防水卷材沥青废气处理技术

防水卷材沥青废气处理技术

 

随着我国环境保护的加强，各地出台了更加严格的环境保护法律、法规和标准。传统的广泛且高污染的防水材料生产方法正面临越来越大的环境压力。沥青防水卷材在生产过程中，沥青在加热、搅拌、涂覆过程中会产生大量的工业粉尘和有害气体。沥青烟气的收集和处理成为长期困扰企业的两大难题。最常见的现象是企业花费了大量的资金和人力，增加了环保处理设备，但处理效果始终达不到环保要求的排放标准。

 

1.污染源分析

 

改性沥青防水卷材生产过程中产生的沥青烟气主要由液态焦油和气态焦油组成(熔点约50℃，冰点约0℃)，主要成分为芳烃和杂环化合物，如苯并芘、苯并蒽、咔唑等，不仅气味难闻，而且对人体健康有害，尤其是以苯并芘为代表的多环芳烃具有致癌风险。此外，在加粉过程中还会产生一些粉尘和附着其上的各种小分子挥发物。沥青烟气处理的环保改进必须从原料、生产工艺、生产设备、收集方法和处理设备等各个方面考虑。

 

2.原材料生产

 

改性沥青防水卷材的主要原料包括沥青、溶剂油、改性剂、填料等。目前国内防水卷材生产企业多采用废机油作为溶剂油，大量使用废胶粉代替部分SBS改性剂，并用滑石粉作为填料。这些原材料是主要的污染源。因此，选择各种原材料是减少沥青防水材料烟气污染的关键。具体做法如下:

 

1)以低烟低温沥青为主，严格控制其热损失指标(200℃时蒸发损失为40.3%)，从源头上降低排放浓度，降低后续处理负荷。

 

2)溶剂油应优先选用高沸点、低挥发分的基础油，严格要求加热损耗、倾点、低温冰点等性能指标；切勿使用废机油(使用废机油作为溶剂油不仅会造成严重的环境污染，还会导致改性沥青防水卷材的质量下降)。

 

3)尽量使用粉状热塑性丁苯橡胶SBS作为改性剂，少用或不用废胶粉(其中含有苯、硫化物等有害物质)；如需添加部分胶粉，应使用细度在6O目以上的脱硫胶粉。

 

4)滑石粉是主要填料，但其添加量应适当控制。

 

3.工艺条件

 

沥青混合料的温度应控制在200qC以内。生产过程主要通过低温搅拌和反复研磨分散来控制(高温降粘和强制搅拌分散会导致大量沥青、油、橡胶等低分子物质逸出)。根据笔者多年的生产经验，使用粒径较小的改性剂(如60目以上的粉状SBS和脱硫胶粉)，温度控制在180℃左右，用胶体磨将粉料分散研磨两遍，沥青改性效果最佳。

 

4.环保集气系统

 

在沥青防水卷材的生产过程中，沥青烟的主要产生点是油浸池、涂油池、搅拌罐等。生产车间的油浸池和涂油池设置负压烟罩和下沉式排烟口，集中收集烟气。每个烟罩顶部装有变频调速风机，风机的转速可以根据产生的烟气进行调节。同时，被烟罩收集后仍有少量散烟。通过设置全密封的铝合金室，无组织烟气搅拌罐具有更好的密封性能，只需在观察口增加一个密封的集烟罩。烟气罩上部还设有变频调速风机，风机的风速根据烟气大小进行调节。烟气管道上安装有止回阀，防止正压推动的烟气通过其他搅拌罐的烟道回流。需要注意的是，在改性沥青防水卷材的生产中，搅拌罐中的粉料直接通过进料口加入，会产生大量的粉尘，这些粉尘会随着环保管道中的气流被送到烟气处理装置中，增加了处理负荷，降低了后续废气净化系统的处理能力。新废气处理系统的粉料采用螺杆强制进料方式添加，基本消除了粉尘的产生，大大降低了环保处理装置的负荷。

 

通过以上分析可以发现，旧的环保集气设备仅依靠大功率风机的负压抽吸，烟气和新鲜空气的进气量无法控制，因此没有重点收集。而且由于风量大、流速快，存在烟气处理不彻底等诸多缺陷。新型环保集气系统在各集气点采用独立变频调速风机，有针对性地收集各烟气产生点的烟气。同时利用正压推动烟气，降低风量和风速，便于后端废气净化系统对污染物进行充分、彻底、彻底的处理。

