【正文】 關(guān)部門統(tǒng)計(jì)， 2020 年輪胎產(chǎn)量已達(dá)到 23926 萬條，同比增長 %。 2020－ 2020 年我國汽車、輪胎及炭黑產(chǎn)量實(shí)際值見下表。通過中國橡膠工業(yè)協(xié)會(huì)炭黑分會(huì)對(duì)行業(yè)企業(yè)（包括非會(huì)員企業(yè)） 的調(diào)查核實(shí)和統(tǒng)計(jì)， 2020 年全國炭黑總產(chǎn)量達(dá)到 萬噸，比上年的 161 萬噸增長 萬噸，增幅為 %。 經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，國家經(jīng)貿(mào)委提出的《淘汰落后生產(chǎn)能力，工藝和產(chǎn)品目錄》（第三批），其中就包括年生產(chǎn)能力小于或等于 1 萬噸的干法造粒炭黑生產(chǎn)裝置，淘汰期為 2020 年。這就預(yù)示未來幾年世界輪胎需求量將呈現(xiàn)進(jìn)一步的增長。與此相對(duì)應(yīng)，除中國、日本外，亞洲其他國家為 億條，占世界總量的 10%，比 2020 年增長 27%；南美為 4800 萬條，占世界總量的 3%，比 2020 年增長 12%；非洲為 3200 萬條，占世界的 2%，比 2020 年增長 12%。 綜上所述，當(dāng)前炭黑產(chǎn)品市場的特點(diǎn)是： （ 1）由于國內(nèi)汽車工業(yè)的快速發(fā)展，輪胎產(chǎn)量大幅度增長， 26 “十一五 ”期間，汽車輪胎工業(yè)仍將保持較高的發(fā)展速度，我國炭黑工業(yè)必將在汽車輪胎和橡膠工業(yè)的拉動(dòng)下有廣闊的市場前景，從而帶動(dòng)了炭黑工業(yè)的快速發(fā)展。 （ 4）我國萬噸級(jí)以下的小炭黑裝置將逐步被淘汰。因此，炭黑產(chǎn)品價(jià)格亦將是平穩(wěn)上升或波動(dòng)的。目前國際上炭黑市場的銷售價(jià)格，一般在 600 至 800 美元／噸。 （ 2）為滿足合成橡膠需求，高結(jié)構(gòu)炭黑的需求量不斷增加。 產(chǎn)品名稱：橡膠用硬質(zhì)、軟質(zhì)新工藝炭黑系列產(chǎn)品。出口產(chǎn)品質(zhì)量執(zhí)行國際 ASTM 標(biāo)準(zhǔn)。 年產(chǎn)量的品種分配如下表： 硬質(zhì)炭黑 產(chǎn)品名稱 N220 N234 N326 N330 N351 年產(chǎn)量（噸） 40000 20200 20200 20200 20200 軟質(zhì)炭黑 產(chǎn)品名稱 N550 N660 N762 N774 年產(chǎn)量（噸） 10000 12020 9000 9000 各品種產(chǎn)量可依據(jù)用戶的需求做相應(yīng)地調(diào)整。根據(jù)上述原料路線及實(shí)際情況，確定擬建裝置的原料油采用蒽油和煤焦油按一定配比的混合油，燃料采用焦?fàn)t煤氣，混合油的配比是：硬質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置采用蒽油 50%，煤焦油 50%，軟質(zhì)炭黑生產(chǎn)裝置采用蒽油 60%，煤焦油 40%的混合配比，燃料采用焦?fàn)t煤氣，煤焦油產(chǎn)品收率高，經(jīng)濟(jì)效益好，但質(zhì)量效差。其主要特點(diǎn)是： （ 1）炭黑反應(yīng)爐新型化：采用非夾套式的五段炭黑反應(yīng)爐，可生產(chǎn)十幾個(gè)炭黑品種。 （ 5）采用濕法造粒 ：解決了高結(jié)構(gòu)炭黑干法不易成粒的困難，同時(shí)也消除了生產(chǎn)和使用時(shí)炭黑粉塵污染問題。 