行业要闻
煤化工
去冬以来，面对我国部分地区频发的雾霾天气以及不断趋严的环保标准，不少化工企业迫切需要找到比煤炭更为清洁、高效的能源。在陕西省榆林市的一个巨型货场里，堆成一座座“小山”的兰炭正在装车，这些黑色煤状物，即将被运往不同的目的地，试图寻找一片新天地。为推广榆林兰炭清洁燃烧利用，榆林市政府先后多次组团到河北、北京、上海、江苏、四川、湖北等地举办专场推介会，并进行现场燃烧实验。在去年举办的“榆林兰炭”推介会上，吸引了来自全国各地的冶金、电力以及化工等企业的400多名代表，多家企业现场与榆林签订了订货协议。小小的兰炭真的能为化工企业解决燃煤过程中的污染问题?兰炭企业又能否在拓展市场应用中摆脱目前产能过剩的困境?对此，中国化工报记者进行了调查走访。
苦寻销路
政府助力企业推销
由于产能过剩，产品销售现在成了兰炭企业的最大难题，而大量赊账，资金周转不动，导致部分企业被迫停产。同时由于兰炭销量滞销，在控制产量的情况下，导致有的兰炭企业尾气不够电厂发电。府谷县三联煤电化工有限责任公司副总经理赵根买表示，一年自销20万吨兰炭，发电厂能赚400多万元，但与直销兰炭相比，利润太低了，使用煤气发生炉也是暂时和过渡性的。
作为兰炭生产重要基地，目前陕西榆林地区的生产价格约为420元/吨(不含税)，当地一位兰炭销售人员告诉记者，这个价格比去年降低了30%，而且销售很难，企业开工率只有30%。而记者在采访一家新疆兰炭企业时了解到，目前新疆兰炭价格更是只有60元/吨，比去年价格下降了80%，尽管新疆兰炭产能达到6000万吨，但目前实际产量不到1000万吨。
为帮助企业摆脱困境，自去年8月下旬以来，全国最大的兰炭生产基地——神木县就多次组团到北京、河北、重庆等地把神木兰炭作为优质燃煤替代品种向各地进行推荐。而今年，陕西榆林将继续全力拓展兰炭市场。同时榆林确定的兰炭生产销售近期目标是4589万吨，远期目标是7300万吨，力争实现兰炭产销7500万吨，并提取560万吨焦油，就地转化用煤1.5亿吨。
记者在采访中了解到，按照2013年河北省生铁产量估算，若全部实施兰炭部分替代煤粉或焦粉(焦炭)后，可使全省减少煤炭和焦炭(焦粉)用量约1500万吨，节约煤粉和焦粉(焦炭)原料采购成本约20亿元。对此，河北省工信厅副厅长王福强表示，利用榆林兰炭替代煤炭，不仅可减少河北燃煤用量，对治理河北大气污染、降低PM2.5具有重要意义，更重要的是对全国钢铁生产企业具有示范引领作用。
去年10月14日，陕西电站锅炉燃用兰炭技术研讨会在西安举行，陕西省副省长李金柱出席。据了解，该电站锅炉燃用兰炭项目由西安热工研究院和陕西银河榆林发电公司共同完成，首次实现了兰炭在烟煤锅炉中安全稳定运行，粉尘、二氧化硫等排放物浓度明显下降。专家普遍认为，该项目技术成果总体达到国内领先水平，建议加快兰炭及副产品在电站锅炉燃用中的应用。在详细了解项目工艺可行性、环保效果、投入产出比等情况后，李金柱指出，作为榆林依托当地煤炭资源发展起来的特色优势产业，当前兰炭产业面临下游需求不足、应用领域偏窄等瓶颈，致使行业产能无法充分释放。而这项技术为电站锅炉燃用兰炭提供了理论依据和技术支撑，对兰炭产品市场开拓、促进产业升级意义重大。
代替烟煤
老产品挖掘新亮点
面对产销困局，一些企业、地方政府和专家通过深入调研注意到，以往兰炭一直是作为高耗能产品的还原剂使用，其最基础的燃料功能恰恰被忽视了。事实上，作为原煤干馏后形成的清洁燃料，兰炭完全可以作为洁净煤使用。
