沥青烟气治理工艺系统的制作方法
本发明涉及一种沥青烟气的治理技术。
背景技术：
1、碳素行业生产中经常使用到沥青作为粘结剂，在沥青存贮与生产过程中因沥青挥发，沥青烟气中含有焦油粒子、烃类、h2o、so2、co2、苯、甲苯、二甲苯、苯并芘等复杂成分。其中有苯并芘等多种物质可致癌，对人体、动植物都会造成严重危害。
2、目前沥青烟气治理主要有这种方法：焚烧法、湿法、干法等，但因为净化效果、造价及运行成本等因素使用的较少，排放后容易造成大气污染。
3、申请人企业曾单独使用电捕焦油器收集沥青烟，但处理效果也不太理想，仍有少量沥青烟气散溢出去，可能对周边环境有不利影响。
4、申请号：2012207012044的实用新型涉及一种等离子体沥青烟气净化设备，其特征在于它包括洗涤塔（1）、等离子体净化机（2）和烟囱（3），所述洗涤塔的出气口通过烟气管道（6）与等离子体净化机相连，所述洗涤塔的进口连接烟气收集管（8），在所述净化机壳内从进气口到出气口依次设置有均流板（11）、烟气分离器（12）、油水分离器（13）、高分子覆膜滤网（14）、多重等离子电场净化层（15）和活性炭颗粒层（16）。该申请未能结合烟气处理工艺进行说明。
5、申请号 202310464337.7的发明涉及沥青烟气治理技术领域，具体为一种车载沥青烟气治理装置，包括旋风除尘器筒体，所述旋风除尘器筒体的上端安装有旋风除尘风机，所述旋风除尘风机的上端安装有旋风除尘电机。本发明在拌锅处进行沥青烟气的收集，通过集气管道进入到燃烧器中燃烧，对沥青烟气中可燃的颗粒物质燃烧转化成二氧化碳等无害物质，沥青烟气依次流过集气管道、燃烧器、旋风除尘器、水喷淋管道；沥青烟气中的大颗粒可经旋风除尘进行除尘过滤，后经水喷淋系统将沥青烟气中溶于水的物质过滤，最终排出的沥青烟气达到排放标准。该发明需要燃烧设备和消耗燃料，制造和使用成本较高。
6、煤焦油：多环芳烃和含氮、氧、硫的杂环芳烃混合物，闪点80-90℃，沸点380℃，微溶于水，溶于苯、乙醇、乙醚、氯仿、丙酮、二硫化碳、四氯化碳等多数有机溶剂。
7、苯并芘：别称苯并(a)芘，熔点175-179℃，沸点495℃，闪点495℃，不溶于水，微溶于乙醇、甲醇，溶于苯、甲苯、二甲苯、氯仿、乙醚、丙酮等，可溶于二硫化碳、四氯化碳。
8、甲苯：无色澄清液体，能与乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、二硫化碳和冰乙酸混溶，凝固点-95℃，沸点110.6℃，闪点4.4℃。
9、二甲苯：熔点：-26-23℃，沸点：143-145℃，闪点：16℃。
10、二氧化硫，熔点-75.5℃，沸点-10℃，易溶于水。
11、低温等离子净化器工艺原理：当外加电压达到气体的放电电压时，气体被击穿，产生包括电子、各种离子、离子基团、原子或及自由基在内的混合体。污染物异味气体从气体收集系统收集后进入等离子体反应区，高能电子、自由基等活性粒子和废气中的污染物作用，使异味分子受激发，带电粒子或分子间的化学键被打断，在极短的时间内发生分解，从而，以达到降解污染物促进异味消除的目的。
技术实现思路
1、发明目的：提供一种多种技术组合使用，兼具除尘、除异味、无害化、净化多种功能的沥青烟气治理工艺系统。
2、技术方案：
