專利名稱：一種凈化瀝青煙氣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及瀝青在生產(chǎn)、應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生有害煙氣的凈化方法，屬于環(huán)保工程技術(shù)領(lǐng)域。
我國(guó)現(xiàn)有大型油氈廠20多家，加上中小型油氈廠幾百家，每年使用大量的瀝青用于油氈生產(chǎn)。另外，還有許多冶金、炭素等生產(chǎn)廠家使用瀝青。由于瀝青在加熱過(guò)程中產(chǎn)生大量蒸汽，在無(wú)法封閉的生產(chǎn)工藝過(guò)程中，散發(fā)到車間空氣中，造成嚴(yán)重的空氣污染，目前，經(jīng)研究證明，瀝青煙中含有3，4-苯并芘等致癌物質(zhì)，因現(xiàn)有的治理凈化工藝不完善或成本太高，國(guó)內(nèi)尚無(wú)真正很好治理的廠家。特別是使用瀝青的工藝大都在敞開(kāi)系統(tǒng)中操作，而且工作面大，一般要求首先用引風(fēng)系統(tǒng)集氣排出后再加以凈化，這就要求后面的凈化工藝壓降不能高，給現(xiàn)有凈化技術(shù)帶來(lái)很大困難。因此，尋求一種低壓損、高凈化效率和處理費(fèi)用低的瀝青煙氣凈化技術(shù)，是目前國(guó)內(nèi)的一大技術(shù)難題。
瀝青煙是十分細(xì)微的揮發(fā)冷凝物，其粒徑多在0.1-10μm之間，煙氣溫度一般在50-180℃左右。這種濃度不太高，雙極分散的煙霧，一般不能用常規(guī)的收塵凈化方法除去(除含有其他粉塵外)，需要用適合瀝青煙特點(diǎn)的高效凈化技術(shù)。國(guó)外由于現(xiàn)在大都采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，對(duì)瀝青煙問(wèn)題的研究不多，目前多采用焚燒處理。國(guó)內(nèi)瀝青煙污染一直是個(gè)老大難問(wèn)題，用各種方法進(jìn)行的嘗試很多，但由于大都受到前段集氣引風(fēng)系統(tǒng)的牽扯，十分成功的工藝尚不多見(jiàn)?，F(xiàn)將國(guó)內(nèi)常見(jiàn)的幾種方法分別予以介紹。
1、靜電捕集法利用靜電原理捕集瀝青煙霧與靜電收塵原理基本相同，目前使用較成功的是干式靜電捕油器。該方法的優(yōu)點(diǎn)是去除效率達(dá)到90%以上，氣阻小。但一次性投資大，維護(hù)與管理技術(shù)復(fù)雜。特別是靜電捕集器內(nèi)溫度需要保持在80℃以上，否則瀝青會(huì)在極板上結(jié)塊清理困難，另外也不適合于含水汽太多的煙氣，其適用范圍較窄，在處理炭素廠電極焙燒瀝青尾氣方面較成功。
2、冷凝法將瀝青煙用大量冷卻水在直冷器中進(jìn)行逆向接觸或噴霧，油和水一起排入污水系統(tǒng)。該方法工藝簡(jiǎn)單、安全可靠，但帶來(lái)水污染問(wèn)題。其缺點(diǎn)是冷凝效率不高，只適用于高濃度或氧化瀝青尾氣的預(yù)處理。
3、焚燒法瀝青煙霧成分復(fù)雜，但基本都是碳?xì)浠衔?。在銷毀溫度800℃以上，停留時(shí)間多于0.5秒時(shí)，烴類物質(zhì)即可毀盡，效率很高，比較徹底。其中熱力焚燒包括(1)焚燒爐焚燒;(2)鍋爐焚燒;(3)現(xiàn)有加熱爐焚燒三種途徑，但能耗大和因在爐膛“聚積”易引起爆炸等缺點(diǎn)限制了其應(yīng)用。催化燃燒法耗能較小，銷毀徹底是較有前途的方法，但目前尚無(wú)抗毒性強(qiáng)的催化劑。
4、吸收法使用吸收法凈化時(shí)，需對(duì)吸收液進(jìn)行選擇，尋求廉價(jià)吸收劑是該方法的關(guān)鍵。瀝青煙的凈化效率取決于(1)洗液的性質(zhì);(2)煙氣濃度，特別適用于高濃度場(chǎng)合，一般凈化效率在70-80%以上。若用油洗時(shí)，洗下來(lái)的物質(zhì)可以直接做燃料。用餾出油循環(huán)吸收法，對(duì)處理氧化瀝青尾氣很有效。
