技术|铝用阳极生产中沥青烟焚烧处理技术应用研究

发布时间: 2020-12-02 00:53:45 作者:中商

近年来,我国制铝和炭素企业的生产规模不断扩大,但随之而来的沥青烟排放污染问题也越来越严重,研究降低焚烧烟气污染排放的处理技术迫在眉睫。


本文立足于国内沥青烟处理技术,重点分析了焚烧处理技术在国内外中的应用情况,并就国内铝用阳极生产中沥青烟焚烧处理技术的应用情况进行了分析预测,供企业参考借鉴。




一、国内沥青烟处理技术


我国预焙阳极生产技术经过近三十多年的发展,现已形成多种沥青烟气处理净化工艺。传统的处理工艺有干法净化、湿法净化、静电除尘法等。


干法净化以煅后焦粉和砂状氧化铝作为吸附剂,将产生的沥青烟气吸附到固体的颗粒物表面。此法的优势是吸附物可二次利用,但存在能耗高、流程长等缺点。


湿法净化采用雾化的碱液与逆流的沥青烟气解除酸碱中和反应,来去除烟气中的污染物质。此法会造成二次污染,腐蚀设备。


静电除尘法是指在高压状态下用静电捕集焦油的净化技术,缺点是对于苯并芘、氟等污染物不能有效去除。


二、国外沥青烟焚烧处理技术发展


焚烧法前期的投入较大,现阶段我国炭素生产企业应用并不普遍。但在国外已广泛应用于炼油石化、制造业涂装等领域。尤其是美国、日本、加拿大等国上世纪70年代就开始使用此法,利用有机物可燃的特征,将沥青烟气中的可燃碳尘和烃类在合理的条件下燃烧,生成二氧化碳和水汽,有效降低了沥青烟气中有害污染物的浓度。


1、焚烧法的工作过程


焚烧法主要是通过燃烧室系统进行工作。沥青烟气通过引风机被收集到燃烧1室,用天然气进行辅助加热,沥青烟气中的高分子结构被裂解氧化,形成无污染的洁净气体。当烟气温度达到850~900℃时,高温烟气经负压作用,流入燃烧2室,在此室中安装有蜂窝状的蓄热块,蓄热块大量吸收烟气中夹带的热量,烟气温度降低之后经烟囱排出。


当低温烟气进入燃烧2室时,低温烟气吸收蓄热块中的高温热量。在该环节中,烟气只需经过少量天然气加热,就可分解有机物。整个过程,两个燃烧室交替使用,大大降低了能耗,且保持对烟气的连续净化处理。


经焙烧的烟气,需利用干法净化技术再进行一次除氟净化工艺,一般多采用生石灰作为固体颗粒的吸附剂。在此过程中生成的CaF2经工业提纯后还可用于工业生产。


2、焚烧法处理后高温烟气的预热利用


经焚烧法处理后排放出的高温烟气温度可达180~200℃。对高温烟气的余热进行回收利用可进一步降低净化处理技术的运行成本。国外某公司测算,一个流量为6600m3(N)/h的沥青烟气熔化系统,一小时产生的高温热量可生产35吨60~80℃的热水。可见,焚烧法是节能低耗且环保的净化处理工艺。


三、焚烧法在国内的发展应用及要求


环保承压政策下,工业企业的环保排放指标要求越来越严格。阳极焙烧等先进的具有环保工艺的沥青烟气处理技术也会在我国企业中得到越来越多的应用和推广。


表1 焚烧法在国外应用所能达到的污染物排放指标

 



表2 我国沥青烟排放限值比较表 单位 mg/m3




1、致癌物苯并芘排放指标的要求


沥青烟气中主要成分是苯并芘,具有非常高的致癌性。在我国污染物排放指标中必须要按照环保要求进行严格排放。当前,铝用阳极生产中尚不具备去除沥青烟气中苯并芘的能力。相关资料显示,达到环保水平的苯并芘排放浓度标准为0.05mg/m3,沥青烟气的浓度要限制在3mg/m3以内。国内的净化处理技术还不具备这样的水平,未来需要吸收借鉴国外沥青烟气先进的处理技术,依据国情加以消化和创新。


2、阳极焙烧技术的进一步提升和应用


我国炭素企业可参考国外较成熟的应用经验,进一步认识和了解焚烧法处理技术原理及操作方法,通过引进国外先进的技术设备,将国外较成型的技术工艺与国内的工作实际相结合。前期由于投资较大,可在小流量沥青烟气浓度较高的状态下使用焚烧法工艺,以减少投资,降低运行风险。


综上所述,铝用阳极生产中沥青烟焚烧处理技术在我国尚处于起步阶段,目前我国在这一领域没有现成的案例可借鉴。但炭素企业可结合实际情况,通过引入国外先进的净化技术,利用好焚烧法排放烟气,不含粉尘,废热可循环利用的优势,降低能耗,达到节能环保的目标。