摘 要：隨著科技的進步，我國的炭素工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，取得了顯著的成果，裝備水平和生產(chǎn)技術也實現(xiàn)了很大的飛躍。然而，炭素制品在生產(chǎn)過程中會消耗很大的能源，如水、燃料等，并且會產(chǎn)生大量的污染物，破壞環(huán)境和生態(tài)的平衡，由此可見，開展節(jié)能減排技術的研究十分必要。文章對此進行了深入細致的分析和探討，以期為相關人士提供參考和借鑒。

關鍵詞：炭素；節(jié)能減排；余熱利用

1 炭素工業(yè)的節(jié)能減排要求

1.1 炭素企業(yè)節(jié)能減排需要解決的主要問題

應將工作的重心放在炭素制品下游行業(yè)的提質增效和節(jié)能減排上。首先考慮的應該是炭素產(chǎn)品的質量、規(guī)格的定位，然后再考慮炭素生產(chǎn)的過程。炭素制品的能耗并不高，然而單位產(chǎn)品的能耗指標同國外同類企業(yè)相比較高，尤其是一些特殊的工序，如石墨化和焙燒，會消耗很大的能源，因此應從技術的角度，提高炭素制品生產(chǎn)的成品率、合格率和實收率，避免物料過程損失。在制定各種產(chǎn)品的工藝控制條件和工藝流程時，要根據(jù)原料性能和產(chǎn)品質量要求來確定，加強生產(chǎn)過程管理控制和在線監(jiān)測，建立和完善相關的檢驗制度。對于炭素生產(chǎn)造成的污染物的排放問題，應著重加以解決，目前因炭素生產(chǎn)造成的環(huán)境污染問題已經(jīng)成為炭素生產(chǎn)企業(yè)必須面對和亟待解決的重要問題。與普通的工業(yè)生產(chǎn)不同的是，炭素生產(chǎn)較為特殊，在生產(chǎn)中的各個工序都會有廢副品產(chǎn)生，為了保護環(huán)境、減少浪費，應科學利用廢副品材料。

1.2 炭素生產(chǎn)節(jié)能概念與類型

1.2.1 炭素單位產(chǎn)品能源消耗

炭素單位產(chǎn)品能源消耗包括單位產(chǎn)品綜合能耗及炭素生產(chǎn)主要工序單位產(chǎn)品能耗；能耗包括實物消耗和過程消耗；單位產(chǎn)品分為原材料制備、炭制品、石墨制品。因此，在生產(chǎn)過程中必須加強對原材料與中間產(chǎn)品的管理，應盡量減少各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物料損失，尤其是在煅燒工段嚴格控制石油焦燒損。

1.2.2 炭素生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能重點

炭素生產(chǎn)企業(yè)應積極依靠技術進步，配置先進的節(jié)能設備和節(jié)能新工藝，最大限度的提高炭素企業(yè)三大爐窯的熱效率，減少能源損失，降低企業(yè)能源成本。

1.2.3 炭素工業(yè)節(jié)能過程演化

系統(tǒng)節(jié)能是近年來發(fā)展起來的一個節(jié)能方式，包括流程優(yōu)化、技術節(jié)能以及管理節(jié)能。系統(tǒng)節(jié)能是在單體節(jié)能的基礎上逐漸發(fā)展起來的，將煤炭工業(yè)生產(chǎn)看作一個有機而統(tǒng)一的整體。目前炭素制品的生產(chǎn)流程正在向著高度集成、連續(xù)化、大型化和自動化的方向發(fā)展，這一點與鋼鐵工業(yè)有些類似，因此節(jié)能的思路和方法也需要隨之改變，而系統(tǒng)節(jié)能正是適應了這一趨勢和特點。

2 炭素生產(chǎn)過程主要節(jié)能技術

2.1 炭素生產(chǎn)設備的主要節(jié)能技術成就

隨著科技的發(fā)展和相關研究的深入，我國的炭素工業(yè)生產(chǎn)已經(jīng)取得了顯著的成果，在節(jié)能技術方面也獲得了很大的提高。設備向著大型化的方向發(fā)展、新型的節(jié)能材料被應用到炭素工業(yè)生產(chǎn)中，熱工窯爐的結構也得以改進和優(yōu)化，工序產(chǎn)品的質量獲得很大提高。在某些技術領域取得了階段性的進展，其中的炭素窯爐設備節(jié)能技術尤為突出。爐窯設備是炭素生產(chǎn)所需的關鍵設備，同時也是產(chǎn)生能源消耗的源頭，因此為實現(xiàn)降低能耗的目的，優(yōu)化設備的結構和改進生產(chǎn)工藝是其中的關鍵。目前，我國的很多企業(yè)和研究機構都開展了對于爐窯設備的更新和技術優(yōu)化，如實現(xiàn)配套設施自動化、優(yōu)化生產(chǎn)操作工業(yè)、采用新型節(jié)能材料以及優(yōu)化爐型結構等。研究的方式和手段多種多樣，一些較為高端的科技如計算機仿真，已經(jīng)逐漸應用到工業(yè)試驗中去。

