本發(fā)明涉及一種炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收利用方法。

背景技術(shù)：

炭素行業(yè)在瀝青熔化、混捏、成型和焙燒等過程中,揮發(fā)與散發(fā)著大量瀝青煙氣和煙塵。瀝青煙是在炭素、電解鋁行業(yè)生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的大量液態(tài)和少量氣態(tài)多環(huán)芳烴類碳?xì)浠衔锏幕旌衔?含有3,4苯并芘、苯并蒽、咔唑等80多種多環(huán)芳烴類物質(zhì)[1],且大多是致癌和強(qiáng)致癌物質(zhì),粒徑多在0.1～1.0μm之間,最小的僅0.01μm,最大的約為10.0μm。焙燒是炭素制品生產(chǎn)過程中的重要工序。焙燒是在焙燒爐內(nèi)用焦炭粉末作為保護(hù)介質(zhì)，在隔絕空氣條件下，根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)要求，按一定的升溫速度進(jìn)行加熱到最高焙燒溫度1200～1300。同時(shí)煙氣溫度極不穩(wěn)定,通常在80～300℃之間。石墨電極以焦炭粉末和中溫煤瀝青為原料，二者按一定比例混合后加壓制成生坯塊。焙燒燃料采用天然氣，焙燒爐型為環(huán)式焙燒爐結(jié)構(gòu)。將加壓成型的生坯塊裝入8室焙燒爐中，生坯塊之間填充焦炭粉末作為保護(hù)介質(zhì)，在1200～1300之間，經(jīng)過高溫焙燒一定時(shí)間后成炭素制品。由于生坯塊的主要原料是焦炭粉末和瀝青，所以，焙燒過程中會(huì)有大量瀝青煙和煙塵逸出。焙燒過程污染物來源：焙燒爐采用天然氣作燃料，在焙燒過程中，除天然氣燃燒產(chǎn)生的煙塵和so外，炭素生坯塊中的瀝青，因高溫?zé)峤饪缮l(fā)出大量瀝青煙。在焙燒初期的加熱升溫階段，主要污染物為煙塵和so;升溫中期為瀝青揮發(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、so和少量瀝青煙。焙燒過程中產(chǎn)生的煙塵、so和瀝青煙等污染物經(jīng)集煙道收集后由煙囪高空排放。煙氣凈化工藝選擇：炭素焙燒爐產(chǎn)生的煙氣成分復(fù)雜，有瀝青煙、煙塵、so在80～300℃之間，這種煙氣工況對瀝青煙的各種凈化方法均有不同程度的影響。目前，國內(nèi)外正在研究和應(yīng)用的瀝青煙凈化方法有:燃燒法、吸收法、吸附，其中燃燒法要求煙氣溫度＞700℃，瀝青煙濃度較高;吸收法多采用汽油、柴油等有機(jī)類液體作吸收劑，凈化效率低，存在著二次污染問題;吸附法采用比表面積大的多孔性物質(zhì)(活性炭、焦炭粉、氧化鋁等)作吸附劑，對瀝青煙進(jìn)行物理吸附，但系統(tǒng)阻力大，更換濾料麻煩。根據(jù)炭素廠的實(shí)際生產(chǎn)情況，上述3種凈化方法均不適用。目前炭石墨工業(yè)在其生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢氣、廢水、粉塵仍未得到根本解決，對環(huán)境造成多方面的危害。炭素廠由于在配料車間冒黑煙，在焙燒車間冒黃煙，形成“黑龍”和“黃龍”而成為城市環(huán)保方面的重災(zāi)區(qū)。其中炭素制品的焙燒是將含有瀝青黏結(jié)劑的生制品在隔絕空氣的條件下，通過高溫進(jìn)行炭化的過程。在焙燒爐尾氣中，除燃料的燃燒產(chǎn)物和夾帶的填充料粉塵外，還含有大量的黏結(jié)劑熱解產(chǎn)物。熱解產(chǎn)物主要含有大量低碳鏈的烴類物質(zhì)及少量的氮、硫雜環(huán)化合物和多環(huán)芳烴。這些物質(zhì)造成環(huán)境污染，嚴(yán)重影響人、動(dòng)物、植物的生長發(fā)育，如果人長期處于瀝青油煙污染的環(huán)境中，可使呼吸道和脾臟等致病。因此，治理焙燒爐尾氣對每一個(gè)炭素廠來說都是至關(guān)重要的。不同類型的焙燒爐以及不同的原料所產(chǎn)生的焙燒煙氣量、焙燒煙氣成分都不相同。目前國內(nèi)各大炭素廠采用的主要煙氣凈化方法有：電捕法、吸附凈化法、焦粉吸附凈化法及堿吸收濕法。電捕法電捕法是用高壓靜電捕集焦油的方法。它分干法和濕法。當(dāng)前使用最為廣泛的焦油捕集裝置，其凈化流程為：來自焙燒窯的煙氣經(jīng)地下煙道分別進(jìn)入電場，在高壓電的作用下，煙氣中的焦油粒子移向兩極，并順流到錐體內(nèi)，使煙氣得到凈化；凈化后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣，捕集下來的焦油用到生產(chǎn)配料中。其缺點(diǎn)是由于收集的焦油結(jié)焦率低，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)會(huì)造成缺陷，目前基本上停止采用這種辦法處理回收焦油了。當(dāng)電除塵器出現(xiàn)故障時(shí)，其前后閥門關(guān)閉，煙氣經(jīng)附煙道直接排空。