CN108568188A - 一种用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，该方法利用炭素制品厂混捏成型车间工艺生产用炭粉作为净化原料，通过气力输送方式将净化炭粉输送至沥青熔化器及沥青储槽排烟干管的末端，炭粉在沥青烟产生的源头处将沥青熔化器及沥青储槽产生的沥青烟和苯并芘[α]净化，混有有炭粉的烟气进入净化除尘器进行进一步吸附净化和气、固分离，净化后烟气通过排烟风机和烟囱排放，净化后炭粉通过气力输送仓式泵返回工艺生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，是用于处理炭素制品厂固体沥青熔化器及液体沥青储槽产生的沥青烟气，属于烟气净化领域。
技术背景
铝冶炼用阳极、阴极及石墨电极类炭素制品的混捏成型制造过程中均使用液体沥青作为粘结剂使用，一般采用固体沥青熔化的方式或直接外购液体沥青，无论是固体沥青的熔化过程还是液体沥青的存储过程均散发大量的沥青烟，此过程产生的沥青烟成分单纯，烟气中不含粉尘、二氧化硫和氮氧化物，但含有较高浓度的苯并芘[α](强致癌物)，现阶段对该工艺流程产生的沥青烟多采用电捕焦油器净化技术和焚烧技术。
电捕焦油器净化工艺能净化烟气中绝大部分沥青烟，但电捕焦油器存在运行工况不稳定，长时间运行后净化效率衰减的问题，沥青烟气在排烟管道中容易凝结堵塞管道。此外，电捕焦油器净化产生的焦油较难处理，现阶段一般进行简单油水分离后液体焦油返回工艺继续使用，但分离下来的废水(危废)很难处理，容易造成二次污染。最重要的是电捕焦油器无法净化沥青烟气中浓度较高的苯并芘[α]，目前，沥青熔化器及沥青储槽产生的沥青烟气已成为炭素制品厂重大的污染源之一。
沥青烟气焚烧是解决沥青烟气最有效的净化手段之一，沥青烟气经过焚烧后烟气中的焦油、苯并芘[α]等有害物质均会裂解、燃烧。烟气焚烧炉分为直燃式焚烧炉和蓄热式焚烧炉，直燃式焚烧炉运行可靠但燃气的耗量巨大，如不能进行高效地烟气余热利用能耗较高；蓄热式焚烧炉能耗较低、但存在易结垢的问题。此外，采用烟气焚烧技术一旦对燃烧温度和氧含量控制不精确容易产生氮氧化物。
鉴于目前净化工艺中存在的上述问题和日益严格的环保要求本发明应运而生。
发明内容
本发明需解决的问题是：针对目前炭素制品厂沥青熔化器和沥青储槽沥青烟气净化系统存在的问题，本发明利用炭素制品厂工艺生产用炭粉来净化沥青烟气，并将沥青烟气送至排烟管道末端位置从产生沥青烟气的源头来净化沥青烟气(该种方式可有效地解决焦油堵管问题)，净化后炭粉返回至工艺粉料仓进行工艺生产。
本发明的技术方案是：将工艺生产磨粉系统制备的炭素输送至净化粉料仓存储，净化粉料仓设置称重计量装置，仓下设置两台变频卸料阀，通过称重计量装置和变频卸料阀来控制不同排烟管道加入的净化炭粉量，净化炭粉通过变频卸料阀卸至炭粉输送装置中将炭粉输送至沥青熔化器和沥青储槽排烟干管末端来净化沥青烟气。
沥青熔化器和沥青储槽产生的沥青烟气通过阀门和排烟支管进入对应的排烟干管与上述加入的净化炭粉充分混合、吸附，利用炭粉的高吸附性能将沥青烟和苯并芘[α]净化，然后混有炭粉的烟气通过排烟干管、阀门进入净化除尘器，烟气中残余的沥青烟和少量的苯并芘[α]与净化除尘器的滤袋表面覆盖的炭粉进行二次吸附反应，进一步提高净化效率，净化后烟气通过风机进口风阀、排烟风机进入烟囱排入大气。
在净化除尘器灰斗过滤、分离下来的净化后炭粉通过卸料阀进入气力输送仓式泵将净化后炭粉送至工艺粉仓进行工艺生产。
为防止沥青熔化器和沥青储槽排烟干管、出现焦油和水蒸气冷凝堵塞管道，净化用炭粉直接加到沥青熔化器和沥青储槽排烟干管的末端，在烟管中即将烟气中的沥青烟和水蒸气吸附净化；为进一步防止焦油和水蒸气在排烟管道和净化除尘器表面冷凝，排烟管道的管道外壁设置蒸汽伴热管(或电伴热带)和保温层，净化除尘器外壳体设置保温层。
本发明的净化技术在对沥青烟的净化无论是在稳定性还是净化效率方面是电捕焦油器净化技术无法比拟的，最重要的是还能净化沥青烟气中的苯并芘[α]，且不产生任何二次污染和“三废”。
