蘭炭是以長焰煤、弱黏煤、不黏煤等低變質(zhì)煙煤為主要原料，在550～850℃干餾得到的優(yōu)質(zhì)炭素材料，廣泛用于電石、化工、鐵合金、硅鐵、碳化硅和民用燃料等領(lǐng)域。截至2014年底，全國蘭炭產(chǎn)能約8000萬噸/年。
工信部發(fā)布的《焦炭行業(yè)準(zhǔn)入條件(2008年修訂)》將蘭炭(半焦)列入其中，并對單爐產(chǎn)能、企業(yè)規(guī)模、氨水循環(huán)利用、焦油分離與資源化利用等進(jìn)行了明確規(guī)定，從而使蘭炭這一昔日的“土法煉焦”擁有了合法身份，拉開了行業(yè)技術(shù)進(jìn)步與升級整合的序幕。尤其是2009年以來，陜西煤業(yè)化工集團(tuán)等眾多國有大型企業(yè)及科研院所的加盟，顯著增強(qiáng)了行業(yè)技術(shù)研發(fā)實(shí)力，攻克了蘭炭尾氣(荒煤氣)制氫、煤焦油全餾分加氫等一系列難題，建成了神木天元、神木能源、內(nèi)蒙古慶華等數(shù)個塊煤熱解—荒煤氣制氫(或發(fā)電)—煤焦油輕質(zhì)化示范企業(yè)。但受規(guī)模小、布局分散、企業(yè)安全環(huán)保投入不足等因素制約，蘭炭行業(yè)整體技術(shù)工藝落后、能耗高、污染重、資源利用不充分等問題十分突出，已經(jīng)成為制約行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的軟肋，須在“十三五”時期重點(diǎn)從四方面入手解決。
一要加快熱解爐大型化和工藝多樣化的研究。目前蘭炭企業(yè)所用的熱解爐幾乎青一色為直方爐，受結(jié)構(gòu)與工藝限制，單爐最大產(chǎn)能僅10萬噸/年，行業(yè)平均水平不足7.5萬噸/年。按照《焦炭行業(yè)準(zhǔn)入條件(2014年修訂)，蘭炭企業(yè)規(guī)模不能低于60萬噸/年，則每家企業(yè)至少需要10臺熱解爐。如此多的熱解爐，不僅增加了項目投資、占地、檢維修費(fèi)用、運(yùn)行成本和能耗，也極易造成產(chǎn)品質(zhì)量波動。加之直方爐所用原料為塊煤，量減價挺，增加了蘭炭企業(yè)的生產(chǎn)成本。而其副產(chǎn)的煤氣氮含量高，熱值及CO+H2含量低，難以經(jīng)濟(jì)高效地回收利用，絕大多數(shù)企業(yè)將其“點(diǎn)天燈”或直排大氣，最終導(dǎo)致整個行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)保效益和能源利用水平均十分低下。改變這一現(xiàn)狀的最佳途徑，就是熱解爐大型化或開發(fā)新的熱解工藝。
目前，包括陜煤化集團(tuán)在內(nèi)的多家單位均已開發(fā)成功粉煤(或混煤)熱解技術(shù)，并通過了中試驗證。與傳統(tǒng)工藝不同，新技術(shù)焦油收率高、煤氣中CO+H2+CH4等有效氣成分含量高、熱值高，既能用作清潔燃料，又能生產(chǎn)高附加值的精細(xì)化工產(chǎn)品。“十三五”期間，應(yīng)加強(qiáng)協(xié)調(diào)集中攻關(guān)，將不同工藝路徑集成耦合，建成60萬～100萬噸/年粉煤(或混煤)熱解示范裝置，形成完整的工藝包加以推廣，逐漸淘汰直方爐，以此提升蘭炭行業(yè)裝置規(guī)模水平和煤氣品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)蘭炭尾氣全部資源化利用。
二要攻克蘭炭生產(chǎn)過程廢水處理難題。目前，蘭炭企業(yè)普遍采用濕法熄焦工藝，即用洗滌了煤氣的含氨污水熄焦。表面看，蘭炭生產(chǎn)過程并無廢水排放，但熄焦過程蘭炭會帶走14%～20%含有氨、焦油、酚、PAHs(多環(huán)芳烴)的焦油洗滌水，導(dǎo)致蘭炭在運(yùn)輸或使用過程釋放上述有害物質(zhì)，造成二次污染或異地污染，嚴(yán)重阻遏了蘭炭作為“清潔燃料”進(jìn)行推廣應(yīng)用。
“十三五”期間，應(yīng)在試驗示范的基礎(chǔ)上，逐步推廣干熄焦技術(shù)，減少污水產(chǎn)生。作為過渡辦法，可對現(xiàn)有濕法熄焦工藝進(jìn)行清潔化改造，即直接用新鮮水熄焦，而將洗滌煤氣后的含焦油、氨、酚、PAHs等廢水，通過多種耦合技術(shù)集中處理回用。
三要破解焦粉、粉煤、煤氣與煤焦油有效分離的難題。粉煤(或混煤)熱解是蘭炭行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。但其熱解過程產(chǎn)生的焦油與煤氣混合物的分離是世界性難題。目前，陜煤化神木富油、延長石油等單位均在積極探索粉煤(或混煤)熱解后的煤焦油分離凈化技術(shù)，并已取得關(guān)鍵技術(shù)的突破。“十三五”時期應(yīng)抓緊工業(yè)化應(yīng)用示范，總結(jié)經(jīng)驗，盡快推廣。
四要堅持園區(qū)化、基地化、規(guī)模化、集約化原則，搞好行業(yè)規(guī)劃，為蘭炭尾氣和廢水集中處理與資源化利用創(chuàng)造條件。蘭炭行業(yè)的尾氣和廢水至今未能很好地回收利用，有企業(yè)規(guī)模小、工藝技術(shù)落后的原因，但更重要的是沒有統(tǒng)一規(guī)劃、裝置布局零散、既得利益群體的掣肘使絆。
比如，一個60萬噸/年蘭炭企業(yè)，若配套5萬千瓦煤氣發(fā)電機(jī)組，需投資1億元。加上配套的布袋除塵、脫硫脫硝、廢水處理等設(shè)施，投資至少3億元。但投資巨大的發(fā)電設(shè)施所發(fā)的電卻很難以合理價格上網(wǎng)銷售，甚至不允許企業(yè)自用，按其投資折算的廢水處理費(fèi)用高達(dá)50元/噸，企業(yè)根本無法承受。這種賠錢賺吆喝的買賣，自然令許多企業(yè)望而卻步。
但若將眾多蘭炭裝置集于同一園區(qū)，形成500萬～1000萬噸的產(chǎn)業(yè)集群，在園區(qū)內(nèi)建設(shè)統(tǒng)一的蘭炭尾氣和廢水處理與回收利用設(shè)施，不僅能大幅減少單個企業(yè)的投資，還能節(jié)約用地，避免重復(fù)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)資源梯級高效利用。若電力、市政等部門能夠切實(shí)落實(shí)國家相關(guān)政策，全力支持煤氣發(fā)電上網(wǎng)銷售和廢水處理與中水回用，則煤氣及廢水的回收處理不僅不會成為蘭炭企業(yè)的負(fù)擔(dān)，還將成為其新的利潤增長點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益的雙贏。屆時，蘭炭行業(yè)將真正步入清潔、綠色、健康可持續(xù)發(fā)展的快車道。
(作者：神木煤化工產(chǎn)業(yè)公司董事長 任沛建)
