防范石油焦污染已迫在眉睫

2015-10-16 17:35:00

石油焦是石油提炼过程最末端的“废料”,外形为形状不规则、大小不一的黑色块状(或颗粒)。它是炼油产生的一种廉价副产品,不经过深加工用处不是太大,经过深加工后可代替煤粉或者油作为燃料。

石油焦的热值约8300~8600kcal/kg,重油热值9500~10000kcal/kg,燃烧1.1~1.2吨石油焦粉与1吨重油热值相当。通过实验,石油焦粉燃烧时火焰温度稳定在1680~1700℃之间,完全满足窑炉的需要,可用于玻璃和陶瓷等行业。

石油焦粉作为燃料替代重油,从经济效益分析,根据目前市场价格,石油焦粉2300元/吨,重油4800元/吨,一吨重油相当于1.2吨的石油焦粉产生的热量,在产生热量差不多的情况下,用石油焦粉作燃料成本低于重油,有一定的经济效益。

过去10年,工业燃料的需求疯长推高了煤价,越来越多的企业使用石油焦这种燃料。2011年我国消耗了约2750万公吨石油焦,2013年涨至约3300万公吨。电解铝是我国最大的石油焦消费行业,2013、2014年,电解铝产业所消耗的石油焦占石油焦总需求的一半左右,还有大约1/3石油焦需求来自不同工业的燃料需求,如玻璃、陶瓷和水泥行业等。

不过,清华?卡内基全球政策中心的学者王涛日前表示,在工业熔炉中,石油焦和煤相似,但在大气中,它的排放比煤更差,温室气体要多出11%,有毒金属和二氧化硫排放量比煤更高。王涛在一篇文章中写道,“硫含量更高……多种重金属污染物,包括汞、砷、铬、镍和镉的含量更高,以及燃烧过程中排放的二恶英、氯化氢和氟化氢含量也更高”。

二氧化硫抵消了温室气体的增温效应,但这种抵消是相对短暂的,最终二氧化硫会从大气层中消失,并影响人体健康问题,而石油焦产生的较高浓度温室气体会继续存留。

生煤及石油焦也被认为是空气中PM2.5的主要来源之一。日前台湾的中南部6县市政府以永续环保的概念为基础,共同推动禁烧生煤及石油焦,以改善区域的空气品质。

美国是世界上最大的石油焦生产国,也是我国高硫石油焦进口的主要来源。出于各种原因,美国本土的石油焦使用受到了很多限制,向我国的出口量显著上升。美国能源信息署(EIA)的数据显示,美国向中国出口的石油焦从2008年的35万吨跃升至2013年的700万吨。美国增加进口利用加拿大油砂提炼的石油,最后出现了大量的、没法利用的石油焦库存,于是出口到不同国家。

我国也是石油焦生产大国,石油焦生产量一半以上都来自于国有石油公司。2011—2013年间,国有大型企业的石油焦生产量逐渐下降,而石油焦进口和地方炼厂的产量则分别上升了93%和18%。进口燃料级石油焦可能主要是供当地发电厂和重工业使用。但是,关于这些地区石油焦用户的详细信息目前还很缺乏。进口燃料级石油焦硫含量较高,意味着需要在废气排放前先进行脱硫处理。

在国内,燃料级石油焦的工业用户大多数是在特定行业的小企业,因此其中许多用户可能不愿意报告其排放量,很难追踪石油焦使用情况。国家统计局的《中国能源统计年鉴》直到2010年才纳入有关石油焦生产和消费的数据。虽然现在有了一些信息,但这些信息通常不完整,而且难以验证。这很可能也意味着二氧化硫和二氧化碳的排放量统计中存在疏漏。

推广清洁技术,包括循环流化床(CFB)锅炉和废气处理系统,是减少石油焦燃烧所带来的二氧化硫排放的另一种方式。在CFB锅炉内燃烧石油焦,可以在产生大量热能的同时有效清除废气中的二氧化硫,而且成本低廉。尽管CFB锅炉还不够达到中国通常新建燃煤电厂的规模,但它为部分炼油厂和工业企业提供了选择。中石化作为中国最大石油焦生产商,已在其炼油厂内采用循环流化床(CFB)锅炉燃烧石油焦,用于提供自己所需电力和蒸汽。

许多新建的和规划中的炼油厂都在考虑增加一个渣油加氢系统以减少其所产生的石油焦。通过渣油加氢的工艺将原本将转化为固体的渣油裂解为更多高价值的柴油、沥青、石蜡或其他燃料油,对新炼油厂是个很有吸引力的方案。然而这种设备的安装成本很高,而且要求更高效的炼化过程管理。

另一个有效的措施是将石油焦消费纳入目前已在中国若干个城市进行试点的碳交易体系。该体系根据参与工厂的燃料使用量计算其碳排放量,但目前却很可能未将石油焦纳入其中,更不用说其他的替代燃料,比如电解铝的残阳极等。在现有的碳交易试点城市中可能也没有较大的石油焦用户,由于我国政府计划在2016年起在全国范围建立碳市场,因此有必要尽快将石油焦的消费纳入其中。

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