CN101185837A - 一种沥青废气治理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种沥青废气治理方法，废气经收集管道集中后，经过喷淋净化塔进行冷却与净化，部分油性物质凝结，被截留在喷淋净化塔内，并经过多次循环后，回收其中的油分，其余部分水在喷淋净化塔内继续循环吸收。经喷淋净化塔净化后的废气进入油浴罐和等离子体氧化器作进一步处理，然后通过引风机后达标排放。本发明还提供了利用上述方法治理沥青废气的装置。本发明综合了几类沥青废气治理技术的优点，运行成本低，净化效率高，可广泛应用于沥青废气工程治理。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理技术，尤其是指一种沥青废气的治理方法及装置。
背景技术
沥青是一种棕黑色有机胶凝状物质，包括天然沥青、石油沥青、页岩沥青和煤焦油沥青等四种。主要成分是沥青质和树脂，其次有高沸点矿物油和少量的氧、硫和氯的化合物。有光泽，呈液体、半固体或固体状态，低温时质脆，粘结性和防腐性能良好。
沥青由于其产品性质稳定、耐高温、可燃性，在很多行业中有广泛的应用。
(1)沥青继续深加工，可以得到沥青纤维，再经碳化制成碳纤维，是优质碳纤维复合材料的重要增强体，这是沥青的高级应用。
(2)石油沥青可以烧成焦炭，叫石油焦，是炼钢的主要燃料和碳源。还可以破碎后与无烟煤及液态沥青等，混和成型制成高炉耐火材料、电解铝阳极、电炉炼钢电极、电机碳刷、化学电池正极材料、热交换器以及耐高温固体润滑材料等，这是沥青最重要的作用。
(3)沥青能用作各种防腐涂料、绝缘涂料、绝缘板卷、防水涂料和防水卷材等。
未经处理过的沥青对皮肤粘膜具有刺激性，有光毒作用和致肿瘤作用。沥青的主要损害有：光毒性皮炎，皮损限于面、颈部等暴露部分；黑变病，皮损常对称分布于暴露部位，呈片状，呈褐-深褐-褐黑色；职业性痤疮；疣状赘生物及事故引起的热烧伤。此外，还有头昏、头胀，头痛、胸闷、乏力、恶心、食欲不振等全身症状和眼、鼻、咽部的刺激症状。经科学试验证明，沥青和沥青烟中所含的3，4苯并芘是引起皮肤癌、肺癌、胃癌和食道癌的主要原因之一。
沥青烟气一般是高温处理时随着烟气一起逸出的黄色气体，是一种极细微的具有挥发性的小颗粒，它的成分极其复杂，大约有1000多种物质组成，现在已分析出来的就有100多种，其中含量最多的是多环芳烃类物质，其次还有含氧、氮、硫的环化合物。沥青烟气通常以气溶胶形式存在于空气中。烟气中既有沥青挥发组分凝结成的固体、液体颗粒，还有部分呈蒸汽状态的有机物。这些物质中许多具有致癌作用，像多环芳烃类化合物就是目前世界公认的致癌物。根据有关文献及资料，沥青烟浓度约为200～400mg/m3，多环芳烃类化合物浓度约在0.21～2.342mg/m3。
在碳素制品的生产过程中，特别是在目前国内外沥青烟气的净化方法应用较为普遍的有以下几种：
1.洗涤法
利用液体(水或溶剂)来吸收废气中的有害物质，这种方法能够达到净化废气的目的，但同时产生了含油液需要处理。
2.燃烧法
利用废气中高分子物质可以氧化燃烧的特性，将其变为无害气体排出。燃烧法又可以分为直接燃烧、催化、能量补充、一次鼓风和二次鼓风等方法。
3.吸附法
将气体引入装有多孔性吸附介质(活性炭等)的塔中，利用吸附剂的表面吸附能力，除去废气中部分固体颗粒，气体得到净化。吸附介质饱和后需活化或更换。
4.高压静电法
高压静电法是依靠静电作用，使沥青烟中的微粒经荷电后，沉积在极板上，达到净化沥青烟气的目的。高压静电法又可分为湿式和干式两种。
上述几种方式在工业上都已有成功的运用。其中，洗涤法投资和成本相对较低，较适用于中小型企业；燃烧法适用于高浓度有机废气，当用于低浓度废气的处理时，能耗急剧增加，运行成本无法接受；吸附法运用得当的关键在于结合实际生产情况，找到合适的吸附剂(如电解铝行业常采用氧化铝作为吸附剂，吸附饱和后的氧化铝返回电解槽作为生产原料，就很好的解决了吸附剂的问题)；高压静电法投资大，一般应用于大型企业，该法运行费用低，但也存在捕集的沥青难以刮除等问题。
发明内容
针对目前处理沥青烟气存在的缺陷，本发明提供了一种沥青废气治理方法，通过将喷淋净化-洗涤-氧化技术优化结合得以实现，该方法和装置运行费用较低，治理后的气体能达到排放标准。
