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1、炭素厂沥青烟尘净化处理28工程设计与研究总第122期2007年6月炭素厂沥青烟尘净化处理王江峰,刘光大(摘要)介绍了炭素生产常用的几种沥青烟气净化方法.根据某炭素生产厂工艺流程的特点,设计采取了电捕法和吸附法相结合的净化方法处理沥青烟气.烟气净化系统采用PLC控制系统,自动化程度高,远行安全可靠,经净化处理后的烟气达到国家排放标准关键词)沥青烟气;净化处理;电捕法;吸附法;吸附荆1】上.一上日IJ舌随着科学技术的快速发展,炭素材料广泛地应用于冶金,化工,电子,机械,电工,交通运输,航空,生物工程等行业.对于某些用途来说,炭素材料是其他材料不可替代的.但是炭素生产所带来的环境污染问题是相当严重的
2、,炭素工业被称为黑色工厂.炭素生产要经过原料破碎,配料,沥青熔化,沥青与配料混捏,挤压成型,烧结焙烧等工艺流程.炭素生产原料一般为沥青焦,石油焦,无烟煤等.混捏过程中,粘接剂一般为煤沥青和改质沥青.在炭素生产过程中,挥发和散发大量含有强致癌物质的沥青烟气和炭尘.沥青烟气主要含多环芳烃化合物3,4苯并芘制癌物和少量的氯,氟化氢等有毒有害气体,会引起肺癌,肝癌,沥青皮炎等疾病;炭尘具有导电性,当它沉积在电机等设备上时,能使电机设备短路而引起火灾.所以,在生产过程中应加强设备的密闭性,设计良好的吸尘罩,采用行之有效的烟气净化处理方法.2烟气净化方法目前,国内外净化处理沥青烟气的方法主要有焚烧法,吸收
3、法,电捕法,吸附法.2.1焚烧法焚烧法就是把烟气中的烃类,可燃炭粉和焦油雾滴燃烧,分解成COz,HzO.但此法燃烧温度高,而且要求燃烧物达到一定浓度方可燃烧,燃烧时间控制严格,容易造成不完全燃烧和二次污染.2.2吸收法(湿法)沥青烟气和有机类液体(洗涤油)直接接触,使得焦油粒子,烟尘凝沉下来,从而达到净化沥青烟气的目的.但该工艺会产生污水,造成二次污染,净化效率不高,烟气净化系统运行问题较多.2.3电捕法利用高压静电捕集焦油.在电晕极(负极)和沉淀极之间施加直流高压,使得电晕极放电,烟气电离,生成大量的正,负离子.正,负离子在向电晕极,沉淀极移动的过程中与焦油雾滴相遇,并使之带电,雾滴被电极吸
4、引,从而被除去.电捕法对烟气浓度和烟尘比电阻有一定要求,而且设备较贵.2.4吸附法利用各种具有很高孔隙率和比面积较大的粉末材料(焦炭粉,氧化铝,活性炭,白云石粉等)作为吸附剂来净化沥青烟气.其方法是以一定的速度向吸附装置内喷射吸附剂粉末,与沥青烟气逆流混合吸附,再通过布袋除尘器净化烟气.此法投资少,运行费用低,操作维修方便,回收的烟尘可妥善处理.通过分析比较,炭素厂沥青烟尘采用电总第122期炭素厂沥青烟尘净化处理捕法和吸附法,净化处理效果较好.所以,炭素生产最好采取电捕法和吸附法相结合的净化方法处理沥青烟气,吸附材料可采用氧化铝,活性炭粉末或石油焦粉.新鲜的活性氧化铝粉末在吸附沥青烟气的过程中
5、,除了可除去沥青烟气中的焦油雾滴和粉尘外,还可以吸附沥青烟气中的氟化氢气体,达到烟气脱氟的目的,吸附材料经脱附后可循环使用.炭素厂沥青烟气采用石油焦粉作吸附剂具有独特的优点,因为石油焦粉也可作炭素生产原料,在吸附烟气后可直接送到生产工艺中去,不要求再生.这样就简化了系统,提高了系统运行的可靠性.3净化工艺的设计根据某炭素厂生产工艺流程,设计采取了电捕法和吸附法相结合的净化方法处理沥青烟气.(1)沥青熔化槽系统.从沥青熔化槽收集的沥青烟气保持15O190的温度,通过烟气管道引至电捕焦油器下简体,经过电捕焦油器中部电晕电场净化后,从上简体顶部导出,经高空排放.(2)破碎,筛分,分离系统.在生产原料
6、的粉碎,筛分,分离各工序产尘点设置密闭罩和吸尘罩进行机械排风保持负压操作,含尘气体经除尘管道引至布袋除尘器净化后排人大气.(3)对在混捏,成型,废糊输送工序中挥发和散发的沥青烟气进行密闭收集吸附净化处理.沥青烟气进入吸附器后与高速逆流而下的吸附剂粉末充分混合,吸附剂粉末对焦油雾滴进行吸附,若要除去烟气中的氟化氢,则可用活性氧化铝粉末作为吸附剂,达到烟气脱氟的目的,载氟的氧化铝可以回收后脱氟再利用.在吸附净化高浓度沥青烟气时,建议采用大颗粒吸附剂粉末.除尘净化系统开始启动运行时,从吸附剂料斗落下的粉末随气流进入除尘器,在滤袋表面附上一层薄薄的预附层,当沥青烟气经过时,预附层能够有效地吸附沥青烟气
7、中的颗粒物,提高净化效率.当系统运行一段时间后,滤袋表面的粉尘达到一定厚度,需用压缩空气反吹清灰,使粉尘脱落到袋式除尘器底,通过除尘器卸料阀把粉尘卸到皮带运输机上送至粉料库回收再利用.回收到粉料库的粉料经处理后,由提升机定期装入吸附剂料斗.整个吸附净化系统采用PLC控制系统进行跟踪控制,根据沥青烟气量来控制吸附剂的下料量.控制室的计算机和自控仪表可显示出除尘器,吸附器等设备的工况,整个烟气净化流程自控运行.4结语为防止沥青烟气在管道输送过程中因温度降低导致焦油雾滴粘结管道,必须对管道进行保温,使烟气温度保持在120140;管道设计保持一定的坡度,以免粉尘沉降滞留在管道内.在设计烟气净化系统时,
8、应根据沥青烟气成分的物理性质,保持风量和热量平衡.为沥青烟气在除尘器入口处的温度保持在120左右,必须在强冷却机前向烟气管道内送入高温空气,但温度不能超过200,否则易引起沥青烟气爆炸(沥青烟气闪点温度为220).目前,炭素厂选用的强冷却机多采取喷水全蒸发的方式冷却,如果有大量水蒸气混入沥青烟气从而进入吸附系统,冷凝下来的水和焦油处理起来就成了问题.因此,建议强冷却机冷却方式采取表冷,这样可以避免大量水蒸气进入烟气的问题.炭素厂采用电捕法和吸附法相结合的净化方法处理沥青烟气能极大地提高烟气净化效率.烟气净化系统采用PLC控制系统,自动化程度高,运行安全可靠,经净化处理后的烟气达到国家排放标准.
