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envi-ronmental pollution and prevention of carbonplant
简介
以生产石墨电极、炭块、电极糊等及铝电解用炭素制品的炭素厂在生产过程中主要排出的污染物有炭素材料粉尘、沥青烟尘、少量的二氧化硫、一氧化碳气体、含焦油废水、废渣和噪声等。
主要污染源 炭素制品工厂的污染物来源于以下生产工序及设备：(1)炭素材料粉尘污染源——原料堆放场地及原料仓库、预碎机械、煅烧前焦炭输送、中碎磨粉及筛分机械及运输系统、配料系统、混捏系统。焙烧填充料运输、破碎筛分系统、焙烧装出炉及清理场。石墨化填充料运输及破碎筛分系统、石墨化装出炉及清理场(使用石英砂为保温料时，粉尘中还带有石英砂粉尘)。产品机械加工系统。使用燃煤锅炉及以燃煤为热源的煅烧炉、焙烧炉时，原煤堆放及运输、破碎系统及排放的烟尘等。产品机械加工时产生的粉尘。(2)沥青烟尘污染源——沥青堆放场地、沥青熔化及输送、沥青计量及混捏锅、成型前炭糊凉料、焙烧炉、浸渍系统设备等。(3)二氧化硫、一氧化碳污染源——主要来自煅烧炉、焙烧炉和石墨化炉以及燃煤锅炉等。(4)含焦油废水污染源——成型生电极冷却水、浸渍冷却水、冷煤气站的煤气洗涤水等。(5)废渣污染源——煅烧回转窑的沉灰室、焙烧炉的废填充料(已烧成灰渣的部分)、石墨化炉产生的废保温料、报废的炉底料等、燃煤锅炉的炉灰渣、工业炉修理时的废弃耐火砖及灰浆结块等。(6)噪声——磨粉机、破碎机及筛分机械、振动成型设备、空压机、鼓风机和排烟机及其他机械运转时产生的噪声。
生产高纯石墨时，需要向石墨化炉通入氟里昂气体和氯气，过剩的氟里昂气体和氯气排放到生产现场及大气中，也对人体及周围环境构成严重危害。
炭素厂污染物排放标准
粉尘及烟气排放标准：
粉尘 不大于 150mg/m3
沥青烟尘 不大于 50mg/m3
二氧化硫 45m高烟囱 不大于 91kg/h
60m高烟囱 不大于 140kg/h
80m高烟囱 不大于 230kg/h
一氧化碳 30m高烟囱 不大于 160kg/h
60m高烟囱 不大于 620kg/h
一般烟尘净化后排放标准 不大于 150mg/m3
通风除尘设备粉尘排放标准 不大于 150mg/m3
工业锅炉烟尘最大允许浓度 不大于 400mg/m3
生产现场空气中有害物含量允许浓度：
生产现场空气中炭素粉尘最高允许浓度 不大于 10mg/m3
生产现场粉末状沥青最高允许浓度 不大于 1mg/m3
生产现场含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘最高允许浓度 不大于 2mg/m3
生产现场一氧化碳最高允许浓度 不大于 30mg/m3
生产现场沥青烟尘最高允许浓度 不大于 5mg/m3
生产现场二氧化硫最高允许浓度 不大于 15mg/m3
生产现场氯气最高允许浓度 不大于 1 mg/m3 (生产高纯石墨时)
生产现场氟气最高允许浓度 不大于 1 mg/m3 (生产高纯石墨时)
生产现场环境噪声标准：
生产现场噪声最高标准不得超过 115 dB
接触噪声时间按下表执行。
| 每个工作日接触噪声时间/h | 允许噪声强度/dB |
|
每个工作日接触噪声时间不大于8 不大于4 不大于2 不大于1 |
90 93 96 99 |
| 生产现场经常性噪声 | 85 |
废水排放标准：
pH值 6～9
悬浮物 不大于 300 mg/L
挥发性酚 不大于 200 mg/L
挥发物 不大于 0.5 mg/L
硫化物 不大于 1.0 mg/L
油类 不大于 10 mg/L
环境治理主要措施
