沥青烟的治理

《沥青烟的治理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沥青烟的治理（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、沥青烟的治理一、沥青烟的来源沥青烟是以沥青为主，也包括煤炭、石油等燃料在高温下逸散到环境中的一种混合烟气。 凡是在加工、制造和一切使用沥青、煤炭、石油的企业，在生产过程中均有不同浓度的沥青 烟产生。含有沥青的物质，在加热与燃烧的过程中也会不同程度地生产沥青烟。沥青烟的主 要来源见表 1-1。表1-1沥青烟的来源1. 炼油厂、煤气厂、焦化厂、炼钢厂、石油化工厂2. 耐火材料厂、油毡厂、碳素厂、沥青炭黑厂、沥青涂料厂、型煤厂、电解铝厂、沥来青炸药厂、绝缘材料厂、用沥青做私合剂的铸造车间源 3.沥青路面施工现场、沥青混凝土配制车间、枕木防腐厂，用沥青修补屋顶、涂刷管 道与电杆的施工现场4.以煤、重油

2、、木柴、油页岩为燃料的各种锅炉与工业炉窑二、沥青烟的排放标准我国的大气污染物综合排放标准（GB 16297-1996）,对沥青烟的排放标准作了明确具 体的规定，新污染源不得向一类地区排放，熔炼、浸涂的最高允许排放浓度为40mg/m3（现有 污染源为 80mg/m3 ） 。污染物最高允许排放速率kg/h最高允许排放浓度mg/m3周界外浓度mg/m3排气筒高度排放标准（二级）非甲烷总烃15米排气筒121505.020米排气筒20沥青烟15米排气筒0.2280 （熔炼、浸染）150 （建筑搅拌）280 （吹制沥青）不得无组织20米排气筒0.36苯并芘15米排气筒0.06*10-30.5*10-3（沥

3、青、碳素制品生产和加工）0.01*10-320米排气筒0.1*10-3三、沥青烟的组成与性质一般沥青中含有 2.61%40.7%的游离碳，其余为烃类及其衍生物等。其成分复杂，不同 的沥青成分之间的变化也很大，因而沥青烟的成分也相当复杂，总体上讲沥青烟的组分与沥 青相近，主要是多环芳烃（PAH）及少量的氧、氮、硫的杂环化合物。已知其中有萘、菲、酚、 咔唑、吡啶、吡咯、吲哚、茚等 100 多种。在这些组分中，有几十种物质是致癌物质，特别是苯并花对动物、植物、人体都会造成 严重的危害，是一种强致癌物。正因为如此，沥青烟必须及时治理。四、沥青烟的治理方法沥青烟主要由气、液两相组成。液相部分是十分细微的

4、挥发冷凝物，粒径多在O.l-l.Oum 之间，最小的约O.Olum,最大的约10um。气相是不同气体的混合物。对于这种浓度不高又 极为分散的沥青烟雾，用常规的方法不可能将其净化，目前正在研究或得以应用的净化方法 有 4 种类型，即燃烧法、电捕法、吸附法和吸收法。（一）燃烧法沥青烟中含有大量可燃烧的物质，因为沥青烟的基本成分为烃类化合物，其中又含有油 粒及其他可燃性的物质，因此在一定的温度下，经供氧是可以保证其燃烧的。试验证明，当 温度超过790C时，燃烧时间0. 5 s,供氧充足的条件下，烃类物质可以燃烧得很完全；当温 度900C时，混杂在沥青烟中的其他物质也能燃烧得很完全了。燃烧法的影响因素

5、主要有两点，一是沥青烟的浓度越高，越有利于焚烧的进行；二是燃 烧的温度与时间，一般在800 -1000C左右，燃烧时间应该控制在0. 5 s左右。如果温度不 足，时间不够，则焚烧不完全；若温度过高时间过长，则会使部分沥青烟炭化成颗粒，而以 粉末形式随烟气排出，产生二次污染。（二）电捕法该法是基于静电场的一些性质而进行的。沥青烟中的颗粒及大分子进人电场后，在静电 场的作用下可以载上不同的电荷，并驱向极板，被捕集后聚集为液体状，靠自身重顺板流下 从静电捕集器底部定期排出，净化后的烟气排出，从而达到静化沥青烟的目的。静电捕集法净化沥青烟气的工艺操作指标详见表 1-2。表 1-2 静电捕集法净化沥青烟

