炭黑行業向環保化邁進
碳黑是化石燃料,生物燃料以及生物質不燃燒產生的一種具有暖化大氣作用的物質,通過人為制造和自然形成的煙塵形式散發出來.當炭黑沉積在冰雪之上時,能夠吸收大氣中的熱量,并減少反照率(反射太陽光的能力),導致地球變暖.減少大氣中的炭黑一直是短期內緩解氣候變化的一個目標.此前的研究表明,炭黑的暖化效應僅次于二氧化碳."我們的研究結果不會改變變暖這一的事實——問題是程度如何."環境新聞服務網援引加州大學戴維斯分校土木與環境工程教授克里斯托弗.卡帕(ChristopherCappa)的話說,"我們的發現應該會帶來更為準確的預測."
當今國際社會環境保護問題越來越受到重視,對炭黑工業而言,是到了需要一種綠色環保的高效生產工藝的時候了.最近幾年間,法國米盧斯大學(Universityof Mulhouse in France)瓊巴普蒂斯特.多納特教授和法國羅馬Trellebory車輪公司(TtrelleborgWheelSystems)弗蘭科.卡泰爾多工程師將最近20年來碳科學領域的新理論應用于炭黑領域,已成功地開發出兩種新的炭黑生產技術----等離子技術和伽瑪射線技術.1 等離子技術等離子技術的基本原理是利用氧或氫等離子體使碳氫化合物轉化成炭黑.
以往在干法造粒炭黑生產過程中,大量的炭黑尾氣直接排入大氣,既污染環境又浪費資源.濕法造粒工藝推廣應用后,炭黑尾氣成為減排增效的突出亮點.目前炭黑尾氣有三種增值方式:
一是配備尾氣鍋爐用于發電;
二是設置急冷鍋爐和余熱鍋爐,將所產生的蒸汽銷售給所需企業;
三是直接出售炭黑尾氣,供應當地居民作城市煤氣.每萬噸炭黑尾氣產生的發電能力可達1400千瓦,每生產1噸炭黑約可發電1120千瓦時,相當于減少CO2排放量1.12噸.
據中國橡膠工業協會炭黑分會統計,2010年已建,在建的炭黑尾氣發電能力為7.4萬千瓦.按滿負荷發電計算,2010年發電量高達28億千瓦時,相當于減少CO2排放量280萬噸.由此可見,炭黑尾氣的利用方法就是尾氣發電,也是的減排二氧化碳途徑.值得注意的是,由于一些企業炭黑尾氣發電量超出其自身使用電量,需要和當地供電部門聯網送電,而不少企業在此過程中遇到了麻煩.有些地方的電力部門以送電不穩定等為由,不允許或刁難企業聯網送電.例如企業用電收費是0.8元/千瓦時,而炭黑企業上網送電電價只有0.1元/千瓦時,有些地方甚至一分錢不給,讓企業白送電.這種現象比較普通,尤其最近幾年更為嚴重.
色素碳黑是黑色塑料顆粒的主要補強劑和著色劑.為適應塑料工業的發展要求,人們開發了五十余種規格牌號的炭黑.以前炭黑分類有按制法分,也有按作用分,后來發展了ASTM-1765這種新的分類方法.這種方法的出現結束了以前分類混亂,缺乏科學表征炭黑的狀況,但其缺點是沒有反映出炭黑的結構度.炭黑是最價廉物美優良的紫外線穩定劑,如選用炭黑粒徑十分細小(20nm),炭黑濃度一般規定在2.5%+0.5%.根據炭黑的制造方法及用途,色素炭黑一般都較好地用于塑料著色,其選擇基本上根據制品必須達到的黑度而定.
據中國橡膠工業協會炭黑分會不統計,截至目前,有超過半數的炭黑生產線上配備了高溫空氣預熱器.企業在生產過程中,通過工藝參數調整和試驗,一般把溫度控制在850℃.高溫空氣預熱器的使用,不僅能提高炭黑收率,炭黑尾氣的熱值也可同時得到提高,生產成本大幅度下降,給企業帶來了巨大經濟效益.炭黑行業的另外一項節能措施是用天然氣或煤氣替代炭黑燃料油,一般炭黑燃料油消耗占總原料油消耗的10%左右.