近年来，我国长三角、珠三角和京津冀三大城市群大范围出现严重雾霾天气。根据环保部公布的数据显示，上述重点区域占全国14%的国土面积，集中了全国近48%的人口，消费了52%的煤炭，排放了50%的大气污染物，燃煤成了PM2.5的主要来源之一。兰炭应用雾霾防治课题组专家、中国石油大学(北京)教授李术元表示，兰炭燃烧时长与无烟煤相近，但其有效利用率远高于无烟煤，且残炭率是无烟煤的1/10。因此，建议用兰炭代替烟煤和部分无烟煤，并从北京、华北扩展到全国。以京津冀地区估算，每年民用煤约6000万吨，如果全部换成兰炭，将少向大气排放40万吨的二氧化硫和30万吨的氮氧化物。
此外，为充分发掘兰炭清洁环保的特点，陕西省科技厅通过组织多场实验、专家论证，最终得出结论：榆林兰炭的环保指标比无烟煤还低得多，建议在重点区域作为燃料广泛使用。与此同时，由北京煤科院、中国石油大学、西安建科大等科研院所组成的兰炭应用雾霾防治课题组经过研究检测认为，在兰炭生产过程中，其燃烧时发生一系列自脱硫、自脱氮反应，使得中硫和氮氧化物的含量进一步降低。而通过选取多地无烟煤和神木兰炭在多种炉型中进行燃烧试验，结果也表明：神木兰炭燃烧排放的一氧化碳、二氧化碳、PM2.5总颗粒物等指标接近优质无烟煤，部分指标优于无烟煤，可作为环保洁净煤进行推广应用。
北京市节能环保中心通过对神木兰炭产品进行实地取样检验发现，神木兰炭的各项技术指标符合北京市地方标准《低硫煤及制品》(DB11/097)中煤炭质量的要求。在烟煤加工成兰炭的过程中，兰炭具有低挥发分、高固定碳、高热值等特点，具备了无烟煤的优良特性，燃烧过程中产生较少的烟尘污染。同时，由于其由烟煤加工而成，因此，兰炭又具有烟煤的燃烧特性，在用作民用燃料时，烟煤炉具可不用更换成无烟煤专用炉具而直接使用，减少了政府推行优质煤的补贴成本。
此外，不仅能够达到地方标准，兰炭与其他同类无烟煤产品相比还有很大的价格优势。北京地区的无烟煤价格约为1300元/吨;而神木块状兰炭运输至北京的价格约为900元/吨，兰炭型煤运输到北京的价格不到1000元/吨。为此，北京市节能环保中心建议，将低硫、低灰、低烟、高热值的兰炭产品作为优质燃煤列入北京市优质燃煤替代项目。
中国炼焦行业协会秘书长石岩峰告诉记者，兰炭企业在拓展下游应用时，要密切关注市场的接受程度，比如兰炭水分高达10%、质量不稳定，很难完全替代炼铁高炉喷吹煤粉，其替代蜂窝煤等民用燃料也有一个过程。尽管兰炭用于电煤需求量大，但是兰炭炭化炉原料都是采用大于30~80mm的块煤，同一种煤，块煤用于生产兰炭，剩余的粉煤用于电煤，用块煤加工成兰炭再去代替电煤，经济上算不过来帐。
对此，榆林百海煤化科技研究中心主任王复元也认为，兰炭进入燃料市场可替代煤炭或焦炭，在减少大气污染方面具有突出优势，但是用兰炭替代无烟块煤造气，最大的缺点是兰炭强度低，在气化炉高温区容易破碎，兰炭的灰熔点也低，在炉内易结疤，应用起来并不那么容易。
2014年11月18日，陕西省榆林市在济南召开“榆林煤”、“榆林兰炭”产品推介座谈会，吸引了来自榆林煤炭交易中心以及两地70多家电力、化工等多家企业。图为会场全景。 (赵科华 供图)
设备简陋
传统炉型改造困难
除了市场不景气，环保问题也是兰炭行业的一个大门槛。目前，我国兰炭生产基本采用内热式直立炉，单台炉年产量大部分在8万吨以下，有少部分单台炉年产量在8万~10万吨，达到国家准入规模年产量60万吨以上的企业都是多孔并排组合后所形成的规模，但这种炉型还存在一些潜在的污染问题。
石岩峰告诉记者，榆林地区的兰炭企业普遍存在装煤除尘、存储运输除尘抑尘、氨水焦油槽位置、生产废水处理、煤气净化等环保问题。根据《焦化行业准入条件(2008年修订)》 规定，企业的氨水循环水池、焦油分离池应建在地面以上，但是不少当地企业的氨水循环水池、焦油分离池却建在地下，排放的粉尘也没有治理。