6、气工艺操作指标工艺条件电场状况烟气中的沥青含量净化效率%气量m3/h气速m/s进口温度电场断面m2沉淀极面积m2净化前mg/m3净化后mg/m321600-324001-1.580-1056233.8210-80020-4590-9514000-308000.73-1.651-865.4119.4133-59210-5290-93540001.2898-18711.8375400-64020-10384-95该方法的优点是：(1) 回收的沥青呈焦油状且均溶于苯或环己烷，可返回生产系统或作燃料使用；(2) 系统阻力小、能耗低、运行费用低。缺点是：(1) 对烟温要求较高，一般应控制在70-80 C

7、，温度过高，比电阻值超过lOii Qcm,不 利于静电捕集，温度过低又易凝结在极板上；(2) 干式电捕集对气相组分的捕集效率几乎等于零，而湿式静电捕集器虽然可捕集气态沥 青，但增加了污水处理设备和维修费用；(3) 沥青易燃，有时会发生放电着火现象，因此静电捕集器不能用于炭粉尘的捕集回收， 特别是不适合用于炭粉尘与沥青烟气混合气体的净化；(4) 长期运行净化效率降低；(5) 一次性投资大，占地面积大。(三) 吸附法吸附法即采用各种颗粒小或多孔具有较大比表面积的物质(如焦炭粉、氧化铝、白云石粉 或滑石粉等)作吸附剂，对沥青烟进行物理吸附。具体吸附剂的选定要结合实际生产性质与特 点。净化设备可采用固

8、定床、流化床及输送床等，具体设备应视净化沥青烟的浓度、吸附剂 的性质、净化标准等条件而定。该方法的优点是：工艺简单，净化效率高；吸附剂无需再生，可直接返回生产系统; 投资省，运行费用低，操作维修方便，无二次污染。缺点是：系统阻力太大，可达到2000Pa；占地面积大，吸附管较长，回收吸附剂的 袋式除尘面积较大。（四）吸收法吸收法即采用有机类液体做吸收剂，使沥青烟的混合烟气与吸收剂逆流充分接触并被洗 涤，除去烟气有毒组分，达到净化的目的；现使用过的吸附剂有洗油、柴油和水。吸收法多 用于焦化厂、涂料厂和石油化工厂等。该方法的主要优点是设备简单、维修方便、系统阻力小、能耗低、运行费用少；其缺点 是存在

9、二次污染，净化的效率不高。因此还没有得到比较广泛的应用，还需进一步研究、试 验和改进。（五）其他方法机械分离法：向沥青烟气喷蒸汽或者水雾以增大烟气颗粒直径，再在沉降室或旋风除尘 器中使气体与颗粒分离，从而达到净化沥青烟气中粉尘的目的。冷凝法：沥青烟气通过冷凝，可增加烟气中雾粒的粒径，因而有利于沥青烟气进行净化 该办法一般作为一种辅助手段，与其他净化方法结合起来使用五、沥青烟的净化治理方案（一）沥青烟的特性沥青烟气的特点是易粘附，在一定温度之上易燃爆。在沥青烟气的收集、输送及消烟过 程中，极易粘着管道及设备表面形成液态至固态沥青。固结后的沥青很难清除掉，往往造成 管道堵塞、设备破坏，使系统无法正

10、常运行。沥青自燃点610C，爆炸下限35g/m，最小点火能量40 mJ,最大爆炸压力0. 32MPa,压 力上升速度平均2. 5MPa/ s,防止浮游粉尘被电火花引爆的临界氧含量为16%。当沥青烟气低于50C时，沥青烟气易粘附，不易做净化处理；当沥青烟气温度在50-110C之间时，其比电阻时非常适宜用静电式净化装置；当沥青烟气温度超过110C时，沥青烟的比电阻较高，不适宜直接用静电式净化装置， 需要先降温处理。二)设计要点(1) 沥青烟捕集器的最佳温度为60C-80C，低于50C，沥青易粘结，超过100C时比电阻高不易捕集，同时也不符合沥青烟捕集器的工艺要求；(2) 防止烟道内附着沥青燃烧，明

