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潔凈水熄焦——神木蘭炭的突圍之路
2016年04月25日 1349 方新軍 字號
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一、神木蘭炭的艱難現狀


    1、售價成本倒掛:

自2015年12月份以來,筆者走訪了神木錦界工業園區、檸條塔工業園區等蘭炭集中區,了解到目前蘭炭的售價與成本之間倒掛約40-80元/噸,主要原料塊煤的到廠價格一直保持在240元/噸,產品蘭炭的售價基本徘徊在340-350元/噸,副產品中低溫煤焦油售價在900-1050元/噸。每噸蘭炭消耗塊煤1.6噸,消耗電30度,副產煤焦油80-100公斤,副產荒煤氣700Nm3,并有篩分出來一部分粉煤。


如果蘭炭企業附帶有洗煤廠,可以采購原煤,其價格稍低,篩分以后塊煤入爐,粉煤出售,比純塊煤成本可降低一些,但售價與成本仍然倒掛。


    2、傳統工業市場受限:

目前神木蘭炭的主要銷售方向是電石、鐵合金,占到70%左右,其余用于固定床制氣,民用燃料等,由于建材行業的持續收縮,造成PVC、鋼鐵行業隨著低迷,電石、鐵合金也因下游市場的不景氣產能閑置較大,這樣對蘭炭生產造成了巨大的壓力。


在工業市場受限的同時,作為民用潔凈燃料,市場對蘭炭的需求則是廣闊而急迫的,以霧霾治理主要地區河北保定為例,每年民用蘭炭需求量在600萬噸,以陜西漢中、安康、商洛傳統集中取暖線以南的地區為例,人口約840萬,取暖家庭約200萬戶,每戶每年的取暖煤用量約2噸,總量大約400萬噸。從全國大尺度范圍看,廣大農村地區短時間內無法實現集中供暖,分散燃煤取暖仍然是主要手段。但由于目前神木蘭炭絕大多數采用氨水熄焦,無法符合潔凈蘭炭質量指標,主要污染物氨、酚、硫都在超標。


    3、環保壓力巨大:

以傳統水撈焦為例,在蘭炭生產過程中,噸煤炭自身帶入水分約12%,生成0.6噸蘭炭帶出水分20%,副產品荒煤氣帶出煤中含水量的5%,煤焦油帶出煤中含水量的0.5%,所以整個生產過程中需要補充水,以達到系統的水平衡。但傳統氨水熄焦,帶來污染物的轉移,即主要污染物氨、酚、硫化物,從氨水中被多孔的蘭炭所吸附,蘭炭成了污染物的載體,隨著蘭炭產品的異地銷售,污染物也隨之進行了轉移。


另外,由于氨水的封閉循環運行,污染物濃度累計較高,氨氮含量在5000ppm,總酚含量在12000ppm,CO2+H2S含量在200ppm,氨水池周圍氣味刺鼻,對人身及大氣造成一定程度的傷害和污染。


因此,蘭炭工藝產生的高濃度酚氨廢水應進行酚氨回收,生化處理,深度處理,達到回用標準,同時可采用凈水熄焦。


    二、富瑞潔凈型煤,霧霾治理一個成功的探索者。


筆者對錦界工業園區神木富油能源科技有限公司進行考察,從2012年起,他們就開始探索使用潔凈焦粉生產型煤,并與科研院所積極合作,形成了蘭炭焦粉成型的專有技術,目前該公司采用員工入股,組建了股份制公司,成立神木富瑞型煤公司,并已建成投產一條型煤生產線,所生產的型煤主要投放到京津冀一帶,用于民用烤火,燃燒過程中污染物排放完全符合環保要求,產品供不應求,出廠價格也高于傳統蘭炭價格200元。


富瑞潔凈焦粉成型,生產環保型焦,對目前處于困境的蘭炭企業很有啟發意義,環保型焦內在成分除過氨氮、酚類、硫化物低于傳統蘭炭外,其余的成分如揮發分、固定碳基本一致或者蘭炭更有優勢,如采用凈水熄焦,蘭炭也可以達到環保型焦的水平。


    三、蘭炭潔凈水干熄焦法,蘭炭企業突圍的必由之路。


在國家經濟結構調整,燃煤霧霾治理,鋼鐵企業去產能的大背景下,蘭炭企業何去何從? 通過筆者近幾年持續的觀察、對比、思索,認為蘭炭企業必須走提高技術、提升品質之路,蘭炭剩余氨水深度凈化,耦合潔凈水干熄焦是目前較為恰當的技術。干熄焦目前已經在神木部分蘭炭企業推廣使用,投資不高,技術較為成熟,不再贅述,以下主要對蘭炭廢水的處理進行討論。


蘭炭廢水是煤在中低溫干餾(約650℃)過程中產生的廢水,主要來源于冷卻洗滌煤氣的循環水和煤氣冷凝過程中的分離水。蘭炭為低溫干餾,在生產過程中產出的焦油量大,低分子有機質多,因而廢水中含有大量未被高溫氧化的污染物,其濃度要比焦化廢水高出 10 倍左右因而比焦化廢水更難處理。


蘭炭廢水主要成分:總酚12000ppm,其中揮發酚為7000ppm;總氨(游離氨、固定銨)6000ppm;H2S+CO2為300ppm。各個企業因煤種不同,廢水成分可能略有不同。


蘭炭廢水因其成分復雜,不能直接進行生化處理,需要進行預處理,以除去其中的煤焦油、酚、氨。目前對蘭炭高濃度含酚氨廢水的處理工藝,主要是單塔蒸氨脫酸,MIBK萃取脫酚工藝技術。該工藝分為三部分組成,一是含酚廢水的除油,因煤氣化、煤中低溫熱解含酚廢水中含有10000ppm的煤焦油、脂肪烴,需經過改性材料以聚結分離的方法降低到300ppm以下;二是單塔加壓蒸氨脫酸,除去廢水中的H2S、CO2、NH3等,為后續萃取以及生化提供良好的工藝條件;三是萃取脫酚,含酚廢水與MIBK萃取劑在萃取塔內逆流接觸,大部分酚類物質由水相進入萃取劑相,達到脫酚的目的。該部分包括了廢水萃取、萃取劑的再生、廢水中萃取劑的回收等單元。


 經過萃取提酚后,廢水中的揮發酚可以降低到100ppm以下,COD由50000降低到15000。然后進入生化處理及深度處理階段,出水可以潔凈熄焦,或者補充到循環水系統。


    以60萬噸蘭炭企業為例,如采用潔凈水干熄焦,廢水處理量約為10m3/h,年處理量約為80000m3/h,回收粗酚約800噸,價值200萬元,回收氨約400噸,價值100萬元,而噸廢水處理的完全成本約為60元,扣除所回收物酚、氨的價值后,噸廢水處理的完全成本約為22.5元,全年費用為180萬元,潔凈水半熄焦提升了蘭炭的品質,每噸蘭炭可新增價值50元,扣除蘭炭半熄焦因水分降低而降低產量5萬噸的因素,全年也可增收1800萬元。


    因此,潔凈水干熄焦工藝提升了蘭炭自身品質,擴大了蘭炭使用范圍(煉鋼的高爐噴吹料,對硫等雜質要求較高),增加了蘭炭的附加值,是目前蘭炭企業突出重圍,重振雄風之路。