方新军:洁净水熄焦——神木兰炭的突围之路
2016年04月25日 283 信息员 字号
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一、神木兰炭的艰难现状

    1、售价成本倒挂:

 自2015年12月份以来,笔者走访了神木锦界工业园区、柠条塔工业园区等兰炭集中区,了解到目前兰炭的售价与成本之间倒挂约40-80元/吨,主要原料块煤的到厂价格一直保持在240元/吨,产品兰炭的售价基本徘徊在340-350元/吨,副产品中低温煤焦油售价在900-1050元/吨。每吨兰炭消耗块煤1.6吨,消耗电30度,副产煤焦油80-100公斤,副产荒煤气700Nm3,并有筛分出来一部分粉煤。

 如果兰炭企业附带有洗煤厂,可以采购原煤,其价格稍低,筛分以后块煤入炉,粉煤出售,比纯块煤成本可降低一些,但售价与成本仍然倒挂。

    2、传统工业市场受限:

 目前神木兰炭的主要销售方向是电石、铁合金,占到70%左右,其余用于固定床制气,民用燃料等,由于建材行业的持续收缩,造成PVC、钢铁行业随着低迷,电石、铁合金也因下游市场的不景气产能闲置较大,这样对兰炭生产造成了巨大的压力。

 在工业市场受限的同时,作为民用洁净燃料,市场对兰炭的需求则是广阔而急迫的,以雾霾治理主要地区河北保定为例,每年民用兰炭需求量在600万吨,以陕西汉中、安康、商洛传统集中取暖线以南的地区为例,人口约840万,取暖家庭约200万户,每户每年的取暖煤用量约2吨,总量大约400万吨。从全国大尺度范围看,广大农村地区短时间内无法实现集中供暖,分散燃煤取暖仍然是主要手段。但由于目前神木兰炭绝大多数采用氨水熄焦,无法符合洁净兰炭质量指标,主要污染物氨、酚、硫都在超标。

    3、环保压力巨大:

 以传统水捞焦为例,在兰炭生产过程中,吨煤炭自身带入水分约12%,生成0.6吨兰炭带出水分20%,副产品荒煤气带出煤中含水量的5%,煤焦油带出煤中含水量的0.5%,所以整个生产过程中需要补充水,以达到系统的水平衡。但传统氨水熄焦,带来污染物的转移,即主要污染物氨、酚、硫化物,从氨水中被多孔的兰炭所吸附,兰炭成了污染物的载体,随着兰炭产品的异地销售,污染物也随之进行了转移。

 另外,由于氨水的封闭循环运行,污染物浓度累计较高,氨氮含量在5000ppm,总酚含量在12000ppm,CO2+H2S含量在200ppm,氨水池周围气味刺鼻,对人身及大气造成一定程度的伤害和污染。

 因此,兰炭工艺产生的高浓度酚氨废水应进行酚氨回收,生化处理,深度处理,达到回用标准,同时可采用净水熄焦。

    二、富瑞洁净型煤,雾霾治理一个成功的探索者。

笔者对锦界工业园区神木富油能源科技有限公司进行考察,从2012年起,他们就开始探索使用洁净焦粉生产型煤,并与科研院所积极合作,形成了兰炭焦粉成型的专有技术,目前该公司采用员工入股,组建了股份制公司,成立神木富瑞型煤公司,并已建成投产一条型煤生产线,所生产的型煤主要投放到京津冀一带,用于民用烤火,燃烧过程中污染物排放完全符合环保要求,产品供不应求,出厂价格也高于传统兰炭价格200元。

富瑞洁净焦粉成型,生产环保型焦,对目前处于困境的兰炭企业很有启发意义,环保型焦内在成分除过氨氮、酚类、硫化物低于传统兰炭外,其余的成分如挥发分、固定碳基本一致或者兰炭更有优势,如采用净水熄焦,兰炭也可以达到环保型焦的水平。

    三、兰炭洁净水干熄焦法,兰炭企业突围的必由之路。

    在国家经济结构调整,燃煤雾霾治理,钢铁企业去产能的大背景下,兰炭企业何去何从? 通过笔者近几年持续的观察、对比、思索,认为兰炭企业必须走提高技术、提升品质之路,兰炭剩余氨水深度净化,耦合洁净水干熄焦是目前较为恰当的技术。干熄焦目前已经在神木部分兰炭企业推广使用,投资不高,技术较为成熟,不再赘述,以下主要对兰炭废水的处理进行讨论。

 兰炭废水是煤在中低温干馏(约650℃)过程中产生的废水,主要来源于冷却洗涤煤气的循环水和煤气冷凝过程中的分离水。兰炭为低温干馏,在生产过程中产出的焦油量大,低分子有机质多,因而废水中含有大量未被高温氧化的污染物,其浓度要比焦化废水高出 10 倍左右因而比焦化废水更难处理。

 兰炭废水主要成分:总酚12000ppm,其中挥发酚为7000ppm;总氨(游离氨、固定铵)6000ppm;H2S+CO2为300ppm。各个企业因煤种不同,废水成分可能略有不同。

 兰炭废水因其成分复杂,不能直接进行生化处理,需要进行预处理,以除去其中的煤焦油、酚、氨。目前对兰炭高浓度含酚氨废水的处理工艺,主要是单塔蒸氨脱酸,MIBK萃取脱酚工艺技术。该工艺分为三部分组成,一是含酚废水的除油,因煤气化、煤中低温热解含酚废水中含有10000ppm的煤焦油、脂肪烃,需经过改性材料以聚结分离的方法降低到300ppm以下;二是单塔加压蒸氨脱酸,除去废水中的H2S、CO2、NH3等,为后续萃取以及生化提供良好的工艺条件;三是萃取脱酚,含酚废水与MIBK萃取剂在萃取塔内逆流接触,大部分酚类物质由水相进入萃取剂相,达到脱酚的目的。该部分包括了废水萃取、萃取剂的再生、废水中萃取剂的回收等单元。

 经过萃取提酚后,废水中的挥发酚可以降低到100ppm以下,COD由50000降低到15000。然后进入生化处理及深度处理阶段,出水可以洁净熄焦,或者补充到循环水系统。

    以60万吨兰炭企业为例,如采用洁净水干熄焦,废水处理量约为10m3/h,年处理量约为80000m3/h,回收粗酚约800吨,价值200万元,回收氨约400吨,价值100万元,而吨废水处理的完全成本约为60元,扣除所回收物酚、氨的价值后,吨废水处理的完全成本约为22.5元,全年费用为180万元,洁净水半熄焦提升了兰炭的品质,每吨兰炭可新增价值50元,扣除兰炭半熄焦因水分降低而降低产量5万吨的因素,全年也可增收1800万元。

    因此,洁净水干熄焦工艺提升了兰炭自身品质,扩大了兰炭使用范围(炼钢的高炉喷吹料,对硫等杂质要求较高),增加了兰炭的附加值,是目前兰炭企业突出重围,重振雄风之路。(作者方新军,系陕西煤业化工集团神木能源发展有限公司常务副总经理。)