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推进炭素工业结构调整与技术创新为电解铝工业发展服务

陈国强

2012 年 4 月E-mail:13301100332@163.com

炭素工业在电解铝等工业发展中发挥着重要作用

新中国建立以来，特别是改革开放三十多年来，我国国民经济的持续快速发展，尤其是铝以及钢铁等行业的快速发展，强力拉动了我国炭素工业持续、稳定、快速的发展。与此同时，我国炭素工业的持续、快速发展，又强劲撑了我国相关工业的高速发展，成为一个重要的辅助性产业。

近十年的发展 进入新世纪以来，面对我国经济跨越式大发展和资源、能源及环境的制约，我国炭素工作者积极引进、消化国外先进技术，大胆自主创新，加大了炭素工业产业结构与装备技术、工艺技术和管理技术的优化调整，广泛推广新型节能环保煅烧技术，新型节能环保焙烧技术，新型节能石墨化技术，强化烟尘处理，调整产品结构，淘汰落后装备，提高能源利用效率，提高劳动生产率，使炭素工业发生了根本性的变化。

近十年的发展 近年来，我国炭素工业通过不断地努

力与装备技术、工艺技术和管理技术的创新开发实现了行业的初步清洁和经济技术的集约化发展。产品质量提高，品种结构优化，消耗下降，迈出了行业可持续发展的坚实步伐。

还需要努力 由于历史的、政策的、技术的、管理

的和观念等诸多方面的原因，炭素工业现状距科学发展观的目标要求尚有相当差距。部分企业在运营发展中，装备、技术、管理差距大，能源、资源利用率不高，劳动生产率水平不高。急需技术创新，结构优化，实现有序、稳定、可持续发展。

还需要努力 进入“十二五”期间，构建循环经济

社会和实现可持续发展成为时代强音。努力实现节能减排和有效保护资源与环境，已成为全社会也必然包括炭素工业必须追求的目标。只有靠我们自己自主创新，才能实现炭素工业新跨越，建设清洁、高效、服务社会多样化需求，资源、能源充分利用，成本低，充满竞争力的社会友好型素炭工业。

挑战和机遇 近几年来，从美国次贷危机引发的全球金融危机，到最近的欧洲债务危机，为世界经济和各行业发展造成巨大冲击和损失，也为我国经济和各行业发展造成一定程度的冲击和困难。但同时也为我们进行炭素工业产业结构调整和优化升级创造了一次良好的机遇，我国炭素工业将认真实践落实科学发展观，在国家宏观经济相关政策引导和促进下，坚持“总量控制、调整结构、节约能（资）源、保护环境”的可持续发展方针，努力实现技术管理创新、资源高效利用、清洁节能环保等的全面进步和可持续发展。

一、我国炭素工业现状与发展

进入新世纪以来，我国炭素工业随着我国乃至全球经济发展带来的需求增长，投资日趋升温，行业产能出现急剧扩张。近年来，由于国家宏观政策的指引和本行业的自律，我国炭素行业在控制总量、淘汰落后、清洁生产、技术进步、结构调整、节能减排等方面取得了较大变化。

一、我国炭素工业现状与发展 从目前我国炭素工业整体情况看，仍存在以下几方面问题：一是企业规模偏小、数量众多，产业集中度低，技术装备参差不齐；二是技术一般，品种结构不理想，质量水平不高；三是总体产能过剩、经济效益较低。因此，全行业资源高效利用、节能减排、环境治理，产业结构优化升级任务仍非常艰巨。

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（一）总体产能规模大

1 ．我国炭素工业体系 截至 2011 年底，全国各种类型规模以上炭素工业企业近 200 家。这些企业主要遍布于天津市、河北省、山西省、内蒙古自治区、辽宁省、吉林省、黑龙江省、江苏省、安徽省、山东省、河南省、湖南省、湖北省、广西壮族自治区、重庆市、四川省、贵州省、云南省、甘肃省、青海省、新疆维吾尔自治区等，形成了世界上最大的炭素工业体系。

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2 ．我国阳极产能分布情况

全国阳极产能分布如下（半年前的估计） :山东地区 42%河南地区 28% 、西南地区 12% 、西北地区 10% 、山西地区 5% 、湖北地区 1% 、华东地区 1% 、河北地区1% 。