炭素焙燒爐煙氣凈化有干法吸附法，稀相流化床及濕法等凈化方法，與電捕焦油方法相比，工藝流程復(fù)雜，投資大，運(yùn)行維護(hù)繁雜，安全可靠性差。眾所周知,炭素廠屬污染較重的企業(yè)。炭素焙燒過程中產(chǎn)生的瀝青煙是一種含有大量多環(huán)芳烴以及少量氧、氮.整個(gè)瀝青煙氣凈化系統(tǒng)由于受生產(chǎn)設(shè)備、凈化系統(tǒng)制造安裝技術(shù)、工藝條件、系統(tǒng)監(jiān)測、管理水平等諸方面的影響，常發(fā)生事故。瀝青煙氣凈化系統(tǒng)的不可靠或使用失誤會(huì)導(dǎo)致大量有害氣體外排，污染環(huán)境，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致焙燒爐爆炸。制造碳素電極的主要原料有石油焦和瀝青，經(jīng)過配料、混捏成型和焙燒等工序，生產(chǎn)出各種制品。在整個(gè)碳素電極生產(chǎn)制造過程中均產(chǎn)生大量的有害氣體和粉塵，尤其以焙燒爐排出的瀝青煙氣對環(huán)境的污染最為嚴(yán)重。在焙燒過程中，排出的瀝青煙氣（約占生料重量20wt%左右）大部分是0.1～1.0μm的焦油粒子，煙氣中苯并〔α〕芘等致癌物的含量高達(dá)1.3～2.0mg/m3。環(huán)式焙燒爐有密閉式和敞開式兩種爐型。密閉式焙燒爐中，瀝青揮發(fā)分通過填料到達(dá)爐蓋下部空間，然后被抽入煙道排出，由于密閉性好，摻入空氣量少，氧氣含量低，不能燃燒，所以煙氣溫度低，瀝青煙含量高，粉塵含量低。目前國際上密閉式焙燒爐煙氣治理以電捕集法為主約占85wt%，我國密閉爐煙氣凈化也基本采用此法。主要凈化設(shè)備為電捕焦油器，有3種結(jié)構(gòu)形式，同心圓式電捕焦油器、普通臥式電捕焦油器和寬極距預(yù)荷電式電捕焦油器。同心圓式電捕焦油器采用單電場，凈化效率不穩(wěn)定，普通臥式電捕焦油器凈化效率大于90wt%，比同心圓式電捕焦油略有提高，運(yùn)行穩(wěn)定性有所提高。濕式電捕集法在實(shí)際運(yùn)行中容易發(fā)生結(jié)疤，進(jìn)而影響凈化效率；干式電捕集法只能捕集冷凝焦油微粒，而且輕質(zhì)焦油燃燒后所生成的粘稠物很難從極板上自流下來。干法凈化流程簡單，利用電解原料－氧化鋁作吸附劑，回收的物料全部返回電解槽使用，做到化害為利，不存在二次污染問題，對瀝青煙、氟化物、粉塵同樣均可達(dá)到很高的凈化效率。主要缺點(diǎn)是對so2的凈化基本無效。堿吸收濕法焙燒爐煙氣首先經(jīng)重力沉降室去除粗粒粉塵，然后進(jìn)入洗滌塔，用稀naoh溶液噴淋洗滌，煙氣中的hf和so2被naoh溶液吸收，一部分粉塵和瀝青也被洗滌，從洗滌塔出來的煙氣再經(jīng)濕式電捕集器凈化，瀝青煙、氟、粉塵等污染物一般能符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。濕法凈化運(yùn)行較為穩(wěn)定，并可同時(shí)除去部分氟、so2，但卻將污染物由煙氣轉(zhuǎn)入廢水，必須設(shè)廢水處理系統(tǒng)，若廢水處理系統(tǒng)管理不善，將帶來廢水二次污染問題，濕法凈化工藝較為復(fù)雜，設(shè)備較多，給操作管理和設(shè)備維護(hù)造成困難，反應(yīng)中產(chǎn)生的caso4易使處理設(shè)備結(jié)垢，惡化處理效果。此外，在寒冷地區(qū)還需解決冬季結(jié)冰等問題。焦粉吸附凈化法該方法是采用生產(chǎn)原料焦粉作為吸附劑，吸附煙氣中的瀝青煙，然后經(jīng)布袋除塵器實(shí)現(xiàn)氣固分離，它吸附瀝青焦油的凈化效率高，用過的吸附劑可返回生產(chǎn)系統(tǒng)使用，但對鋁電解廠回用殘極的陽極焙燒爐產(chǎn)生的氣氟的吸附能力差。瀝青煙中含有液態(tài)焦油粒子和氣態(tài)烴類揮發(fā)分兩種狀態(tài)，無論何種處理方式，均是液態(tài)比氣態(tài)瀝青凈化效率高。氣、液兩相的比例隨溫度變化而互相轉(zhuǎn)化。因此，溫度的控制是保證凈化設(shè)施正常運(yùn)行的關(guān)鍵，適宜的溫度為80±5℃；冷凝的瀝青煙容易粘附管道和設(shè)備，特別是含有粉塵條件下，可能影響凈化設(shè)施正常運(yùn)行。在查閱的有關(guān)瀝青煙氣凈化的文獻(xiàn)中，討論或使用最多的為電捕集法有稱干式電捕集法或電捕法等,仍然屬于電捕集法。根據(jù)文獻(xiàn)檢索，在國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)中尚未檢索到關(guān)于瀝青煙氣凈化系統(tǒng)及其子系統(tǒng)可靠性研究的資料，可以說該研究工作尚屬空白。瀝青煙氣屬于高溫?zé)煔獾姆懂?，溫度?50～230℃，是一種復(fù)雜的氣溶膠，主要由氣、液兩相組成，氣相是不同氣體的混合物，液相是十分細(xì)微的揮發(fā)冷凝物（大量的粉塵和化合物），粒徑多在0.11～110μm之間。