11、火、暗火进入沥青烟捕集器；(3) 尽量降低烟气中煤尘，提高沥青烟捕集器煤焦油沥青的流动性；(4) 沥青烟捕集器设防爆装置；(5) 为解决电捕设备直径大，气流易发生偏流现象，设备底部须加装先进的导流配气系统。(三)工艺分析1. 现有主流工艺分析：目前主流工艺：喷淋塔洗涤+静电电捕除油+活性炭吸附(1) 喷淋塔洗涤根据废气的特点,沥青烟(主要由沥青加热时所产生)中的 90%以上，非甲烷总烃(主要 是加入的机油加热时所产生)中的 85%以上的有机物沸点都高于循环水温度。因此从原理和 方法上来看，沥青烟气第一步采用湿式洗涤法应该是合理的，而且投入和运行成本也低，通 过循环水把废气快速冷凝，将沸点低于循

12、环水温的气态有机物冷凝成液态，并把粒径较小的 焦油细雾粒(0.1-1.0um)的粒径增大，然后转移到水中，而粒径较大的焦油粒则被直接冲洗下 来。液态有机物和焦油细雾粒被水吸附后，基本不溶于水，也不会发生反应产生新的化合物 只是形成浮油漂浮在水面。但要高效除去沥青烟气中的焦油和焦油气，对湿式洗涤器要求很高，必须做到气-液二相 有充分的接触机会，即不但要求气-液二相接触面越大越好，而且要求接触时间越长越好。而 目前现场采用的湿式洗涤塔很难满足这方面的要求。一是喷淋洗涤塔喷水直接冲洗，仅依靠单相的动能(液相)是无法形成气-液二相有极大 接触机会的界面。二是喷嘴喷射的液滴粒径(大部分都在 lOOOum

13、以上)远大于焦油细雾粒的粒径 (0.1-1.0U m),使接触机会降低，甚至会形成气-液二相无法接触的盲区。即使增加填料，增加 的接触面也有限，而且填料很快被沉淀物粘附。三是由于水是循环使用，水中的污染物浓度(特别是颗粒状污染物)越来越高，而现场 的喷淋洗涤塔喷嘴的口径较小(这是为了保证一定的雾化效果)，因此极易造成喷嘴堵塞，使 洗涤效果越来越差。四是喷淋洗涤塔内部结构欠佳，废气在塔内未形成旋流，气体和液体分离性能不够。目 前采用的喷淋洗涤塔去除废气中焦油和焦油气的效率仅在 30%左右，甚至更低。湿式洗涤装 置是沥青烟气净化处理的关键设备，如果不能有效的去除焦油和焦油气，那么对后级气体进 一步

14、净化处理的设备，如活性炭法、等离子法、光催化氧化法等带来很大的压力，即使这些 设备功能再强也会很快被油污污染而失效。(2) 静电电捕除油电捕焦油器对沥青烟雾有极佳的净化效果。沥青烟含有大量的烟尘和油脂，这些油脂易 附着于电晕极线和沉淀极管壁上，随着运行时间的延续，电晕极线和沉淀极管的焦油附着越 积越多，造成电捕净化效果逐步下降甚至失效。电捕运行三个月，应停车用高压蒸汽清扫一 次，并对绝缘箱、馈电箱中的绝缘瓷瓶及穿墙套管擦洗一次，清洗时用纱布浸苯或酒精刷洗 并干燥。因没有高压蒸汽设施，无法对电捕焦油器进行清理保养，使电捕焦油器逐步失效， 而且增加了突发燃爆事故的隐患。电捕焦油器无降解苯并芘的功能

