炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法技术

本发明专利技术公开的一种炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，旨在提供一种能够减少环境污染，净化效率高的净化回收利用方法。本发明专利技术通过下述技术方案予以实现：将从炭素焙烧炉各室集烟道汇集到炉中主烟道，将温度控制在180℃以下，再将主烟道中排出的沥青烟气经冷却管道和电捕焦油器处理后进入引风机。在风机负压作用下，通过风量调节阀控制将冷空气吸入管道内使烟气冷却，降低烟气温度，烟气温度保持在80～90℃，然后送入电捕焦油器的高压电场中释放的电子电荷，在电场力作用下驱向阳极中和，附着在阳极板表面的颗粒物沿集尘极表面流入除尘器；然后将回收焦油放入温度在160‑180℃的储罐内，与中温沥青混合均匀形成浸渍剂。

【技术实现步骤摘要】
炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法
本专利技术涉及一种炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法。
技术介绍
炭素行业在沥青熔化、混捏、成型和焙烧等过程中,挥发与散发着大量沥青烟气和烟尘。沥青烟是在炭素、电解铝行业生产和加工过程中产生的大量液态和少量气态多环芳烃类碳氢化合物的混合物,含有3,4苯并芘、苯并蒽、咔唑等80多种多环芳烃类物质[1],且大多是致癌和强致癌物质,粒径多在0.1～1.0μm之间,最小的仅0.01μm,最大的约为10.0μm。焙烧是炭素制品生产过程中的重要工序。焙烧是在焙烧炉内用焦炭粉末作为保护介质，在隔绝空气条件下，根据产品的技术要求，按一定的升温速度进行加热到最高焙烧温度1200～1300。同时烟气温度极不稳定,通常在80～300℃之间。石墨电极以焦炭粉末和中温煤沥青为原料，二者按一定比例混合后加压制成生坯块。焙烧燃料采用天然气，焙烧炉型为环式焙烧炉结构。将加压成型的生坯块装入8室焙烧炉中，生坯块之间填充焦炭粉末作为保护介质，在1200～1300之间，经过高温焙烧一定时间后成炭素制品。由于生坯块的主要原料是焦炭粉末和沥青，所以，焙烧过程中会有大量沥青烟和烟尘逸出。焙烧过程污染物来源：焙烧炉采用天然气作燃料，在焙烧过程中，除天然气燃烧产生的烟尘和SO外，炭素生坯块中的沥青，因高温热解可散发出大量沥青烟。在焙烧初期的加热升温阶段，主要污染物为烟尘和SO;升温中期为沥青挥发期，主要污染物为沥青烟(含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等);焙烧后期主要污染物为烟尘、SO和少量沥青烟。焙烧过程中产生的烟尘、SO和沥青烟等污染物经集烟道收集后由烟囱高空排放。烟气净化工艺选择：炭素焙烧炉产生的烟气成分复杂，有沥青烟、烟尘、SO在80～300℃之间，这种烟气工况对沥青烟的各种净化方法均有不同程度的影响。目前，国内外正在研究和应用的沥青烟净化方法有:燃烧法、吸收法、吸附，其中燃烧法要求烟气温度＞700℃，沥青烟浓度较高;吸收法多采用汽油、柴油等有机类液体作吸收剂，净化效率低，存在着二次污染问题;吸附法采用比表面积大的多孔性物质(活性炭、焦炭粉、氧化铝等)作吸附剂，对沥青烟进行物理吸附，但系统阻力大，更换滤料麻烦。根据炭素厂的实际生产情况，上述3种净化方法均不适用。目前炭石墨工业在其生产过程中所产生的废气、废水、粉尘仍未得到根本解决，对环境造成多方面的危害。炭素厂由于在配料车间冒黑烟，在焙烧车间冒黄烟，形成“黑龙”和“黄龙”而成为城市环保方面的重灾区。其中炭素制品的焙烧是将含有沥青黏结剂的生制品在隔绝空气的条件下，通过高温进行炭化的过程。