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（二）炭素企业的所有制形式 • 由于历史的、体制的、管理的等各种

原因，从炭素企业的所有制性质看，除部分国有或国有控股的企业外，已多为民营企业、民营股份制企业、外资或港台合资企业。这些企业数量约占企业总量的 60%以上。

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（三）装备和技术水平明显提高

• 为适应国民经济发展，提高企业的竞争力，大型骨干炭素企业普遍加大了技术改造步伐，装备水平明显提高：在煅烧工序，节能环保型煅烧炉普遍使用，集煅烧、余热锅炉、发电和供热为一体的先进技术也开始应用；在焙烧工序，以节能环保型环式炉已是企业的普遍选择，炉温自动控制节能系统也在推广应用；在石墨化工序，内串石墨化生产线从无到有， 10000千伏安及以上大型直流石墨化机组也已广泛应用。

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（四）产品结构明显改善

• 推进科技创新和技术改造，产品结构不断优化，高档优质产品所占比重逐步加大，适应了铝电解槽大型化的要求。

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二、炭素工业产业结构存在的主要问题

（一）企业规模小，产业集中度低 企业规模小，数量众多，产业集中度低。目前，全国铝用炭素企业约 120家，平均阳极产量约 8万吨出头。

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（二）资源的供给存在问题

原料质量的劣化、供应不稳定、价格的持续上涨已成为制约我国炭素工业可持续发展的关键问题之一。进口原油的增加和炼油技术的提高，造成石油焦质量的劣化。更值得注意得是，石油焦质量的提高并未引起炼油厂的重视。

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（二）资源的供给存在问题• 中国石油焦资源呈现如下变化趋势：总产量

不断增加，但优质焦比例减少，价格上扬明显；杂质、有害元素和硫分含量升高；粉焦量比例提高，微观结构变差；优质焦出口增长，进口的石油焦多为劣质焦。煤沥青受钢铁市场、焦化产品市场和季节性影响，供应不稳定，价格波动很大，经常出现煤沥青货源紧张，价格昂贵，质量无保证的情况。这些情况不利于稳定和提高炭素产品的质量，并造成成本的持续上涨。

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（三）能耗水平参差不齐

阳极生产需要经过热处理，能耗较高。就焙烧而言，国外先进的焙烧炉，能耗降低到 2.1GJ/t-C 。国内旧型的焙烧炉，焙烧曲线长，能耗高达 4—6GJ/t-C；新型焙烧炉在燃烧自动控制下，能耗可在 3 GJ/t-C 以下。就煅烧而言 ,如果控制得好 ,罐式炉煅烧可以不用外加燃料，烟气余热可以得到利用。

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（四）资源和能源成本上升使企业经营环境恶化

优质低硫石油焦、煤沥青、燃料（焙烧炉和煅烧炉要求用清洁的液体或气体燃料）和用电价格的持续上涨，造成了生产成本的大幅攀升，使企业经营环境不断恶化。

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（五）环境治理有较大潜力

炭素生产过程中产生的粉尘、多环芳烃（ PAHs ）、二氧化硫等是主要的污染物。国内部分炭素企业对破碎筛分过程中产生的粉尘收集效果不好，岗位作业环境差。对沥青熔化、混捏成型、焙烧过程中产生的 PAHs 及其中毒性较强的苯并芘，采用较多的干式静电收尘受温度、排气量等波动的影响，难以真正达标。国外炭素企业多采用多级净化，如多级湿法静电收尘或静电收尘 - 海水净化等。

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（六）行业技术集成和研发力量分散落后

1 ．我国炭素行业企业规模普遍较小，企业经济实力较弱。长期以来，行业发展的技术进步和技术创新研发力量分散，技术创新投入不足，企业管理及职工队伍技能水平偏低等，亟待行业管理的加强、企业的优化组合、产业技术的集成整合和集中攻关创新。

2 ．系统研发投入不够，厂学研合作及科研技术成果的产业化亟待加强。

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（七）产品质量的稳定和性能的提高难度大

由于我国炭素行业企业规模小，经济实力弱，资源和能源的价格上涨，使企业平均盈利水平较低，技术改造和技术创新投入严重不足，再加上企业管理以及职工培训等方面可能存在的薄弱环节，使我国炭素产品在产品质量的稳定和性能的进一步优化方面存在一定的难度。

