
石墨碳素厂是分娩石墨及碳素成品的工业园地,其产物以碳元素为紧要因素,具有耐高温、导电、导热、耐腐化等优异机能,普遍使用于冶金、呆板、电子、化工、新能源、航空航天等界限。
石墨成品厂:分娩自然石墨、人制石墨成品,如石墨电极、石墨坩埚、石墨模具、石墨散热片等,人制石墨需经原料煅烧、成型、焙烧、石墨化等丰富工艺。
碳素成品厂:分娩碳素块、碳素电极、炭纤维、活性炭等,个中碳素电极是炼钢电弧炉的主题原料,需求量大。
炭素复合原料厂:分娩碳纤维巩固复合原料、碳 - 碳复合原料等,用于高端设备创制界限。
石墨碳素分娩工艺长且丰富,主题闭节包罗原料预管束(煅烧)、配料、成型、焙烧、浸渍、石墨化等,每个闭节都邑形成豪爽废气,个中含尘废气、有毒无益气体是紧要污染物,环保统治难度较大。
原料预管束与煅烧闭节:自然石墨、石油焦、沥青焦等原料正在煅烧炉(如展转窑、罐式炉)中高温煅烧(温度 800 - 1300℃)时,会开释豪爽挥发分,包罗粉尘(碳粉、原料杂质)、沥青烟、一氧化碳(CO)、二氧化硫(SO₂)及少量氮氧化物(NOx)。比如,石油焦煅烧时,个中的硫分转化为 SO₂,挥发的有机物造成沥青烟。
成型与混捏闭节:原料经决裂、筛分后,与粘结剂(紧要是煤沥青)正在混捏机中加热混捏(温度 150 - 200℃),沥青受热挥发形成豪爽沥青烟(含众环芳烃等有毒物质);成型历程(如挤压成型、模压成型)中,坯体外外的残留沥青会一连挥发,形成少量沥青烟和粉尘。
焙烧闭节:成型后的生坯正在焙烧炉(如环式焙烧炉、箱式焙烧炉)中阻遏气氛加热(温度 800 - 1200℃),粘结剂沥青发作热解、缩聚反响,开释豪爽沥青烟、CO、H₂S、SO₂及其他有机挥发物,此闭节是废气排放量最大、污染物最丰富的闭节。
石墨化闭节:焙烧后的半制品正在石墨化炉(如艾奇逊炉、内串石墨化炉)中高温管束(温度 2500 - 3000℃),使碳原子陈列有序化,历程中会形成豪爽粉尘(石墨微粒)、CO、SO₂,以及少量氟化物(若利用氟盐保温原料)。
浸渍与加工闭节:焙烧品浸渍时,需正在高压下将熔融沥青(或树脂)注入孔隙,加热固化历程中会挥发沥青烟;石墨成品机加工(如车削、磨削)时,会形成豪爽石墨粉尘,粒径轻细且易漂浮。
粉尘浓度高且散开性强:煅烧、石墨化、机加工等闭节形成的碳粉尘、石墨粉尘浓度可达数千毫克每立方米,粒径众正在 1 - 10μm,属于可吸入颗粒物,散开性强,易正在车间及厂区扩散,永久吸入会导致尘肺病。
沥青烟毒性大且难管束:沥青烟由众环芳烃(PAHs)等构成,具有热烈致癌性、致畸性,且粘性大,易吸附正在装备和管道外外,难以肃清,是石墨碳素厂最具代外性的特色污染物。
含众种有毒气体:废气中含有 CO(剧毒,故障氧气运输)、H₂S(剧毒,恶臭)、SO₂(腐化性)等气体,若管束不妥,会告急恫吓员工康健和周边处境。
废气温度高:焙烧、石墨化闭节废气温度可达 200 - 800℃,需管束装备具备耐高温机能,同时高温也会加剧一面污染物的化学反响和扩散速率。
排放具有间歇性与震动性:中小型石墨碳素厂众采用间歇式分娩(如艾奇逊石墨化炉),废气排放量和浓度随分娩周期热烈震动,给搜罗和管束编制的不变运转带来离间。
高温粉尘预管束:针对焙烧、石墨化炉排出的高温含尘废气(温度 200 - 800℃),先采用旋风除尘器或重力浸降室举行预收尘,去除大颗粒粉尘(粒径>10μm),同时欺骗余热汽锅接受热量(如形成蒸汽用于供暖或发电),下降废气温度至 200℃以下,节减对后续装备的影响。
袋式除尘器:是石墨碳素厂粉尘管束的主流装备,选用耐高温(如玻璃纤维)、耐酸碱的滤袋,对细粉尘(PM2.5)去除效力可达 99.9% 以上,合用于煅烧、石墨化、机加工等各闭节粉尘管束。针对沥青烟与粉尘的混杂废气,需选用抗粘结滤袋,或配合预管束节减沥青烟附着。
