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[摘 要]对炭素焙烧炉的烟气特点进行归纳整理后，采用电捕法净化炭素焙烧炉中的烟气。使之能够达到高效有效的净化烟气的目的。
[关键词]炭素焙烧炉；烟气净化；电捕法
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0104-01
引言：
目前来看，炭素制品的生产过程中会产生许多废气，这些废气会对环境造成危害，成为环保方面的棘手问题。炭素生产过程中最重要的工序就是焙烧，炭素制品的焙烧就是分解、加热等对沥青进行的多重化学反应，也就是使粘结剂沥青焦化的过程。而在这个过程中，会排放出大量烟气，其中主要是烟尘、沥青烟和二氧化硫和多环芳烃等。并且排放量较其他更大，污染也更严重。这些气体的排放会导致严重的大气污染，并且对人类的生长发育有着极大的不良影响，是呼吸道疾病甚至癌症的主要诱因。由此可见，对焙烧烟气的治理是非常需要引起重视的。下面就论述了电捕法对于炭素焙烧炉烟气净化中的运用研究。
一、烟气产生情况
（一）烟气源生原理
在生产用于电解铝的碳阳极时，以石油焦炭为主要原料，以沥青为粘合剂，并加入残余物残留的氟含量，由于与沥青混合后的15U比例焙烧过程通常一半结为焦炭，其余的以大量黄色烟雾（沥青烟）形式排出，使炉内烟气中含有氟，硫，焦油，粉尘等有害物质。阳极生产污染防治的重点是阳极煅烧烟气净化处理。
（二）烟气主要成分
沥青生产工艺将生产沥青烟气，烟气主要成分包括非甲烷总烃类和微量苯并芘等。非甲烷总烃是指环境空气中存在的甲烷以外的烃类的总量，包括烷烃，烯烃，芳烃，炔烃和含氧烃等。大气中多环芳烃的存在是呼吸系统癌症发病率增加的重要原因。苯芘类致癌物，在沥青烟气中通常与直径为8.0μm或更小的颗粒相连。在焙烧尾气中，除了燃料燃烧产物和夹带的填料粉尘外，还含有大量的粘合剂热解产物。大量的低碳链烃和少量的氮，硫，杂环化合物和多环芳烃等是热解产物的主要组成部分。
二、烟气净化工艺
国内外焙烧烟气净化方法为干吸，电捕法，燃烧（燃烧）法，吸收（洗涤）法。（干碳，焦炭粉，氧化铝等）作为吸附剂的是干吸法，物理吸附沥青烟雾，但由于系统阻力大，需要使用大风量的风扇，同时更换过滤材料的成本较高，经营成本也高。它也可以提供很大的负压。吸收方法主要用于汽油和柴油领域。电捕法采用高压静电收集烟气中的焦油和灰尘。它的运行费用较低并且对粉尘的净化量也较大。吸收法以液体作为吸收剂，也可用水洗，但净化效率低，存在二次污染问题。因此常采用电捕法作为烟气净化的主要方法。
（一）烟气净化原理
当高温烟气从地下烟道收集到主烟道时，烟气温度高于300℃。管状冷却器安装在主烟道中，通过烟气温度的变化，可以调节冷却器的高压喷入的雾化水的水量。雾化水吸收烟雾，烟气温度降至80？90℃，而且可以除去大颗粒的粉尘和SO2气体，废水进入沉淀池，在沉淀池中加入石灰（？CaO），中和后，进行沉淀处理，循环利用，不向外排放废水。管冷却器后烟气温度约为80？90℃，高于煤沥青软化点温度，烟气比电阻也降至2.0×1010Ω.Cm以下，有利于电动捕获收集沥青烟雾。烟气通过气流分布板进入电捕器的高压电场，沥青烟气，聚合物有机油雾和粉尘颗粒是电晕线释放的电子电荷在电场作用下向阳极靠近的作用，在阳极板，电荷中和，颗粒附着在阳极板的表面，以为液体糊状物的形式从集尘器表面流下，进入收集室底部的集尘器中，需要手动去除污垢，净化焙烧炉沥青气体。
（二）烟气净化过程
在风机的负压作用下，从炭素焙烤炉排出的高温烟气，由地下烟道聚集到主烟道，然后通过风量控制阀进入管冷却器，其作用是雾化加湿，即令雾化水和烟气接触，一方面可以降低烟气的温度，使烟气温度保持在80？90℃，降低烟气的气体阻力，易于颗粒物质和沥青烟雾在电场中充电；另一方面可以在烟气中除去较大的粉尘和SO2，完成预处理；烟气经过预处理后进入电捕器，烟气中的微粒在电捕器中充电，收集，净化烟气，通过烟囱进行高空排放。收集到集尘板中的粉尘颗粒和焦油沥青沿着沉淀板流入除尘器下部的集尘室。
