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低温等离子体沥青烟气净化技术
作者:管理员    发布于:2017-11-06 14:05:20    文字:【】【】【

  工艺与设备低温等离子体沥青烟气净化技术郑爱玉,王桂芬,冯胜利(潍坊市宇虹防水材料(集团)有限公司,山东寿光262735)文对低温等离子体沥青烟气净化技术基本原理和优势以及具体的净化工艺流程进行了介绍,对于提高防水材料生产企业的环保技术具有借鉴作用。

  改性浙青防水卷材生产过程中会产生大量的浙青烟气和粉尘。浙青烟气由液态焦油和气态焦油(熔点为50丈、凝固点为-30丈)组成,主要成分为芳烃及杂环化合物。这些芳烃及杂环化合物一般为4~6环,粒径多在0.1~1.0之间。浙青烟气不仅气味难闻,而且危害人体健康。因而,对浙青烟气进行净化治理是十分必要的。

  1低温等离子体浙青烟气净化技术1.1技术简介低温等离子体浙青烟气净化技术集高压毫微秒脉冲高能电子辐射、臭氧氧化、紫外光分解三种作用于一体。该技术能有效地将浙青烟气中大分子破坏等离子体产生的高能电子在臭氧的作用下与浙青烟气中的分子碰撞,使其激发到更高能级,形成激发态分子,激发态分子促使化学键断裂形成活性物,终生成CO2和H2O. 1.2技术优势本净化系统处理后的浙青烟气排放满足GB16297―1996大气污染物排放标准。浙青烟气主要是以0.1~1.0m的焦油细雾粒的形态存在。低温等离子体浙青烟气净化技术就是要尽可能多地捕捉这些微小的颗粒,避免了传统活性炭吸附法形成的二次污染。对于改性浙青搅拌罐内产生的含有粉尘的浙青烟气,通过喷淋水洗使之与水形成乳浊液经沉淀回收再利用,这样不但及时清理了管道,而且避免了发生2低温等离子体浙青烟气净化工艺流程2.1烟气净化技术系统组成低温等离子体浙青烟气净化技术系统由洗涤降温段、离心扑雾分离段、机械过滤段、高压静电吸附段、低温等离子体净化段、紫外线光解段六部分组成,见。

  室内集主风管1加装水洗喷淋水膜洗涤罐扑雾分离罐机械过滤高压静电吸附等离:体净㈦循环池引风机紫外线光解低温等离子体沥青烟气净化装置示意图室内集烟罩、储存罐和搅拌罐经管路、防火门连接到主风管上,在引风机的作用下浙青烟气和粉尘在主风管内水洗降温后进入水膜洗涤罐,大颗粒物(液态焦油及粉尘)被吸附而实现分离。水汽和剩余的大颗粒经扑雾分离罐进行油雾分离,机械过滤段进一步将颗粒状物质吸附分离。接着进入高压静电吸附段,然后进入等离子体净化段,对烟气中的大分子进行分解。未被分解的分子进入光解净化段,烟气中的有机分子光解成H2和C2.后达标后排放,见。

  2.2烟气净化技术工艺原理2.2.1洗涤降温段当浙青烟气和粉尘进入洗涤降温段(主管路和水膜洗涤罐)时,高温烟气穿过从雾化器喷出的细小水雾,烟气中颗粒状污染物与水雾碰撞发生液滴的合并,油雾和颗粒污染物因表面黏度较大而被雾滴包融。随着雾滴体积增大,烟气中的颗粒物和粉尘因惯性而被水吸附,形成乳浊液排入沉淀池,待沉淀后再循环利用。另外,水雾还具有对高温烟气进行冷却和降温的作用。

  工艺流程示意。2.2离心扑雾分离段经洗涤降温后的烟气进入离心扑雾分离段,采用机械式除油技术,利用风机对烟气进行分离净化。通过改变叶片的角度和形式,使颗粒分子在叶轮片上撞击聚集,在离心力作用下甩入箱体内壁,经漏油管流入回收池内,从而实现油烟分离。

  带水烟气流经过气液扑雾分离器时,气体中的水分子和颗粒物因惯性作用产生紊流碰撞。水分子和颗粒物会碰撞到扑雾分离罐的扑雾网和罐壁而被截留下来,通过管路流入回收池内。

  2.2.3机械过滤段烟气经过前段处理后,去除了大部分颗粒物,部分逃逸的微米级烟气进入机械过滤段(粗过滤和精过滤)。该段在过滤净化烟气的同时还具有吸声降噪作用,使设备整体噪声得到有效控制。

  2.2.4高压静电吸附段利用高压电源产生的电晕放电,在静电作用下使前段残留的亚微米级细小颗粒物聚集,形成粗颗粒,沉淀后通过管路流入回收池内。

  电晕放电产生的大量电子和正负离子以及在这一过程中高频放电产生的瞬间高能量,能打开烟气中部分大分子的化学键,使其分解成单质原子或无害分子。

  2.2.5低温等离子净化段经前段处理后的烟气中的颗粒物已基本被吸附,余下的分子级烟气进入低温等离子体净化段。

  等离子体是一种聚集态物质,当外加电压达到气2012.1中国建筑防水体的放电电压时,气体被击穿产生包括电子、各种离子、原子和自由基在内的混合体。其所拥有的高能电子同烟气中的分子碰撞时,发生一系列基元反应,并在反应过程中产生多种活性自由基和生态氧,即臭氧分解而产生的原子氧。

