——2012年度能效领跑者企业调研报告之三
图为江西黑猫炭黑股份有限公司厂区一角。 （本报记者 姜小毛 摄）
近日，2012年度行业能效领跑者发布。在新增的炭黑行业中，仅有两家企业上榜，江西黑猫炭黑股份有限公司就是其中的一家。该公司以吨炭黑综合能耗2070千克标准煤、吨炭黑余能发电量621千瓦时，成为炭黑行业节能降耗的标杆企业，对推动我国炭黑行业提高能效管理水平具有重要的引领和示范作用。江西黑猫股份有限公司董事长蔡锦章在接受记者采访时，脸上一直带着自豪的笑容：“获得这样的荣誉我感到非常高兴，这是对我们长期以来节能工作的肯定。我们所取得的成绩，追根溯源得益于企业多年来坚持发展循环经济，坚持节能减排和可持续发展。”
图为江西黑猫炭黑股份有限公司循环经济关联图。
科学规划显优势
黑猫股份把炭黑产业不断做大做强，与其科学合理的发展规划密不可分。该公司总经理陈文星介绍说，黑猫股份外地生产基地均按照“贴近资源，兼顾市场”原则进行布局，坚持“走出去”的发展理念，在全国合理布局，不断扩张产能规模，并把循环经济贯穿始终。目前公司基本所有生产基地都在选址规划设计、生产全过程控制等方面充分考虑了节能减排的要求。
陈文星告诉记者，目前该公司炭黑产业基地遍布全国各地，至今已在江西景德镇、陕西韩城、辽宁朝阳、内蒙古乌海、河北邯郸、山西太原、河北唐山建立了7个大型炭黑生产基地和山东济宁一个在建基地，共建有专业化炭黑生产线28条。随着这些大型炭黑生产基地的建成，黑猫公司所特有的全国布局优势将逐步显现，更加合理的采购和销售半径优势将成为公司未来参与市场竞争的利器。山东、江苏及安徽是全国轮胎行业集中产区，产能分别位列全国第一、第三和第四位，也是我国最主要的炭黑消费区域，随着邯郸基地和济宁基地的建成，更为廉价的运输成本将大大提升公司对华北和华东市场的覆盖能力，而唐山黑猫将有力的借助唐山、天津港口的海运优势，进一步提升公司产品在海外市场的竞争力，乌海黑猫和太原黑猫将重点加强对国内煤焦油主产区的控制力，为原料的供应安全提供保障。
此外，为了降低能源消耗、提高能源综合利用率，黑猫公司还率先在国内同行业中建立了国家级能源管理中心，实现扁平化管理，并最终实现了全厂的信息化和管控一体化。陈文星介绍说：“通过国家级能源管理中心平台，可根据生产系统提供的生产计划信息，以及生产原料、能源介质购入和库存信息，计算出能源单耗，进行能源平衡，自动生成报表，可以对能源使用效率给出科学的分析和指导。目前公司对各基地主要包括能源介质（原料、水、电、蒸汽等）计量采集、能耗状态监控、统计分析报表、能量平衡、能源报警、综合能耗分析及优化决策等方面进行了系统管理。在日常工作中，我们就可以利用能量平衡与用能分析，实现能源顺畅调度，达到企业节能降耗的目标。”
截至2012年底，黑猫股份尾气发电总装机容量86500kW，年发电量约4.86亿千瓦时，折合标准煤约5.97万吨；年回收尾气总计约24.46亿立方米，折合标准煤约33.19万吨。
图为陕西韩城黑猫炭黑有限责任公司生产线。 （本报记者 姜小毛 摄）
绿色发展获益丰
黑猫股份始终把发展循环经济作为主线，实现了炭黑尾气、生产废水的综合利用，取得了节能降耗和经济效益的双丰收。
一直以来，黑猫股份把尾气综合利用作为企业节能降耗、增加效益的重要手段。“炭黑在生产过程中产生的尾气可作为焦炉加热源或用于发电。对尾气的回收利用不仅极大地减少了废物产生量，还产生了很好的经济效益，形成了经济发展和环境保护的良性循环，使得企业在能源日趋紧缺的时代背景下，能以裂变模式迅猛扩张，呈现出蓬勃的生命力和良好的发展势头。”陈文星表示。
据陈文星介绍，炭黑生产过程产生的大量尾气中含有约12.8%的氢气、17.6%的一氧化碳、0.4%的甲烷、0.4%的烷烃和3.6%的二氧化碳（均为干基），其平均热值为960千卡/Nm3，是一种有毒的低热值可燃气体。如将其直接外排，不但浪费能源，同时也会对环境造成巨大的污染。为此，公司将20%～30%的尾气作为炭黑自身生产过程中燃烧室的燃料，产生1100℃的热气流，用于生产炭黑；其余70%～80%的尾气送回焦炉作为热源，或送往锅炉燃烧产生蒸汽带动汽轮机组发电。
同时，黑猫股份还把炼焦生产过程的副产品焦炉煤气作为焦油精制过程的加热源和炭黑生产过程的燃料替代燃料油使用生产炭黑。
据了解，景德镇焦化工业集团担负着向陶瓷行业提供焦炉煤气的职能，以往年份的春节或陶瓷销售淡季，陶瓷窑炉停产导致大量焦炉煤气外排，造成环境污染。近年来，黑猫股份将其回收用于炭黑生产。仅2012年黑猫股份总计使用煤气约2.86亿立方米替代燃料油，折合标准煤17.16万吨。
此外，为了降低水资源消耗，黑猫股份还通过多次技术改造，实现了生产废水回收循环使用。