3、本发明的沥青烟气治理工艺系统，可以与沥青储罐或者装卸车配套使用，按照沥青烟气处理流程，依次具有沥青烟气入口、喷淋塔a、或有风机a、喷淋塔b、电晕处理设备、催化氧化设备、或有风机b、净化气排放口。
4、先使用喷淋塔a将沥青烟温度从120-160℃降到85-90℃，同时喷淋塔水洗烟中的粉尘，将大部分高沸点的沥青焦油被冷凝、冲洗下来排放到沉淀池内，收集浮游焦油，冷凝水通过沉淀池沉淀后可通过水泵循环使用。
5、接着可用风机a传送沥青烟气到喷淋塔b，降温到32-42℃左右；然后送到电晕处理设备，产生包括高能粒子将苯并芘、苯、甲苯、二甲苯、二氧化硫等烟气中的废气分子电离分解为电子、各种离子、离子基团、原子或及自由基在内的混合体电离；再送入催化氧化设备，采用催化剂、氧气、双氧水或高锰酸钾等氧化剂进行催化氧化反应，最后烟气得到净化为无害的二氧化碳、水汽，净化气从烟囱排放到大气中；喷淋塔a或及喷淋塔b的水溶液做后续水处理。
6、所述的喷淋塔b中还具有板式热交换器，能够将沥青烟气进行循环换热降温。
7、所述的电晕处理设备可以另连接有臭氧氧化设备、臭氧氧化设备再连通喷淋塔b，沥青烟气经过电晕处理后，先进行臭氧氧化处理，再经过喷淋塔b喷淋冷却，然后进入催化氧化设备。这样电晕处理的离子基团更小，电离分解更完全。
8、二硫化碳，属于非极性分子；熔点-111.9℃，沸点46.5℃，闪点-30℃。
9、本发明中，优选在沥青烟气中，先掺混少量的二硫化碳（四氯化碳溶解有机物的能力虽然也很强，但是其中的氯元素在电晕、氧化过程中会带来氯化氢、光气等新的污染源；而二硫化碳中的硫元素在沥青烟气中原来就有少量存在，不带来新的污染源，后期还能够回收利用），再经过上述工序的处理。二硫化碳的数量能够使得残留在的焦油从处理设备的腔室或管路中彻底溶解所需要的量。
10、喷淋塔b降温至35-42℃时，温度低于二硫化碳的沸点，使得二硫化碳保持液态，对喷淋塔b及热交换设备中的残留焦油、苯并芘均具有良好的溶解作用，不沾粘在塔壁和换热管路中。
11、控制喷淋塔b的热交换后的沥青烟气温度，或者在电晕处理设备的高能粒子产生过程中的温度，再回升到45-50℃左右，使得被冷却液化的二硫化碳再气化，与其它废气一起也能够被电离分解。
12、再经过催化氧化，低碳烃类被氧化为二氧化碳、水汽；二硫化碳被氧化为二氧化硫和二氧化碳，二氧化碳可以直接排放，二氧化硫与沥青烟气中原有的微量的二氧化硫一起溶于水成为水溶液，送后续水处理工序中回收硫资源。
13、二硫化碳氧化的方程式如下所示: cs2+ 3o2→ co2+ 2so2 。
14、本发明的具体处理工艺步骤：
15、（1）对沥青储槽、对沥青槽罐车在卸料时由人孔外溢的沥青烟气做收集后集中处理。
16、（2）经收集后沥青烟气进入喷淋塔a，三个作用；① 降温，使沥青烟气温度从140℃降至85-90℃。②定期捞出循环水沉淀池中沥青油污。③ 去除大颗粒粉尘。
17、（3）配置风机a满足收集输送的需求，并使每个沥青储槽始终保持微负压状态，考虑沥青烟气中粉尘会粘附叶轮影响运转，风机a放置在喷淋塔a后端。
18、（4）由喷淋塔b、板式换热器、冷却塔、连接管道等组成降温系统直接给沥青烟气降温，使进气温度从85～95℃降至32-50℃左右进入等离子体净化设备。
19、（5）经预处理后废气进入电晕放电的低温等离子体净化设备，以脱白烟为主，兼顾去除异味。