瀝青煙的成分主要是多環(huán)芳烴pah和少量的氧、氮、硫的雜環(huán)化合物，其中有萘、菲、蒽、酚等100多種物質(zhì)，強(qiáng)致癌物苯并芘的含量高達(dá)113～210mg/m3，對動(dòng)植物、人體會(huì)造成嚴(yán)重的傷害。此外，還包括填充料粉塵固態(tài)物質(zhì)等。因此，對焙燒瀝青煙氣必須進(jìn)行凈化處理。查相關(guān)資料，瀝青自燃點(diǎn)610℃，爆炸下限35g/m，最小點(diǎn)火能量40mj，最大爆炸壓力0.32mpa，壓力上升速度平均2.5mpa，防止浮游粉塵被電火花引爆的臨界氧含量為16％。由于瀝青本身和焙燒制品生產(chǎn)工藝的復(fù)雜性，使得瀝青煙氣的性質(zhì)更為難于掌握。根據(jù)瀝青煙氣組成特點(diǎn)，瀝青煙氣中通常含有成分有：①瀝青，②粉塵，③so2，④o2，⑤co2，⑥no，⑦nox，⑧n2。根據(jù)成分特點(diǎn)，將煙氣成分分為三組，即a.瀝青，b.粉塵，c.包括③～⑧，這樣就構(gòu)成了復(fù)雜的氣溶膠，組分c.為氣相，為被分散相，組分a.和b.為分散相。根據(jù)該焙燒爐產(chǎn)生的瀝青煙氣各組分含量質(zhì)量百分比，且考慮到煙氣中無水分存在，可將該煙氣視為干空氣處理。干空氣替代瀝青煙氣而導(dǎo)致的誤差。在整個(gè)瀝青煙氣凈化系統(tǒng)中，按照系統(tǒng)理論將其分為以下三個(gè)子系統(tǒng)：⑴通風(fēng)管道子系統(tǒng)包括煙氣入口-全霧化噴淋裝置入口段ⅰ，全霧化噴淋裝置出口－電捕集器入口段ⅱ，電捕集器出口段－風(fēng)機(jī)入口段ⅲ，風(fēng)機(jī)出口－煙囪入口段ⅳ，以及旁通煙道段，輸送煙氣的動(dòng)力設(shè)備即排煙風(fēng)機(jī)，一用一備，煙囪；噴淋霧化子系統(tǒng)包括全霧化噴淋裝置，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)，以及輔助的自控系統(tǒng)。其中，冷卻水循環(huán)系統(tǒng)包括，水泵，管道，水池，過濾裝置以及輔助閥門等；電捕集器子系統(tǒng)包括電捕集器，防爆泄壓裝置以及供電系統(tǒng)和自控系統(tǒng)。，根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，按照通風(fēng)管道系統(tǒng)劃分的段總結(jié)出以下特點(diǎn)及其事故特點(diǎn)：1煙氣入口－全霧化噴淋裝置入口段來自焙燒爐的煙氣溫度一般在150～300℃之間，其中含有可燃成分瀝青和粉塵，這些可燃物與空氣或氧氣混合、達(dá)到最低著火溫度，就有爆炸的危險(xiǎn)。因此，在這一段常常發(fā)生瀝青煙氣燃燒現(xiàn)象，導(dǎo)致事故發(fā)生；在全霧化噴淋裝置入口處，要滿足設(shè)計(jì)要求的煙氣流量，如果出現(xiàn)波動(dòng)，且波動(dòng)幅度大，而噴水流量得不到合適的調(diào)節(jié)，這將導(dǎo)致煙氣溫度處理不當(dāng)，將會(huì)嚴(yán)重影響電捕集器的工作；全霧化噴淋裝置出口－電捕集器入口段全霧化噴淋裝置的任務(wù)就是將煙氣處理到合適的溫度，以保證電捕集器工作的效率，并防止電捕集器由于煙氣溫度過高發(fā)生燃爆，過低不利于極板上瀝青的清除；此外，全霧化噴淋裝置出口的煙氣，因?yàn)榻?jīng)過降溫加濕處理，該段煙道布置如果不合理，極易發(fā)生瀝青凝聚顆粒黏附煙道壁，長期使用，將會(huì)使煙道橫截面積減少，導(dǎo)致系統(tǒng)輸送煙氣參數(shù)不穩(wěn)定，并且如果有火星跳入該段煙道就會(huì)立刻發(fā)生燃燒現(xiàn)象，導(dǎo)致事故發(fā)生電捕集器出口段－風(fēng)機(jī)入口段在此段，由于電捕集器的工作完成，煙氣達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。排放煙氣有害物濃度應(yīng)低于50，煙ⅰ段煙道發(fā)生燃燒事件，電捕集器發(fā)生燃爆事故，或檢修主凈化系統(tǒng)時(shí)啟動(dòng)，將焙燒爐產(chǎn)生的煙氣直接通過煙囪排入大氣，因此，應(yīng)盡量避免開啟旁通煙道。通風(fēng)管道系統(tǒng)可靠運(yùn)行是系統(tǒng)各構(gòu)件完成各自職責(zé)的保證，是基礎(chǔ)條件；同時(shí)，其它構(gòu)件的穩(wěn)定運(yùn)行也是通風(fēng)管道系統(tǒng)在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)正常運(yùn)行的制約因素，與通風(fēng)管道系統(tǒng)是不可分割的整體。噴淋霧化子系統(tǒng)該系統(tǒng)包括全霧化噴淋裝置，和冷卻水循環(huán)系統(tǒng)兩大部分。其中，全霧化噴淋裝置常采用無填塞材料的冷卻調(diào)質(zhì)塔，冷卻水經(jīng)噴嘴霧化為水滴，與煙氣進(jìn)行換熱換質(zhì)，實(shí)現(xiàn)降低煙氣溫度的目的。