（三）电捕焦油器净化构造
电捕焦油器是立式多管静电除尘器。整个集尘器分为上，中，下三段。上部和中部部分为高压静电场，下部为集灰室，外壳为方形结构。焙烧炉烟气从下面的侧面进入，净化后从上面排出清洁气体，除尘室底部的砖混结构为除尘器，结构比较符合性能的要求，节省投资，易于保养。空气入口底部为可变控制管，入口配有两层多孔板型配气板，使气体均匀分布在电场中，中部设有高4m的高压静电场，横截面结构为49个正方形，其面积为400×400mm平方。在集尘器中，每个立方体阳极板及其中心的电晕线形成电场，以确保阳极收集的沥青和粉尘处于流动状态，不会残留在阳极表面，在除尘设备的外表面用蒸汽进行保温隔绝。水蒸气从工厂一个锅炉房，采用温控装置自动调节蒸汽温度，蒸汽温度在控制在90℃左右。使得焦油收集在阳极板上，沥青在流体状态下存在，重力自动流入集灰室。蒸汽保温加层温度过高（高于100℃），电场粉尘比电阻下降，除尘效率低；温度过低（80℃以下），沥青烟容易凝结成糊状，影响系统的正常运行。可以看出，要使除尘器稳定，可靠和有效运行，控制电场内的温度是关键。
三、结论
针对以上对碳素焙烧炉中烟气的产生，如何产生及产生的成分做了详细的论述，分析理论电捕法作为当今常用净化烟气的方法的优势及其工作原理。对电捕法需要用到的电捕焦油器的构造和原理也进行了详细的阐述。对电捕法有了更深一步的研究。
参考文献
[1] 史宝成，徐光，刘景泰.沥青烟化学组分的气相色谱-质谱联？机分析[J].环境化學， 2011，20（2）：200-201.
[2] 洪志琼.催化燃烧法处理沥青烟气的研究[J].重庆环境科学， 2014，23（6）：55-57.
[3] 高明峰，高国纯.云南铝厂阳极焙烧炉沥青烟气治理[J].环境工程， 2016，21（5）：29-31.
[关键词]炭素焙烧炉；烟气净化；电捕法
中图分类号：X701 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）16-0104-01
引言：
目前来看，炭素制品的生产过程中会产生许多废气，这些废气会对环境造成危害，成为环保方面的棘手问题。炭素生产过程中最重要的工序就是焙烧，炭素制品的焙烧就是分解、加热等对沥青进行的多重化学反应，也就是使粘结剂沥青焦化的过程。而在这个过程中，会排放出大量烟气，其中主要是烟尘、沥青烟和二氧化硫和多环芳烃等。并且排放量较其他更大，污染也更严重。这些气体的排放会导致严重的大气污染，并且对人类的生长发育有着极大的不良影响，是呼吸道疾病甚至癌症的主要诱因。由此可见，对焙烧烟气的治理是非常需要引起重视的。下面就论述了电捕法对于炭素焙烧炉烟气净化中的运用研究。
一、烟气产生情况
（一）烟气源生原理
在生产用于电解铝的碳阳极时，以石油焦炭为主要原料，以沥青为粘合剂，并加入残余物残留的氟含量，由于与沥青混合后的15U比例焙烧过程通常一半结为焦炭，其余的以大量黄色烟雾（沥青烟）形式排出，使炉内烟气中含有氟，硫，焦油，粉尘等有害物质。阳极生产污染防治的重点是阳极煅烧烟气净化处理。
（二）烟气主要成分
沥青生产工艺将生产沥青烟气，烟气主要成分包括非甲烷总烃类和微量苯并芘等。非甲烷总烃是指环境空气中存在的甲烷以外的烃类的总量，包括烷烃，烯烃，芳烃，炔烃和含氧烃等。大气中多环芳烃的存在是呼吸系统癌症发病率增加的重要原因。苯芘类致癌物，在沥青烟气中通常与直径为8.0μm或更小的颗粒相连。在焙烧尾气中，除了燃料燃烧产物和夹带的填料粉尘外，还含有大量的粘合剂热解产物。大量的低碳链烃和少量的氮，硫，杂环化合物和多环芳烃等是热解产物的主要组成部分。