电除尘器:合用于大风量、高浓度粉尘废气(如环式焙烧炉废气),除尘效力≥99%,阻力小,但装备投资较高,且需防守沥青烟正在电极上浸积导致短途。
预管束:含沥青烟的废气先经冷却器(如喷淋冷却、风冷)降温至 80℃以下,使一面沥青烟冷凝为液滴,再经除雾器(如丝网除雾器)去除,节减后续管束装备的负荷。
电捕焦油器:欺骗高压电场使沥青烟颗粒荷电,吸附正在集电极上,去除效力可达 90% - 95%,合用于高浓度沥青烟(如混捏、焙烧废气),但需按期清算电极上的焦油,防守影响效力。
吸附法:采用活性炭或焦炭吸附沥青烟,合用于中低浓度废气,吸附饱和后可通过热气氛脱附再生,或动作燃料燃烧管束,管束效力 85% - 90%。
燃烧法:看待高浓度沥青烟(如焙烧废气),可引入燃烧炉(温度 800℃以上)燃烧,将众环芳烃氧化领会为 CO₂和 H₂O,净化效力>99%,同时接受热量,需提防驾驭燃烧温度以防二噁英天生。
一氧化碳(CO)管束:高浓度 CO(如焙烧炉废气)可通过一氧化碳燃烧炉(温度 600 - 800℃)氧化为 CO₂,同时接受热量;低浓度 CO 可通过催化氧妆扮配(正在催化剂功用下常温氧化)管束,确保排放浓度达标。
酸性气体(SO₂、H₂S)管束:采用碱液喷淋塔管束,以氢氧化钠(NaOH)或氢氧化钙(Ca (OH)₂)溶液为吸取剂,通过中和反响去除 SO₂和 H₂S,吸取效力可达 90% - 95%,合用于各闭节酸性气体管束。
氮氧化物(NOx)管束:若 NOx 浓度较高(如利用燃油、燃气的煅烧炉),可采用选拔性非催化还原法(SNCR),正在 850 - 1100℃温度窗口喷入氨水或尿素,将 NOx 还原为 N₂,效力 30% - 60%。
大型石墨电极厂:焙烧炉废气→余热汽锅(降温至 200℃)→旋风除尘器(预收尘)→电捕焦油器(除沥青烟)→袋式除尘器(精除尘)→碱液喷淋塔(除 SO₂、H₂S)→CO 燃烧炉→排放;石墨化炉废气→旋风除尘器→袋式除尘器→碱液喷淋塔→排放;混捏废气→冷却器→电捕焦油器→活性炭吸附塔→排放。
中小型碳素成品厂:煅烧废气→旋风除尘器→袋式除尘器→排放;焙烧废气→冷却器→电捕焦油器→碱液喷淋塔→排放;机加工粉尘→滤筒除尘器→排放。
管束后的废气需满意《碳素工业大气污染物排放规范》(GB 25463 - 2010)及地方超低排放规范,要害排放口安置正在线监测编制,及时监控粉尘、沥青烟、CO、SO₂等污染物浓度。
客户配景详情:该企业是邦内领先的石墨电极分娩企业,产物用于大型炼钢电弧炉,具有众条焙烧、石墨化分娩线,采用环式焙烧炉和内串石墨化炉,厂区位于工业园区,周边 5 公里有州里。
面对的麻烦和题目:焙烧炉和石墨化炉废气中粉尘、沥青烟、SO₂浓度高,厂区及周边黑烟泛滥,沥青烟异味浓烈,村民投诉屡次;环保检测显示粉尘排放浓度超标(实测值 50 - 80mg/m³),沥青烟和 SO₂也不达标;车间内粉尘浓度高,员工尘肺病发病率较高;企业准备扩产,需先实现环保提标改制。
开头特性成份与管束难点:废气紧要来自环式焙烧炉(含沥青烟、粉尘、CO、SO₂,沥青烟浓度 800 - 1500mg/m³,温度 300℃)、内串石墨化炉(含石墨粉尘、SO₂、CO,粉尘浓度 1000 - 2000mg/m³,温度 250℃)、混捏车间(含高浓度沥青烟,浓度 2000 - 3000mg/m³)。沥青烟粘性强,易淤塞装备;高温废气对装备耐温性条件高;众种污染物混杂排放,需协同管束。