目前年產(chǎn) 萬噸以上新工藝炭黑生產(chǎn)裝置已在全國投產(chǎn)的近百條。 軟質(zhì)爐采用軸向通原料油，兩側(cè)給燃料煤氣的反應(yīng)工藝。 采用冷空氣開路風(fēng)送系統(tǒng)，減少風(fēng)送距離，降低主袋濾器負(fù)荷，并在風(fēng)送系統(tǒng)中設(shè)微粒粉碎機(jī)確保產(chǎn)品篩余物達(dá)標(biāo)。裝置建成后，綜合技術(shù)水平可達(dá) 到國內(nèi)先進(jìn)水平。微機(jī)儀表系統(tǒng)及生產(chǎn)工藝中關(guān)鍵的控制閥門 35 采取從國外引進(jìn)。 燃料煤氣經(jīng)管路送到噴燃器中，再與主供風(fēng)機(jī)（ C0201）提供的并經(jīng)空氣預(yù)熱器（ E0201）預(yù)熱到 850℃ 的空氣在炭黑反應(yīng)爐（ R0201）燃燒段混合、完全燃燒，產(chǎn)生 2020℃ 的高溫燃燒氣流進(jìn)入反應(yīng)爐的喉管段 。 冷卻到 288℃ 的煙氣進(jìn)入主袋濾器（ V0302A－ J）。袋濾尾氣用尾氣加壓風(fēng)機(jī)（ C0302）將其 20%送到尾氣燃燒爐（ F0401）燃 燒作為干燥機(jī)熱源，其余 80%送到尾氣發(fā)電做為燃料用。在這里，水、粘結(jié)劑混合后進(jìn)入濕法造粒機(jī) （ M0402）。從干燥器（ X0401）出來的炭黑（ 200－ 300℃ ），經(jīng)濕法造粒提升機(jī)（ L0501）送到篩選機(jī)（ M0502）篩選，除去不合規(guī)格的粒子，并重新送到不合格品處理系統(tǒng)進(jìn)行加工。 從干燥器（ X0401）前端排出的含炭黑熱氣體，經(jīng)廢氣加壓風(fēng)機(jī)（ C0403）送到廢氣袋濾器（ V0303A－ D）。 80%尾氣送至焦化系統(tǒng)做燃料回收熱量， 20%炭黑尾氣送到尾氣燃燒爐，燃燒后的廢氣匯同大量水蒸汽進(jìn)入廢氣袋濾器，收集炭黑后用 30 米煙囪排入大氣中。 自控技術(shù)方案 自控水平和主要控制方案 近十年來，國內(nèi)新建的大型炭黑裝置均采用 DCS 集散控制 40 系統(tǒng)，可從根本上保證工藝數(shù)學(xué)模型的準(zhǔn)確運(yùn)算及產(chǎn)品質(zhì)量和收率的最佳控制。 儀表選型 本裝置檢測元件、傳感器、變送單元、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等儀表器件均采用國內(nèi)先進(jìn)儀表廠家產(chǎn)品，既可保證控制質(zhì)量，又可節(jié)省資金，并且完 全能滿足工藝控制和安全聯(lián)鎖的要求。原料油總量為 萬噸，焦?fàn)t煤氣年用量為 5400 萬立方米。 4 條線每年需原料油總量為 萬噸，其中：蒽油 萬噸，煤焦油 萬噸，焦?fàn)t煤氣總量為 6440 萬立方米。 第六章 建廠條件和廠址方案 建廠條件 廠址的地理位置、地形、地貌、概況 內(nèi)蒙古黑貓?zhí)亢谟邢挢?zé)任公司位于內(nèi)蒙古自治區(qū)烏海市海南區(qū)西來峰工業(yè)園，烏海是華北、東北通往西北的交通樞紐，10 110 國道、京藏高速、包蘭鐵路均經(jīng)過烏海，距銀川僅 150 公里。 所用廠址地勢平坦，廠區(qū)場地東西寬 380 米，南北長約 400 米，該場地面積共 152020 平方米（ 228 畝）。 綜上所述，該廠的運(yùn)輸條件十分優(yōu)越，完全可以保證原材料和產(chǎn)品的運(yùn)輸。 供熱情況 該裝置所需蒸 汽總量為 16 噸 /小時(shí)。