5、吸附法用吸附法凈化瀝青煙，是目前行之有效的低濃度煙氣處理方法。常選用焦炭等作吸附劑，能將凈化效率提高到90%以上，凈化效率取決于固氣比和工藝過(guò)程，一般是將1-10mm粒徑的焦炭顆粒填充在固定床中，間歇操作，氣阻相當(dāng)大，因而造成很大的能耗。因再生工藝復(fù)雜，成本相當(dāng)高，限制了其應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種由爐渣灰作吸附劑，采用流化床吸附工藝及固定填充床吸附工藝，來(lái)進(jìn)行連續(xù)及間歇的凈化瀝青在生產(chǎn)、應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生的有害氣體，從而達(dá)到低壓損、高凈化率和降低處理費(fèi)用的應(yīng)用目的。
本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的它是由流化床吸附工藝及固定填充床吸附工藝來(lái)完成的，該吸附劑采用的是燃煤鍋爐的爐渣及除塵器收集到的灰塵，經(jīng)破碎過(guò)篩，篩分成0.3-1.5mm大小的粒徑，然后將此吸附劑填入吸附床內(nèi)，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將空冷緩沖裝置內(nèi)瀝青煙氣吸入氣體分布器處，吸進(jìn)吸附床內(nèi)，經(jīng)吸附劑吸附凈化后進(jìn)入除塵器做進(jìn)一步處理，最后被引風(fēng)機(jī)吸入煙囪中排入大氣。當(dāng)采用流化床吸附工藝時(shí)，瀝青加熱的溫度在220℃情況下，可選擇最佳參量比為吸附劑的粒徑在0.45-0.90mm之間，用量為37.5g;引風(fēng)量17升/分;吸附床徑為25mm;籍此來(lái)進(jìn)一步確定實(shí)際中不同處理煙氣量的最佳參量比。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是1、對(duì)瀝青煙氣的凈化效率可達(dá)到99%以上，而且適用的濃度范圍廣，在幾十到一千多mg/m3范圍內(nèi)，凈化率都在90%以上。
2、采用流態(tài)化吸附工藝操作時(shí)，床層壓降低，用在引風(fēng)集氣系統(tǒng)后面最理想。
3、用爐渣灰作吸附劑，屬于對(duì)廢棄物的再利用，吸附飽和后的爐渣灰可混入煤中燒毀，不需再生處理，無(wú)二次污染問(wèn)題。
4、爐渣灰密度小，孔隙結(jié)構(gòu)豐富，對(duì)瀝青煙的飽和吸附容量大，達(dá)到200毫克瀝青煙/每克爐渣灰，具有優(yōu)良的吸附特性。
5、整個(gè)工藝設(shè)備所需投資少，能耗低，操作簡(jiǎn)便，處理費(fèi)用與其他方法相比相當(dāng)?shù)停?jīng)濟(jì)社會(huì)效益和環(huán)境效益明顯。


如下圖1為本發(fā)明流化床吸附工藝流程圖;
圖2為本發(fā)明固定填充床吸附工藝流程圖。
下面將結(jié)合附圖，通過(guò)最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征，作進(jìn)一步的描述本發(fā)明的工藝流程示意圖如附圖1和附圖2所示。由瀝青煙發(fā)生源7產(chǎn)生的瀝青煙氣，在引風(fēng)機(jī)3的引風(fēng)作用下，經(jīng)過(guò)集氣罩6，首先進(jìn)入空冷緩沖裝置5，可除掉機(jī)械雜質(zhì)和冷凝部分瀝青煙，然后再進(jìn)入吸附床1(流態(tài)化床或填充床)，為保持氣體均勻通過(guò)床層，特設(shè)置氣體分布器2。瀝青煙氣以一定速度通過(guò)床層后被吸附凈化，然后經(jīng)引風(fēng)機(jī)3排入煙囪8，為了除掉隨氣體夾帶而出的一部分吸附劑，通?？杉右粋€(gè)除塵器4。附圖1為吸附床在流態(tài)化操作時(shí)的工藝，吸附床直徑、高度、氣體分布器形狀、吸附劑用量，可根據(jù)處理氣體量和瀝青煙濃度在實(shí)施時(shí)設(shè)計(jì)。流態(tài)化床的吸附操作可采用吸附劑連續(xù)進(jìn)料和出料方式進(jìn)行，也可采用一次性加料的間歇式操作。為保證足夠高的吸附凈化效率，吸附劑在床層的靜止填充高度一般不能低于100mm。若不考慮降低床層壓降或處理氣體量小、瀝青煙濃度低時(shí)，還可采用固定填充床間歇操作，見(jiàn)附圖2。
圖2為固定填充床吸附操作流程，床層的直徑，吸附劑填充高度和填充量，可根據(jù)處理氣體量和瀝青煙濃度及更換周期長(zhǎng)短要求在實(shí)施時(shí)設(shè)計(jì)，這時(shí)的備用除塵器是為更換吸附劑時(shí)吹掃吸附床而用，正常操作時(shí)不必使用。引風(fēng)機(jī)3的位置也可放在吸附床之間，然后作鼓風(fēng)操作，即正壓操作，附圖1和2所示的為負(fù)壓引風(fēng)操作工藝流程。