15、。(3) 活性炭吸附法a. 活性炭无分解油性有机物的能力，一旦表面被油性污染物污染后，很快就会失去活性。 而烟气中主要的就是油性污染物，极易粘附在活性炭表面，特别在前级湿式洗涤效果不佳的 情况下，活性炭使用寿命更短；b. 使用活性炭吸附法，设备阻力降很大；2. 现有主流工艺分析：改进工艺：湿式除尘+旋流洗涤+静电电捕除油+活性炭吸附+UV紫外线光解/等离子(1) 湿式除尘：用水雾增大烟雾颗粒，更有效的除去烟雾；降低烟气的温度；(2) 旋流洗涤：增强湿法洗涤效率，并有效防止填料堵塞难清理和喷嘴堵塞现象的发生；降低烟气温度；需配置简易气液分离器，克服洗涤后气体带水(含油污)的难题；(3) 静电电捕

16、除油：沥青烟净化效果极好，清洗维护麻烦，尽可能降低进气浓度，并且对烟气温度要求高；（4）活性炭吸附：吸附气体中的VOC等（5）UV紫外线光解/等离子：针对烟气中的苯并a芘，在紫外光照射下很容易光解和氧 化。（等离子容易打火，慎重使用）六、项目分析（镇海沥青烟）（一）工艺分析原有工艺：喷淋洗涤+活性炭吸附 改造工艺：旋风除尘+油烟净化器+一级水喷淋+二级水喷淋+活性炭吸附（1）旋风除尘（干式）除固体及液态大微粒对沥青烟中的固体和液态大微粒有效果；对液态小微粒有效果和气态有机物基本无效果； 沥青烟中的焦油气和焦油微粒无法去除，此两种物质对后续处理有很大的影响。建议：a. 将干式旋风除尘换成湿式旋风

17、除，一来可去除部分焦油气和焦油微粒；二可降低沥青烟的温度；b. 将干式旋风除尘换到水喷淋后，利用喷淋后烟气带水，起到湿式效果。（2）干式油烟净化器除油（焦油气和焦油颗粒）a. 本项目报价选取的油烟净化器为餐饮行业的，且运行温度V60C，温度无法满足沥青烟 电捕除油要求；b. 沥青烟属易燃爆气体，此设备未配置防火和防爆装置，有安全隐患。c. 电捕除油器需经常清理，一般采用高压蒸汽冲洗，或用特定洗剂清理（洗剂一般致癌 需防护）d. 干式过滤棉会积攒焦油、粉尘，与油烟净化器直连，若油烟净化器起火会迅速蔓延而 无法控制。（3）水喷淋降温，除油，除尘a.普通水喷淋吸收效果不佳，建议改成旋流喷淋塔;b.常

18、规的喷头，雾化能力弱，气液接触不充分，吸收效率低，建议更换雾化效果的喷头;C.洗液需定期更换，一来增强吸收效果；二来防止喷头堵塞d.配置高效的气液分离装置，不让烟气带水进入活性炭吸附单元。（4） 活性炭吸附除 VOCa. 需定期更换活性炭，若前段处理效果不佳，则更换周期大幅缩短；b. 次单元温度不能过高，不然影响吸附效果建议：UV紫外线光解氧化剩余有机物，除味，除烟气中的苯并a芘（二）建议工艺调整分析建议工艺：一级喷淋塔+旋风除尘+油烟净化器+二级喷淋塔+活性炭吸附1. 一级喷淋可降低烟气温度，尽可能达到油烟净化器的运行温度（600；喷淋能去除 一部分烟尘及焦油；并且润湿空气，增大焦油粒径提高

19、旋风效果；喷淋后的烟气几乎不带明 火、暗火进入油烟净化器，保证油烟净化器的稳定安全运行。2. 旋风进一步的去除沥青烟中的颗粒物，并使烟气尽量干燥，降低一些温度，保证进入 油烟净化器的烟气，浓度、温度、湿度尽可能的低。（三；工程施工分析1. 本工程是一个改造工程，所有管路与净化设备均是使用过的，管内多少会黏有（沥青 焦油；和部分沥青烟，此类物质均易燃、易爆，必须严格做好防护措施；2. 施工前，必须切断管路与储罐的联系，并尽可能排空管内的沥青烟，充足的换气；3. 施工过程中，必须小心动火，做好个人的防火工作，防止烧伤；施工区内不准抽烟， 抽烟到指定区域；若有需要佩戴防毒面具（猪鼻子；4. 施工现场必须配置灭火器，消防沙。