焦化成型车间有机烟尘净化的研究.pdf

焦化成型车间有机烟尘净化的研究 张辉 上海工程技术大学化学化工学院，上海（201620 ） E-mail ：changhwi@163.com 摘 要：焦化厂成型车间逸出的废气成分复杂，其特点是，既含有低浓度的沥青烟又含有大 量的过热蒸汽和煤尘，一般的净化器很难处理这种尾气。在对其进行污染分析和治理优化的 基础上，设计出来的 PFP 多功能净化器通过多种机制的共同作用能有效的去除三种污染成 分。2004 年，PFP 净化系统被安装在河南神火集团焦电厂，监测结果表明，煤尘去除率达 到92.8% ，沥青烟去除率达到83.7%。 关键词：成型，沥青烟，煤尘，净化，多种机制 焦化厂成型车间是生产炼焦用型煤的地方。采用冷压成型工艺时，其生产过程是将粉碎 后的粉煤和用于黏结剂的煤沥青通过送料带从顶部送入立式混合揉捏机。在立式混合揉捏机 中，通过搅拌臂和过热蒸汽的共同作用，物料被充分混合并转化为塑性物料；最后塑性物料 从混合揉捏机中跌落进入辊压成型机中，经机械辊压后生成型煤。由于物料主要由粉煤和沥 青组成，并且在混合揉捏过程中采用热搅拌工艺，不可避免的在成型过程中有一定的沥青烟、 [1] 粉尘和热蒸汽逸出 。 1. 污染物质和污染源分析 1.1 污染物分析 与焦化厂原煤破碎车间和炼焦炉相比，成型车间的废气成分更为复杂，含有大量的粉尘、 沥青烟和过热蒸汽，并且，粉尘和沥青烟的浓度很低，但排放的波动性却很大。 3 成型车间中的粉尘多为煤尘，其浓度为100~400 mg/Nm ，粉尘粒径大多在50 µm 以下， [2] 其中小于10 µm (PM10) 的粒径分布占到15%左右 ，这会极大的危害到工人的健康，特别当 粉尘颗粒吸附大量的焦油微粒时，会加重它对身体的危害。 成型车间中的沥青烟主要来源于过热蒸汽加热用作黏结剂的沥青所产生的烟雾。沥青烟 一般由气、液两相组成，气相是各种不同有机气体的混合物，液相为沥青的挥发冷凝物，粒 径通常分布在0.1~1.0 µm[3] 。沥青烟的成分复杂，主要是多环芳烃(PAH)和少量的氧、氮、 硫的杂环化合物，如萘、菲、蒽、酚等，其中的苯并(α)芘是一种强致癌物质。未经处理的 沥青烟往往是导致工业性氟病、肺癌和皮肤癌的主要原因之一。许多国家都制定了相应的环 境标准减少沥青烟的排放，我国规定沥青烟的排放浓度必须严格控制在50 mg/Nm3 [5] 以下 。 一般来说，蒸汽危害不大，但它会腐蚀机器并影响沥青烟的治理过程。特别是在成型车 间，使用热搅拌混合物料时，大量的过热蒸汽会随同沥青烟和粉尘一起释放出来，使得很难 用一般的方法净化成型车间废气。 1.2 污染源点分析 成型车间中主要有三处污染源点。如图2所示，第一处是混合揉捏机物料进口，这里是 成型车间最大的污染源点，烟气量大，排放波动性大。在物料连续输送的过程中，物料入口 无法封闭，使得大量蒸汽和沥青烟从该口逸出。同时，当物料跌入揉捏机时，大量的煤尘被 上升气流带出，进入车间空气。第二处污染源点为混合揉捏机排气口，排气口的设置是为了 调整揉捏机内的压力，在机器运行过程中不时会有沥青烟和蒸汽随排气释放出来。第三污染 源点位于塑性物料出口，这里的污染物浓度和总量都比较少，但由于此处距离工人工作台面 - 1 - 很近，会直接影响到工人的身体健康。成型车间污染源点污染物物质种类和排放量参见表1。 表 1. 成型车间污染源点污染物质和排放量 污染源点 沥青烟 煤尘 蒸汽