實(shí)施例說(shuō)明將蒸汽鍋爐的燃煤爐渣破碎后，過(guò)篩，取一定范圍的顆粒用做吸附劑，在實(shí)驗(yàn)裝置上操作運(yùn)行，其操作條件如下吸附劑燃煤爐渣 粒徑0.45-0.90mm吸附劑用量37.5g 吸附流態(tài)化床直徑25mm引風(fēng)量17升/分 瀝青加熱溫度220℃根據(jù)《污染源統(tǒng)一監(jiān)測(cè)分析方法》中推薦的方法，用環(huán)己烷作吸收液，在0.663l/mm流量下，取樣分析吸附床進(jìn)口與出口瀝青煙濃度，考察其凈化效率。結(jié)果見(jiàn)下表。
燃煤爐渣對(duì)瀝青煙氣的吸附凈化效果

由表中數(shù)據(jù)可以看出，從開(kāi)始吸附到達(dá)到飽和，共處理瀝青煙氣量為7.2m3，即該吸附劑的吸附容量約為150mg瀝青煙/克燃煤爐渣。爐渣由于其表面孔隙大，比重小，特別是微孔結(jié)構(gòu)疏松，對(duì)吸附有粘性的大分子有機(jī)物而言，具有很強(qiáng)的能力。從吸附一開(kāi)始就表現(xiàn)出很好的吸附特性，而且性能穩(wěn)定，保持良好吸附效率達(dá)7.2小時(shí)。從瀝青煙氣濃度看，從低的226.2mg/m3到高的1344.9mg/m3，均能保持高吸附效率，適應(yīng)性很廣。因此說(shuō)，燃煤爐渣用作吸附劑處理瀝青煙，將具有很好的應(yīng)用前景。油氈廠瀝青煙濃度一般在200mg/m3，按煙氣發(fā)生量1500m3/h計(jì)，每小時(shí)共揮發(fā)瀝青3000克，則需要消耗的燃煤爐渣為15kg/h，因此，處理費(fèi)用相當(dāng)?shù)土?br> 測(cè)量床層在流化狀態(tài)下的壓降，結(jié)果正常操作時(shí)，壓降在800-1000Pa之間，遠(yuǎn)低于其他方法。瀝青煙能夠完全地被吸入到集氣系統(tǒng)中，捕集效果很好。
綜上參量是在實(shí)驗(yàn)條件下做出的，但可以籍以來(lái)進(jìn)一步選擇確定實(shí)際中不同處理煙氣量的最佳參量，從而保證實(shí)際處理瀝青煙氣的最佳效果。
權(quán)利要求
1.一種凈化瀝青煙氣的方法，其特征在于是由流化床吸附工藝及固定填充床吸附工藝來(lái)完成的，該吸附劑采用的是燃煤鍋爐的爐渣及除塵器收集到的灰塵，經(jīng)破碎過(guò)篩，篩分成0.3-1.5mm大小的粒徑，然后將此吸附劑填入吸附床1內(nèi)，通過(guò)引風(fēng)機(jī)3將空冷緩沖裝置5內(nèi)瀝青煙氣吸入氣體分布器2處，吸進(jìn)吸附床1內(nèi)，經(jīng)吸附劑吸附凈化后進(jìn)入除塵器做進(jìn)一步處理，最后被引風(fēng)機(jī)3吸入煙囪8中排入大氣。
2.如權(quán)利要求1所述的凈化瀝青煙氣的方法，其特征在于當(dāng)采用流化床吸附工藝時(shí)，瀝青加熱的溫度在220℃情況下，可選擇最佳參量比為吸附劑的粒徑在0.45-0.90mm之間，用量為37.5g;引風(fēng)量17升/分;吸附床徑為25mm;籍此來(lái)進(jìn)一步確實(shí)實(shí)際中不同處理煙氣量的最佳參量比。
全文摘要
本發(fā)明涉及瀝青在生產(chǎn)、應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生有害煙氣的凈化方法，屬于環(huán)保工程技術(shù)領(lǐng)域。提供一種由爐渣灰作吸附劑，采用流化床吸附工藝及固定填充床吸附工藝，來(lái)進(jìn)行連續(xù)及間歇的凈化瀝青在生產(chǎn)、應(yīng)用過(guò)程中所產(chǎn)生的有害氣體，從而達(dá)到低壓損、高凈化率和降低處理費(fèi)用的應(yīng)用目的。將此吸附劑填入吸附床內(nèi)，通過(guò)引風(fēng)機(jī)將空冷緩沖裝置所存瀝青煙氣吸入氣體分布器處，吸進(jìn)吸附床內(nèi)，經(jīng)吸附劑吸附凈化，后進(jìn)入除塵器做進(jìn)一步處理，最后被引風(fēng)機(jī)吸入煙囪中排入大氣。
文檔編號(hào)B01D53/04GK1077395SQ92106129
公開(kāi)日1993年10月20日 申請(qǐng)日期1992年4月14日 優(yōu)先權(quán)日1992年4月14日
發(fā)明者耿安朝, 張洪林, 閻光緒, 張德文, 鄂利海, 孔昌俊 申請(qǐng)人:撫順石油學(xué)院