在焙烧炉尾气中，除燃料的燃烧产物和夹带的填充料粉尘外，还含有大量的黏结剂热解产物。热解产物主要含有大量低碳链的烃类物质及少量的氮、硫杂环化合物和多环芳烃。这些物质造成环境污染，严重影响人、动物、植物的生长发育，如果人长期处于沥青油烟污染的环境中，可使呼吸道和脾脏等致病。因此，治理焙烧炉尾气对每一个炭素厂来说都是至关重要的。不同类型的焙烧炉以及不同的原料所产生的焙烧烟气量、焙烧烟气成分都不相同。目前国内各大炭素厂采用的主要烟气净化方法有：电捕法、吸附净化法、焦粉吸附净化法及碱吸收湿法。电捕法电捕法是用高压静电捕集焦油的方法。它分干法和湿法。当前使用最为广泛的焦油捕集装置，其净化流程为：来自焙烧窑的烟气经地下烟道分别进入电场，在高压电的作用下，烟气中的焦油粒子移向两极，并顺流到锥体内，使烟气得到净化；净化后的气体经风机排入大气，捕集下来的焦油用到生产配料中。其缺点是由于收集的焦油结焦率低，对产品结构会造成缺陷，目前基本上停止采用这种办法处理回收焦油了。当电除尘器出现故障时，其前后阀门关闭，烟气经附烟道直接排空。炭素焙烧炉烟气净化有干法吸附法，稀相流化床及湿法等净化方法，与电捕焦油方法相比，工艺流程复杂，投资大，运行维护繁杂，安全可靠性差。众所周知,炭素厂属污染较重的企业。炭素焙烧过程中产生的沥青烟是一种含有大量多环芳烃以及少量氧、氮.整个沥青烟气净化系统由于受生产设备、净化系统制造安装技术、工艺条件、系统监测、管理水平等诸方面的影响，常发生事故。沥青烟气净化系统的不可靠或使用失误会导致大量有害气体外排，污染环境，严重时甚至会导致焙烧炉爆炸。制造碳素电极的主要原料有石油焦和沥青，经过配料、混捏成型和焙烧等工序，生产出各种制品。在整个碳素电极生产制造过程中均产生大量的有害气体和粉尘，尤其以焙烧炉排出的沥青烟气对环境的污染最为严重。在焙烧过程中，排出的沥青烟气（约占生料重量20wt%左右）大部分是0.1～1.0μm的焦油粒子，烟气中苯并〔α〕芘等致癌物的含量高达1.3～2.0mg/m3。环式焙烧炉有密闭式和敞开式两种炉型。密闭式焙烧炉中，沥青挥发分通过填料到达炉盖下部空间，然后被抽入烟道排出，由于密闭性好，掺入空气量少，氧气含量低，不能燃烧，所以烟气温度低，沥青烟含量高，粉尘含量低。目前国际上密闭式焙烧炉烟气治理以电捕集法为主约占85wt%，我国密闭炉烟气净化也基本采用此法。主要净化设备为电捕焦油器，有3种结构形式，同心圆式电捕焦油器、普通卧式电捕焦油器和宽极距预荷电式电捕焦油器。同心圆式电捕焦油器采用单电场，净化效率不稳定，普通卧式电捕焦油器净化效率大于90wt%，比同心圆式电捕焦油略有提高，运行稳定性有所提高。湿式电捕集法在实际运行中容易发生结疤，进而影响净化效率；干式电捕集法只能捕集冷凝焦油微粒，而且轻质焦油燃烧后所生成的粘稠物很难从极板上自流下来。干法净化流程简单，利用电解原料－氧化铝作吸附剂，回收的物料全部返回电解槽使用，做到化害为利，不存在二次污染问题，对沥青烟、氟化物、粉尘同样均可达到很高的净化效率。主要缺点是对SO2的净化基本无效。碱吸收湿法焙烧炉烟气首先经重力沉降室去除粗粒粉尘，然后进入洗涤塔，用稀NaOH溶液喷淋洗涤，烟气中的HF和SO2被NaOH溶液吸收，一部分粉尘和沥青也被洗涤，从洗涤塔出来的烟气再经湿式电捕集器净化，沥青烟、氟、粉尘等污染物一般能符合排放标准的要求。湿法净化运行较为稳定，并可同时除去部分氟、SO2，但却将污染物由烟气转入废水，必须设废水处理系统，若废水处理系统管理不善，将带来废水二次污染问题，湿法净化工艺较为复杂，设备较多，给操作管理和设备维护造成困难，反应中产生的CaSO4易使处理设备结垢，恶化处理效果。此外，在寒冷地区还需解决冬季结冰等问题。焦粉吸附净化法该方法是采用生产原料焦粉作为吸附剂，吸附烟气中的沥青烟，然后经布袋除尘器实现气固分离，它吸附沥青焦油的净化效率高，用过的吸附剂可返回生产系统使用，但对铝电解厂回用残极的阳极焙烧炉产生的气氟的吸附能力差。