陈文星以黑猫股份景德镇工厂为例向记者介绍，由于企业将炭黑尾气用于焦炉加热，需将尾气温度降至50℃左右才能投入使用，因此设计时加装了洗涤冷却塔，而通过直接喷淋降温导致冷却水用量激增，吨炭黑耗水38吨，远高于行业平均水平。
2006年，该企业将各洗涤塔分别设置小的循环冷却塔回收使用尾气冷却水，吨炭黑耗水降至20吨，每吨炭黑节水18吨，年减少污水排放160万吨。但该循环系统存在设备不便统一管理、生产运行成本高、处理能力小等问题，且时有污水外排，增加后期污水处理的压力和成本。
为了降低能耗，在2007年5号、6号炭黑生产线建设时，企业又对该系统进行了重新规划设计。企业采用了自然通风循环水双曲线玻璃钢冷却塔，每小时可处理2000立方米尾气。企业将炭黑生产线所有的废水集中送至回收池，再经双曲线冷却塔冷却后循环使用，基本实现了污水的零排放。“目前企业吨炭黑耗水下降至13.59吨，每年节省用水和减少废水排放量180万吨。若按氰化物浓度0.5mg/l计算，年减少氰化物排放量0.9吨，按水费0.4元/吨，污水处理费0.8元/吨计算，每年能节省费用216万元。”陈文星给记者算了一笔账。
技改挖潜降能耗
多年来，黑猫股份还将节能降耗贯穿整个生产过程。企业通过引进先进核心生产设备，并对技术进一步改造，不断挖掘潜力，降低产品的能源消耗。
据陈文星介绍，炭黑生产的核心设备是炭黑反应炉。黑猫股份的生产装置均采用大型新工艺炉（单炉年生产能力2万～4万吨）。燃料油或焦炉煤气先在反应炉的燃烧室完全燃烧产生高温烟气，并以高速流经喉管，在喉管处径向喷入原料油，裂解生成炭黑。由于燃烧和裂解分开，充分利用了高温烟气作为雾化原料油并使其转化生成炭黑的热能和动能源，提高了原料油的收率。
为了在流程中充分利用过程余热，公司还设置在线空气预热器和原料油预热器、余热锅炉，利用反应炉出口高温含炭黑烟气的物理热来预热入炉空气和原料油，并副产蒸汽供生产装置的保温及原料油脱水等。
其中，空气预热器是炭黑生产线的关键设备之一，被用来预热入炉空气。由于提高空气预热温度可节约燃料、降低消耗，近两年来黑猫股份逐步替代了低级温度空气预热器。“目前我们公司采用了850℃级空气预热器，逐步取代了原650℃级空气预热器，效益非常明显。”陈文星介绍说，一是空气入炉温度的提高，节约了燃料油，每小时可降低燃料油消耗约30kg；二是高温空气预热器可以提高进口烟气温度相应减少急冷水的用量，也就减少了炭黑尾气中水蒸气的含量，提高尾气热值约4%，同时也使冷却塔耗水量大幅降低，节约生产用水；三是提高空气温度即可提高原料油处理量（相同工艺空气量），从而提高装置生产能力，降低消耗。每吨炭黑油耗降低约10kg，每条线每年可提高约1000吨的产量。
为了降低能耗，黑猫股份还将炭黑输送系统由热炭黑烟气输送炭黑改为由冷空气输送，收集旋风分离器改为脉冲袋滤器，使系统中省去一台75kW回流风机，冷空气由30℃被炭黑加热到120℃后送达脉冲袋滤器，通过增加一台37kW风机将热空气抽送到尾气燃烧炉与尾气进行混合燃烧。陈文星告诉记者，由于空气被加热，相对节省的部分炭黑尾气可用于焦炉或发电锅炉作为燃料。由于去掉一台75kW回流风机，增加一台55kW风机，相当于每小时节省20kW电能，每条装置年可节电16万千瓦时，年节省约9.6万元。
另外，公司还充分利用造粒机夹套排出蒸汽或利用金属喉口冷却水，将造粒水加热至60～70℃，使得炭黑和水更好的混合，节省热源的同时还减少了外排。
此外，黑猫股份还通过技术改造以及能效管理，进一步降低能耗。公司采用了节能电力设备，如Y系列电机、S9节能变压器、变频调速装置等进行功率因数补偿，采取就地和集中相结合的方式减少无功损耗，使总降功率因数达0.9以上；改善用电线路，降低电力消耗，将原来的铝质线材改为铜质线材，降低无功用电消耗3%～5%；改善照明选用低能耗电子节能灯；加强日常管理和技术维护工作，降低电气事故率，在各用电子系统上装置计量表，加强考核，促进了节电管理。
“黑猫股份在发展循环经济、节能减排、环境保护方面取得了一些成绩，但离全面协调可持续科学发展观的要求仍有差距，公司还将再接再厉。”蔡锦章董事长表示，公司将进一步以提高资源利用效率为核心，积极采用新技术、新工艺、新材料、新设备，规范管理，提高质量环境管理体系的运行水平，从源头上削减污染物的排放，促进节能减排，使环境保护工作得到更深入、更有效地实施，努力建设成节约型、与环境高度统一的生态型企业。
图为在邯郸黑猫炭黑有限责任公司的检测中心，实验员对炭黑产品进行检验分析。 （江威 摄）
图为工作人员在唐山黑猫炭黑有限责任公司中控室，结合能耗数据指挥现场人员操作。 （江威 摄）
