利用蓄热式燃烧炉处理焦油加工废气

利用蓄热式燃烧炉处理焦油加工废气

张武装

宿迁项王机械设备有限公司

摘要：使用蓄热式燃烧炉对焦油加工所产生的废气进行处理，其热效率可以高达96%。通过废气焚烧以及预处理，因加工而产生污染物的净化率能够高达95%之上，并且有着适用范围广泛、净化效率较高、操作稳定等特点。

关键词：蓄热式燃烧炉；焦油加工；废气处理

挥发性有机化合物其实就是指在常温下饱和蒸汽压力超过133.32Pa、并且在常压之下沸点在50-260OC的有机化合物，而在常压以及常温下任何能够挥发的有机物，均属于常见的大气污染源之一。它们的主要来源在于皮革、喷涂、制药、石油以及化工等行业所产生具有挥发性的有机废气，在这些废气当中所产生的物质有烯烃、卤烃、脂肪烃、芳香烃、酮类、烷烃、醛类以及其它的化合物，一旦没有经过处理就排放到大气当中，不但会使人类以及动植物产生毒害，还会在光氧化的作用下，形成第二次的有机物气溶胶，造成光化学烟雾、雾霾、酸雨等一些环境问题。在大气当中的挥发性有机化合物，主要是来源于工业化生产、汽车尾气以及燃料燃烧等。在煤焦油进行加工生产的过程当中，挥发性有机废气的排放重点集中在物料储存、油品装卸以及生产等过程当中，其主要排放的组分有酚类、苯类、萘类以及苯并芘、沥青烟等等多环芳烃，很多都属于恶臭类物质以及有害物质。所以，提高对煤焦油加工过程当中挥发性有机废气的治疗，对提升行业环保技术水平，有着极大的现实意义。

一、当前废气治理的现状

（一）焦油加工所产生的废气特征

焦油是在进行炼焦过程当中所产生的一种副产品，是通过很多不同种类的芳香族碳茎化合物所组成的混合物质，其中主要含有蒽、甲基萘、萘、甲苯、苯、二甲苯等等芳烃。焦油的主要加工生产就是先通过使用蒸馏对轻油、萘油、洗油、酚油、沥青以及蒽油馏分等中间产品进行分离，随后在进一步加工获得苯酚、炭黑油、工业萘、纯苯等高附加值化工业产品。

在进行焦油加工的过程当中，所产生的挥发性有机化合物主要含有萘类、苯类、酚类、甲基萘类以及沥青烟都能多环芳烃，其自身特点主要在于组分复杂、浓度较低并且波动很大。焦油是一个复杂的混合物质，在进行加工的过程当中所产生的废气也较为复杂，。与此同时，在焦油进行加工废气收集的时候一般情况下都会使用负压输送，在采样口以及槽顶呼吸阀等处会进入大量空气，导致废气浓度过低。通过检测，焦油加工所产生的废气非甲烷总烃浓度在500-2000mg/m3。

（二）焦油加工废气治理技术

挥发性有机化合物的末端治理技术能够分为销毁技术以及回收技术。回收技术其实主要包括的为吸收、吸附、膜分离以及冷凝等，回收物能够使用在返回原料的再度分离提纯或者生产质量较低的产品中。销毁技术是能够通过化学方式将有机化学物质转化成为二氧化碳以及水等无害物质，其主要是通过高温焚烧、生物氧化、催化燃烧、低温等离子体破坏以及光催化氧化技术。

二、蓄热式燃烧炉的使用

（一）蓄热式废气燃烧炉的工作原理

RTO是蓄热式废气燃烧炉的简称，其主要的工作原理就是把有机废气加热到760-850摄氏度的高温当中，并且停留2秒以上，废气当中的挥发性有机化合物以及O2发生了氧化反应，最终分解成为H2O以及CO2。为了能够有效的利用高温烟气热量，在蓄热式废气燃烧炉内装有蓄热陶瓷填料，用在预热新进入蓄热式废气燃烧炉的有机废气，进而让炉膛能够维持比较高的工作温度，起到节省燃料的目的。而在加热期，流过蓄热室的高温烟气能够将热量传递到蜂窝陶瓷蓄热体当中，在冷却时期内，低温的废气正好以相反的方向流过蓄热室，并从中获取热量，进而成为高温废气。通过周期性的对气流进行改变，来完成蓄热室的放热以及吸热过程，进而使炉膛温度能够保持稳定性。

