沥青混凝土拌合产生沥青烟处理技术的选择

2022-09-12

近些年, 作为绿色新型建筑材料的沥青混凝土, 由于其具有节约资源, 利于环保, 能够保证建筑工程质量, 并且做到了资源的永续利用等方面的优良性能, 正逐步被人们所重视。沥青混凝土的发展充分的体现了我国实现节能减排的方针政策, 也是促进循环经济发展的重要举措。

1 沥青烟

沥青烟是指针对石油沥青及沥青制品生产过程中排放的烃类有机颗粒物质和在常温条件下的少量气态烃类物质, 它是含有复杂化学物质的混合型烟气, 主要成分是烃类混合物, 其中多环芳烃类的物质最多。沥青烟中含有强致癌物苯并芘等多环芳烃类物质。大气中的多环芳烃类物质, 是引起呼吸道癌症上升的一个重要原因。纯苯并芘是黄色针状晶体, 沸点310℃左右, 熔点179℃, 不溶于水, 稍溶于醇, 是强致癌物质, 能够引起皮肤的癌变, 在沥青烟气中, 容易附着于粒径为8.0um以下的颗粒物上。

沥青混凝土生产所需沥青预先储存在沥青储罐中, 使用时需要通过导热油炉加热进行加热融化, 再用沥青泵泵入沥青搅拌缸中与一定比例的砾石混合搅拌, 在沥青加热和混合搅拌过程中会产生沥青烟气。如应用传统的布袋除尘器, 会产生沥青粘连布袋现象, 造成布袋堵塞, 应用多管旋风除尘器对沥青烟的去除效率又较差。

2 目前对于沥青烟气治理的方法

(1) 焚烧法

沥青烟成分复杂, 但基本是碳氢化合物, 在高温条件下可以燃烧。将沥青烟气直接引入专用的加热炉焚烧, 在一定的时间、温度下, 与空气接触可完全燃烧, 即使是混在有少量碳粒的烟雾, 温度达到900℃以上时, 也能燃烧掉。焚烧法处理沥青烟时沥青烟浓度越高越有利, 但在处理沥青混凝土拌合产生的低浓度沥青烟条件下, 需要外加能源作为沥青烟的补充燃料, 并且需要对燃烧温度和时间的严格控制, 处理能耗太高, 运费用高且不经济。

(2) 电捕法

应用静电捕集沥青烟气的原理与静电式除尘器的工作原理相同, 既通过引风机将沥青烟送入电场, 在通过阴阳两极之间, 借助电晕放电, 使沥青烟的颗粒带电并吸附于极板, 达到分离沥青烟雾与气体的目的。干式电捕器对于气相组分捕集效率极低, 而湿式电捕器可捕集气态沥青, 但湿式电补器产生电捕废水, 带来了二次污染。

(3) 吸收法

它利用沥青烟气中的各种混合组分在吸收剂中的溶解度不同, 或者吸收剂中的活性组分与某种组分发生反应, 达到处理沥青烟气的目的。一般采用汽油、柴油等物质进行吸收, 这种方法系统阻力小, 能耗低, 设备简单, 方便维护, 但净化率也不高, 易燃, 也不易采用;

(4) 吸附法

它是采用比表面较大的活性物质作为吸附剂, 对沥青烟气进行物理吸附, 再对吸附剂进行再生回用的工艺流程。该方法工艺简单, 净化效率高, 投资与运行费用均很低。

根据沥青烟的性质和以及上述方法的对比分析, 建议采用吸附法处理沥青烟废气, 使用活性炭对沥青烟进行物理吸附。对苯并芘和沥青烟的去除效率达到99.5%以上。沥青油烟处理达标后通过不低于15米的排气筒外排。

现拟对某产能为6万t/a的沥青混凝土拌合站进行理论计算。混凝土拌合站原料沥青指标与加热温度与碳素生产原料沥青基本相似。国家环保部于2010年9月27日发布了《铝工业污染物排放标准》, 并于2010年10月1日实施。在发布该标准之前, 国家环保部发布了《铝工业污染物排放标准编制说明》, 根据编制说明铝用碳素生产, 混捏工艺过程沥青烟平均排放浓度11mg/m3;生产碳素产品混捏工序引风量按3万m3/h核定。本项目搅拌机引风量按3万m3/h核定, 沥青烟产生浓度按11mg/m3核定。沥青熔化罐沥青烟排放浓度37mg/m3;根据碳素产品生产, 每台沥青熔化罐引风量按1000m3/h核定。按照项目5台熔化罐引风量按5000m3/h核定, 沥青烟产生浓度按44.7mg/m3核定。沥青混凝土生产线沥青拌合系统废气产生量为3377万m3/a, 沥青烟产生量为84×10-3t/a, 沥青烟产生浓度2.49mg/m3, 苯并芘产生量为0.252×10-3t/a, 苯并芘产生浓度0.007mg/m3。沥青熔化罐废气产生量为384万m3/a, 沥青烟产生浓度按44.7mg/m3, 沥青烟产生量为172×10-3t/a, 苯并芘产生量为0.516×10-3t/a, 苯并芘产生浓度为0.134mg/m3。沥青混凝土生产线成品出口采用吸附法对沥青烟废气进行处理, 以活性炭作吸附剂。沥青混凝土生产线沥青拌合系统废气排放量为3377万m3/a, 沥青烟排放量为0.42×10-3t/a, 沥青烟排放浓度0.012mg/m3, 苯并芘排放量为0.001×10-3t/a。苯并芘排放浓度2.96×10-5mg/m3。5台沥青储罐排放的沥青烟气采用吸附法进行治理, 对沥青烟进行物理吸附, 使用活性炭作为吸附剂。沥青熔化罐废气排放量为384万m3/a, 沥青烟排放量为0.86×10-3t/a, 沥青烟排放浓度0.224mg/m3, 苯并芘排放量为0.003×10-3t/a, 苯并芘排放浓度67.188×10-5mg/m3。可以达到《大气污染物综合排放标准》表二中的2级标准。