本發(fā)明屬于碳纖維材料生產(chǎn)工藝中瀝青浸漬工藝過程中的廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種瀝青煙氣處理方法及設(shè)備。
背景技術(shù):
碳纖維生產(chǎn)工藝過程中,當(dāng)煤質(zhì)瀝青在180-300攝氏度的溫度下加入碳纖維反應(yīng)釜中時(shí),瀝青迅速融化并揮發(fā)出大量的黃褐色煙霧,黃褐色煙霧主要成分為瀝青焦油,蒽、菲、芘、
為了對(duì)瀝青浸漬工藝過程中產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行凈化處理,目前采用的方法為燃燒法,即將瀝青煙中含有的可燃物質(zhì)在一定溫度下與空氣接觸并燃燒,存在運(yùn)行費(fèi)用高和安全性隱患大的問題。
為解決燃燒法的成本和安全問題,吸收凈化方法和吸附凈化方法進(jìn)入人們的視野,吸收凈化方法將煙氣中氣態(tài)污染物轉(zhuǎn)移到吸收劑,從而達(dá)到凈化煙氣的目的,吸附凈化方法是用吸附濾料達(dá)到分離目的一種操作方法。但是上述兩種方法均存在凈化不徹底的問題,除此之外,瀝青煙氣從高溫緩慢降低至低溫狀態(tài)下冷凝的焦油、蒽、菲、芘、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷和問題,提供一種瀝青煙氣處理方法及設(shè)備。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
提供一種瀝青煙氣處理方法,該方法包括:
冷凝:瀝青煙氣經(jīng)冷凝單元冷凝,形成液態(tài)焦油、液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物及一級(jí)過濾煙氣;
溶劑吸收:一級(jí)過濾煙氣排送至吸收單元,吸收單元將一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物進(jìn)行溶劑吸收分離,形成二級(jí)過濾煙氣;
物理吸附:二級(jí)過濾煙氣進(jìn)入吸附單元,吸附單元將二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附,形成三級(jí)過濾煙氣;
過濾除塵:三級(jí)過濾煙氣流經(jīng)過濾單元,過濾單元將三級(jí)過濾煙氣中的顆粒狀苯并芘危害物去除。
進(jìn)一步的,所述冷凝為多級(jí)冷凝:瀝青煙氣依次進(jìn)入一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器,所述一級(jí)冷凝器分離出瀝青煙氣中的大部分液滴,所述二級(jí)冷凝器去除瀝青煙氣中10微米以上的霧滴,經(jīng)過兩次冷凝將瀝青煙氣中大部分污染物冷凝形成液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物并輸出一級(jí)過濾煙氣;捕集器收集所述冷凝形成的液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物。
進(jìn)一步的,所述吸收單元的吸收裝置為洗油吸收塔,所述洗油吸收塔以不銹鋼鮑爾環(huán)作為填料層,所述填料層上方和下方均設(shè)置噴頭以噴灑洗油,所述一級(jí)過濾煙氣在所述洗油吸收塔內(nèi)自底部向上流動(dòng)與洗油形成逆流接觸進(jìn)行溶劑吸收分離。
進(jìn)一步的,所述吸附單元的吸附裝置為活性炭吸附器,活性炭吸附器完全吸附所述二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物;所述過濾 單元的過濾裝置為hepa高效過濾器,hepa高效過濾器去除所述三級(jí)過濾煙氣中的剩余的顆粒狀苯并芘危害物。
進(jìn)一步的,所述過濾除塵過程之后,還包括:所述三級(jí)過濾煙氣經(jīng)過過濾除塵處理后所形成的合格瀝青煙氣由抽氣風(fēng)機(jī)抽出并排入煙囪,進(jìn)入大氣。
提供一種瀝青煙氣處理設(shè)備,包括:通過管道依次連接的冷凝單元、吸收單元、吸附單元和過濾單元;