由于瀝青煙氣的特殊性，霧化噴淋系統(tǒng)易發(fā)生故障（如，煙氣溫度處理不合要求）。煙氣速度波動(dòng)，噴水量不足，噴淋頭發(fā)生堵塞等都可能是造成故障的原因。凝并的瀝青顆粒會(huì)有部分大直徑顆粒隨未蒸發(fā)的水滴一并落下，這就為冷卻水的循環(huán)提出了難題。凝并的瀝青為粘稠液體，極易黏附管道，措施采取不當(dāng)很有可能堵塞管道，另外一個(gè)值得注意的問題是，瀝青和水混合物的分離問題，也即如何將瀝青從水中過濾掉，以提高循環(huán)水利用率。電捕集器子系統(tǒng)電捕集器在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)燃燒和爆炸事故，國內(nèi)外均有發(fā)生。原因有，碳素焙燒爐操作不正常，導(dǎo)致生產(chǎn)工藝控制時(shí)有波動(dòng)；燃料不完全燃燒致使大量可燃性氣體和粉塵帶入煙道和電場；當(dāng)電場電壓升到足夠高，即放電極附近的電場強(qiáng)度達(dá)到足夠大時(shí)，周圍的氣體被電離，電離后氣體中存在著大量的電子和離子。這些電子和離子使進(jìn)入電場的煙氣中的塵粒荷電，絕大多數(shù)荷負(fù)電，在電場力的作用下，帶負(fù)電荷的塵粒趨集于收塵極，帶正電的塵粒趨向于放電極。塵粒達(dá)到電極后釋放出電荷，然后依靠分子引力和剩余的靜電力吸附在電極上。當(dāng)此類塵粒積聚到一定厚度時(shí)通過振打裝置的振打作用，塵粒被其慣性力從電極表面剝離下來落入灰斗，收塵過程即告完成，這一過程是連續(xù)而高速進(jìn)行的。煙氣溫度對除塵效率的影響粉塵的比電阻是決定電除塵器除塵效率高低的一個(gè)主要因素。飛灰比電阻值偏高，是影響電除塵器效率的關(guān)鍵因素，如何提高高比電阻灰的電除塵效率是一大難題。粉塵的比電阻可看成由兩個(gè)并聯(lián)的電阻組成，其中一個(gè)為體積比電阻，即通過粉塵內(nèi)部導(dǎo)電呈現(xiàn)的電阻，一個(gè)為表面比電阻，即通過粉塵表面導(dǎo)電呈現(xiàn)的電阻，組成粉塵的各種成分的導(dǎo)電性能決定了粉塵體積比電阻大小，組成粉塵的各種物質(zhì)的導(dǎo)電性能受溫度影響顯著，當(dāng)溫度較高時(shí)，粉塵內(nèi)傳導(dǎo)電流的離子與電子將獲得更大的能量使粉塵層的導(dǎo)電能力升高，體積比電阻下降。運(yùn)行中變化的煙氣溫度對比電阻的影響較大。當(dāng)煙氣溫度過高時(shí)，遇明火或電場內(nèi)某處的積灰招電火花的頻繁打擊等。電捕焦油器按電極形狀分為：板式、棒幃式、管式（并列管式、同心圓管式）為了保證電捕焦油器的正?？煽窟\(yùn)行和捕集效率，必須確保電場不被瀝青和粉塵糊死，并防止著火。經(jīng)全霧化噴淋裝置處理的煙氣進(jìn)入電場，在高壓電的作用下，煙氣中的焦油粒子移向兩極，并順流到錐體內(nèi)，使煙氣得到凈化；凈化后的氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)排入大氣，捕集下來的焦油回收。電捕焦油器運(yùn)行初期凈化效率較高，但對煙氣溫度要求高，需在85℃左右；溫度過高，比電阻超過1011不利于電捕集，同時(shí)煙氣中含有濃度較高的煙塵，而捕集的粉塵會(huì)粘附在極板上，需定時(shí)進(jìn)行振打使其脫落。全霧化噴淋裝置內(nèi)主要實(shí)現(xiàn)降低煙氣溫度到80℃左右，那么影響它功能實(shí)現(xiàn)的因素有很多，比如，上面提到的煙氣流速、溫度，冷卻水溫度、流量，噴嘴霧化效果、噴嘴結(jié)構(gòu)（是否易發(fā)生堵塞）、布置密度等；在系統(tǒng)設(shè)計(jì)既定之后，運(yùn)行過程中，也可能出現(xiàn)一些問題，如噴嘴背壓穩(wěn)定性，如果噴嘴選取很合理，但提供的背壓不當(dāng)，也會(huì)對煙氣調(diào)質(zhì)造成影響。工程實(shí)際中，常采用的噴嘴種類有旋轉(zhuǎn)式霧化器，氣流式霧化器和壓力式霧化器。旋轉(zhuǎn)式霧化器（也稱離心式霧化器）主要類型有光滑盤、霧化輪及旋轉(zhuǎn)－氣流霧化器。其特點(diǎn)有，在裝置內(nèi)只安裝一個(gè)霧化器就能完成任務(wù)；在一定范圍內(nèi)，可以調(diào)節(jié)霧滴尺寸；運(yùn)行調(diào)節(jié)范圍大；但是霧化器結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，需要傳動(dòng)裝置、液體分布裝置和霧化輪，對加工制造的技術(shù)要求較高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也給檢修帶來不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種簡單實(shí)用，節(jié)省開支降低成本，能夠減少環(huán)境污染，凈化效率高的炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收利用方法。

