炭素廠生產(chǎn)車間煙塵治理措施

吳玉涵

（吉林市圣豪冶金設(shè)備有限公司，吉林 吉林 132001）

1 炭素廠生產(chǎn)工藝特點分析

外購原料焦炭細(xì)末經(jīng)過雙層筒形篩篩分，去除粗大焦炭顆粒；通過晾曬或焙燒爐烘干水分；在原料粉碎車間，由球磨機(jī)將原料粉碎成粉末狀(粒徑通常<0.04mm)；經(jīng)過配料計算出炭素物料與熔化液體瀝青的配比，按比例混合在一起，在混捏機(jī)內(nèi)攪拌、混合，制成塑性糊料；混合好的糊料由立式液壓機(jī)壓制成炭素生坯塊；炭素生坯塊在焙燒爐內(nèi)焙燒一定時間后，成為炭素產(chǎn)品。焙燒爐產(chǎn)生的瀝青煙氣等污染物經(jīng)地下煙道匯集后由35 m高的煙囪排放。

2 煙塵污染物產(chǎn)生過程分析

（1）瀝青熔化過程。在煤瀝青熔化過程，目前炭素廠采用的熔化方法多是以飽和蒸汽加熱瀝青熔化槽，通過提高加熱介質(zhì)的溫度，使熔化槽內(nèi)的固體塊狀瀝青迅速熔化。由于瀝青熔化槽是敞口操作。因此，加熱熔化過程中有大量的瀝青煙塵逸出，致使作業(yè)場所瀝青煙塵污染嚴(yán)重。

（2）原料粉碎、混捏與壓型過程。烘干或晾干的焦炭細(xì)末由傳送帶送到貯料倉，進(jìn)入球磨機(jī)，球磨機(jī)磨碎后由排料口流出粉碎好的物料。配比好并稱量過的粉碎物料加入混捏機(jī)內(nèi)，加熱混捏機(jī)，使之達(dá)到混捏需要的溫度，打開瀝青煙氣排出閥，注入液體瀝青，使兩者充分混捏成所需要的糊料。將混捏好的糊料用加壓設(shè)備壓成一定形狀、密度和機(jī)械強(qiáng)度的炭素生坯塊。上述幾個生產(chǎn)環(huán)節(jié)由于受工藝流程、性質(zhì)以及設(shè)備等因素的制約，廠房內(nèi)工業(yè)粉塵(炭塵和瀝青煙塵)污染十分突出。

（3）炭素焙燒爐焙燒過程。炭素生坯塊焙燒工藝中的焙燒爐窯用原煤做燃料，在焙燒過程中，除原煤燃燒產(chǎn)生的煙塵和SO2外，炭素生坯塊之間填充的粘結(jié)劑——瀝青，因熱解可散發(fā)出一定量的瀝青煙。在焙燒初期的加熱升溫階段，主要污染物為煙塵和SO2，在加熱中期的瀝青揮發(fā)期，主要污染物為瀝青煙(含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等)；焙燒后期主要污染物為煙塵、SO2和少量瀝青煙。焙燒過程中產(chǎn)生的煙塵、SO2和瀝青煙等污染物經(jīng)集煙道收集后由煙囪排入大氣。

3 治理措施

（1）改進(jìn)瀝青熔化工藝。由于傳統(tǒng)的瀝青熔化方法只能熔化軟化點在70～80℃的中溫瀝青，且熔化過程經(jīng)常出現(xiàn)局部過熱，瀝青熔化時間長，致使出現(xiàn)瀝青煙塵污染嚴(yán)重現(xiàn)象。為提高瀝青熔化效果，減少熔化過程的瀝青煙塵污染，把粘結(jié)劑——中溫瀝青改用為軟化點在100～110℃的高溫瀝青。通過連通管把配有加熱裝置的瀝青熔化槽、瀝青加熱槽的上部和下部連接起來

在該工藝中，固體瀝青在被加熱的熔融瀝青中始終處于分散狀態(tài)，和熔融瀝青一起被攪拌熔化，熔化進(jìn)行的均勻迅速。由于加熱溫度可以控制，不會出現(xiàn)局部過熱，工藝過程僅有少量瀝青煙塵從熔化器逸出，進(jìn)入設(shè)備的瀝青煙霧過濾器，被凈化后的氣體通過抽風(fēng)機(jī)排入大氣。