  这些强氧化性的活性氧迅速与烟气中的有机分子碰撞并将其破坏,或者高能活性氧激活空气中的氧分子而产生二次活性氧,二次活性氧与烟气中的有机分子产生一系列链式反应,并利用自身反应产生的能量维系氧化反应,进一步氧化有机物质,终生成无机氧化物和氏0.在这一过程中产生的荷电离子在另一外加电场的作用下被捕集,使气体中的碳化物、硫化物、氢化物及苯类、烃类等致癌物的分子发生改变,生成性能稳定的C2、H2O及碳化物。另外,借助等离子体中的离子与物体的凝并作用,还可以对小至亚微米级的烟雾颗粒物进行有效地收集。

  2.2.6紫外线光解段在前段处理中,烟气中逃逸的分子级异味气体在特制的高能高臭氧UVC紫外线(184.9nm)光束照射下,产生氧化力极强的自由基。这些自由基可分解改变异味气体的分子链结构,使有机或无机高分子恶臭化合物分子链在高能紫外线光束照射下断裂降解,将其所含的氢和碳转化成低分子化合物排出。

  3低温等离子体浙青烟气净化生产试验效果与分析3.1烟气净化生产试验效果低温等离子体沥青烟气净化技术系统装置经一年多的生产试验,已取得明显效果。在直流高压为26~28kW的运行条件下,可使沥青烟气中的焦油物质的浓度由300~1000mg/m3(净化器进口)下降为0.1~0.3mg/m3(排放出口),净化效率达99.7以上。

  2011年5月11日PONY青岛谱尼测试中心对该装置进行了现场实地检测,检查结果表明排放物中苯并芘的含量符合GB16297―1996大气污染综合排放标准。

  3.2烟气净化生产试验效果分析3.2.1风量与流速根据现场监测,当风量为10时,完全满足日产3万m2改性沥青卷材主辅车间烟气排放的要求。

  主风管直径为600mm,管内气体流速为10~12m/s,净化器截面积为1.2m2,烟气通过净化器的流速为3m/s左右。实验证明:烟气流速在3m/s的条件下,净化效果均接近100.当烟气流速增大时,净化效率呈下降的趋势。可见随着气速的增大,等离子体与烟气的碰撞几率随之下降。

  3.2.2扑雾与均流洗涤后的烟气含有大量的水雾,水雾的存在直接影响等离子体的净化效果。采用00.2mm2x3不锈钢金属丝网,将丝网叠成盘形网块,放置于扑雾罐中。

  丝网扑雾的分离效率受流速的影响,流速过低,烟气中夹带的细雾粒处于飘荡状态,未与丝网的细丝碰撞就随着气流而通过丝网;流速过高,丝网的细丝上聚集的液滴会形成液泛,以致一度被捕集的液滴又飞溅起来,再次被气体携带走,使分离效率急剧降低。

  等离子体净化器的净化效率与电场断面气流流速的均匀程度有很大关系。电场断面气流分布不均匀时,局部区域将出现流速较高的串流区,其他区域将出现流速低的滞流区和涡流区。流速低处所增加的净化效率,不足以补偿流速高处所降低的效率。为促进气流分布均匀,净化器的进气箱前段应设置圆孔形气流分布板,其表面积为1.2m2,板厚2mm,多孔板上每个孔的孔径为8mm,孔隙率为60,左右共三层,间距为200mm. 3.2.3电场强度试验结果表明脉冲电压峰值的增加,电极间距的减小都有利于提高苯并芘去除率。当工作电压为30~40kV,工作电流< 120mA,电场高度为4.5m,电场强度为15kV/cm左右时,沥青烟气的降解率可高达98以上。

  采用可控硅微机控制高压静电硅整流设备,整组设备由高压整流变压器和自动控制柜组成。高压整流变压器由升压变压器、高压硅整流器、高频滤波电容、高压测量电阻等组成。

  控制元件由自动控制开关、交流接触器和一些中间继电器组成,用于高压供电装置的启动、停机和事故状态下跳闸、报警。

  调压元件由一对反并联大功率的可控硅承担,按照自动反馈控制单元发出的调压指令,使电场电压始终保持在佳值。可控硅调压中还有一个不可缺少的组件――电抗器,它在电路中起到改善电流波形、限制电流突变和抑制高次谐波等作用。

  升压变压器的短路阻抗为满载时的40,能改善供电波形,得到较低的峰值,可克服可控硅调压的固有缺点,改善设备的伏安特性。

  由高压硅堆组成的桥式整流器将高压交流电变成静电除尘器所需要的高压直流电。硅整流器的正向阻抗较低,能承受一定的反向浪涌功率,具有反向耐压高、整流效率高、耐冲击、轻便可靠的特点。

  自动反馈控制电路自动反馈控制电路由复杂的逻辑电路来实现,用于完成对主电路各种信号的跟踪监视和检测。自动反馈控制电路将所获取的反馈信号通过逻辑加工后发出调压、报警和跳闸指令,达到自动控制的目的。

  低压控制装置采用数字显示调节仪显示运行中的温度、压力等参数,达到控制和报警的目的,还可对风机、水泵、阀门的启动与关闭进行控制。

  4结论低温等离子体沥青烟气净化技术具有稳定可靠、耗电少、运行费用低、处理彻底、无二次污染等优点。

  但目前还有许多问题有待解决,如大功率、窄脉冲、长寿命的高压脉冲电源尚在研究之中,电源和反应器的有效匹配有待有效解决,还有副产物收集中的粘结问题等。然而,随着这些问题的逐步解决,等离子体技术在沥青烟气净化方面将会得到广泛应用。

  (上接第10页)景观大窗节点4结论施工图设计中,外墙窗部分,应包括详尽的、全面的,适用于总包、分包、专业公司的安装节点。

  鉴于当前普遍存在的混乱的质量管理局面,外窗方案之估价、初步设计之概算能否满足上述要求,就看其节点设计是否有足够的深度。

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