一种沥青废气治理方法，包括以下步骤：
(1)收集废气；
(2)对收集的废气用水进行喷淋、冷却、净化，回收废气中的油性物质；
(3)对净化后的气体进行洗涤，去除气体中残余的油性物质及有机气体；
(4)对洗涤后的气体进行等离子体氧化处理，去除气体中剩余的有害物质；
(5)排出处理后的气体。
本发明还提供了一种沥青废气治理装置，
一种沥青废气治理装置，由依次连接的收集管道、喷淋净化塔、油浴罐、吸附罐、引风机和排气筒组成，沥青废气经收集管道集中后，经过喷淋净化塔进行冷却和净化，在该单元，气体温度降低，部分油性物质凝结，被截留在喷淋净化塔内，经过多次循环后，回收气体中的油性物质，其余部分水在喷淋净化塔内继续循环使用；净化后的气体进入油浴罐进行洗涤，根据同性相溶原理，气体中残余的油性物质及有机气体被油浴吸收而去除；洗涤后的气体进入等离子体氧化器，气体中剩余的有害物质被进一步氧化分解，净化后的气体由引风机通过排气筒达标排放。
所述的收集管道包括总管和若干根支管，所有支管汇入总管，每根支管均装有碟阀，便于根据生产设备开停情况，控制气流走向，节省气压损失；总管上设有电磁阀，若管壁上可燃性颗粒累积过多，气体温度过高会引起燃烧，此时只需关闭电磁阀即可阻止燃烧，消除安全隐患。
所述的收集管道为钢管。
所述的喷淋净化塔内设若干层喷淋器、循环水池和净化塔，每层喷淋器下设有聚丙烯鲍尔环填料层，聚丙烯鲍尔环填料压降低，通量大，传质效率高，使得填料层内液体分布好；喷淋器内均匀布水，可与气体充分接触后，吸收废气中部分溶解性颗粒，达到净化废气的目的。废气经过三层吸收，吸收液自流入循环水池，并由水泵提升回净化塔，循环使用。吸收水使用至接近饱和后更换，溶解物质回收利用。
所述的油浴罐底部装有溶剂油，油浴罐上设有进气口，进气管道伸入溶剂油液面以下，进气管道接近油液面处呈伞状分成数十根细管插入油液面，这种设计使得气体与油液充分接触，吸收效果大大提高；气体进入罐内，从细管进入油液，根据同性相溶的原理，气体中有机成分由气相转入液相，溶解于油浴中，气体得到净化，净化后气体从罐顶部排出。
所述的等离子体氧化器主要由两部分组成：一是电气控制部分，由大规模集成电路、集成模块、半导体元器件组成，产生加速、发射、调控、自动保护电路。二是净化区，由极棒、钼丝及附件组成等离子方阵构成谐振区、分解区、氧化区、收集区。净化区内空气经电离后，含有电子、离子、自由基和中性粒子，其与废气中的有害物质的分子或原子发生非弹性碰撞，去激活、电离、裂解废气中的各组分，使之发生氧化等一系列复杂的化学反应，从而除去剩余的有害物质，气体净化后由引风机从顶部引出。
本发明将喷淋净化-洗涤-氧化技术优化结合，对收集的烟气以水为介质进行喷淋净化，在去除有机物及粉尘的同时，降低了烟气的温度，为后续处理奠定了良好的基础，对水吸收液进行油水分离，循环利用，并且考虑了完善的综合利用措施，杜绝了二次污染；喷淋净化塔内部采用特殊结构，同时内置多层填料，多级喷淋，水和废气充分接触，去除其中的有害物质；油浴罐进气管道采用特殊结构，可使油气充分接触，并且设备阻力小、体积小、油损耗小；等离子体氧化器工艺简单、耗电少、维修方便；本发明考虑了完善的安全措施，工艺成熟可靠，易操作管理，可实现设备长期稳定安全运行，有效消除了系统对生产设备造成的安全隐患。
附图说明
图1为本发明方法的工艺流程框图；
图2为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，一种沥青废气治理装置，由依次连接的收集管道1、喷淋净化塔2、油浴罐3、等离子体氧化器4、引风机5和排气筒6组成，沥青废气经收集管道1集中后，经过喷淋净化塔2进行冷却与净化，在这个单元，气体温度降低，部分油性物质凝结，被截留在喷淋净化塔内，并经过多次循环后，能够回收其中的油分，其余部分水在喷淋净化塔2内继续循环使用；经喷淋净化塔2净化后的废气进入油浴罐3进行洗涤，根据同性相溶的原理，气体中残余的油类物质及有机气体被油浴吸收而去除；洗涤后的气体进入等离子体氧化器4，气体中剩余的有害物质被进一步氧化去除，净化后的气体由引风机5通过排气筒6达标排放。
实施例1
浙江某企业共有沥青熔化锅十台，防水卷材制造设备两套，沥青熔化池两座，浸渍池一座，每天沥青用量大概在20吨左右，主要为10#和100#沥青。