“新疆不少兰炭企业都没有收尘、集尘和除尘设施，在污水处理、煤气脱硫上问题也比较突出，兰炭废水处理一般采用普通生化处理法和污水焚烧法，由于立式炉生产工艺产生的焦油与水很难分离，废水中COD含量高16000mg/L，所以用传统生化法处理也很难做到达标排放。有的企业污水虽然不外排，用于熄焦，但废水中的有害物质以蒸气形式排放到大气中，造成二次污染。”一家新疆哈密的兰炭企业负责人告诉记者。
据悉，2014年新疆环境保护科学研究院在对昌吉州、伊犁州、哈密等地多家企业调查时发现，一些兰炭企业生产过程中排放的粉尘(主要为煤尘和焦尘)，对周边环境造成了严重污染。由于设备和工艺水平相对落后，不少企业还达不到密闭生产，从而造成大量的粉尘无组织排放。为此，新疆维吾尔自治区环保厅自2011年4月至2014年6月对昌吉州奇台县兰炭项目环评限批，特别是对煤粉尘、扬尘以及荒煤气利用等问题要求限期治理。“这些都是额外的资金投入，目前兰炭企业普遍效益不好，再投入环保设施肯定会有不小的难度。”新疆哈密的企业负责人向记者诉苦。
与新疆等地的企业类似，记者在采访中了解到，榆林地区兰炭生产企业的环保装置也不到位。整个榆林地区年产能7000万吨，但仅有1家兰炭生产企业基本达到国家准入要求，年产60万吨兰炭的企业所需的环保投入要接近1亿元。石岩峰坦言：“在目前的市场状况下，加大环保投入难度确实很大。这不仅需要投入资金，还需要企业提高认识水平。但作为环保、清洁产品，兰炭的生产过程不能不环保、不清洁!”
图为陕西煤业化工集团神木能源发展有限公司兰炭生产装置。(文元 供图)
研发创新
绿色升级提质加速
随着采访逐渐深入，记者了解到，由于传统炉型的自身特点，原料必须是30~80mm的块煤，随着煤矿机械化开采，块煤产率不到30%，而块煤价格较比面煤高出最少10%左右，兰炭企业盈利水平大幅下降。像神华集团等企业的原煤基本外运，榆林地区将来有近一半的兰炭装置将面临无煤可用。为此，开发能烧粉煤、面煤的兰炭炉型将成为推动兰炭产业升级发展的迫切所需。
据了解，陕西榆林今年将进一步推动兰炭产业转型升级步伐，督促已建成的兰炭企业尽快完成污水和脱硫设施的建设;对在建的兰炭项目严格按照要求完善环保设施，确保环保达标。
石岩峰认为，目前兰炭生产采用的内热式直立炉所产煤气纯度不高、温度较低，只能简单的燃烧发电，不能向下游延伸，产业链较短，附加值较低。王复元也表示，如果进一步处理煤气，成本过高，只能燃烧发电，而兰炭生产规模小的企业，利用兰炭煤气发电，经济上不划算，只能点“天灯”。据陕西省电力设计院统计，陕西省每年兰炭生产伴生860亿~930亿立方米的兰炭煤气，除自用外，每年采取火炬头排空燃烧或直接放散约500亿立方米。
延长石油集团西湾煤化工项目筹建处技术顾问李佩玉等多位业内专家告诉记者，包括循环流化床煤分级转化多联产技术目前开发的在运行的烧粉煤、面煤的兰炭炉型，其最大的难题在于煤焦油中的含尘量高，有的煤焦油含尘达20%以上，煤焦油成了糊糊状，焦油回收率低，市场价值降低，还容易堵塞管道，影响兰炭炉长周期稳定运行，焦油无法提取酚类等高附加值化学品后加氢制取汽油、柴油，这些技术也没有突破原有内热式炉存在的重大缺陷。换而言之，目前的烧粉煤、面煤的兰炭炉型技术还不成熟，产业升级依旧面临技术的瓶颈。
“我们也在寻找新的兰炭生产技术，进一步提升技术水平，但是新技术都是在实验状态效果很好，进一步工业化、规模化后就存在很多问题。”陕西榆林、新疆哈密多位来自生产企业的业内人士这样告诉记者，很多问题在实验阶段没有考虑到，没有出现过，但是在工业化后又解决不了。记者在调查中也注意到，寄希望在工程化中解决这些瓶颈技术问题是技术开发商的普遍心态，但真正实施起来难度不小。
