上篇文章《阳极焙烧过程污染物的产生、治理以及综合利用(上)》中我们主要探讨了阳极焙烧过程中炭粉尘及含油、含渣废水的产生与治理。本文将紧跟上文思路继续就阳极焙烧过程中沥青烟气、焦油及氟化物的产生、治理与综合利用进行探究,供企业参考借鉴。
沥青烟气的治理及焦油的综合利用
一、阳极焙烧沥青烟气的产生
阳极炭块生产中,配有14~16%的沥青,生阳极焙烧至200~650℃,煤沥青进行固——液——固转化、裂解和聚合等复杂的物理化学反应,并产生近40%的挥发物——俗称沥青烟或者沥青焦油挥发物释放。
二、沥青焦油处理的四种方法
干法净化法:以氧化铝为吸附剂的干法净化法,也称布袋法,吸附了焦油的氧化铝返回电解槽作原料,但由于沥青烟焦油对氧化铝造成污染,不仅是污染转移,而且还会对铝电解供料系统带来影响;
电捕焦油器捕集法:沥青烟气在高压静电场的作用下带上负电荷,被正电极吸附于沉淀极上,然后靠自身重力作用沿沉淀极自由落入收集斗,由排污孔排出;
碱液洗涤的湿法净化法:由于不可避免地有水的二次污染,排水虽经污水处理,但水质仍难以达到排放标准;
焚烧法:根据沥青焦油可燃性,通过天然气在专门的炉内燃烧废气。天然气消耗量约为100~200m3(N)/h,燃烧产生的余热可实现回收利用,沥青烟气中的各种有机致癌物都可得到彻底的处理,但由于能源消耗高,从目前行业发展形势和国情来看仍不是理想的治理方案。对于一个13万吨/年的阳极厂,焙烧烟气净化系统每年最多可收集到的焦油量粉尘混合物约为1200t。
三、沥青焦油的综合利用
回收的沥青焦油主要用于阳极钢爪保护炭环的生产,焦油在炭环配料中约占4~10%,有的炭素企业则将沥青焦油重新返回沥青熔化槽,回用于混捏工段配比使用
焙烧烟气中氟化物的治理和综合利用
进入21世纪,铝工业快速发展的10年间,阳极焙烧烟气氟化物的治理采用传统的“预除尘器+电捕焦油器”的净化方式,净化效率达到88%以上,氟化物排放浓度达到6mg/m3满足当时的排放要求。
但自新的环保标准实施以来,传统的净化工艺明显不能满足环保达标排放的要求。
尤其是预焙阳极生产企业为了降本增效而不得不加大阳极中残极的配比,使得烟气中氟化物的浓度短时间内可从50~115mg/m3的范围变化,炭素企业结合新的要求,在原有净化系统设备基础上,进行了“电捕焦油器+氧化铝干式吸附”联合法的改造,充分发挥电捕焦油器去除沥青焦油和氧化铝吸附氟化物的优点,保证了整个阳极焙烧烟气净化处理系统的达标排放,氟化物排放浓度0.5~1.0mg/m3。
吸附了氟化物的氧化铝返回电解槽作料使用,减少了铝电解生产氟化盐的消耗,基本实现了氟化物的循环利用。
对于阳极焙烧生产来说,污染物控制的关键在于阳极焙烧升温过程的操作,由于沥青中含有50%左右的挥发分,所以在焙烧过程中需根据炉况对焙烧曲线进行适时调整,尽可能提高预热炉室的温度,使沥青挥发分排出时能充分燃烧,减少焦油污染物总量的排放。至于阳极焙烧烟气中SO2及焙烧炉废旧耐火材料的治理和综合利用我们在明天的连载文中再行探究,欢迎继续关注!