沥青烟中含有液态焦油粒子和气态烃类挥发分两种状态，无论何种处理方式，均是液态比气态沥青净化效率高。气、液两相的比例随温度变化而互相转化。因此，温度的控制是保证净化设施正常运行的关键，适宜的温度为80±5℃；冷凝的沥青烟容易粘附管道和设备，特别是含有粉尘条件下，可能影响净化设施正常运行。在查阅的有关沥青烟气净化的文献中，讨论或使用最多的为电捕集法有称干式电捕集法或电捕法等,仍然属于电捕集法。根据文献检索，在国内外相关文献中尚未检索到关于沥青烟气净化系统及其子系统可靠性研究的资料，可以说该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，其特征在于包括如下步骤：将从炭素焙烧炉各室集烟道汇集到炉中主烟道，把炭素焙烧炉出来的烟气正常温度在300℃以上的沥青烟气，在通过主烟道前将温度控制在180℃以下，再将主烟道中排出的沥青烟气经冷却管道和电捕焦油器处理后进入引风机；在风机负压作用下，通过风量调节阀控制将冷空气吸入管道内使烟气冷却，降低烟气温度，使烟气温度保持在80～90℃，在降低了烟气比电阻（烟气在此温度以下的比电阻在电捕焦油器收集焦油效果较好）后送入电捕焦油器的高压电场中将烟气的沥青烟气、高分子有机物油雾和粉尘颗粒被电晕线释放的电子电荷，在电场力作用下驱向阳极，在阳极板上电荷被中和，颗粒物附着在阳极板表面，聚集呈液体糊状，靠自重沿集尘极表面流下，流入除尘器下端的集灰室内，捕集到集尘极板的烟尘颗粒和焦油沥青沿极板流入除尘器下部；然后将回收焦油放入温度在160‑180℃的储罐内，与中温沥青混合形成浸渍剂。

【技术特征摘要】
1.一种炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，其特征在于包括如下步骤：将从炭素焙烧炉各室集烟道汇集到炉中主烟道，把炭素焙烧炉出来的烟气正常温度在300℃以上的沥青烟气，在通过主烟道前将温度控制在180℃以下，再将主烟道中排出的沥青烟气经冷却管道和电捕焦油器处理后进入引风机；在风机负压作用下，通过风量调节阀控制将冷空气吸入管道内使烟气冷却，降低烟气温度，使烟气温度保持在80～90℃，在降低了烟气比电阻（烟气在此温度以下的比电阻在电捕焦油器收集焦油效果较好）后送入电捕焦油器的高压电场中将烟气的沥青烟气、高分子有机物油雾和粉尘颗粒被电晕线释放的电子电荷，在电场力作用下驱向阳极，在阳极板上电荷被中和，颗粒物附着在阳极板表面，聚集呈液体糊状，靠自重沿集尘极表面流下，流入除尘器下端的集灰室内，捕集到集尘极板的烟尘颗粒和焦油沥青沿极板流入除尘器下部；然后将回收焦油放入温度在160-180℃的储罐内，与中温沥青混合形成浸渍剂。2.如权利要求1所述的炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，其特征在于：浸渍剂温度控制在160-180℃，焙烧制品经过在240-380℃的加热炉中预热6-12小时，预热后的制品进入浸渍罐内，对浸渍罐进行抽真空，在负压高于0.09MPa的情况下再抽真空30-60min，当真空度和抽真空时间达到工艺要求后向浸渍罐内注入浸渍剂。3.如权利要求1所述的炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，其特征在于：浸渍剂由煤沥青和炭素焙烧炉沥青烟气净化回收焦油混合而成。4.如权利要求1所述的炭素焙烧炉沥青烟气净化回收利用方法，其特征在于：再利...

【专利技术属性】
技术研发人员：高德成，李亚林，陈远洲，
申请(专利权)人：简阳市龙兴炭素有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51