依据环境影响评价及现场调查，该废气处理系统设计的总处理量为16000Nm3/h，具体设计参数确定如下：
(1)熔化锅：废气量：1200Nm3/h.台，共12000Nm3/h。
(2)沥青池：废气量：750Nm3/h.只，共1500Nm3/h。
(3)浸渍槽：废气量：1000Nm3/h+1500Nm3/h＝2500Nm3/h
污染物排放符合《恶臭污染物排放标准)》(GB14554-93)和《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中二级标准要求的排放标准。具体如下表：
| 污染物 | 最高允许排放浓度(mg/m3) | 最高允许排放速率(kg/h) | 排气筒高度(m) |
| 沥青油烟 | 40 | 0.18 | 15 |
| 臭气浓度 | 2000(无量纲) | 15 |
各单元设备及参数如下表：
| 序号 | 名称 | 型号 | 单位 | 数量 |
| 1 | 喷淋净化塔 | φ2300×7000 | 台 | 1 |
| 2 | 风机 | 4-72№6C | 台 | 1 |
| 3 | 循环泵 | PFB60-50-125 | 台 | 1 |
| 4 | 油浴罐 | φ2700×4000 | 只 | 1 |
| 5 | 等离子体氧化器 | 只 | 1 | |
| 6 | 管道 | φ650 | m | 60 |
| 7 | 烟囱 | φ800 | m | 15 |
| 8 | 吸气罩 | 非标制作 | 只 | 2 |
| 9 | 电气控制 | 非标制作 | 套 | 1 |
| 11 | 弯头、法兰、阀门 | 非标制作 | 套 | 若干 |
| 11 | 循环水池 | 90m3 | 座 | 1 |
设计喷淋净化塔采用三级喷淋，吸附罐采用碳纤维填料，风机风量16200m3/h，总装机容量18kW，油类回收率30％以上，净化后气体达到排放标准。
Claims (8)
1.一种沥青废气治理方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)收集废气；
(2)对收集的废气，通过用水喷淋，降低废气温度，回收废气中的油性物质，同时净化废气中的粉尘；
(3)对净化后的气体进行洗涤，去除气体中残余的油性物质及有机气体；
(4)对洗涤后的气体进行氧化处理，去除气体中剩余的有害物质，以达到排放标准；
(5)排出处理后的气体。
2.一种沥青废气治理装置，其特征在于由依次连接的收集管道、喷淋净化塔、油浴罐、等离子体氧化器、引风机和排气筒组成，沥青废气经收集管道收集，经喷淋净化塔冷却和净化，回收废气中的油性物质；净化后的气体进入油浴罐进行洗涤，去除气体中残余的油性物质及有机气体；洗涤后的气体进入等离子体氧化器，气体中剩余的有害物质被进一步去除，净化后的气体由引风机通过排气筒达标排放。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的收集管道包括总管和若干根支管，所有支管汇入总管，每根支管均装有碟阀，总管上设有电磁阀。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：所述的收集管道为钢管。
5.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的喷淋净化塔内设若干层喷淋器、循环水池和净化塔，每层喷淋器下设有填料层，喷淋器内均匀布水。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于：所述的填料层为聚丙烯鲍尔环。
7.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的油浴罐底部装有溶剂油，油浴罐上设有进气口，进气管道伸入溶剂油液面以下，进气管道接近油液面处呈伞状分成数十根细管插入油液面。
8.如权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的等离子体氧化器将废气引入净化区的同时，电器控制元件通过微波传输在净化区放电，使气体电离，在净化区内产生大量等离子体。
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