（2）粉碎、混捏、壓型車間煙塵治理。根據(jù)生產(chǎn)工藝和車間污染源的實際分布情況，煙塵治理采用集氣罩分散收集各個車間污染空氣與集中袋式除塵設(shè)備相結(jié)合的技術(shù)原理，整個設(shè)備系統(tǒng)包括污染源控制、粉塵吸捕、管道輸送、袋式除塵器、風(fēng)機(jī)、外排煙氣等子項。除塵治理盡可能用集中式，以縮短煙氣輸送管道長度，降低設(shè)備阻力。

車間粉塵的收集，粉塵治理有效的方法是控制塵源，一般在粉塵產(chǎn)生點設(shè)置密閉罩，直接從揚(yáng)塵點吸出含塵空氣。粉碎、混捏、壓型車間都有產(chǎn)生粉塵的機(jī)械設(shè)備和揚(yáng)塵點，從設(shè)備逸散出的粉塵以中等速度進(jìn)入廠房上方空氣氣流中。因此對車間空氣中的粉塵，采用分散吸捕的方式進(jìn)行收集(即在產(chǎn)生粉塵的機(jī)械設(shè)備上方設(shè)置有邊平口傘型集氣罩)，分別吸捕本車間的含塵空氣。集氣罩盡可能兼顧到廠房內(nèi)所有粉塵發(fā)生源，部分生產(chǎn)工序可采用加強(qiáng)設(shè)備的密封性能的方法防止粉塵揚(yáng)散。從而確保車間和工人作業(yè)場所生產(chǎn)性粉塵濃度盡可能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。

煙塵空氣的凈化，因受場地、設(shè)備、經(jīng)濟(jì)等條件的限制，各車間吸塵罩吸捕的煙塵空氣就地除塵難度很大。因此，煙塵空氣的凈化主要采用集中除塵方式 (即將各吸塵罩吸捕的煙塵空氣集中由袋式除塵設(shè)備凈化)，凈化后的空氣由煙囪排放。除塵設(shè)備與風(fēng)機(jī)呈“Y”型連接，除塵設(shè)備本體安裝在粉碎車間和混捏車間廠房外墻外側(cè)的空曠地帶。

（3）焙燒爐瀝青煙氣的治理。焙燒爐產(chǎn)生的煙氣含有瀝青分解產(chǎn)生的焦油及氣體產(chǎn)物，其中微量的3～4苯并芘是致癌物，因此必須加以妥善處理。炭素廠多數(shù)采用高壓靜電捕集法，焙燒爐排出的煙氣經(jīng)煙道到達(dá)靜電捕集器的下部，并向上運動。上部為高壓電極場，在電暈極(負(fù)極)和沉淀極之間施加高壓直流電，使電暈極放電，煙氣被電離，生成正負(fù)離子，正負(fù)離子在向電暈極和沉淀極移動的過程中與上升煙氣中的焦油(霧滴狀)相遇，并使之帶電而被沉淀極吸引而收集，掉到捕集器的底部，焦油定期排出。此法可將排放煙氣中的焦油濃度從600～1000mg/m3降低到 24～500mg/m3，廢氣再通過較高的煙囪排放。另一種處理方法是焚燒法，即焙燒爐產(chǎn)生的煙氣通過一臺燃燒爐，噴入煤氣使燃燒爐的溫度達(dá)到800℃以上，煙氣在燃燒中充分分解，再通過較低的煙囪排入大氣，此時煙氣中的焦油含量一般低于10mg/m3。這種處理方法很簡單，效果也很好，但是增加了能源消耗量，因而炭素廠較少采用。

4 結(jié)語

炭素廠煙塵污染治理的關(guān)鍵是解決重點污染源的局部控制、除塵設(shè)備與生產(chǎn)設(shè)備的協(xié)調(diào)布置兩大課題，主要采用局部分散安裝集氣罩和集中袋式除塵設(shè)備相結(jié)合的原理，使工人的作業(yè)場所含空氣的煙塵濃度凈化率達(dá)到83.9%～93.2%，這樣大大地改善車間空氣的質(zhì)量，從而使炭素廠各作業(yè)場所的煙塵達(dá)到凈化。

[1]史寶成，徐光，劉景泰.瀝青煙化學(xué)組分的氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)機(jī)分析[J].環(huán)境化學(xué)，2001，20(2):200-201.