淺談炭黑生產的節(jié)能減排

（天津市化工設計院，天津 300193）

本文著重討論炭黑生產采用節(jié)能減排措施后，能耗指標的情況。

1 炭黑生產裝置能耗指標

1.1 炭黑綜合能耗總量 （以炭黑N326生產為例）見表1

表1

1.2 炭黑綜合能耗指標分析

（1）按規(guī)定石油化工原料不計入能耗，采用措施前炭黑能源單耗553.76 kg標煤/t產品；采用措施后炭黑能源單耗437.92 kg標煤/t產品。節(jié)煤116.14kg/t產品。

（2）生產炭黑的原料主要是乙烯焦油、蒽油、煤焦油等，這些原料也都可以作為工業(yè)燃料，本身也是能源，因此炭黑生產的整個能耗：采用措施前炭黑原料單耗1.73t標準油/t產品，相當于2468.36 kg標煤/t產品；采用措施后炭黑原料單耗1.54t標準油/t產品，相當于2200.44kg標煤/t產品。節(jié)煤267.92kg/t產品。

（3）在炭黑業(yè)界，炭黑生產的節(jié)能降耗是以全油耗即燃料油耗和原料油耗之和作為衡量指標。采用措施前炭黑全油耗1.984t/t產品；采用措施后炭黑全油耗1.727t/t產品。相當于節(jié)煤383.76kg/t產品。

2 節(jié)能措施

2.1 采用高效收集設備，提高炭黑收率

本工程采用高效袋濾器收集炭黑，效率高達99.98%以上，提高了炭黑收率，節(jié)約了原料油及燃料油，降低能耗。

2.2 利用從反應爐出來的1050℃高溫煙氣，通過空氣預熱器及原料油預熱器將燃燒用空氣從環(huán)境溫度（-10～+40℃）直接預熱至900℃。比國內大多數(shù)廠家提高了250℃，空氣預熱溫度每提高100℃，使油耗下降，收率提高。

2.3 利用從空氣預熱器出來的710℃高溫煙氣通過在線的余熱鍋爐產生蒸汽，回用于生產。降低了向反應爐的噴水量，使尾氣熱值提高，產量增加，降低了單位產品的能耗。

2.4 再次利用從線的余熱鍋爐出來的580℃高溫煙氣通過原料油預熱器將原料油從80℃預熱至200℃，充分利用了反應煙氣顯熱，利于原料油的霧化，強化反應條件，保證產品質量。

2.5 炭黑反應生成的尾氣為高濕低熱值（600～700kcal/Nm3）的可燃氣體（其中含CO、H2各10%左右）充分利用這些尾氣的化學能，是本項目的重要節(jié)能措施，按一條6萬t/a硬質炭黑生產線計最大生產能力時可產生尾氣約為70000Nm3/h，其中約26%用于干燥炭黑濕粒子，74%左右用于尾氣鍋爐作燃料產生高壓蒸汽帶動汽輪發(fā)電機發(fā)電。在節(jié)能的同時也將尾氣中的CO完全燒盡，將炭黑粉塵也燒成CO2，杜絕了空氣污染。

2.6 主供風機為大流量、高揚程多級離心式風機，用電負荷～1000kW，采用高壓變頻電機，節(jié)能降耗。

2.7 增加尾氣燃燒爐供風機，降低尾氣加壓風機的揚程，節(jié)能降耗。

2.8 提高單套生產裝置生產規(guī)模，減低產品單耗。

3 采用節(jié)能措施后能耗指標分析

3.1 采取以上2.1、2.3、2.4、2.8條措施時，可降低原料消耗，節(jié)約原料油190 kg/t產品，等效于節(jié)煤242.86 kg/t產品。

表2 能耗比較表

3.2 采取以上2.2、2.8條措施時，可降低燃料消耗（見表3），節(jié)約燃料油67 kg/t產品，等效于節(jié)煤95.71 kg/t產品。

3.3 采取以上2.6、2.7、2.8條措施時，可降低電量消耗，節(jié)約電耗166kwh/t產品，等效于節(jié)煤20.4kg/t產品。

3.4 采取以上（5）條措施，既回用尾氣熱電聯(lián)產，不同規(guī)模的炭黑裝置均可回收能量，能生產蒸汽，發(fā)電達到節(jié)能目的，并且節(jié)能效果顯著。

表3 能耗比較表

表4 能耗比較表

4 結論

4.1 通過以上采用節(jié)能措施后的能耗指標分析，可以看出，炭黑生產尾氣回用節(jié)能效果最為顯著，降低原料消耗節(jié)能效果其次，其他一些節(jié)能措施節(jié)能效果較小。

4.2 炭黑企業(yè)要想節(jié)能減排，增加效益，首先必須充分利用其尾氣資源；其次要想降低原料消耗，就需要規(guī)模化生產，減小浪費。

4.3 從節(jié)能減排角度考慮炭黑企業(yè)的前景是靠近原料基地、規(guī)模化、熱電聯(lián)產的綜合性企業(yè)。