油廠的低碳生產(chǎn)：節(jié)能減排

左 青，徐宏闖，程水銀，呂 瑞，陳友軍，左 暉

(1.江蘇豐尚油脂工程技術(shù)有限公司, 江蘇 揚(yáng)州 225127； 2.中儲(chǔ)糧東莞油脂工業(yè)有限公司，廣東 東莞 523147；3.中儲(chǔ)糧天門直屬庫(kù)有限公司，湖北 天門 431700； 4.廣州星坤機(jī)械有限公司，廣州 510890)

油廠CO2排放源主要分為直接排放源和間接排放源。直接排放源是固體、氣體燃燒排放，以及廢氣和污水造成的排放，間接排放源為外購(gòu)電力、熱力、蒸汽以及原料和廢棄品運(yùn)輸造成的排放。中儲(chǔ)糧東莞油脂工業(yè)有限公司先后建設(shè)一條3 500 t/d大豆壓榨線(含水化脫膠)和一條4 500 t/d大豆壓榨線(含水化脫膠)，一條600 t/d化學(xué)精煉線(20年的老線)和一條1 200 t/d化學(xué)精煉線，配套大豆原料倉(cāng)和散粕立筒倉(cāng)。在公司倡導(dǎo)“安全、健康、環(huán)保、綠色和低碳”下，按照“大型化、清潔生產(chǎn)、差異化、高附加值、智能化”發(fā)展理念，開展了系列節(jié)能減排措施的探索，并取得一定的成效，為了配合政府低碳規(guī)劃，還要不斷完善、加強(qiáng)節(jié)能減排體系的建設(shè)。茲對(duì)該公司的節(jié)能減排措施、效果等進(jìn)行介紹，以供同行參考。

1 節(jié)能減排措施

油廠減少CO2排放措施主要是采用清潔能源，將自備燃煤鍋爐改為外購(gòu)蒸汽、外部供電，利用可再生能源。通過(guò)采取節(jié)能技術(shù)、調(diào)整生產(chǎn)工藝等措施達(dá)到節(jié)能減排的效果。

1.1 壓榨

(1)在壓榨車間采取水循環(huán)泵替代蒸汽噴射泵。

(2)壓榨風(fēng)機(jī)和除塵風(fēng)機(jī)采用高分子不粘涂層，防止葉輪的腐蝕和磨損。

(3)在預(yù)處理車間采取熱泵技術(shù)[1]。熱泵是一種把低溫?zé)嵩礋崃哭D(zhuǎn)換到高溫?zé)嵩吹哪芰刻嵘b置，實(shí)現(xiàn)制冷和制熱功能。

(4)采用二次破碎脫皮熱風(fēng)循環(huán)利用技術(shù)[1]。

(5)浸出冷卻塔使用空化處理技術(shù)[1]，配合冷卻塔自清理技術(shù)，減少污水的排放。

(6)浸出尾氣礦物油回收系統(tǒng)增加了輔助冷凍系統(tǒng)[2-3]。

1.2 精煉

(1)對(duì)600 t/d化學(xué)精煉線于2017年進(jìn)行改造，將水冷真空系統(tǒng)改為冷凍水真空系統(tǒng)[4]。

(2)精煉線采取中水回用[5],并保證中和油的質(zhì)量，循環(huán)比例可以達(dá)到80%以上。

(3)堿煉過(guò)程中采取無(wú)水脫皂技術(shù)[6]。無(wú)水脫皂適用于殘磷量在15 mg/kg和殘?jiān)砹吭?50 mg/kg以內(nèi)的脫皂油，要求進(jìn)過(guò)濾機(jī)的油質(zhì)量穩(wěn)定。

(4)采用逆流脫色工藝[7],將干燥油穿過(guò)過(guò)濾機(jī)中的廢白土，但效率相對(duì)較低。

(5)改進(jìn)脫臭系統(tǒng)，進(jìn)行二次捕集，冷凍水真空或干冰真空[4]。油-油換熱器選用螺旋換熱器[8]或降膜式換熱器，換熱油達(dá)220℃(脫臭油溫度245℃)。采取兩段溫度脫臭，限制或減少反式酸和縮水甘油酯含量[9]。

(6)引進(jìn)大豆油低溫發(fā)朦處理技術(shù)[10]。

(7)研究并應(yīng)用防止大豆油和菜籽油返色返酸技術(shù)[7,11-12]。

(8)油脂精煉過(guò)程中,采用在線檢測(cè)技術(shù)對(duì)油脂色澤、雜質(zhì)、殘?jiān)砹?、含蠟量及換熱器泄漏情況進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 工藝安全管理和控制

