关于炭黑生产过程中的节能降耗探讨

关于炭黑生产过程中的节能降耗探讨

降低炭黑能耗、节约生产能源、保护生态环境、实现经济效益和社会效益的统一，这是当前炭黑行业发展的必然方向。文章结合炭黑生产过程的概述，对炭黑生产过程中的节能降耗措施进行分析探讨。

标签：炭黑；节能降耗；生产过程

在当前，能源问题和环境问题是经济生产活动中所必须面对的两大热点，以牺牲能源和环境为代价的生产早已被时代所淘汰。就炭黑行业而言，历来被认为是一个高耗能、高污染的行业，炭黑生产过程中的节能降耗问题一直是行业内的热点，因此，探讨炭黑生产过程中的节能降耗具有极强的现实意义。在提倡高效、节能、可持续发展的今天，炭黑行业需要对自身进行调整以适应市场发展需要，通过更新自身生产过程中的工艺设备来节能降耗，提高行业生产效益，取得经济效益和社会效益的统一。

1 关于炭黑生产过程的概述

炭黑生产过程实际上可以概括为：通过燃油（煤气）和空气的燃烧产生高温气流，在1400℃左右的高温条件下，石油、煤焦油系列的油类会裂解而生产为炭黑，此时炭黑及燃烧后的尾气经过水急冷，空气和原油冷却后达到270℃左右，进入袋滤器收集、微米粉碎机粉碎后，粉状炭黑经造粒、干燥形成粒状炭黑产品。这便是炭黑产品生产的基本过程。从这一过程来分析可以看出，石油、煤焦油系列的油类作为原料油和燃料油，在炭黑生产过程中需要被大量消耗，而且是直接消耗，同时水、电、汽等动力能源也在这一过程中被大量消耗，消耗方式属于间接消耗。

从以上炭黑成长过程中不难看出，节能降耗对于炭黑生产来说意义重大，不仅可以降低生产成本，提高经济效益，还能够减少生产过程的污染排放，起到保护环境的作用。

2 当前我国炭黑生产的耗能情况

炭黑产品及炭黑产品的用途主要可以包括以下几个方面：（1）用作橡胶工业的不强原材料；（2）最优良的黑色原料，用作油墨油漆等等；（3）用作干电池、防静电制品等。除了以上三种主要用途外，炭黑产品在军工、电信、家电、冶金、印刷等领域都有不同程度的应用。

结合相关的统计资料文献来看，我国炭黑生产在过去几年的发展中一直呈现上升趋势，已经跃居世界炭黑生产第一位，与之相伴的是我国炭黑产能也持续上升。随着炭黑型工艺技术的不断应用，我国炭黑生产的原油消耗和综合消耗是呈下降趋势，但需要指出的是，我国在炭黑生产过程中的能源消耗依旧很大，能源利用效率偏低。

3 炭黑生产过程中的节能降耗措施

槽法、混气和气炉法生产炭黑是我国在80年代以前的炭黑生产工艺，由于其高能耗、污染大等特点，早已被社会所淘汰。在80年代以后，炭黑生产工艺经历了一个漫长的发展过程，逐渐向高效、节能、成熟的方向上发展，目前所取得了一定的进步，但还有很大的提升空间。

3.1 富氧节能技术

富氧节能技术顾名思义，就是在空气中掺入部分氧气，这样在燃烧的过程中就可以减少燃烧煤气用量，同时还可以减少烟气、尾气、急冷水的用量，这样一来就可以大大降低装置收集过滤系统的负荷，达到提升装置生产水平，燃烧温度，炭黑尾气热值等目的，最终提高产品的质量。富氧节能技术在炭黑生产领域具有很高的地位，有人把它誉为是继油炉炭黑和新工艺炭黑之后，炭黑生产工艺的又一巨大革命，可见富氧节能技术在炭黑生产过程中具有很强的节能降耗功效。