（二）焦油加工废气处理的流程

焦油加工所产生的废气处理流程（如图1所示）。焦油加工各种装置所产生的废气都需要先经过预处理之后在调节压力到0.2kPa左右，进入废气之后收集管网，在进入安全水封、缓冲罐、通过引风机进行升压到3kPa之上，在经过阻火器之后进入到蓄热室燃烧炉，在800-950摄氏度下进行焚烧处理。引风机使用的是变频调节，调节引风机前压力在-4kPa左右，并且引风机前的压力需要自动控制，这样能够确保废气的顺利输送。在缓冲罐之前设置了废气浓度监控，并与新鲜空气的补充阀实施了连锁控制，当浓度到达25%的时候，蓄热式废气燃烧炉系统就会连锁停车。

(三)焦油加工废气处理的特点

1使用高温焚烧的方式，挥发性有机化合物在800摄氏度及以上的高温下短暂停留两秒，就能够成功被完全分解成（CO2）以及（H2O），其效率能够高达99%以上，并且不会产生二次污染的情况发生。

2使用性能较高的蓄热陶瓷，其热效率能够高达96%以上，并且可以最大程度的降低设备的运行成本。当废气产生的浓度为1000mg/m3、燃烧温度在800-950摄氏度的时候，焦炉煤气的消耗量在30-80m3/天；而在废气所产生的浓度高达2000mg/m3的时候，蓄热式废气燃烧炉就能够自己维持燃烧。

3当废气进入到蓄热式废气燃烧炉之前，就设置好了捕雾气以及阻火泄爆安全水封，在废气管线合理的位置上进行LEL监控的安装，并且和废气进入焚烧炉的切断阀以及废气焚烧之前的新鲜空气补充阀连锁，当LEL监控浓度在25%的时候，蓄热式废气燃烧炉系统就会连锁停车，进而确保废气焚烧的安全性。

三、检测的评价以及结果

将蓄热式废气燃烧炉使用在焦油加工所产生的废气处理中后，系统运行较为稳定。委托第三方检测机构对蓄热式废气燃烧炉焚烧之前以及焚烧之后的数据都进行了分析，其检测结果显示，非甲烷总烃的排放浓度减少到30mg/m3之下，其净化效果也达到97%以上；酚、苯并芘的排放浓度低于检测限值；苯的排放浓度下降到5mg/m3之下，净化效率高达98%以上；氮氧化物的排放浓度有所提高，控制在了20mg/m3之下；沥青排放浓度减少到2mg/m3之下，其净化效果也达到75%以上。特征污染物的排放浓度充分满足16297-1996大气污染综合排放标准以及16171-2012工业污染排放标准的要求。

结束语

综上所述，蓄热式废气燃烧炉适合处理那些低浓度、组分较复杂、风量较大的焦油加工废气，适用范围广且净化效率高，操作稳定强，污染物的净化效率高达95%，处理过后的废气能够达到排放指标，是一个十分值得推广的焦油加工废气治理技术。并且蓄热式废气燃烧炉使用的是高性能蓄热填料，其热效率可高达96%以上，炉体之外的表面温度控制在65摄氏度一下，排气温度与进气温度相比高出50摄氏度左右，有效的降低了环保装置成本，而且在合适的废气浓度下，系统还能够自己进行燃烧。在进行废气收集之前首先需要预处理，使废气中的焦油、萘等物质得到减小，进入蓄热式废气燃烧炉之前则需要设置捕雾气以及阻火泄爆安全水封，之后在安装废气浓度LEL监控，与蓄热式废气燃烧炉进行连锁控制，确保废气在焚烧时的安全性。

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