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（八）炭素行业科研基金与重大课题攻关机制空缺

炭素行业技术进步、技术创新潜力巨大，尤其在资源优化利用，环境保护，节约能源等方面急需有新的突破和提高，急需国家建立炭素行业科研发展基金与重大课题攻关机制，以支撑中国炭素行业平稳、较快、协调发展。

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三、炭素产业结构调整措施及政策建议

( 一 ) 优化炭素企业结构 一、研究鼓励和引导炭素行业企业联合重组的

政策措施。鼓励、引导和支持炭素企业的兼并重组，上下游产业链相关企业的联合合作，进一步提高产业集中度和企业的市场竞争力。

二、利用国家支持创新集成工艺技术开发政策，将现在已有的先进技术集中配套，建设清洁高效炭素工艺模范示范厂，推动清洁生产的普及。

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( 二 ) 协调产业发展，优化产业结构

一、加强总量控制，炭素企业产能规模和装备结构的调整主要应与我国铝工业产业政策相协调。以避免产业发展中的盲目性和大起大落，促进炭素行业总量规模与电解铝总量规模的协调平衡发展。

二、加快实施更严格的环保、财税、金融、贸易等法律和差别优惠政策，加快淘汰落后产能。

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( 三 ) 鼓励开发高新技术高附加值产品，优化产品结构

鼓励企业优化产品结构，满足下游产业发展需要。鼓励、引导和支持炭素企业开发高新技术，进行高附加值炭素品种开发，并开拓国际国内市场。高附加值炭素品种的开发和市场化 ,可以取得较好的经济效益 , 这反过来可以对阳极产品性能提高提供有力的经济支持。

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( 四 ) 鼓励技术创新和技术集成优化产业技术结构

建议国家设立专题，支持炭素企业技术创新和技术集成，优化产业技术结构。

例如开发如下一些技术 : 降低阳极电阻率的专有技术、用高硫焦生产阳极的技术、以粉焦为主要原料生产阳极的技术、以低灰炭质原料替代石油焦生产阳极的技术。

保护知识产权，促进技术进步。近些年来我国炭素行业技术进步显著，创造了许多先进的工艺技术。为了推广这些先进技术，我们必须贯彻知识产权保护法。搞好企业间的技术转让，使技术开发者和先进技术享用者双方受益。

（五） 鼓励节能降耗，提高行业节能水平

支持和鼓励炭素生产过程中下列主要节能技术的开发和应用。炭素生产主要节能技术基于工序产品优质和均质化、设备大型化、热工炉窑结构优化和节能材料应用等，包括：罐式煅烧炉节能技术优化、高效节能的大料箱带盖焙烧炉、节能型车底式焙烧炉、高压浸渍装置、隧道窑、新型环式二次焙烧炉、

LWG(内热串接石墨化 ) 技术、大型艾奇逊石墨化技术、炭素生产余热利用技术等。

（六） 鼓励环保治理，提高行业环保水平

支持和鼓励炭素生产过程中下列主要环保技术的开发和应用。

沥青烟气治理技术 :1.干料吸附法﹙碳粉﹚：效果较好，吸附料需二次进入流程使用。 2.蓄热式焚烧法：效果好，余热可使用但是能耗偏大。 3.黑法：效果良好，但是应用范围有局限性。 3. 焙烧烟气联合法净化：将预除尘、全蒸发喷淋、电捕焦油和干法吸附收尘技术串联集成，形成多级处理焙烧炉烟气技术，灵活运用。 主要效果：净化效率高、无二次污染、操作管理方便等优点，净化后污染物排放指标远低于国家标准、达到国际标准。

（六） 鼓励环保治理，提高行业环保水平

炭素生产节能减排新技术：重点研究炉窑节能与沥青烟、 BaP 、 SO2综合减排技术：生制品制造过程烟气高效收尘技术；煅烧配风燃烧法处理生制品沥青烟技术；焙烧炉低温烟气与煅烧炉高温烟气循环流化床热焚烧法处理焙烧炉沥青烟技术；蓄热式燃烧技术（ RTO）；石墨化炉的余热回收与烟气脱硫；焙烧炉余热的回收利用与烟气脱硫技术；炭素原料煅烧脱硫技术。

谢谢大家！

祝工作顺利！身体健康！