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1、 3 8 2 0 0 0 年 9 月 油气田环境保护 污染治理 沥青废气燃烧处理技术 Asphalt Waste Gas Treatment by Burning Method 刘江雁四川石油管理局川东开发公司 Liu jiangyan ( East Sichuan Development Company, Sichuan Petroleum Administration ) 摘 要 在不同温度不同沥青废气与天然气混合比及不同催化剂的条件下用燃烧法对沥青熔化中产生的废 气进行处理 研究其最佳处理效果 降低沥青废气排放浓度和废气中有害物质的浓度 解决了沥青废气严重污染环境 的问题 主题词 沥青
2、废气 燃烧法 处理技术 ABSTRACT Under the condition of different temperature, catalyst, mixture ratio between asphalt waste gas and natural gas, burning method has been adopted for the treatment of waste gas from melting asphalt to study optimal treatment result and reduce concentration of asphalt waste gas an
3、d that of hazardous material of waste gas to solve the problem of environment pollution caused by asphalt waste gas. SUBJECT HEADINGS asphalt waste gas, burning method, treatment method 1 沥青废气对环境的污染 沥青在熔化过程中产生大量的沥青废气沥青废气 中主要含有低碳链的烃类物质还有少量的氮硫杂环 化合物和多环芳烃P A H以及吡啶类和苯并芘这些物质造成环境污染严重影响人动物植物的生长发 育如果人长期处于沥青
4、油烟污染的环境中可引起呼 吸道和皮肤等疾病同时诱发癌症动物实验表明沥青废气对小白鼠有全身反应如果同时受日光作用小 白鼠的死亡率增加 5 0 %沥青废气还会堵塞植物叶片的呼 吸孔使其变色萎缩和脱落如受沥青废气污染的大豆叶片发红枝叶脱落果实变小或不结果 1 2 实验设计 2 . 1 工艺流程设计 在实验室模拟现场沥青熬制工艺流程增设沥青废 气回收处理系统用引风机将熔化罐中的沥青废气抽出 并与天然气混合进入燃烧炉中燃烧 2 . 2 实验方法 采集沥青废气样品和燃烧后排放废气的样品采用目前最先进的色质联谱分析仪运用沥青废气监测标准 方法对样品进行监测分析 由实验测定沥青废气中各组分含量可知沥青废气中除
5、了含有水蒸气外还含有大量的烷烃和苯类物质 这些有机物均可燃烧选择适当条件通过燃烧降低 沥青废气排放浓度和废气中有害物质浓度 要完全燃烧这些物质还必须提供辅助燃料我们 选定天然气作沥青废气燃烧的辅助燃料 2 2 . 2 . 1 天然气与沥青废气的混合比例 对处理效果的影响 沥青废气的热值比天然气低 其混合比例不同对燃烧 效果的影响很大实验中将炉内温度控制在 5 5 0 以上 改变沥青废气流量与天然气流量比例 目测燃烧效果 检测燃烧后废气中组分的含量实验结果见表1 和表2 表 1 天然气与沥青废气流量比不同时火焰燃烧效果 天然气与沥青烟流量比 1 . 3 : 1 1 . 8 : 1 2 . 3 :
6、 1 3 . 6 : 1 火焰燃烧状态 红火 红火 蓝火 蓝火 实验可得天然气与沥青废气流量比为 1 . 3 : 11 . 8 : 1 时 燃烧炉中火焰为红色 燃烧不完全 燃烧后废刘江雁1 9 8 8 年毕业于西南石油学院油气储运专业现从事石油及天然气地面工程建设工作工程师通讯地址重庆市江北区大石坝川东开发油气田建设工程公司 , 邮编4 0 0 0 2 1 污染治理 油气田环境保护 第 1 0 卷 第 3 期 3 9 气中 3 还含有 C3C4 及苯类有机组分当天然气与沥青废气流量比达到 2 . 3 : 1 以上燃烧炉中火焰为蓝色燃 烧后废气中未检测出有机成分其燃烧效果显著 2 . 2 . 2
