炭素厂生产车间烟尘治理措施

吴玉涵

（吉林市圣豪冶金设备有限公司，吉林 吉林 132001）

1 炭素厂生产工艺特点分析

外购原料焦炭细末经过双层筒形筛筛分，去除粗大焦炭颗粒；通过晾晒或焙烧炉烘干水分；在原料粉碎车间，由球磨机将原料粉碎成粉末状(粒径通常<0.04mm)；经过配料计算出炭素物料与熔化液体沥青的配比，按比例混合在一起，在混捏机内搅拌、混合，制成塑性糊料；混合好的糊料由立式液压机压制成炭素生坯块；炭素生坯块在焙烧炉内焙烧一定时间后，成为炭素产品。焙烧炉产生的沥青烟气等污染物经地下烟道汇集后由35 m高的烟囱排放。

2 烟尘污染物产生过程分析

（1）沥青熔化过程。在煤沥青熔化过程，目前炭素厂采用的熔化方法多是以饱和蒸汽加热沥青熔化槽，通过提高加热介质的温度，使熔化槽内的固体块状沥青迅速熔化。由于沥青熔化槽是敞口操作。因此，加热熔化过程中有大量的沥青烟尘逸出，致使作业场所沥青烟尘污染严重。

（2）原料粉碎、混捏与压型过程。烘干或晾干的焦炭细末由传送带送到贮料仓，进入球磨机，球磨机磨碎后由排料口流出粉碎好的物料。配比好并称量过的粉碎物料加入混捏机内，加热混捏机，使之达到混捏需要的温度，打开沥青烟气排出阀，注入液体沥青，使两者充分混捏成所需要的糊料。将混捏好的糊料用加压设备压成一定形状、密度和机械强度的炭素生坯块。上述几个生产环节由于受工艺流程、性质以及设备等因素的制约，厂房内工业粉尘(炭尘和沥青烟尘)污染十分突出。

（3）炭素焙烧炉焙烧过程。炭素生坯块焙烧工艺中的焙烧炉窑用原煤做燃料，在焙烧过程中，除原煤燃烧产生的烟尘和SO2外，炭素生坯块之间填充的粘结剂——沥青，因热解可散发出一定量的沥青烟。在焙烧初期的加热升温阶段，主要污染物为烟尘和SO2，在加热中期的沥青挥发期，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、SO2和少量沥青烟。焙烧过程中产生的烟尘、SO2和沥青烟等污染物经集烟道收集后由烟囱排入大气。

3 治理措施

（1）改进沥青熔化工艺。由于传统的沥青熔化方法只能熔化软化点在70～80℃的中温沥青，且熔化过程经常出现局部过热，沥青熔化时间长，致使出现沥青烟尘污染严重现象。为提高沥青熔化效果，减少熔化过程的沥青烟尘污染，把粘结剂——中温沥青改用为软化点在100～110℃的高温沥青。通过连通管把配有加热装置的沥青熔化槽、沥青加热槽的上部和下部连接起来

在该工艺中，固体沥青在被加热的熔融沥青中始终处于分散状态，和熔融沥青一起被搅拌熔化，熔化进行的均匀迅速。由于加热温度可以控制，不会出现局部过热，工艺过程仅有少量沥青烟尘从熔化器逸出，进入设备的沥青烟雾过滤器，被净化后的气体通过抽风机排入大气。

（2）粉碎、混捏、压型车间烟尘治理。根据生产工艺和车间污染源的实际分布情况，烟尘治理采用集气罩分散收集各个车间污染空气与集中袋式除尘设备相结合的技术原理，整个设备系统包括污染源控制、粉尘吸捕、管道输送、袋式除尘器、风机、外排烟气等子项。除尘治理尽可能用集中式，以缩短烟气输送管道长度，降低设备阻力。

车间粉尘的收集，粉尘治理有效的方法是控制尘源，一般在粉尘产生点设置密闭罩，直接从扬尘点吸出含尘空气。粉碎、混捏、压型车间都有产生粉尘的机械设备和扬尘点，从设备逸散出的粉尘以中等速度进入厂房上方空气气流中。因此对车间空气中的粉尘，采用分散吸捕的方式进行收集(即在产生粉尘的机械设备上方设置有边平口伞型集气罩)，分别吸捕本车间的含尘空气。集气罩尽可能兼顾到厂房内所有粉尘发生源，部分生产工序可采用加强设备的密封性能的方法防止粉尘扬散。从而确保车间和工人作业场所生产性粉尘浓度尽可能达到排放标准要求。

烟尘空气的净化，因受场地、设备、经济等条件的限制，各车间吸尘罩吸捕的烟尘空气就地除尘难度很大。因此，烟尘空气的净化主要采用集中除尘方式 (即将各吸尘罩吸捕的烟尘空气集中由袋式除尘设备净化)，净化后的空气由烟囱排放。除尘设备与风机呈“Y”型连接，除尘设备本体安装在粉碎车间和混捏车间厂房外墙外侧的空旷地带。

（3）焙烧炉沥青烟气的治理。焙烧炉产生的烟气含有沥青分解产生的焦油及气体产物，其中微量的3～4苯并芘是致癌物，因此必须加以妥善处理。炭素厂多数采用高压静电捕集法，焙烧炉排出的烟气经烟道到达静电捕集器的下部，并向上运动。上部为高压电极场，在电晕极(负极)和沉淀极之间施加高压直流电，使电晕极放电，烟气被电离，生成正负离子，正负离子在向电晕极和沉淀极移动的过程中与上升烟气中的焦油(雾滴状)相遇，并使之带电而被沉淀极吸引而收集，掉到捕集器的底部，焦油定期排出。此法可将排放烟气中的焦油浓度从600～1000mg/m3降低到 24～500mg/m3，废气再通过较高的烟囱排放。另一种处理方法是焚烧法，即焙烧炉产生的烟气通过一台燃烧炉，喷入煤气使燃烧炉的温度达到800℃以上，烟气在燃烧中充分分解，再通过较低的烟囱排入大气，此时烟气中的焦油含量一般低于10mg/m3。这种处理方法很简单，效果也很好，但是增加了能源消耗量，因而炭素厂较少采用。

4 结语

炭素厂烟尘污染治理的关键是解决重点污染源的局部控制、除尘设备与生产设备的协调布置两大课题，主要采用局部分散安装集气罩和集中袋式除尘设备相结合的原理，使工人的作业场所含空气的烟尘浓度净化率达到83.9%～93.2%，这样大大地改善车间空气的质量，从而使炭素厂各作业场所的烟尘达到净化。

[1]史宝成，徐光，刘景泰.沥青烟化学组分的气相色谱质谱联机分析[J].环境化学，2001，20(2):200-201.