20、同时，本发明中，采用水喷淋降温的同时，还有额外的作用①使水雾颗粒、油雾及气溶胶带上正电荷后积聚成大颗粒被吸附在负极板重力作用下收集后排出。②尾气中的水和氧气在电晕高能电子轰击下会产生丰富的·oh、活性氧·o、臭氧等强氧化性物质，这些强氧化性物质会与异味分子反应，促进其分解。
21、（6）经等离子体净化后烟气已除尘、除异味，后端再经过催化氧化达到彻底去除其他有机废气分子（voc）的净化效果。
22、（7）风机安装在净化工艺末端保障微负压状态下净化，二台风机均可配变频，便于调整工艺线风压。
23、有益效果：
24、本发明涉及的低温等离子技术特点：
25、开机后，即自行运转，受工况限制非常少，无需专人操作，除臭率最高可达99%。
26、无机械设备，故障率低，维修容易。
27、设备由不锈钢材，铜材、钼材、环氧树脂等防腐蚀材料组成，电极与废气不直接接触，解决了设备腐蚀问题，使用寿命长。
28、只需用较低电压，操作简单，无需派专职人员看守，基本不占用人工费。
29、介质阻挡放电产生的低温等离子体中，电子能量高，几乎可以将所有的异味气体分子降解。
30、不同的温度设置，既能脱除大部分沥青焦油回收利用，又能对残留沥青、焦油、苯并芘进行溶解，防止粘接或凝固在喷淋塔壁中。添加的二硫化碳溶液助剂，不仅能够提高焦油、苯并芘的溶解能力，喷淋塔b后期的温度回升，使其气化，能够与其它废气分子一起被电晕分解、催化氧化，成分亚硫酸水溶液，使得硫资源被回收利用。
31、本发明应用范围：可普遍应用于碳素生产过程中沥青存放处或碳素生产过程中所用到沥青的工艺流程中，进行沥青烟气的收集与处理。
技术特征：
1.一种沥青烟气治理工艺系统，能够与沥青储罐或者装卸车配套使用，其特征在于：按照沥青烟气处理流程，依次具有烟气入口（1）、喷淋塔a（2）、或有风机a（3）、喷淋塔b（4）、电晕处理设备（5）、催化氧化设备（6）、或有风机b（7）、排放口（8）；
2.如权利要求1所述的沥青烟气治理工艺系统，其特征在于：
3.如权利要求1所述的沥青烟气治理工艺系统，其特征在于：电晕处理设备（5）另连接有臭氧氧化设备（10）、臭氧氧化设备（10）再连通喷淋塔b（4），沥青烟气经过电晕处理后，先进行臭氧氧化处理，再经过喷淋塔b（4）喷淋冷却，然后进入催化氧化设备（6）。
4.如权利要求1、2或3所述的沥青烟气治理工艺系统，其特征在于：沥青烟气处理前，在其中掺混少量的二硫化碳。
5.如权利要求4所述的沥青烟气治理工艺系统，其特征在于：控制喷淋塔b（4）出口或者电晕处理设备（5）中沥青烟气或者混合体的温度为45-50℃。
技术总结
本发明介绍了一种沥青烟气治理工艺系统，按照处理流程，依次具有沥青烟气入口、喷淋塔A、喷淋塔B、电晕处理设备、催化氧化设备、排放口。将140℃左右沥青烟气通过喷淋塔A降温到90℃左右，沉淀池内收集浮游沥青，接着传送烟气到喷淋塔B降温到35‑42℃，再回升到45‑50℃，送到低温电晕等离子体设备电离后催化氧化反应，净化气排放到大气中。本发明烟气中可先添加的二硫化碳助剂，并设置不同的温度，既能回收沥青油，又能提高溶解清理能力，废气分子基本被电晕、氧化处理得到净化，硫资源被回收利用。
技术研发人员：钱红斌,刘明
受保护的技术使用者：南通扬子碳素股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23