工藝安全管理[13-14]包括原料庫(kù)、粕庫(kù)、罐區(qū)和工藝儲(chǔ)罐、化學(xué)品及油品裝卸、水環(huán)泵、高壓鍋爐、過(guò)濾機(jī)、氨冷機(jī)等。

關(guān)注地下溶劑罐管理液位、內(nèi)部壓力，車間溶劑封閉系統(tǒng)的負(fù)壓、泄漏點(diǎn)、尾氣、法蘭、儀表、傳感器焊接點(diǎn)。

在設(shè)計(jì)和管理上關(guān)注高壓鍋爐的工藝安全，包括水位、水質(zhì)管理、連鎖管理等。

真空水環(huán)泵設(shè)計(jì)要符合工藝安全需要，尤其是在浸出車間要注意氣體和水流量、液位、壓力、連鎖管理。

粉塵、高溫氣體、正己烷、危險(xiǎn)品、壓縮空氣和蒸汽系統(tǒng)的控制。

1.4 廢氣處理

采取植物提取液吸收+復(fù)合光催化+VP布?xì)夤に?，?duì)產(chǎn)生的廢氣集中處理[15-16]，凈化后排放。

1.5 原糧接收和豆粕庫(kù)

原糧接收采取封閉輸送入庫(kù)和出貨，豆粕從預(yù)處理車間出來(lái)通過(guò)封閉刮板進(jìn)立筒庫(kù)，出料密封輸送到自動(dòng)打包機(jī)，經(jīng)裝載機(jī)直接裝車或散裝卸進(jìn)船內(nèi)、罐車內(nèi)。

1.6 全自動(dòng)化

油廠實(shí)施全自動(dòng)化管理,對(duì)生產(chǎn)、物流、采購(gòu)、庫(kù)存、銷售、資金及管理等實(shí)現(xiàn)在線控制，減少人為因素的干擾，使各個(gè)環(huán)節(jié)按計(jì)劃高效運(yùn)行[17]。全廠自控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)總線與在線的數(shù)據(jù)采集與識(shí)別系統(tǒng)，用ABB控制系統(tǒng)將各種信息集中到一個(gè)平臺(tái)，包含所有生產(chǎn)服務(wù)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)的信息，把分布在生產(chǎn)中的DCS和PLC過(guò)程控制進(jìn)行集中調(diào)度，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在統(tǒng)一設(shè)計(jì)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。

在車間生產(chǎn)中現(xiàn)代化控制系統(tǒng)除了硬件異常外,員工不需要在現(xiàn)場(chǎng)做任何調(diào)整[18]。除高壓鍋爐外，多數(shù)都可以實(shí)現(xiàn)與油溫連鎖控制。精煉離心機(jī)程序可以編入自動(dòng)化程序內(nèi)。整個(gè)裝置的開機(jī)、停機(jī)、循環(huán)、排空、切換等操作只需要在電腦上點(diǎn)擊確認(rèn)鍵即可。如果出現(xiàn)異常情況,智能系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷處理：部分在線循環(huán)或調(diào)整或停機(jī),是自動(dòng)恢復(fù)還是報(bào)警確認(rèn)。員工巡視設(shè)備、容器、管道和潤(rùn)滑系統(tǒng)是否出現(xiàn)跑冒滴漏，儀表是否失穩(wěn)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整、檢修和更換。

通過(guò)自動(dòng)化或高智能化生產(chǎn)運(yùn)行，物料和產(chǎn)品按計(jì)劃穩(wěn)定生產(chǎn)，蒸汽、電、溶劑、天然氣、生產(chǎn)輔料的投入量穩(wěn)定，既不浪費(fèi)能量也不增加排放。

2 節(jié)能減排效果

2.1 2016—2021年能源消耗

2016—2021年3 500 t/d大豆壓榨生產(chǎn)線和4 500 t/d大豆壓榨生產(chǎn)線的平均消耗指標(biāo)見表1。

表1 大豆壓榨生產(chǎn)線消耗指標(biāo)

2016—2021年600 t/d化學(xué)精煉生產(chǎn)線和1 200 t/d化學(xué)精煉生產(chǎn)線的平均消耗指標(biāo)見表2。

表2 化學(xué)精煉生產(chǎn)線消耗指標(biāo)