本發(fā)明的上述目的可以通過以下措施來達(dá)到，一種炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收利用方法，其特征在于包括如下步驟：將從炭素焙燒爐各室集煙道匯集到爐中主煙道，把炭素焙燒爐出來的煙氣正常溫度在300℃以上的瀝青煙氣，在通過主煙道前將溫度由焙燒調(diào)溫人員控制在180℃以下，再將主煙道中排出的瀝青煙氣經(jīng)冷卻管道和電捕焦油器處理后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，通過風(fēng)量調(diào)節(jié)閥控制將冷空氣吸入管道內(nèi)使煙氣冷卻，降低煙氣溫度，使煙氣溫度保持在80～90℃，降低了煙氣比電阻，然后送入電捕焦油器的高壓電場中將煙氣的瀝青煙氣、高分子有機(jī)物油霧和粉塵顆粒被電暈線釋放的電子電荷，在電場力作用下驅(qū)向陽極，在陽極板上電荷被中和，顆粒物附著在陽極板表面，聚集呈液體糊狀，靠自重沿集塵極表面流下，流入除塵器下端的集灰室內(nèi)，捕集到集塵極板的煙塵顆粒和焦油瀝青沿極板流入除塵器下部；然后將回收焦油放入溫度在160-180℃的儲(chǔ)罐內(nèi)，與中溫瀝青混合形成浸漬劑。