高壓用電量為 ，由界區(qū)外 10KV 供電系統(tǒng)直供 ,不需另設(shè)變壓器。 第七章 公用工程和輔助設(shè)施方案 總圖運(yùn)輸 總平面布置 裝置的平面布置要求達(dá)到工藝流程合理，確保環(huán)保、安全和消防的要求，方便原材料儲(chǔ)運(yùn)和產(chǎn)品運(yùn)輸。場區(qū)豎向設(shè)計(jì)為平坡式，雨水排入廢水管網(wǎng)，車間道路為郊區(qū)型水泥路面，主干道寬為 9～ 12 米，次干道寬 4～ 6 米。運(yùn)出量約為 萬噸，運(yùn)入量約 26 萬噸。 上水由外部供水站通過 DN300 管路送至裝置區(qū)各儲(chǔ)水罐并從 DN300 引入管上再引出二條 DN200 管做為消防用水，壓力要求達(dá)到 。室內(nèi)排水管采用鑄鐵管，室 外排水管采用排水溝，排入廠區(qū)的排水設(shè)施內(nèi)。 低壓用電負(fù)荷計(jì)算見下表： 裝機(jī)容量 (KW) 名 稱 Kx cosφ P （ KW） Q （ KVAR） S （ KVA） 30 30 30 常用 備用 動(dòng) 52 力 空調(diào) 60 48 36 60 儀表 25 照明 135 108 0 108 其它 合計(jì) 10KV高壓電機(jī) 4 臺(tái)，裝機(jī)容量 2330KW 全裝置計(jì)算負(fù)荷 P30 ＝ 年電能需要量 A ＝ T ?P ＝ 8000＝ 50407760（ KW?h） p ma 30 單位產(chǎn)品耗電量 A＝ 50407760247。 53 微機(jī)儀表設(shè)置 UPS 電源，確保微機(jī)儀表在電源故障時(shí)正常運(yùn)行。 該裝置設(shè)變配電室一座。 全裝置低壓動(dòng)力設(shè)備裝機(jī)共 295臺(tái)，其中備用 35 臺(tái)。管道沿廠區(qū)鋪設(shè)，設(shè) 12 個(gè)地上式消火栓，保護(hù)半徑 60 米。其中：工藝供水 72 噸 /小時(shí)，余熱鍋爐用水 8 噸 /小時(shí)，循環(huán)水 4 噸 /小時(shí)。 工廠運(yùn)輸 全廠原料運(yùn)輸以汽運(yùn)為主。 該裝置區(qū)要布置消防環(huán)形通道，與廠區(qū)干道相連接，確保產(chǎn)品運(yùn)輸、原材料儲(chǔ)運(yùn)和消防的需要。 廠址方案 擬建 16 萬噸 /年軟、硬質(zhì)新工藝炭黑項(xiàng)目，所需水、電、汽等動(dòng)力設(shè)施全部新建。在裝置停運(yùn)或開停車時(shí)所用蒸汽、由發(fā)電車間提供。生活用水管徑 DN100。 當(dāng)?shù)貧庀髼l 件 47 年平均氣溫 ℃ 最高極端溫度 ℃ 最低極端溫度 － ℃ 冬春季主要風(fēng)向 西、西北風(fēng) 夏秋季主要風(fēng)向 東南風(fēng) 風(fēng)力 級(jí) （最大級(jí)） 年平均風(fēng)速 m/s 年平均氣壓 年最大風(fēng)速 16m/s 基本風(fēng)壓 年平均降雨量 200mm 年最大降雨量 mm 年均蒸發(fā)量 1800mm 全年平均相對(duì)濕度 48% 年均雷電天數(shù) 天 土壤凍結(jié)深度 地震基本烈度 8 度 地基承載力 200－ 300KPa 48 廠區(qū)交通運(yùn)輸條件和運(yùn)輸現(xiàn)狀 該廠區(qū)以汽運(yùn)和鐵路運(yùn)輸為主。 烏海平均海拔 1150 米，屬北溫帶干燥型大陸氣候。 原料油的貯運(yùn) 炭黑正常生產(chǎn)的貯油天數(shù)一般為 30－ 50 天，如按 16 萬噸炭黑生產(chǎn)能力考慮應(yīng)有 － 萬噸的貯油能力，考慮到油源 較近，年產(chǎn) 16 萬噸炭黑生產(chǎn)貯油量可在 萬噸左右。