同在于,兰炭生产过程是连续的、全封闭的,而焦炭是间歇式、半封闭的。因此,兰炭生产在治污和减排方面,要比焦炭有优势,尤其在尾气排放和治理方面。”董芳儒认为,在环保要求上将兰炭和焦炭完全等量齐观是不合适的,兰炭应该被区别对待。

在陕西省环保厅、陕西省工信厅对13个重点水污染防治行业的改造要求中,焦炭必须于2017年全部实施干法熄焦,兰炭则被要求在2017年实现低水分熄焦。

按照中央和省上要求,到2020年陕西省应全面完成包括兰炭在内的13个重点行业清洁化改造。

那么,正在推行低水分熄焦的榆林兰炭产业,能否以现在的环保工艺达到2020年应完成的清洁化改造,进而告别限制类产业目录?

省环保厅科技标准处推动此项工作的负责人说,考虑到兰炭和焦炭工艺的不同之处,已经对兰炭区别对待,未来,会针对兰炭的清洁化改造制定新的标准。

“低水分熄焦让兰炭产业获得调整时间,但这只是过渡技术和过渡阶段,决不能故步自封。兰炭产业如果一直依靠‘修修补补’,不仅难以满足国家对环保不断提出的新要求,自身也难以实现大的发展。要想实现真正的产业升级,要想成为‘中国制造’的主力军,就应该在产业归类和定位上告别钢铁行业,以‘壮士断腕’的决心和魄力,在煤炭分质利用的领域突破创新、不断作为。”董芳儒说。

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