 

1)烟气喷淋冷凝塔。沥青烟气中含有的粉尘和油被水雾喷洒，增加烟气的粒径，将烟气中的一些污染物转移到喷洒液中。烟气管道还配有喷淋装置，主要用于冷却烟气，洗掉一些油渍和颗粒，防止管道堵塞，起到防火作用。

 

2)水蒸气分离塔。利用多孔介质对沥青废气进行预处理，如拦截过滤颗粒物和油，使沥青烟气中的焦油细雾滴相互碰撞、吸附、沉淀，为高压静电废气净化器提供高效的运行环境。

 

3)湿式恒流高压静电废气净化器。高压静电废气净化器主要是利用静电产生高能电子自由基活性粒子，对沥青废气中的烟尘和残油进行活化、电离、裂解，使其分子链断裂，分解成小分子，从而达到净化的目的。

 

4)袋式过滤器。布袋除尘器内置629个纤维制成的布袋，这些布袋用于收集沥青废气中的固体颗粒。布袋长度为6in，单次过滤面积可达450m以上..其作用原理是当尘粒通过滤布纤维时，在惯性作用下与纤维发生碰撞，将灰尘阻隔，净化气体，从而为后续的光氧催化装置提供高效的运行环境，保证最终废气中的颗粒指标符合标准要求。袋式除尘塔设有自动反冲洗系统，自动反冲洗时采用瞬时高压气流，不会造成管道内废气回流。

 

5)光氧催化净化设备。光解催化净化塔利用高能高臭氧UV-C光束与空气中的氧气反应生成臭氧，再由臭氧与恶臭化合物反应生成水、氧气等低分子化合物，也消除了烟道中的异味。整个分解氧化过程可在1 ~ 3秒内完成。光解催化净化设备可高效去除各种挥发性有机物(VOC)、无机物、硫化氢、氨、硫醇及各种恶臭气体，最高除味效率达95%以上。光氧催化净化塔采用120根150瓦高臭氧紫外直管，长度1米，使用寿命16000小时。灯管采用应时玻璃制成，可耐高温达1200℃。灯座由陶瓷制成，可耐高温达200℃。

 

6)臭氧中和池。用高浓度臭氧分解沥青废气中的恶臭气体后，气体中一些多余的臭氧需要完全消除后才能排放。因此，在环保废气处理设备的最后工序设置臭氧中和池，通过双层处理工艺对过量的臭氧进行中和:首先将新鲜空气引入中和池，通过气流稀释臭氧浓度，最终消除；其次，将导热油引入中和罐，加热至100℃左右，然后保持恒温。在这种温度条件下，臭氧会迅速还原成氧气。

 

5.废气净化系统

 

烟气收集系统收集的沥青废气需要通过合适的方法进行净化回收，行业常用的方法是水喷淋吸收+活性炭吸附。该工艺对颗粒物和沥青烟的处理效果基本达到国家标准排放限值40 mg/m，但远高于北京地标规定的10 mg/m。但苯并芘和非甲烷总烃的处理效果严重超标。新建沥青防水卷材生产线将沥青搅拌罐加粉方式改为强制投料后，进入废气净化系统的粉尘等颗粒总量大大减少。前期工艺、设备等系统污染物大幅减少，采用高压静电捕集与光氧催化相结合的6级分流处理工艺，实现了沥青烟气达标排放。

 

6.环境效益分析

 

旧水喷淋+活性炭吸附法与新电捕+光氧法处理沥青废气的效果比较。可以发现，新型环保处理设备对颗粒物、沥青烟、苯并芘、非甲烷总烃等污染物的处理效率均在95%以上，超过了旧的水洗处理方法。同时，新的环保废气处理系统不使用活性炭，不会造成二次污染。

 

新的废气净化系统采用电捕获和光氧化相结合的六级分离处理工艺。通过优先选择环保原料，从源头上减少了粉尘、烟气等污染物的产生。采用集气罩等收集方式和电捕+光氧法后续处理，大大降低了能耗，也提高了环保设备的处理效率。处理过程无机械动作，无需专人管理，只需定期检查，运行成本更低，资源消耗更少，不产生二次污染，节约处理资金。