2.2 炭素生產(chǎn)余熱利用

2.2.1 余熱的種類

燃料是工業(yè)窯爐必不可少的能源，然而燃料燃燒的熱效率卻不高，不到總能耗的一半，而熱量損失卻很高。熱量通常被高溫的產(chǎn)品、煙氣和爐渣帶走，在冶金方面，可以利用的余熱僅占燃料消耗量的1/3。余熱是可燃物料和一次能源轉換工程后的產(chǎn)物，屬于二次能源。

2.2.2 炭素余熱利用途徑

余熱是重要的能源，如果能恰當?shù)膽?，將帶來巨大的?jīng)濟效益。當前，我國的炭素工業(yè)生產(chǎn)中，主要采用的是間接、直接，以及二者結合的綜合法來利用余熱。余熱的利用通常是采用熱媒作為載熱體，生產(chǎn)流程中上下相關的工序、本工序直接預熱燃料或者空氣。還可以利用余熱來制冷、供熱水和供暖，生產(chǎn)蒸汽用于外賣或者生產(chǎn)，在發(fā)電中也可以利用余熱所產(chǎn)生的過熱蒸汽。在炭素生產(chǎn)過程中，一部分工序產(chǎn)生的余熱熱量非常大、溫度很高，如石墨化、無煙煤電煅燒、石油焦煅燒、焙燒炭素制品等工序，所產(chǎn)生的價值非常巨大。當前，煅燒余熱已經(jīng)在很多領域獲得了廣泛的應用，而石墨化爐余熱和焙燒余熱的利用仍處于研究階段。

3 炭素生產(chǎn)減排技術

3.1 主要污染源和治理方法

炭素生產(chǎn)產(chǎn)生的環(huán)境污染以大氣污染為主，主要大氣污染物是：瀝青煙（含PAH）、顆粒物、氟化物、二氧化硫。其中瀝青煙氣較難處理，目前常用的處理技術有：瀝青煙濕法洗滌凈化法（水洗）、電捕器捕集法、干料吸附法、蓄熱式焚燒法、黑法。

3.2 生制品瀝青煙氣治理技術

干料黑法吸附是一種常見的處理技術，而生制品瀝青煙氣治理技術具有系統(tǒng)流程合理、簡潔的特點，也是干料黑法吸附的一種。這種技術主要用于生產(chǎn)車間，所采用的焦粉可以循環(huán)利用。生制品瀝青煙氣處理技術具有完全自主的知識產(chǎn)權，是一項自主創(chuàng)新的技術，使用起來安全可靠，吸附的效率很高。除此之外，在控制技術方面也較為先進，并且適用于新建工程或者生產(chǎn)線改造的項目。

3.3 焙燒煙氣聯(lián)合法凈化

由多種煙氣凈化方法串聯(lián)和集成的焙燒煙氣聯(lián)合法，是一種多級處理的煙氣技術，可以將各種方法，如干法氧化鋁吸附收塵技術、預除塵、電捕焦油、全蒸發(fā)噴淋等靈活運用，實現(xiàn)很好的凈化和除塵效果。焙燒煙氣聯(lián)合法具有操作和管理方便、無二次污染、凈化效率高的優(yōu)點。經(jīng)過該方法凈化后的污染物排放指標很低，甚至可以達到國際標準。

4 炭素生產(chǎn)節(jié)能減排技術新動向

當前，我國的節(jié)能減排技術已經(jīng)獲得很大的發(fā)展和進步，并獲得了一定的成果。在炭素生產(chǎn)中，所采用的減排技術則以瀝青煙、BaP、SO2綜合減排技術為主要的研究方向，而節(jié)能技術的研究則以爐窯節(jié)能為主。目前，這些技術大部分都在研究和開發(fā)階段。

5 結束語

爐窯設備和工藝過程的污染物排放及節(jié)能降耗，是我國炭素行業(yè)實行節(jié)能減排必須面對和解決的問題。而解決該問題的關鍵則是炭素材料產(chǎn)品下游行業(yè)的提質增效和節(jié)能減排。隨著科技的進步，計算機仿真和優(yōu)化技術也應用到爐窯設備的設計和優(yōu)化中，將爐窯的爐型結構、工藝過程和操作參數(shù)加以分析和優(yōu)化，從而實現(xiàn)降低能耗、提高設備性能的目的。余熱的利用技術具有非常大的經(jīng)濟價值，且利用的方式和途徑較為廣泛，目前很多技術還處于研究階段，需要研究人員和生產(chǎn)企業(yè)付出更多的努力，從而推動我國炭素生產(chǎn)的持續(xù)健康發(fā)展。

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