本發(fā)明相比于現(xiàn)有技術(shù)具如下有益效果。

簡單實(shí)用，節(jié)省開支降低成本，能夠減少環(huán)境污染。本發(fā)明利用電捕焦油系統(tǒng)將收集的焦油用到炭素生產(chǎn)中的浸漬工序中，有利于環(huán)境并降低了成本。采用炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收焦油取代蒽油或煤焦油。其優(yōu)點(diǎn)：其一是減少對環(huán)境的污染。其二是節(jié)損開支，降低成本。將電捕焦油器作為炭素焙燒爐瀝青煙氣綜合治理方案，該設(shè)備具有投資少，系統(tǒng)阻力小，凈化效率高，無二次污染問題，處理后各種污染物可達(dá)標(biāo)排放的優(yōu)點(diǎn)。通過采用調(diào)整焙燒升溫曲線使其煙氣在進(jìn)入主煙道前的溫度控制在180℃以下，另一方面，加長主煙道，用冷空氣冷卻主管道內(nèi)的煙氣，將煙氣溫度降到80～90℃。這樣的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，其一是減掉了水冷卻器的投資，其二是做到不外排廢水，其三是降低了運(yùn)營成本，其四是大大減小了回收焦油中水份的含量，便于再利用。按浸漬生產(chǎn)能力為每年2萬噸，平均增重率按15wt%計(jì)算，則年需3000噸浸漬劑。炭素焙燒回收焦油按20wt%添加，年添加量為600噸計(jì)算，采用加蒽油或煤焦油，蒽油目前市場到廠價(jià)為3000元/噸，每年可節(jié)約180萬元采購原材料費(fèi)用。最為重要的是經(jīng)這種方法回收的焦油能夠用到浸漬生產(chǎn)中。