焙烧炉废气:先经余热汽锅接受热量(蒸汽用于厂区供暖),降温至 200℃晚辈入旋风除尘器预收尘;再进入蜂窝式电捕焦油器(管束风量 10 万 m³/h)去除沥青烟,效力≥95%;随晚辈入高压脉冲袋式除尘器(滤袋为玻璃纤维材质)精除尘,粉尘去除效力≥99.9%;结尾进入双碱法喷淋塔(NaOH + Ca (OH)₂)去除 SO₂,效力≥90%;CO 通事后续燃烧装配管束。
石墨化炉废气:经旋风除尘器→袋式除尘器(管束风量 8 万 m³/h)→碱液喷淋塔管束,确保粉尘和 SO₂达标。
混捏车间废气:安置密闭集气罩,废气经冷却器(降温至 60℃)→电捕焦油器→活性炭吸附塔管束,沥青烟去除效力≥98%。
车间粉尘驾驭:各车间安置负压透风编制,机加工区域装备挪动式滤筒除尘器,确保车间粉尘浓度≤2mg/m³。
最终的管束成绩:改制后,粉尘排放浓度降至 10mg/m³ 以下,沥青烟排放浓度≤30mg/m³,SO₂≤50mg/m³,均抵达超低排放规范;厂区黑烟和异味扑灭,周边村民投诉量降为零;员工尘肺病发病率降低 70%;余热接受年减省能源本钱约 1200 万元;企业得胜扩产,市集角逐力进一步晋升。
案例总结:大型石墨碳素厂需采用 “余热接受 + 分质管束” 的归纳统治战略,针对高温、高浓度、众污染物废气,优先接受余热,再通过电捕焦油器、高效除尘、碱液吸取等组合工艺协同管束,同时加紧车间粉尘驾驭,才气完成环保与经济效益双赢。
客户配景详情:该企业分娩碳素块、炭电极,采用箱式焙烧炉和艾奇逊石墨化炉,工艺相对简略,产物供应当地钢铁厂和化工场,厂区周边 1 公里有村庄。
面对的麻烦和题目:焙烧炉排放的沥青烟和粉尘导致厂区周边气氛浑浊,异味鲜明,村民众次向环保部分投诉;环保查验发觉粉尘和沥青烟排放超标,条件限日整改,不然面对停产;企业资金有限,盼望采用经济适用的统治计划。
开头特性成份与管束难点:废气来自箱式焙烧炉(含沥青烟、粉尘、CO,沥青烟浓度 500 - 1000mg/m³,温度 200℃)、艾奇逊石墨化炉(含石墨粉尘、SO₂,浓度 800 - 1500mg/m³)、原料决裂(含碳粉)。废气间歇性排放,浓度震动大;沥青烟管束装备投资较高,企业预算有限;地方局促,管束装备安置空间受限。
焙烧炉废气:正在焙烧炉顶部安置可挪动集气罩,废气经管道搜罗晚辈入 “冷却器(风冷降温至 80℃)→小型电捕焦油器(管束风量 2 万 m³/h,沥青烟去除效力≥90%)→袋式除尘器(粉尘去除效力≥99%)” 管束后排放。
石墨化炉废气:采用 “旋风除尘器→滤筒除尘器” 二级除尘,再经浅易碱液喷淋塔(Ca (OH)₂溶液)去除 SO₂,确保达标。
运转经管:按期清算电捕焦油器电极和除尘器滤袋,每季度调动一次活性炭(用于辅助除味),确保管束成绩不变。
最终的管束成绩:整改后,粉尘排放浓度降至 20mg/m³ 以下,沥青烟浓度≤50mg/m³,抵达邦度规范;厂区及周边异味鲜明减轻,村民投诉量节减 90%;企业通过环保验收,规复平常分娩;管束编制总投资约 80 万元,年运转本钱约 15 万元,适合企业预算。
案例总结:中小型石墨碳素厂废气管束应优先处分优秀污染题目(如沥青烟、粉尘),选拔 “经济合用、操作简洁” 的工艺组合,如 “冷却 + 电捕焦油器 + 高效除尘”,同时加紧废气搜罗和装备庇护,正在有限参加下完成环保达标,保险企业平常分娩。
通过对石墨碳素厂废气开头、特性的认识,以及管束工艺流程和案例的先容,可能看出,石墨碳素行业废气统治需重心闭怀粉尘、沥青烟和有毒气体的协同驾驭,凭据企业领域和分娩工艺,选拔 “高温预管束 + 分质净化” 的组合工艺,同时着重余热接受和安好经管,才气有用下降污染,促进行业绿色可一连成长。
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