沥青烟气黑法处理装置

一 、 概述

1.1 项目名称：新型材料有限公司年产 2 万吨特种石墨产能项目浸渍系统

1.2 项目概述：特种石墨生产，采用沥青浸渍，沥青融化罐、沥青储罐、预热管、浸渍罐及真空系统产生的沥青烟气，需要处理达标后排放。

1.3装置规模：

（1）   装置规模：处理 25000m3/h 沥青烟气黑法装置。

（2）   操作弹性：50%~110%

（3）   年操作时间：8000h

1.4 特种石墨生产系统所产生的沥青烟气，采用集气罩和管道收集，在各个分支点 经以煅后石油焦粉为吸附剂的干法净化系统净化处理，本工程采用多点下料焦粉吸附技术，净化后的污染物排放浓度低于GB25465-2010〈〈铝工业污染物排放标 准〉〉污染物的排放要求，实现达标排放，同时将收集的含有沥青的焦粉采用合理的返料方式返回生产系统中，杜绝了二次污染。

二 、工程设计参数依据（标准规范及采用单位）

2.1 标准规范

   《炭素生产安全卫生规程》GB 15600-2008

   《铝工业污染物排放标准》GB25465-2010

   《石油化工企业设计防火标准》GB50160-2008（2018 版）

   《建筑设计防火规范》GB50016-2014

   《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）

   《用能单位节能量计算方法》（GB/T 13234-2018）

   《石油化工设计能量计算标准》（GB/T 50441-2016）

   《化工企业静电接地设计规程》（HG 20675-1990）

   《石油化工储运系统罐区设计规范》（SH 3007-2014）

   《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计标准》（GB50493-2019）

   《压力管道规范-工业管道》（GB/T 20801-2020）

   《职业性接触毒物危害程度分级》（GBZ 230-2010）

   《固定式压力容器安全技术监察规程》（TSG R0004-2009）

   《石油化工企业职业安全卫生设计规范》（SH3047-1993）

   《工业企业噪声控制设计规范》（GB 50087-2013）

   《钢制管法兰标准》HG20615~20635

   《管壳式换热器标准》GB/T 151-2014

   《压力容器》GB150-2011

   《安全阀一般要求》GB/T12241-2005

   《炼油厂压力泄放装置的尺寸确定、选择和安装的推荐作法》

2.2 采用单位

   工程采用SI单位，设计文件采  用单位如下：

三、工艺说明及技术特点

3.1、现场工艺参数

沥青排放点的位置见附件1-《沥青烟气排放点分布图》

沥青烟气排放点：

(1) 排放点1、2:沥青熔化烟气：温度180°C，常压，约1200m3/h,间歇排放;

(2)  排放点3:沥青储罐烟气，温度180°C，常压，约600m3/h,间歇排放；

(3)  排放点5、9:预热罐沥青烟气，温度250°C，常压，约800m3/h，间歇排放；

(4) 排放点10、11:增压罐沥青烟气，温度250°C,常压，约900 m3/h,间歇排放；

(5) 排放点12、13:工作罐沥青烟气，温度250°C,常压，约400 m3/h,间歇排放；

(6) 排放点4、8:预热罐开炉门：预热罐沥青烟气，温度250°C，常压，约20000m3/h， 间歇排放；

(7) 排放点6、7:浸渍罐开炉门：浸渍罐沥青烟气，温度140°C,常压，约20000m3/h, 间歇排放；

真空系统尾气，温度40°C,常压，约1000m3/h,间歇排放（不喷粉）

注：排放点4/6/7/8同时只有1个排放点排放沥青烟气。

沥青烟气特性：

(1) 烟气温度：40-280°C

(2) 沥青烟浓度：约300mg/m3

3.2 、工艺说明及技术特点

3.2.1沥青烟气特点

沥青烟气的特点是易粘附, 在一定温度之上易燃爆。在沥青烟气的收集、输送及消烟过程中, 极易粘着管道及设备表面形成液态至固态沥青。固结后的沥青很难清除掉, 往往造成管道堵塞、设备破坏, 使系统无法正常运行。

