王豐豐(撫順市環境科學研究院, 遼寧 撫順 113006)
瀝青混凝土拌合產生瀝青煙處理技術的選擇
王豐豐(撫順市環境科學研究院, 遼寧 撫順 113006)
目前,瀝青混凝土的發展正在引起人們的重視。但在瀝青混凝土拌合與瀝青融化時會產生瀝青煙,對周圍環境以及周圍群眾的身體健康產生不利影響。本文就瀝青煙處理技術的選擇進行探討。
瀝青混凝土;瀝青煙;處理技術
近些年,作為綠色新型建筑材料的瀝青混凝土,由于其具有節約資源,利于環保,能夠保證建筑工程質量,并且做到了資源的永續利用等方面的優良性能,正逐步被人們所重視。瀝青混凝土的發展充分的體現了我國實現節能減排的方針政策,也是促進循環經濟發展的重要舉措。
瀝青煙是指針對石油瀝青及瀝青制品生產過程中排放的烴類有機顆粒物質和在常溫條件下的少量氣態烴類物質,它是含有復雜化學物質的混合型煙氣,主要成分是烴類混合物,其中多環芳烴類的物質最多。瀝青煙中含有強致癌物苯并芘等多環芳烴類物質。大氣中的多環芳烴類物質,是引起呼吸道癌癥上升的一個重要原因。純苯并芘是黃色針狀晶體,沸點310℃左右,熔點179℃,不溶于水,稍溶于醇,是強致癌物質,能夠引起皮膚的癌變,在瀝青煙氣中,容易附著于粒徑為8.0um以下的顆粒物上。
瀝青混凝土生產所需瀝青預先儲存在瀝青儲罐中,使用時需要通過導熱油爐加熱進行加熱融化,再用瀝青泵泵入瀝青攪拌缸中與一定比例的礫石混合攪拌,在瀝青加熱和混合攪拌過程中會產生瀝青煙氣。如應用傳統的布袋除塵器,會產生瀝青粘連布袋現象,造成布袋堵塞,應用多管旋風除塵器對瀝青煙的去除效率又較差。
(1)焚燒法 瀝青煙成分復雜,但基本是碳氫化合物,在高溫條件下可以燃燒。將瀝青煙氣直接引入專用的加熱爐焚燒,在一定的時間、溫度下,與空氣接觸可完全燃燒,即使是混在有少量碳粒的煙霧,溫度達到900℃以上時,也能燃燒掉。焚燒法處理瀝青煙時瀝青煙濃度越高越有利,但在處理瀝青混凝土拌合產生的低濃度瀝青煙條件下,需要外加能源作為瀝青煙的補充燃料,并且需要對燃燒溫度和時間的嚴格控制,處理能耗太高,運費用高且不經濟。
(2)電捕法 應用靜電捕集瀝青煙氣的原理與靜電式除塵器的工作原理相同,既通過引風機將瀝青煙送入電場,在通過陰陽兩極之間,借助電暈放電,使瀝青煙的顆粒帶電并吸附于極板,達到分離瀝青煙霧與氣體的目的。干式電捕器對于氣相組分捕集效率極低,而濕式電捕器可捕集氣態瀝青,但濕式電補器產生電捕廢水,帶來了二次污染。
(3)吸收法 它利用瀝青煙氣中的各種混合組分在吸收劑中的溶解度不同,或者吸收劑中的活性組分與某種組分發生反應,達到處理瀝青煙氣的目的。一般采用汽油、柴油等物質進行吸收,這種方法系統阻力小,能耗低,設備簡單,方便維護,但凈化率也不高,易燃,也不易采用;
(4)吸附法 它是采用比表面較大的活性物質作為吸附劑,對瀝青煙氣進行物理吸附,再對吸附劑進行再生回用的工藝流程。該方法工藝簡單,凈化效率高,投資與運行費用均很低。
根據瀝青煙的性質和以及上述方法的對比分析,建議采用吸附法處理瀝青煙廢氣,使用活性炭對瀝青煙進行物理吸附。對苯并芘和瀝青煙的去除效率達到99.5%以上。瀝青油煙處理達標后通過不低于15米的排氣筒外排。
現擬對某產能為6萬t/a的瀝青混凝土拌合站進行理論計算。混凝土拌合站原料瀝青指標與加熱溫度與碳素生產原料瀝青基本相似。國家環保部于2010年9月27日發布了《鋁工業污染物排放標準》,并于2010年10月1日實施。在發布該標準之前,國家環保部發布了《鋁工業污染物排放標準編制說明》,根據編制說明鋁用碳素生產,混捏工藝過程瀝青煙平均排放濃度11mg/m3;生產碳素產品混捏工序引風量按3萬m3/h核定。本項目攪拌機引風量按3萬m3/h核定,瀝青煙產生濃度按11mg/m3核定。瀝青熔化罐瀝青煙排放濃度37mg/m3;根據碳素產品生產,每臺瀝青熔化罐引風量按1000m3/h核定。按照項目5臺熔化罐引風量按5000m3/h核定,瀝青煙產生濃度按44.7mg/m3核定。瀝青混凝土生產線瀝青拌合系統廢氣產生量為3377萬m3/a,瀝青煙產生量為84×10-3t/a,瀝青煙產生濃度2.49mg/m3,苯并芘產生量為0.252×10-3t/a,苯并芘產生濃度0.007mg/m3。瀝青熔化罐廢氣產生量為384萬m3/a,瀝青煙產生濃度按44.7mg/m3,瀝青煙產生量為172×10-3t/a,苯并芘產生量為0.516×10-3t/a,苯并芘產生濃度為0.134mg/ m3。瀝青混凝土生產線成品出口采用吸附法對瀝青煙廢氣進行處理,以活性炭作吸附劑。瀝青混凝土生產線瀝青拌合系統廢氣排放量為3377萬m3/a,瀝青煙排放量為0.42×10-3t/a,瀝青煙排放濃度0.012mg/m3,苯并芘排放量為0.001×10-3t/a。苯并芘排放濃度2.96×10-5mg/m3。5臺瀝青儲罐排放的瀝青煙氣采用吸附法進行治理,對瀝青煙進行物理吸附,使用活性炭作為吸附劑。瀝青熔化罐廢氣排放量為384萬m3/a,瀝青煙排放量為0.86×10-3t/a,瀝青煙排放濃度0.224mg/m3,苯并芘排放量為0.003×10-3t/a,苯并芘排放濃度67.188×10-5mg/ m3。可以達到《大氣污染物綜合排放標準》表二中的2級標準。
通過對產能為35萬t/a與6萬t/a的瀝青混凝土拌合站使用活性炭吸附瀝青煙的效果進行實際監測,監測結果表明瀝青煙的排放濃度與排放速率均符合《大氣污染物綜合排放標準》表二中的2級標準,達到了預期的效果。