碳黑尾气和废气的利用探讨

碳黑尾气和废气的利用探讨

霍晓源

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摘要：碳黑尾气和废气作为碳黑工业的主要副产物，具有产量大、温度高、污染物含量高等特性，并且碳黑尾气还有可燃性，因此，如何兼顾对尾气和废气的热能及化学能利用和环保处理，是每个碳黑项目必须要面对的问题。基于此，对碳黑尾气和废气的利用探讨进行研究，仅供参考。

关键词：碳黑尾气；碳黑废气；发电；脱硫脱硝

引言

节能减排工作企业效益和社会效益相互协同的综合体现，即能节省企业支出成本，又能为保护人民的生产生活环境和身心健康起到积极的作用，越来越受到国家和社会各界的关注与重视。目前国内环保工作正处于高压状态。国家加强了环境保护投资和治理，制定了严格的排放标准，对企业提出了更高的要求。节能减排不仅是经济需求，也是企业可持续发展的内在要求。

1碳黑生产流程

碳黑原料油经预热后进入碳黑反应炉，少部分燃烧，大部分裂解生成碳黑。当裂解反应完成时，喷入的水急冷以终止反应。终止反应后的富含碳黑颗粒的烟气经过降温措施后，进入碳黑收集系统，依次进入主旋风分离器、袋滤器。袋滤器是碳黑产品的收集设备，袋滤器滤袋收集的碳黑由空气输送系统输到粉碎、造粒、干燥系统。袋滤器排出的碳黑尾气由尾气加压风机加压后外送碳黑尾气锅炉进行燃烧发电。从收集系统送来的碳黑粉碎、造粒后进入回转干燥机干燥。同时，由外部送来的煤气在煤气燃烧炉内燃烧，生成的高温烟气进入回转干燥机，与回转干燥机里的碳黑粒直接接触，为碳黑干燥提供干燥烘干热量。回转干燥机后混合着碳黑颗粒的碳黑废气，由废气加压风机加压后送至废气袋滤器过滤除去碳黑颗粒，之后送至碳黑尾气锅炉。

2现有废气处理技术

2.1变压分离吸附分离与净化技术

该项技术凭借固体材料可对气体组分进行吸附的特性，通过特定的废气分离与净化装置，在装置中气体压力会发生相应转变，进而对废气处理提供有效动力。对于VOCs废气的处理，变压分离吸附分离与净化技术是通过物理法得以实现的，且应用材料以沸石分子筛为主。这一材料表现出良好的吸附量及吸附选择性。在相应压力条件下，沸石分子筛可对VOCs废气中的有机成分进行吸附，并且可将净化了的气体传输至下一环节。沸石分子筛在对有机分子进行吸附后，经由相应的工序转化，依旧可确保吸附剂再生能力，进而可重新投入到使用中。通过这一循环过程，便可实现对VOCs废气的有效净化。

2.2燃烧处理技术

针对浓度较低的挥发性有机废气，企业可以通过合理采用燃烧处理技术提高废气治理综合水平。该项技术的应用操作简单方便、去除效率高，能够帮助工作人员降低废气处理工作量。根据燃烧处理技术内容的不同，人们将挥发性有机废气处理中的燃烧技术划分为了以下3种：(1)直接燃烧法。该种燃烧方法无需添加任何物质，而是通过直接对挥发性有机废气展开充分燃烧作业。通常情况下，废气处理技术人员需要将燃烧实际温度规范控制在1000℃左右。直接燃烧法虽然操作起来较为简单方便，但是却容易造成燃烧过程二次污染物的产生，还是会对周遭生态环境造成不良影响。(2)热力燃烧法。该种燃烧法的运用需要投入一些助燃物质作为辅助，在燃烧过程其要求较低，只需要将温度控制在850℃左右，就能够最大程度提升对挥发性有机废气的处理效果。此外，热力燃烧法应用过程所产生的废气能够循环利用作为助燃物质，这样无疑能够帮助企业节省更多的废气处理成本开支。(3)催化燃烧法。该种燃烧法作为一种无火焰的燃烧方式，与前面两种燃烧方法相比较，该种燃烧法应用无疑更为安全可靠。然而，该种燃烧处理方法也有一定的不足之处，就是企业需要采购使用含有稀有金属成分的催化剂，该种催化剂在市场上价格偏高，需要投入一定的成本。