本发明使用的净化原料来自炭素制品厂混捏成型车间工艺生产原料—炭粉，炭粉是一种多孔介质，比表面积大，对沥青烟和苯并芘[α]等有害物质有较强的吸附能力。本发明净化用炭粉取自工艺生产磨粉系统，然后炭粉分支路加入产生沥青烟的沥青熔化器和沥青储槽排烟支干管末端，从沥青烟产生的源头烟管位置将沥青烟气净化，避免了管道焦油堵塞问题，净化后炭粉通过气力输送仓式泵返回工艺配料仓返回工艺生产。
由于沥青就是工艺生产的粘结剂，所以吸附沥青烟后的炭粉不会对工艺生产造成不良影响；炭粉吸附的苯并芘[α]最终会固化到阳极、阴极或石墨电极中，无论是阳极、阴极还是石墨电极最终均会在高温中消耗，苯并芘[α]最终会在高温中裂解燃烧，不存在污染物转移问题。
本发明根据炭素制品厂的工艺生产特点利用工艺生产原料—炭粉完成对沥青烟气的净化，净化后炭粉返回工艺生产，该净化工艺在完成烟气净化的同时不产生任何固、液、气二次污染。
附图说明
图1一种用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法工艺流程图
附图中的标记为：1-阀门一，2-沥青熔化器排烟支管，3-沥青熔化器排烟干管，4-阀门二，5-沥青储槽排烟支管，6-沥青储槽排烟干管，7-排烟干管，8-阀门三，9-净化除尘器，10-净化后烟气，11-风机进口风阀，12-排烟风机，13-烟囱，14-净化粉料仓，15-称重计量装置，16-变频卸料阀，17-炭粉输送装置，18-炭粉输送管道，19-卸料阀，20-气力输送仓式泵，21-净化后炭粉输送管道，22-沥青熔化器，23-工艺磨粉系统，24-工艺料仓，25-沥青储槽。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明的装置包括四个沥青储槽25，每个沥青储槽25通过沥青储槽排烟支管5与沥青储槽排烟干管6连接，并且在每根沥青储槽排烟支管5上各设有一个阀门二4。在另一边设有工艺磨粉系统23，工艺磨粉系统23下方设有净化粉料仓14，净化粉料仓14设有称重计量装置15，同时净化粉料仓14下方连接两个变频卸料阀16，每个变频卸料阀16连接一个炭粉输送装置17(可采用现有的常规粉体输送设备)，每个炭粉输送装置17连接一根炭粉输送管道18，其中一根炭粉输送管道18回连沥青储槽排烟干管6，另一根炭粉输送管道18上通过沥青熔化器排烟支管2连接若干个沥青熔化器22然后汇入沥青熔化器排烟干管3后与沥青储槽排烟干管6汇合，在每根沥青熔化器排烟支管2上设有一个阀门一1。
沥青熔化器排烟干管3与沥青储槽排烟干管6汇合后，最终汇合入排烟干管7中，排烟干管7经过阀门三8后连接净化除尘器9。净化除尘器9后端设有排烟风机12和烟囱13。净化除尘器9的后端排出的净化后烟气10通过风机进口风阀11进入排烟风机12后进入烟囱13。净化除尘器9的下部设有卸料阀19，卸料阀19下方连接气力输送仓式泵20，气力输送仓式泵20通过净化后炭粉输送管道21连接工艺料仓24。
本发明的基本设计参数来自于沥青熔化器的产能、数量和沥青储槽的容积、数量，根据该参数对排烟管道、净化除尘器9、排烟风机12和净化粉料仓14等关键设备选型计算。首先将工艺磨粉系统23制备的炭素输送至净化粉料仓14存储，净化粉料仓14设置称重计量装置15，仓下设置两台变频卸料阀16，通过称重计量装置15和变频卸料阀16可调节和控制不同排烟管道加入的净化炭粉量，净化炭粉通过变频卸料阀16卸至炭粉输送装置17中将炭粉输送至沥青熔化器22和沥青熔化器排烟干管3与沥青储槽排烟干管6末端来净化沥青烟气。
阀门一1、阀门二4用于调节沥青熔化器22和沥青储槽25的排烟量，沥青熔化器22和沥青储槽25产生的沥青烟气通过沥青熔化器排烟支管2、沥青储槽排烟支管5进入对应的排烟干管沥青熔化器排烟干管3、沥青储槽排烟干管与上述加入的净化炭粉充分混合、吸附，利用炭粉的高吸附性能将沥青烟和苯并芘[α]吸附净化，然后混有炭粉的烟气通过排烟干管7、阀门三8进入净化除尘器9，烟气中残余的沥青烟和少量的苯并芘[α]与净化除尘器9的滤袋表面覆盖的炭粉进行二次吸附反应，进一步提高净化效率，净化后烟气10通过风机进口风阀11、排烟风机12进入烟囱13排入大气。由于净化系统实际加入的炭粉量远大于理论需要量，所以净化后炭粉还保持良好的流动性，这也是净化除尘器9得以安全稳定运行的重要因素。