二、烟气净化工艺
国内外焙烧烟气净化方法为干吸，电捕法，燃烧（燃烧）法，吸收（洗涤）法。（干碳，焦炭粉，氧化铝等）作为吸附剂的是干吸法，物理吸附沥青烟雾，但由于系统阻力大，需要使用大风量的风扇，同时更换过滤材料的成本较高，经营成本也高。它也可以提供很大的负压。吸收方法主要用于汽油和柴油领域。电捕法采用高压静电收集烟气中的焦油和灰尘。它的运行费用较低并且对粉尘的净化量也较大。吸收法以液体作为吸收剂，也可用水洗，但净化效率低，存在二次污染问题。因此常采用电捕法作为烟气净化的主要方法。
（一）烟气净化原理
当高温烟气从地下烟道收集到主烟道时，烟气温度高于300℃。管状冷却器安装在主烟道中，通过烟气温度的变化，可以调节冷却器的高压喷入的雾化水的水量。雾化水吸收烟雾，烟气温度降至80？90℃，而且可以除去大颗粒的粉尘和SO2气体，废水进入沉淀池，在沉淀池中加入石灰（？CaO），中和后，进行沉淀处理，循环利用，不向外排放废水。管冷却器后烟气温度约为80？90℃，高于煤沥青软化点温度，烟气比电阻也降至2.0×1010Ω.Cm以下，有利于电动捕获收集沥青烟雾。烟气通过气流分布板进入电捕器的高压电场，沥青烟气，聚合物有机油雾和粉尘颗粒是电晕线释放的电子电荷在电场作用下向阳极靠近的作用，在阳极板，电荷中和，颗粒附着在阳极板的表面，以为液体糊状物的形式从集尘器表面流下，进入收集室底部的集尘器中，需要手动去除污垢，净化焙烧炉沥青气体。
（二）烟气净化过程
在风机的负压作用下，从炭素焙烤炉排出的高温烟气，由地下烟道聚集到主烟道，然后通过风量控制阀进入管冷却器，其作用是雾化加湿，即令雾化水和烟气接触，一方面可以降低烟气的温度，使烟气温度保持在80？90℃，降低烟气的气体阻力，易于颗粒物质和沥青烟雾在电场中充电；另一方面可以在烟气中除去较大的粉尘和SO2，完成预处理；烟气经过预处理后进入电捕器，烟气中的微粒在电捕器中充电，收集，净化烟气，通过烟囱进行高空排放。收集到集尘板中的粉尘颗粒和焦油沥青沿着沉淀板流入除尘器下部的集尘室。
（三）电捕焦油器净化构造
电捕焦油器是立式多管静电除尘器。整个集尘器分为上，中，下三段。上部和中部部分为高压静电场，下部为集灰室，外壳为方形结构。焙烧炉烟气从下面的侧面进入，净化后从上面排出清洁气体，除尘室底部的砖混结构为除尘器，结构比较符合性能的要求，节省投资，易于保养。空气入口底部为可变控制管，入口配有两层多孔板型配气板，使气体均匀分布在电场中，中部设有高4m的高压静电场，横截面结构为49个正方形，其面积为400×400mm平方。在集尘器中，每个立方体阳极板及其中心的电晕线形成电场，以确保阳极收集的沥青和粉尘处于流动状态，不会残留在阳极表面，在除尘设备的外表面用蒸汽进行保温隔绝。水蒸气从工厂一个锅炉房，采用温控装置自动调节蒸汽温度，蒸汽温度在控制在90℃左右。使得焦油收集在阳极板上，沥青在流体状态下存在，重力自动流入集灰室。蒸汽保温加层温度过高（高于100℃），电场粉尘比电阻下降，除尘效率低；温度过低（80℃以下），沥青烟容易凝结成糊状，影响系统的正常运行。可以看出，要使除尘器稳定，可靠和有效运行，控制电场内的温度是关键。
三、结论
针对以上对碳素焙烧炉中烟气的产生，如何产生及产生的成分做了详细的论述，分析理论电捕法作为当今常用净化烟气的方法的优势及其工作原理。对电捕法需要用到的电捕焦油器的构造和原理也进行了详细的阐述。对电捕法有了更深一步的研究。
参考文献
[1] 史宝成，徐光，刘景泰.沥青烟化学组分的气相色谱-质谱联？机分析[J].环境化學， 2011，20（2）：200-201.
[2] 洪志琼.催化燃烧法处理沥青烟气的研究[J].重庆环境科学， 2014，23（6）：55-57.
[3] 高明峰，高国纯.云南铝厂阳极焙烧炉沥青烟气治理[J].环境工程， 2016，21（5）：29-31.