7、 燃烧温度对处理效果的影响 在实验中分别将燃烧炉内温度控制在 2 5 0 2 6 0 3 0 0 3 2 04 4 0 4 6 05 0 0 5 2 07 1 0 7 3 0 采集燃烧炉排出废气 用色质联谱分析仪进行组分测定测定结果表明 当燃烧炉内的温度达到 5 1 0 时 燃烧后 废气中的有机物含量已不能检出而且随着燃烧反应的 进行 燃烧炉中温度会不断升高 其燃烧效果更为明显 2 . 2 . 3 催化剂对处理效果的影响 催化燃烧反应机理是以催化剂和氧气间的电子 交换为先决条件在燃烧反应中有两重电子交换过程 一是电子从可燃气体进入催化剂 二是电子从催 化剂进入氧气分子 3 在研究中选用六种催化
8、剂对天 然气的燃烧反应进行实验 其反应活化能和反应速率见表 3 实验得知选用 P t - N i 合金网做催化剂燃烧活化 能最高反应速率常数最大催化燃烧效果最好同时 我们采用 P t - N i 合金网做催化剂考察天然气与沥青废气混合燃料的燃烧效果实验结果为用催化剂可将沥青 废气燃烧处理温度降低 1 2 0 3 实际运用情况分析 3 . 1 沥青废气燃烧处理实施过程 为了降低生产作业现场沥青废气对环境的污染我们将实验结果投入现场使用 在沥青熬制系统上安装一套沥青废气燃烧处理系统 在沥青进入浇涂车间前 设置了两套处理 系统 一是沥青废气回收处理系统 在沥青保温罐上安装一台抽风机 将沥青废气 通过
9、管道送到加热炉中燃烧处理 二是循 环泵系统 在沥青保温罐旁安装一台沥青循环泵 让沥青不断循环充分释放其中的 废气降低沥青浇涂作业时的废气量 3 . 2 运行结果监测 该项技术于1 9 9 9年 1 0 月在川东开发公司管道防腐预制厂投入使用同年底由重庆市环境监测中心对作 业场所处理前后沥青废气排放量废气中有害物质含 量进行连续3 天监测监测依据 G B 1 6 1 5 7 - 1 9 9 6 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法执行标 准 G B 1 6 2 9 7 - 1 9 9 6 大气污染物综合排放标准 4 结 论 由监测结果可知用燃烧法处理沥青废气其处理 后排放废气中沥青烟
10、有害物质浓度远远低于国家标准 效果非常显著 在实际生产中沥青废气处理最佳条件是天然气 与沥青烟流量比 2 . 3 : 1 燃烧炉温度控制在 5 1 0 左右 利用 P t - N i 合金网做催化剂时温度控制在3 9 0 左右 通过对沥青烟集中回收处理大大地减少了沥青在 浇涂时的废气浓度明显改善了作业环境污染提高了 文明生产程度 该技术处理工艺简单可靠 处理成本低具有较高 的经济效益社会效益便于推广应用 参 考 文 献 1 马广大. 大气污染控制工程. 高等教育出版社1 9 9 6 2 台丙华. 工业废气净化. 冶金工业出版社1 9 8 9 3 曾汉才. 燃烧技术. 华中理工大学出版社1 9
11、9 0 收稿日期 2 0 0 0 - 0 4 - 1 2 ( 编辑 彭贤安表 2 天然气与沥青废气不同流量比时产生的燃烧废气组分 m g / m3天然气与沥青 废气流量比 H2O N2 C O2 C3 C4 苯 O2 1 . 3 : 1 0 . 0 4 1 7 0 . 5 3 5 5 0 . 2 5 1 0 0 . 0 0 7 2 0 . 0 2 5 8 0 . 0 6 4 5 0 . 0 7 4 1 1 . 8 : 1 0 . 0 4 7 5 0 . 5 1 2 5 0 . 3 0 7 5 0 0 . 0 0 5 2 0 . 0 3 4 5 0 . 0 6 5 5 2 . 3 : 1 0 .
12、 6 5 7 5 0 . 2 4 0 1 0 . 0 3 9 5 0 0 0 0 . 0 6 6 4 3 . 6 : 1 0 . 5 2 8 6 0 . 3 3 7 1 0 . 0 8 9 9 0 0 0 0 . 0 4 4 4 表 3 天然气催化反应活化能和反应速率 催 化 剂 0 . 5 % P d - A l 0 . 5 % P t - A l P t - N i 合金网C o3O4 C o3O4- A lM n2O3- A l 活化能( k J / m o l )9 1 . 1 9 8 . 2 1 0 4 . 9 6 9 . 0 8 7 . 4 1 0 2 . 0 反应速率 5 7 3 K 7 6 2 . 8 8 7 7 . 2 1 . 1 0 . 3 ( m l / m l . s )7 2 3 K 3 9 6 0 1 9 9 4 0 3 2 1 4 4 4 9 2 1