在净化除尘器9中烟气进行气、固分离，净化后洁净烟气通过烟囱排放，烟气中的炭粉在净化除尘器灰斗中沉降，然后净化后炭粉通过卸料阀19进入气力输送仓式泵20，通过全自动气力输送的方式将净化后炭粉送至工艺粉仓进行工艺生产，至此炭粉完成净化循环。
本发明为防止沥青熔化器排烟干管3与沥青储槽排烟干管6出现焦油和水蒸气冷凝堵塞管道，净化用炭粉直接加到沥青熔化器排烟干管3、沥青储槽排烟干管6的末端，在烟管中即将烟气中的沥青烟和水蒸气吸附净化；为进一步防止焦油和水蒸气在沥青熔化器排烟支管2、沥青储槽排烟干管3、沥青储槽排烟支管5、沥青储槽排烟干管6、排烟干管7和净化除尘器9表面冷凝，沥青熔化器排烟支管2、沥青储槽排烟干管3、沥青储槽排烟支管5、沥青储槽排烟干管6、排烟干管7管道外壁设置蒸汽伴热管(或电伴热带)和保温层，净化除尘器9外壳体设置保温层。此外，由于沥青熔化器排烟支管22、沥青储槽排烟支管5没有加入净化炭粉，为避免烟管焦油堵塞，该管道采取垂直布置方式，且管道尽可能缩短，该措施可确保管壁凝结的焦油回流。
由于净化粉料仓14配置称重计量装置15和变频卸料阀16，净化系统可根据工艺生产沥青熔化器22启动数量和沥青储槽25的实际用量调整加入的净化炭粉量。由于净化系统配置炭粉输送装置17、气力输送仓式泵20等自动装置，净化系统可实现自动化运行，远程控制，最大限度减少操作人员劳动量。
以上只是本发明的具体应用范例，本发明还有其他的实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，其特征在于：利用炭素制品厂成型车间工艺生产用炭粉作为净化原料，通过炭粉输送装置将净化用炭粉加入沥青熔化器及沥青储槽排烟干管的末端，炭粉在沥青烟产生的源头处将沥青熔化器及沥青储槽产生的沥青烟气净化，含有炭粉的烟气进入净化除尘器进行再次净化和气、固分离，净化后烟气通过排烟风机和烟囱排放，净化后炭粉返回工艺生产。
2.根据权利要求1所述的用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，其特征在于：净化系统所用的吸附剂来自于炭素制品厂成型车间磨粉系统制备的生产用炭粉，通过包括气力输送的方式送至净化粉料仓，净化粉料仓设置称重计量装置用于控制净化系统所用炭粉量，净化粉料仓下部设置两个变频卸料阀用于精确控制沥青熔化器排烟干管和沥青储槽排烟干管加入的炭粉量；净化用炭粉通过炭粉输送装置、炭粉输送管道加入到沥青熔化器排烟干管和沥青储槽排烟干管的末端位置。
3.根据权利要求1或2所述的用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，其特征在于：沥青熔化器和沥青储槽产生的沥青烟气通过阀门和排烟支管接入各自的排烟干管，沥青烟气与加入的净化用炭粉充分混合、吸附净化，含有炭粉的沥青烟气通过最终的排烟干管和阀门进入干法净化除尘器，残余未反应的沥青烟气与除尘器滤袋上吸附的炭粉进行再次吸附反应，净化后烟气通过排烟风机排入烟囱排入大气，净化除尘器过滤下来的净化后炭粉沉降于除尘器灰斗。
4.根据权利要求3所述的用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，其特征在于：净化除尘器灰斗中过滤下来的净化后炭粉通过卸料阀进入气力输送仓式泵然后通过输送管道输送至工艺粉仓作为工艺生产原料使用。
5.根据权利要求1所述的用于净化沥青熔化器及沥青储槽沥青烟气的方法，其特征在于：沥青熔化器和沥青储槽产生的沥青烟气排烟干管和最终的排烟干管采用蒸汽伴热或电伴热加保温措施，用于防止沥青烟气和沥青熔化器产生的水蒸气在排烟管道内壁冷凝；净化除尘器壳体保温处理。
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