凈化效率高。本發(fā)明采用在通過主煙道前將溫度由焙燒調(diào)溫人員控制在180℃以下，再將主煙道中排出的瀝青煙氣經(jīng)冷卻管道和電捕焦油器處理后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，通過風(fēng)量調(diào)節(jié)閥控制將冷空氣吸入管道內(nèi)使煙氣冷卻，降低煙氣溫度，使煙氣溫度保持在80～90℃，這樣送入電捕焦油器的高壓電場中煙氣的比電阻就能降至比較容易收集的范圍內(nèi)。瀝青煙氣、高分子有機(jī)物油霧和粉塵顆粒被電暈線釋放的電子電荷，在電場力作用下驅(qū)向陽極，在陽極板上電荷被中和，顆粒物附著在陽極板表面，聚集呈液體糊狀，靠自重沿集塵極表面流下，流入除塵器下端的集灰室內(nèi)，捕集到集塵極板的煙塵顆粒和焦油瀝青沿極板流入除塵器下部；凈化效率高。

凈化效果良好。本發(fā)明經(jīng)監(jiān)測，凈化后的煙氣中所有污染物濃度均達(dá)到國家排放標(biāo)準(zhǔn)要求(煙塵濃度200mg/m(a)苯并芘濃度0.3010-3mg/m)。除塵系統(tǒng)運(yùn)行過程中，曾出現(xiàn)過少量瀝青凝結(jié)在陽極板上，影響凈化效率現(xiàn)象，最后采用刮板人工刮除。通過自動(dòng)控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)電捕焦油器的導(dǎo)熱油保溫層溫度，瀝青凝結(jié)問題得到了一定程度的解決。采用工藝控制和電捕焦油器凈化炭素焙燒爐瀝青煙氣，開創(chuàng)了低濃度瀝青煙治理的一條新工藝，其對瀝青煙，尤其是對苯并(a)芘的凈化效果遠(yuǎn)高于燃燒法。經(jīng)環(huán)保部門監(jiān)測,凈化后的煙氣均達(dá)標(biāo)排放。

附圖說明

圖1是本發(fā)明炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化流程示意圖。

圖2是本發(fā)明瀝青煙氣凈化回收焦油的再利用流程圖。

具體實(shí)施方式

參閱圖1。根據(jù)瀝青煙氣凈化工藝流程，焙燒爐出來的煙氣正常溫度在300℃以上?？梢圆捎谜{(diào)整焙燒升溫曲線的辦法，使其在進(jìn)入主煙道前的溫度控制在180℃以下。將從炭素焙燒爐各室集煙道匯集到爐中主煙道，把炭素焙燒爐出來的煙氣正常溫度在300℃以上的瀝青煙氣，在通過主煙道前將溫度由焙燒調(diào)溫人員控制在180℃以下，再將主煙道中排出的瀝青煙氣經(jīng)冷卻管道和電捕焦油器處理后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，通過風(fēng)量調(diào)節(jié)閥控制將冷空氣吸入管道內(nèi)使煙氣冷卻。適當(dāng)加長主煙道，用空氣從管道外冷卻主管道內(nèi)的煙氣，必要時(shí)可調(diào)進(jìn)一部分冷空氣進(jìn)入煙道內(nèi)直接冷卻煙氣，其作用降低煙氣溫度，降低煙氣比電阻。降低煙氣溫度，使煙氣溫度保持在80～90℃，即送入電捕焦油器高壓電場中煙氣的比電阻就能降至比較容易收集的范圍內(nèi)，瀝青煙氣、高分子有機(jī)物油霧和粉塵顆粒被電暈線釋放的電子電荷，在電場力作用下驅(qū)向陽極，在陽極板上電荷被中和，顆粒物附著在陽極板表面，聚集呈液體糊狀，靠自重沿集塵極表面流下，流入除塵器下端的集灰室內(nèi)，捕集到集塵極板的煙塵顆粒和焦油瀝青沿極板流入除塵器下部；然后將回收焦油放入溫度在160-180℃的儲(chǔ)罐內(nèi)，與中溫瀝青混合均勻形成浸漬劑。浸漬劑溫度控制在160-180℃。