另外,沥青烟气组分极为复杂，随沥青来源不同而异。沥青烟气中既有沥青挥发组分凝结成的固体和液体微粒，又有蒸气状态的有机物，部分有机物是高分子聚合物, 会对环境造成严重污染。烟气中含有多种有机物，包括碳环烃、环烃衍生物及其它化合物，有不少对人身健康有危害作用，沥青烟含有苯并芘、苯并蒽、咔唑等多种多环芳烃类物质，且大多是致癌和强致癌物质，粒径多在0.1～1.0μm之间，最小的仅0.01μm，最大的约为10.0μm，尤其是以3，4-苯并芘为代表的多种致癌物质。其危害人体健康的主要途径是附着在8 um以下的飘尘上，通过呼吸道被吸人体内。因此，对沥青烟气进行净化治理，使排放满足大气环境标准，是非常必要的。

3.2.2常见沥青烟气治理技术

目前,国内外净化处理沥青烟气的方法主要有焚烧法、吸收法、电捕法、吸附法。1、焚烧法  焚烧法就是把烟气中的烃类、可燃炭粉和焦油雾滴燃烧,分解成CO2 、H2O。但此法燃烧温度高,而且要求燃烧物达到一定浓度方可燃烧,燃烧时间控制严格,容易造成不完全燃烧和二次污染，投资和运行成本很高。2、吸收法(湿法)  沥青烟气和有机类液体(洗涤油)直接接触,使得焦油粒子、烟尘凝沉下来,从而达到净化沥青烟气的目的。但该工艺会产生污水,造成二次污染,净化效率不高,烟气净化系统运行问题较多。3、电捕集法  利用高压静电捕集焦油。在电晕极(负极) 和沉淀极之间施加直流高压,使得电晕极放电,烟气电离生成大量的正、负离子。正、负离子在向电晕极、沉淀极移动的过程中与焦油雾滴相遇,并使之带电,雾滴被电极吸引,从而被除去。电捕法对烟气浓度和烟尘比电阻有一定要求。此法在沥青烟气治理方面应用较为广泛。4、吸附法  利用各种具有很高孔隙率和比面积较大的粉末材料(焦炭粉、氧化铝、活性炭、白云石粉等) 作为吸附剂来净化沥青烟气。其方法是以吸附剂与烟气进行混合，通过吸附剂的分子吸收，净化气相中的有害成分。此法投资少,运行费用低,操作维修方便，但吸附效率不高。

3.2.3沥青烟气黑法吸附工艺原理

特种石墨浸渍系统沥青烟气黑法吸附：沥青浸渍，沥青融化罐、沥青储罐、预热管、浸渍罐及 真空系统产生的沥青烟气净化方法采用石油焦粉料与沥青烟气在反应器中充分混合，携带沥青烟气的粉料被布袋收尘器收集并返回流程，作为配料系统的原料。在生产的工序中都有大量生产性粉尘、焦油和VOC气体溢出，在经过系统中布袋除尘器时，由于烟气中的焦油和VOC具有一定的粘结性，会产生糊袋现象，导致布袋除尘器无法正常运行。通过在烟气中喷入煅后焦焦粉来吸附烟气中的焦油和VOC等成分。吸附法是废气与多孔性固体接触，使其在污染物吸附在固体表面而从气流在分离出来，吸附作用可发生在不同界面上，气体或污染物在固体（吸附剂）表面被吸附的过程是一种自发性过程。对于吸附剂及其被吸附物来说，被吸附物质的量随着表面增大而增加。煅后焦粉本身就是非常良好的吸附剂。吸附剂一般满足以下要求：（1）比表面积及孔隙率大；（2）吸附能力强；（3）选择性好；（4）颗粒均匀，有较好的机械强度、化学稳定性和热稳定性好；（5）制作简单，价格便宜；沥青烟气有气、液两相组成，液相组分是十分细微的挥发冷凝物，粒径多在0.1um-1um，而气相则是不同气体组成的混合气体。