所述冷凝單元將瀝青煙氣進(jìn)行冷凝處理,形成液態(tài)焦油、液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物及一級(jí)過濾煙氣;
所述吸收單元用于將所述一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物進(jìn)行溶劑吸收分離,形成二級(jí)過濾煙氣;
所述吸附單元通過物理吸附方式,將所述二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附,形成三級(jí)過濾煙氣;
所述過濾單元用于將所述三級(jí)過濾煙氣中的顆粒狀苯并芘危害物去除。
進(jìn)一步的,所述冷凝單元包括:依次連接的一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器,所述一級(jí)冷凝器分離出瀝青煙氣中的大部分液滴,所述二級(jí)冷凝器去除瀝青煙氣中10微米以上的霧滴;所述一級(jí)冷凝器和所述二級(jí)冷凝器為豎直安裝的管式換熱器,瀝青煙氣走管式換熱器的管內(nèi),冷凝水走管式換熱器管間;所述一級(jí)冷凝器和所述二級(jí)冷凝器下方均設(shè)置捕集器以收集冷凝形成的液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物。
進(jìn)一步的,所述吸收單元包括:洗油吸收塔、洗油儲(chǔ)罐和洗油泵;所述洗油吸收塔以不銹鋼鮑爾環(huán)作為填料層,所述填料層上方和下方均設(shè)置噴頭以向下噴灑洗油,讓洗油與所述一級(jí)過濾煙氣逆流接觸進(jìn)行吸收;洗油儲(chǔ)罐設(shè)置在 所述洗油吸收塔底部,洗油泵將洗油從所述洗油儲(chǔ)罐底部自下而上進(jìn)行輸送以形成循環(huán)。
進(jìn)一步的,所述吸附單元包括:活性炭吸附器,活性炭吸附器采用活性炭罐和支撐床的組合方式,支撐床設(shè)置在活性炭罐底部,支撐床的支撐層上放置進(jìn)行物理吸附的柱狀煤質(zhì)活性炭;所述過濾單元包括:hepa高效過濾器,用于去除所述三級(jí)過濾煙氣中的剩余的顆粒狀苯并芘危害物。
進(jìn)一步的,所述的瀝青煙氣處理設(shè)備,還包括:連接在過濾單元出氣側(cè)的抽氣風(fēng)機(jī)和煙囪,所述三級(jí)過濾煙氣經(jīng)過過濾除塵處理后所形成的合格瀝青煙氣由抽氣風(fēng)機(jī)抽出并排入煙囪,進(jìn)入大氣。
有益效果:通過采用冷凝、吸收、吸附、過濾的分級(jí)式處理方法,對(duì)成分復(fù)雜的瀝青煙氣進(jìn)行多級(jí)篩選凈化,使得瀝青廢氣各項(xiàng)指標(biāo)低于現(xiàn)有處理方式所得到的各項(xiàng)指標(biāo),實(shí)現(xiàn)徹底的無(wú)害化處理;適用于間歇式生產(chǎn)和連續(xù)性生產(chǎn)工況,從而降低運(yùn)行成本;通過采用快速冷凝處理方式,徹底根除管道的堵塞和“跑冒滴漏”現(xiàn)象。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本發(fā)明瀝青煙氣處理方法的流程示意圖;
圖2是本發(fā)明瀝青煙氣處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是本發(fā)明洗油吸收塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本發(fā)明活性炭吸附器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明的附圖,對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
在一些說明性的實(shí)施例中,如圖1所示,本發(fā)明提供一種瀝青煙氣處理方法,包括:
101:冷凝。瀝青煙氣經(jīng)冷凝單元冷凝,形成液態(tài)焦油、液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物及一級(jí)過濾煙氣。