參閱圖2。再利用回收焦油浸漬工藝流程。先清理焙燒半成品表面，再將它裝入產(chǎn)品筐，放入溫度大約在240-380℃的加熱爐中預(yù)熱6-12小時(shí)。預(yù)熱后的制品連同鐵筐一起迅速裝入浸漬罐內(nèi)，（浸漬罐在裝入制品之前要預(yù)熱到100℃——160℃）然后關(guān)閉罐蓋封嚴(yán)，開始抽真空，罐內(nèi)負(fù)壓在高于0.09mpa情況下，再抽真空的時(shí)間為30-60min，真空度和抽真空時(shí)間達(dá)到工藝要求后向浸漬罐內(nèi)注入浸漬劑。浸漬劑由煤瀝青和炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收焦油混合均勻而成?；厥战褂图尤肓康亩嗌俑鶕?jù)浸漬劑檢測的軟化點(diǎn)來確定。一般其軟化點(diǎn)控制在70-85℃，浸漬劑溫度控制在160-180℃，浸漬劑加滿后系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉真空閥和真空泵。然后打開浸漬罐到瀝青泵中間的瀝青閥，啟動(dòng)瀝青泵給浸漬罐內(nèi)的瀝青加壓150-300min（加壓時(shí)間視產(chǎn)品直徑大小而定），壓力在1.45-1.55mpa，同時(shí)浸漬罐內(nèi)應(yīng)保持加熱到160-200℃。加壓結(jié)束后，將浸漬劑壓回儲(chǔ)罐。在浸漬劑全部壓回后再往浸漬罐里放入壓縮空氣，以進(jìn)一步將罐內(nèi)的浸漬劑清理干凈，然后再打開罐蓋取出浸漬產(chǎn)品并轉(zhuǎn)入冷卻室，用水噴淋制品進(jìn)行冷卻，在制品溫度降到60℃以下經(jīng)檢查增重率達(dá)到要求后即獲得合格的浸漬品。

對浸漬產(chǎn)品的質(zhì)量檢查，第一是檢查增重，一般石墨電極要求一次浸漬增重率不低于14wt%。第二是檢查對產(chǎn)品的浸入深度是否達(dá)到要求。如發(fā)現(xiàn)增重和浸入深度達(dá)不到要求，應(yīng)重新浸漬。浸漬劑可重復(fù)使用，但是如果其軟化點(diǎn)超過85℃則需加入炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收焦油以降低其軟化點(diǎn)。因?yàn)槠滠浕c(diǎn)過高，說明其中的游離碳含量及懸浮雜質(zhì)不斷增加，即使在同一工藝條件下其浸漬效果就會(huì)越來越差，往往只是在產(chǎn)品表面上沾了一層，浸入深度很淺，這樣就必須用蒽油（煤焦油也可以，但比較難買到）進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)石墨電極一次浸漬增重率低于14wt%時(shí)，則應(yīng)將浸漬劑軟化點(diǎn)調(diào)到70-85℃，根據(jù)生產(chǎn)試驗(yàn)，按浸漬劑重量百分比，加入20wt%左右回收焦油。浸漬劑的軟化點(diǎn)高低跟炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收焦油加入量成反比。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開的一種炭素焙燒爐瀝青煙氣凈化回收利用方法，旨在提供一種能夠減少環(huán)境污染，凈化效率高的凈化回收利用方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：將從炭素焙燒爐各室集煙道匯集到爐中主煙道，將溫度控制在180℃以下，再將主煙道中排出的瀝青煙氣經(jīng)冷卻管道和電捕焦油器處理后進(jìn)入引風(fēng)機(jī)。在風(fēng)機(jī)負(fù)壓作用下，通過風(fēng)量調(diào)節(jié)閥控制將冷空氣吸入管道內(nèi)使煙氣冷卻，降低煙氣溫度，煙氣溫度保持在80～90℃，然后送入電捕焦油器的高壓電場中釋放的電子電荷，在電場力作用下驅(qū)向陽極中和，附著在陽極板表面的顆粒物沿集塵極表面流入除塵器；然后將回收焦油放入溫度在160?180℃的儲(chǔ)罐內(nèi)，與中溫瀝青混合均勻形成浸漬劑。

技術(shù)研發(fā)人員：高德成;李亞林;陳遠(yuǎn)洲

受保護(hù)的技術(shù)使用者：簡陽市龍興炭素有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2016.11.07

技術(shù)公布日：2018.05.25