從表1、表2可以看出，整體能耗在下降。白土視大豆品質(zhì)和成品油質(zhì)量添加，廢白土按環(huán)保部門要求，由具備資質(zhì)的公司定向處理為肥料。

2.2 CO2 排放量估算

(1)電

壓榨：電耗增加24.99-23.69=1.30(kW·h/t)

精煉：電耗降低14.92-10.88=4.04(kW·h/t)

節(jié)省1 kW·h等于減排0.997 kg CO2。

壓榨： CO2增加1.30×0.997=1.296 1(kg/t)

精煉:CO2減少4.04×0.997≈4.027 9(kg/t)

(2)天然氣

天然氣量增加(2018—2021年)2.35-1.98=0.37(m3/t)

1 m3天然氣按產(chǎn)生1.964 3 kg CO2計(jì)。

CO2增加0.37×1.964 3≈0.726 8 (kg/t)

(3)其他

壓榨生產(chǎn)線的溶劑消耗降低，但水耗增加，部分水經(jīng)處理后回用，部分排出澆草坪，壓榨和精煉生產(chǎn)線蒸汽消耗降低對(duì)CO2減排均影響不大。

豆粕打包改為散裝存在立筒庫(kù)，散裝、噸袋和60～70 kg包裝發(fā)貨裝車。增加一條4 500 t/d大豆壓榨線和一條1 200 t/d精煉線，整體消耗指標(biāo)下降。

3 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)大型大豆壓榨廠規(guī)模在3 000～6 000 t/d，蒸汽消耗在185～235 kg/t，電耗在22～25 kW·h/t，溶劑消耗在0.4～0.6 kg/t；配套精煉規(guī)模在 1 000～1 200 t/d，蒸汽消耗在36～50 kg/t，電耗在13～19 kW·h/t，天然氣消耗在2.5～3.2 m3/t。顯然新裝置能耗低，而且封閉性好、排放少；而舊裝置能耗高、排放多，改造的項(xiàng)目與統(tǒng)一設(shè)計(jì)的新生產(chǎn)線存在差距。

我國(guó)新建大型油廠的能源消耗指標(biāo)基本達(dá)到或接近國(guó)外能源消耗指標(biāo)，但是舊廠原設(shè)計(jì)和裝置沒有考慮現(xiàn)在的碳達(dá)峰和節(jié)能減排的要求，進(jìn)行局部改造不可能達(dá)到新建油廠裝置的節(jié)能減排指標(biāo)，只能向節(jié)能減排的方向努力。兩條壓榨線，其中3 500 t/d大豆壓榨線是2011年投產(chǎn)，而第二條4 500 t/d大豆壓榨線是2020年投產(chǎn)，其配置和設(shè)計(jì)要求不同，后面的指標(biāo)優(yōu)于前面。同樣一條600 t/d化學(xué)精煉線是2006年投產(chǎn)，一條1 200 t/d化學(xué)精煉線是2019年投產(chǎn)。通過(guò)學(xué)習(xí)、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)行技術(shù)改造，公司每年都要落實(shí)節(jié)能減排的任務(wù)指標(biāo)。

現(xiàn)在我國(guó)高能耗企業(yè)出口產(chǎn)品將成為“碳關(guān)稅”的對(duì)象，出口商品要碳足跡驗(yàn)證，產(chǎn)品包裝上貼上國(guó)際認(rèn)證機(jī)構(gòu)認(rèn)證的碳標(biāo)簽。我國(guó)不同行業(yè)的碳排放核算標(biāo)準(zhǔn)體系還在建設(shè)之中，食用油工業(yè)還沒有建立低碳經(jīng)濟(jì)指標(biāo)體系和評(píng)估方法。建議油脂行業(yè)權(quán)威機(jī)構(gòu)組織專家建立油脂企業(yè)低碳排放指標(biāo)認(rèn)證體系和評(píng)價(jià)指標(biāo)，內(nèi)容可涵蓋低碳材料、低碳能源、低碳技術(shù)、低碳生產(chǎn)、物流、員工工作和生活環(huán)境，如水、電、蒸汽、正己烷、輔料、廢棄物/污染物處理和排放、管理模式、引進(jìn)新技術(shù)和技術(shù)創(chuàng)新、能源消耗/生產(chǎn)價(jià)值，使油脂企業(yè)有章可循，發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)。

致謝：中國(guó)糧油學(xué)會(huì)油脂分會(huì)何東平教授和中儲(chǔ)糧油脂公司鄧浩田先生的支持！