其中,冷凝的過程為多級(jí)冷凝:首先,瀝青煙氣進(jìn)入一級(jí)冷凝器,大部分液滴從瀝青煙氣中自然分離,被位于一級(jí)冷凝器下方的捕集器所捕集;之后,瀝青煙氣再經(jīng)過二級(jí)冷凝器再次冷凝,二級(jí)冷凝器去除瀝青煙氣中10微米以上的霧滴,霧滴被位于二級(jí)冷凝器下方的捕集器所捕集。經(jīng)過兩次冷凝將瀝青煙氣中大部分污染物冷凝形成液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物并輸出一級(jí)過濾煙氣。
一級(jí)冷凝器和二級(jí)冷凝器為豎直安裝的管式換熱器,瀝青煙氣走管式換熱器的管內(nèi),冷凝水走管式換熱器管間,確保污染物既能達(dá)到充分的冷凝又能保證冷凝物從冷凝管中容易流出。通過快速冷凝方式,解決了瀝青煙氣溫度緩慢降低過程中管道的堵塞和“跑冒滴漏”問題,冷凝器一年清理一次即可,減少成本的投入。
102:溶劑吸收。自冷凝單元排出來(lái)的一級(jí)過濾煙氣進(jìn)入吸收單元,吸收單元采用溶劑吸收分離方式,將一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物進(jìn)行吸收并形成二級(jí)過濾煙氣。
其中,吸收單元的吸收裝置為洗油吸收塔,一級(jí)過濾煙氣進(jìn)入洗油吸收塔后自底部向上流動(dòng),洗油至上而下,與一級(jí)過濾煙氣形成逆流接觸。洗油吸收塔中部設(shè)置填料層,填料層采用不銹鋼鮑爾環(huán),填料層上方和下方均設(shè)置噴頭以噴灑洗油,讓一級(jí)過濾煙氣和洗油充分接觸進(jìn)行吸收,從而將一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物進(jìn)行吸收并形成二級(jí)過濾煙氣。
103:物理吸附。將吸收單元輸出的二級(jí)過濾煙氣輸送至吸附單元,吸附單元將二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附,形成三級(jí)過濾煙氣。
其中,吸附單元的吸附裝置為活性炭吸附器,活性炭吸附器采用活性炭罐和支撐床的組合方式,通過放置支撐床的支撐層上的柱狀煤質(zhì)活性炭進(jìn)行物理吸附,從而將將二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附。
104:過濾除塵。將吸附單元輸出的三級(jí)過濾煙氣輸送至過濾單元,過濾單元將三級(jí)過濾煙氣中的顆粒狀苯并芘危害物去除。過濾單元的過濾裝置為hepa高效過濾器,hepa高效過濾器半年一換。
105:三級(jí)過濾煙氣經(jīng)過過濾除塵處理后所形成的合格瀝青煙氣由抽氣風(fēng)機(jī)抽出并排入煙囪,進(jìn)入大氣。
106:進(jìn)入捕集器的液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物,經(jīng)過半年的存儲(chǔ)后運(yùn)回瀝青廠進(jìn)行提煉再次利用。
107:融入洗油中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物,作為清洗劑繼續(xù)循環(huán)使用,半年后運(yùn)回瀝青廠重新提煉提純研制洗油和瀝青。
108:活性炭吸附器飽和后,將活性炭送至再生廠家進(jìn)行再生,再生后的活性炭運(yùn)回繼續(xù)使用,再生一般采用熱蒸汽脫附方法。
在煤質(zhì)瀝青熔融過程中,煤質(zhì)瀝青中的低分子物質(zhì)揮發(fā)出來(lái)從而形成瀝青煙氣,在常溫下,瀝青煙氣中的污染物大部分為固態(tài)或液態(tài),其飽和蒸汽壓很低,本發(fā)明先采取冷凝法,將煙氣中的大部分污染物冷凝至液態(tài),對(duì)于不凝氣中有機(jī)物則依次采取吸收、吸附、過濾方法凈化處理,進(jìn)行多級(jí)篩選凈化,使得凈化的更加徹底,最終實(shí)現(xiàn)徹底的無(wú)害化處理。并且適用于間歇式生產(chǎn)和連續(xù)性生產(chǎn)工況,從而降低運(yùn)行成本。