2.3活性炭吸附法

通常用于常用醇类、脂肪和芳香族碳氢化合物、含氯溶剂等的回收。将活性炭吸附法应用于处理VOCs废气，在活性炭吸附达到饱和后，对饱和的炭床予以脱附再生；经由水蒸汽加热炭层，VOCs被吹脱放出，同时与水蒸汽形成蒸汽混合物，一同排出炭吸附床，通过冷凝装置冷却蒸汽混合物，进而使蒸汽冷凝成液体。针对水溶性VOCs废气，可采用精馏对液体混合物予以提纯；针对水不溶性VOCs气体，可采用沉析装置直接回收VOCs废气。活性炭吸附法主要适用于VOCs废气中组分相对简单、回收利用价值相对高的情况，特别对含卤化物的净化回收更为有效。

2.4微波催化氧化技术

传统的催化氧化技术是将有机废气中的污染物和有机物质与氧相接触，通过不断提高温度形成氧化反应，或通过添加催化剂达到氧化目的。该方法通过增加热量扰乱有机废气，这不仅需要很长时间，而且还会产生很大的能耗，容易导致热量污染。但是，微波催化氧化技术正在不断地从热解吸转变为微波解吸，并以频率300 MHz ~ 3000 GHz的微波为核心，对有机废气进行催化氧化处理，从而减少产生的热量消耗，降低环境温度的影响。微波催化氧化技术的主要原理是:吸收微波后载体中催化剂的温度迅速上升到1400℃以上，高温作用下有机废气中污染物和有机物的反应速度也显着提高。同时，由于微波热惯性低，催化加热随着微波的变化而迅速变化，因此产生的能量自然可以得到有效的控制。

3策略

3.1碳黑尾气中的可燃性气态物质的回收再利用

传统的使用方法包括直接燃烧法和催化反应法。在第一种情况下，尾气直接燃烧，水和二氧化碳产生相应的可燃气体，一旦达到排放标准，这些气体就可以释放出来。后者是调整将用作甲醇生产原料的工业碳尾气中的CO2、H2和CO2比例，但这种方法仍处于研究阶段，仍无运行指标。结合国家技术经济条件，广泛采用第一种方法。直接燃烧方法有效避免了工业碳对大气环境的有害影响，有利于可燃气体物质的充分燃烧。

3.2加强技术应用思维

目前，我国全新工业废气处理技术虽然应用经济支出成本相对较低，但是，无论是企业管理部门还是专业技术工作者，严重缺乏科学的废气处理科学意识，对于新型设备的运行和操作实际优势和长处不够明确，造成废气处理技术内部升级趋势混乱，技术应用范围较窄。所以，为了有效转变技术应用现状，进一步推动传统废气处理环节的升级和优化，技术人员首先要具有废气处理新技术、新设备的应用专业能力，并建设完善的废气处理技术模式，以此作为基础，积极落实相应的岗位责任制度。在企业工业废气治理期间，要不断提高对工作人员的专业能力教育和培训，并强化其思想意识和综合素质水平，积极引导企业了解全新管理技术长处和优势，根据企业实际废气治理情况，对治理技术以及治理模式进行不断的优化和调整，进而成为推动企业产业结构提升的基础因素之一，此外，企业在治理工业废气过程中，政府要加强对其治理技术的指导，并投入相应的资金进行治理设备升级改造，不断提高工业企业的废气治理能力，从根本上提升企业废气治理基础质量水平。

结束语

随着环境保护法案的逐渐完善，我国政府对于环境污染处于零容忍的态度，主要是因为环境污染的出现，会让人们的生活环境出现问题，从而影响人们的身体健康。为了更好的解决相应的问题，当前非常需要做好废气治理工作。一方面需要降低废气的排放量，减少空气污染；另一方面，还需要尽可能的推广废气治理环保设备，通过废气治理环保设备能较好的实现设备废气的净化，解决当前环境治理中存在的问题。

参考文献

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