原料油單耗按 噸 /噸炭黑計(jì)，焦?fàn)t煤氣單耗按 260 標(biāo)立米 /噸炭黑計(jì)。按原料油單耗為 噸 /噸炭黑，焦?fàn)t煤氣單耗為 450 標(biāo)立米 /噸炭黑，熱值： 4200 大卡 /NM3。本項(xiàng)目擬選用國內(nèi)先進(jìn)計(jì)算機(jī)廠家的 DCS 系統(tǒng)，性能優(yōu)越、運(yùn)行穩(wěn)定可靠、性能價(jià)格比 高；而且投資少、建設(shè)周期短、配件供應(yīng)極為方便、現(xiàn)場服務(wù)良好；在控制水平上完全能滿足工藝的需要，并且能達(dá)到同類型引進(jìn)國外微機(jī)系統(tǒng)的控制水平。其它工藝路線同硬質(zhì)相同。 39 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不合格炭黑進(jìn)入不合格品貯罐（ V0501）通過吸塵風(fēng)機(jī) （ C0503）送到再處理袋濾器（ V0304）。包裝好的炭黑包經(jīng)整形和打印后再經(jīng)袋子運(yùn)輸機(jī)（ L0505）和叉車（ L0508A－ C）輸送入庫。干燥機(jī)所需的干燥氣體由尾氣燃燒爐（ F0401）供給，尾氣燃燒所需工藝空氣由尾氣爐供風(fēng)機(jī)（ C0401），匯同尾氣加壓風(fēng)機(jī)（ C0302）送來的尾氣一起進(jìn)入尾氣燃燒爐（ F0401），進(jìn)行燃燒。 粉狀炭黑經(jīng)貯斗攪拌器攪拌，使其容重增加后，由主供料輸送器（ L0401）送入濕法造粒機(jī)（ M0402）進(jìn)行造粒。使其落入袋濾器貯斗。 在反應(yīng)爐（ R0201）后部，直接把水噴入高溫炭黑煙氣中，使其溫度迅速降低，終止炭黑生成反應(yīng)，然后，經(jīng)過空氣預(yù)熱器（ E0201）、余熱鍋爐（ E0204）原料油預(yù)熱器（ E0202），進(jìn)入炭黑收集系統(tǒng)。 設(shè)備選型見附表： 附表一 《泵類設(shè)備表》 附表二 《壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)類設(shè)備表》 附表三 《定 型設(shè)備表》 附表四 《非定型設(shè)備表》 工藝流程和消耗定額 工藝流程簡述 工藝流程圖見附圖。在滿足工藝要求和保證設(shè)備性能、產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，本著技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，生產(chǎn)安全的原則下來配置設(shè)備。徹底消除了炭黑生產(chǎn)過程中炭黑對(duì)環(huán)境的污染。 采用高溫空氣預(yù)熱器，空氣預(yù)熱溫度可達(dá)到 800℃ ～850℃ ，并設(shè)有原料油換熱器，余熱鍋爐，充分回收裝置余熱。單臺(tái)日產(chǎn)能力可達(dá)到 95120 噸（視品種而異）。 國內(nèi)炭黑生產(chǎn)技術(shù)概況 引進(jìn)萬噸以上新工藝炭黑裝置的共有 3 家：天津炭黑廠年產(chǎn) 萬噸新工藝炭黑生產(chǎn)裝置，是美國大陸炭公司技術(shù)，于 1986 年 7 月投產(chǎn)；中外合資上?？ú┨鼗び邢薰镜?萬噸新工藝硬質(zhì)炭黑裝置于 1992年 7月投產(chǎn)；青島炭黑廠引進(jìn)的 3 萬噸迪高莎新工藝（硬質(zhì)與軟質(zhì)炭黑裝置各一套）炭黑裝置于 1992 年 11 月投產(chǎn)。 （