如圖2至4所示,在一些說明性的實(shí)施例中,本發(fā)明還提供一種瀝青煙氣處理設(shè)備,包括:通過管道依次連接的冷凝單元、吸收單元、吸附單元和過濾單元。冷凝單元將瀝青煙氣進(jìn)行冷凝處理,形成液態(tài)焦油、液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物及一級(jí)過濾煙氣;吸收單元用于將一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物進(jìn)行溶劑吸收分離,形成二級(jí)過濾煙氣;吸附單元通過物理吸附方式,將二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附,形成三級(jí)過濾煙氣;過濾單元用于將三級(jí)過濾煙氣中的顆粒狀苯并芘危害物去除。
在一些說明性的實(shí)施例中,冷凝單元采用多級(jí)冷凝方式,包括:依次連接的一級(jí)冷凝器201和二級(jí)冷凝器202,以及設(shè)置一級(jí)冷凝器201和所述二級(jí)冷凝器202下方的捕集器203,瀝青煙氣依次進(jìn)入一級(jí)冷凝器201和二級(jí)冷凝器202,一級(jí)冷凝器201分離出瀝青煙氣中的大部分液滴,二級(jí)冷凝器202去除瀝青煙 氣中10微米以上的霧滴,捕集器203用于收集冷凝形成的液態(tài)焦油和液態(tài)大分子芳香烴類有機(jī)物,經(jīng)過半年的存儲(chǔ)后運(yùn)回瀝青廠進(jìn)行提煉再次利用。
一級(jí)冷凝器201和二級(jí)冷凝器202為豎直安裝的管式換熱器,瀝青煙氣走管式換熱器的管內(nèi),冷凝水走管式換熱器管間,確保污染物既能達(dá)到充分的冷凝又能保證冷凝物從冷凝管中容易流出,通過快速冷凝方式,解決了瀝青煙氣溫度緩慢降低過程中管道的堵塞和“跑冒滴漏”問題。一級(jí)冷凝器201和二級(jí)冷凝器202的下端口采用快裝式接口,便于對(duì)冷凝器進(jìn)行維護(hù)。
在一些說明性的實(shí)施例中,吸收單元包括:洗油吸收塔204、洗油儲(chǔ)罐303和洗油泵205,洗油儲(chǔ)罐303設(shè)置在洗油吸收塔204底部,洗油泵205將洗油從洗油儲(chǔ)罐底部自下而上進(jìn)行輸送以形成循環(huán)。洗油儲(chǔ)罐303外表面安裝洗油液位計(jì)304,實(shí)時(shí)的觀測(cè)洗油在洗油儲(chǔ)罐303內(nèi)的液位。
洗油吸收塔204中部設(shè)置填料層301,填料層301采用不銹鋼鮑爾環(huán),填料層301上方和下方均設(shè)置噴頭302以向下噴灑洗油,即洗油噴淋采用二級(jí)花傘噴頭設(shè)計(jì),每級(jí)行程不低于3m,填料層301不低于1m。從而讓洗油與一級(jí)過濾煙氣逆流接觸進(jìn)行吸收一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物。一級(jí)過濾煙氣中的焦油及大分子芳香烴類有機(jī)物融入洗油中,作為清洗劑繼續(xù)循環(huán)使用,半年后運(yùn)回瀝青廠重新提煉提純研制洗油和瀝青。
在一些說明性的實(shí)施例中,吸附單元包括:活性炭吸附器206,活性炭吸附器206采用活性炭罐401和支撐床402的組合方式,支撐床402設(shè)置在活性炭罐401底部。支撐床402的支撐層403上設(shè)置細(xì)孔不銹鋼網(wǎng)格404,在支撐層403上放置柱狀煤質(zhì)活性炭,不銹鋼網(wǎng)格404避免活性炭泄漏至后續(xù)處理設(shè)備。裝碳從活性炭罐401頂部的裝碳人孔405裝入,泄碳從活性炭罐401底部的泄 碳孔排出,活性炭罐401底部還設(shè)置排水口406。柱狀煤質(zhì)活性炭將二級(jí)過濾煙氣中的大分子芳香烴類有機(jī)物和小分子有機(jī)物完全吸附,活性炭吸附器飽和后,將活性炭送至再生廠家進(jìn)行再生,再生后運(yùn)回繼續(xù)使用,再生一般采用熱蒸汽脫附方法。
在一些說明性的實(shí)施例中,過濾單元包括:hepa高效過濾器207,用于去除三級(jí)過濾煙氣中的剩余的顆粒狀苯并芘危害物。
在一些說明性的實(shí)施例中,瀝青煙氣處理設(shè)備,還包括:連接在過濾單元出氣側(cè)的抽氣風(fēng)機(jī)208和煙囪209,三級(jí)過濾煙氣經(jīng)過過濾除塵處理后所形成的合格瀝青煙氣由抽氣風(fēng)機(jī)208抽出并排入煙囪209,進(jìn)入大氣。
以上所述,僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。