3.2 急冷锅炉的设置

在炭黑生产过程中，原料油在1800℃以上的条件下裂解，烟气终止反应急冷后仍保持在1300℃左右，受到炭黑收集条件的限制，主要依靠喷水法即向反应炉内的炭黑烟气喷水，以此来终止炭黑反应，同时冷却炭黑的烟气，在这一过程中，实际上存在着很多热源浪费的问题，无疑没有达到节能的目的。因此，可以设置急冷锅炉，通过急冷锅炉来达到间接冷却的目的，达到余热的回收，但也需要指出的是，该方法还存在一些尚未解决的问题，如管道易堵塞等。

3.3 在线高温空气预热器的设置

空气是辅助燃料燃烧的重要因素之一，其温度与燃料燃烧的效果有着直接的关系，当空气预热温度越高，则燃烧效果就会越良好，同时出现焦粒的可能性也大大降低，另外所需的煤气用量也相对比较少。通过相关的实验和研究能够看出，空气预热这种方法不仅能够极大的减少燃料的损耗，同时还能降低用水量。另外，最重要的是

能够增强产品的整体质量，通过相关的数据显示，当空气预热的温度每上升100℃，则能源消耗将会减少1.95%，所以适当的提高空气预热对于炭黑生产是非常重要的。但由于空气预热所需的成本较高，而且对操作和各方面控制的要求也比较多，所以还需进一步研究，目前国外大量应用的是800℃级空气预热器。

3.4 在线余热锅炉的设置

炭黑生产过程存在着大量的显热能，通过设置在线余热锅炉可以将这一部分的显热能进行回收，且效果非常有效。从设置的方式上来看，在线余热锅炉的设置主要分为立式和卧式两种，多设置在空气预热器的后部，因为如果设置在空气

预热器之前，很有可能由于温度较高导致损坏。

3.5 原料油预热器

经过余热锅炉加工之后的炭黑烟气还存在较高的温度，通常在400℃左右，这时为了将该温度的作用发挥出来可以再设置预热器，其做法就是将原料油罐区中的原料油进行加热，使其从原来的90℃上升至200℃左右，以此来控制原油的粘度，同时还能提高原料油的雾化情况，更重要的是增强了产品的整体质量，起到了回收能源的重要目的，避免了能源的浪费，同时也有效控制了生产所需的资金成本。

3.6 变频技术的广泛应用

目前在生产炭黑的装置中，应用变频技术的设备整体来看比较少，并且其应用变频技术的根本目的并不是为了节约能源、降低损耗，因此，当前如何大范围的应用变频技术是急需解決的一个问题，整体来看，所有设备都采用变频技术的优势包括以下四点：首先，将变频技术的价值充分的体现出来；其次，优化了环境，有效处理了泵类设备的泄露情况；再次，剔除了回路管线以及相关的调节问题；最后，设备的运行更加的灵活，能够结合符合情况调整运行的频率，一方面降低了电能消耗，另一方面也增强了操作的可行性。

3.7 其他技术措施

关于炭黑生产过程中的节能降耗工艺或措施，一直是国内外炭黑行业探讨的热点问题之一，其具体包括的工艺技术还有很多，如：等离子体法炭黑生产技术、催化剂技术、设置尾气水洗塔、尾气用作反应炉燃料、尾气锅炉发电、炭黑与其他化工燃料联合生产等，在此不一一叙述。炭黑生产过程中的节能降耗措施具有重要意义，随着炭黑生产过程中的节能降耗工艺不断发展，相关技术措施仍在不断创新、不断完善。

4 结束语

综上所述，在炭黑生产过程中采取有效节能降耗措施，可以大大提高能源的利用效率，减少炭黑生产给环境带来的污染，即保证了生产的经济效益又保证了社会效益。需要指出的是，炭黑生产是一个高耗能、高污染的行业，如果没有在生产过程中注意生产降耗会造成非常严重的后果。因此，这也就需要整个炭黑行业共同承担起社会的责任，重视炭黑生产过程中的节能降耗，不断更新生产社会和生产工艺，建立可持续发展的良性循环。

参考文献

[1]崔庆渊.试论炭黑生产过程中的节能降耗[D].昆明理工大学，2013.

[2]丁丽萍.节能降耗成效显著——炭黑行业2012年回顾与2013年展望[J].中