炭素廠生產車間煙塵治理措施

吳玉涵

（吉林市圣豪冶金設備有限公司，吉林 吉林 132001）

1 炭素廠生產工藝特點分析

外購原料焦炭細末經過雙層筒形篩篩分，去除粗大焦炭顆粒；通過晾曬或焙燒爐烘干水分；在原料粉碎車間，由球磨機將原料粉碎成粉末狀(粒徑通常<0.04mm)；經過配料計算出炭素物料與熔化液體瀝青的配比，按比例混合在一起，在混捏機內攪拌、混合，制成塑性糊料；混合好的糊料由立式液壓機壓制成炭素生坯塊；炭素生坯塊在焙燒爐內焙燒一定時間后，成為炭素產品。焙燒爐產生的瀝青煙氣等污染物經地下煙道匯集后由35 m高的煙囪排放。

2 煙塵污染物產生過程分析

（1）瀝青熔化過程。在煤瀝青熔化過程，目前炭素廠采用的熔化方法多是以飽和蒸汽加熱瀝青熔化槽，通過提高加熱介質的溫度，使熔化槽內的固體塊狀瀝青迅速熔化。由于瀝青熔化槽是敞口操作。因此，加熱熔化過程中有大量的瀝青煙塵逸出，致使作業場所瀝青煙塵污染嚴重。

（2）原料粉碎、混捏與壓型過程。烘干或晾干的焦炭細末由傳送帶送到貯料倉，進入球磨機，球磨機磨碎后由排料口流出粉碎好的物料。配比好并稱量過的粉碎物料加入混捏機內，加熱混捏機，使之達到混捏需要的溫度，打開瀝青煙氣排出閥，注入液體瀝青，使兩者充分混捏成所需要的糊料。將混捏好的糊料用加壓設備壓成一定形狀、密度和機械強度的炭素生坯塊。上述幾個生產環節由于受工藝流程、性質以及設備等因素的制約，廠房內工業粉塵(炭塵和瀝青煙塵)污染十分突出。

（3）炭素焙燒爐焙燒過程。炭素生坯塊焙燒工藝中的焙燒爐窯用原煤做燃料，在焙燒過程中，除原煤燃燒產生的煙塵和SO2外，炭素生坯塊之間填充的粘結劑——瀝青，因熱解可散發出一定量的瀝青煙。在焙燒初期的加熱升溫階段，主要污染物為煙塵和SO2，在加熱中期的瀝青揮發期，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、SO2和少量瀝青煙。焙燒過程中產生的煙塵、SO2和瀝青煙等污染物經集煙道收集后由煙囪排入大氣。

3 治理措施

（1）改進瀝青熔化工藝。由于傳統的瀝青熔化方法只能熔化軟化點在70～80℃的中溫瀝青，且熔化過程經常出現局部過熱，瀝青熔化時間長，致使出現瀝青煙塵污染嚴重現象。為提高瀝青熔化效果，減少熔化過程的瀝青煙塵污染，把粘結劑——中溫瀝青改用為軟化點在100～110℃的高溫瀝青。通過連通管把配有加熱裝置的瀝青熔化槽、瀝青加熱槽的上部和下部連接起來

在該工藝中，固體瀝青在被加熱的熔融瀝青中始終處于分散狀態，和熔融瀝青一起被攪拌熔化，熔化進行的均勻迅速。由于加熱溫度可以控制，不會出現局部過熱，工藝過程僅有少量瀝青煙塵從熔化器逸出，進入設備的瀝青煙霧過濾器，被凈化后的氣體通過抽風機排入大氣。

（2）粉碎、混捏、壓型車間煙塵治理。根據生產工藝和車間污染源的實際分布情況，煙塵治理采用集氣罩分散收集各個車間污染空氣與集中袋式除塵設備相結合的技術原理，整個設備系統包括污染源控制、粉塵吸捕、管道輸送、袋式除塵器、風機、外排煙氣等子項。除塵治理盡可能用集中式，以縮短煙氣輸送管道長度，降低設備阻力。

車間粉塵的收集，粉塵治理有效的方法是控制塵源，一般在粉塵產生點設置密閉罩，直接從揚塵點吸出含塵空氣。粉碎、混捏、壓型車間都有產生粉塵的機械設備和揚塵點，從設備逸散出的粉塵以中等速度進入廠房上方空氣氣流中。因此對車間空氣中的粉塵，采用分散吸捕的方式進行收集(即在產生粉塵的機械設備上方設置有邊平口傘型集氣罩)，分別吸捕本車間的含塵空氣。集氣罩盡可能兼顧到廠房內所有粉塵發生源，部分生產工序可采用加強設備的密封性能的方法防止粉塵揚散。從而確保車間和工人作業場所生產性粉塵濃度盡可能達到排放標準要求。

煙塵空氣的凈化，因受場地、設備、經濟等條件的限制，各車間吸塵罩吸捕的煙塵空氣就地除塵難度很大。因此，煙塵空氣的凈化主要采用集中除塵方式 (即將各吸塵罩吸捕的煙塵空氣集中由袋式除塵設備凈化)，凈化后的空氣由煙囪排放。除塵設備與風機呈“Y”型連接，除塵設備本體安裝在粉碎車間和混捏車間廠房外墻外側的空曠地帶。

（3）焙燒爐瀝青煙氣的治理。焙燒爐產生的煙氣含有瀝青分解產生的焦油及氣體產物，其中微量的3～4苯并芘是致癌物，因此必須加以妥善處理。炭素廠多數采用高壓靜電捕集法，焙燒爐排出的煙氣經煙道到達靜電捕集器的下部，并向上運動。上部為高壓電極場，在電暈極(負極)和沉淀極之間施加高壓直流電，使電暈極放電，煙氣被電離，生成正負離子，正負離子在向電暈極和沉淀極移動的過程中與上升煙氣中的焦油(霧滴狀)相遇，并使之帶電而被沉淀極吸引而收集，掉到捕集器的底部，焦油定期排出。此法可將排放煙氣中的焦油濃度從600～1000mg/m3降低到 24～500mg/m3，廢氣再通過較高的煙囪排放。另一種處理方法是焚燒法，即焙燒爐產生的煙氣通過一臺燃燒爐，噴入煤氣使燃燒爐的溫度達到800℃以上，煙氣在燃燒中充分分解，再通過較低的煙囪排入大氣，此時煙氣中的焦油含量一般低于10mg/m3。這種處理方法很簡單，效果也很好，但是增加了能源消耗量，因而炭素廠較少采用。

4 結語

炭素廠煙塵污染治理的關鍵是解決重點污染源的局部控制、除塵設備與生產設備的協調布置兩大課題，主要采用局部分散安裝集氣罩和集中袋式除塵設備相結合的原理，使工人的作業場所含空氣的煙塵濃度凈化率達到83.9%～93.2%，這樣大大地改善車間空氣的質量，從而使炭素廠各作業場所的煙塵達到凈化。

[1]史寶成，徐光，劉景泰.瀝青煙化學組分的氣相色譜質譜聯機分析[J].環境化學，2001，20(2):200-201.