粉尘的治理 生产过程中产生粉尘的治理是炭素厂环境治理的重点，粉尘治理技术比较成熟，除尘设备都已实现标准化和系列化，炭素厂在各粉尘产生点安装单管旋风分离器、多管旋风分离器或布袋除尘器可以收到很好的效果。布袋除尘器是一种靠布袋过滤含尘空气，并在一定的振打动作下将附着在布袋内侧的粉尘打落到下部收尘器中，定期排出。布袋收尘器形式有好几种，如扁布袋收尘器、上部振打式布袋收尘器、中部振打式布袋收尘器和脉冲袋式收尘器。它们各有特点，可根据粉尘浓度和配套机械设备及工艺收尘要求选择适当的型号，图1为炭素厂常用的中部振打式袋式收尘器示意图，图2为脉冲式袋式收尘器的示意图。
焙烧炉沥青烟气的治理 焙烧炉产生的烟气含有沥青分解产生的焦油及气体产物，其中微量的3-4苯并芘是致癌物，因此必须加以妥善处理。中国炭素厂多数采用高压静电捕集法，焙烧炉排出的烟气经烟道到达静电捕集器的下部，并向上运动。上部为高压电极场，在电晕极(负极)和沉淀极之间施加高压直流电，使电晕极放电，烟气被电离，生成正负离子，正负离子在向电晕极和沉淀极移动的过程中与上升烟气中的焦油(雾滴状)相遇，并使之带电而被沉淀极吸引而收集，掉到捕集器的底部，焦油定期排出，此法可将排放烟气中的焦油浓度从600～1000mg/m3降低到24～50 mg/m3，废气再通过较高的烟囱排放。图3为焦油静电捕集器的示意图。另一种处理方法是焚烧法，即焙烧炉产生的烟气通过一台燃烧炉，喷入煤气使燃烧炉的温度达到800℃以上，烟气在燃烧中充分分解，再通过较低的烟囱排入大气，此时烟气中的焦油含量一般低于10 mg/m3。这种处理方法很简单，效果也很好，但是增加了能源消耗量，因而中国炭素厂较少采用。
图1 中部振打式袋式收尘器示意图
1—过滤室;2—滤袋;3—进风口;4—隔风板;5—排气管;6—排气管闸板;7—回风管闸板;8—挂袋铁架;9—滤袋下口花板;10—振打装置;11—摇杆;12—打棒;13—框架;14—回风管;15—螺旋输送机;16—分格轮;17—热电器
混捏及浸渍沥青烟气的治理 混捏产生的沥青烟气夹带着一定数量的炭素材料粉尘，因而较难处理，有的炭素厂采用两段方法处理，即设法先吸收沥青烟气，再用布袋除尘器收集粉尘。浸渍沥青贮罐及浸渍罐开启罐门时冒出的沥青烟气可在收集后用洗油吸收或白土吸附，也可用焚烧法处理，在焚烧后再通过烟囱排放。
图2 脉冲袋式收尘器示意图
1—进风口;2—过滤室;3—滤袋;4—骨架;5—文氏管;6—排气室;7—排风管;8—喷射管;9—气包;10—脉冲阀;11—控制阀;12—控制仪;13—集尘斗;14—螺旋输送机
图3 焦油静电捕集器示意图
废水处理和循环利用 炭素厂产生的废水虽然数量不多，也不能任意超标排放，可将含少量焦油的废水通过管道集中到污水池，污水处理池中安装有带式除油装置，以后进入另一个沉降槽，获得的清水再送到各工区循环使用，收集的焦油达到一定数量后，用容器贮存可作燃料使用，处理后的循环水焦油含量可降低到4.2mg/L以下。石墨化炉头冷却水及变压器冷却水基本不含有害杂质，可以在冷却、过滤后重复使用。
废渣处理 炭素厂的废渣一般无毒，对环境无危害。废渣如无再利用价值的，可按当地环卫部门规定运到指定地点堆放或掩埋，有利用价值的如锅炉灰渣可售给建筑商作为屋面保温材料，废耐火砖及耐火灰浆结块可磨粉后作为砌筑工业炉时的黏结料使用。
噪声控制 对各类噪声源在设计、安装时应同时设计、安装相应降低噪声的装置，如对各类鼓风机、排烟机应装有消声器;对破碎机、振动筛等设备采取密闭隔音或减振措施。球磨机衬板采用橡胶垫，筒外包覆吸音材料。采用振动成型设备时，振动台噪声很大，因此振动台下部必须安装减振弹簧，台面地槽周围敷设吸音材料等。对噪声较大的工作区域应建隔音室，使噪声控制在较小的范围内，操作工值班室的噪声不大于70dB。在噪声较大的区域工作时职工可配备隔音耳塞或其他噪声防护用品。
厂区绿化 在厂区空地种植绿色植物(种树或种花草)，一方面可以美化环境，使职工有一个赏心悦目的工作场所。另一方面绿色植物有吸收有害气体、阻挡粉尘扩散、净化空气、吸收二氧化硫、降低噪声等功能，一般情况下厂区绿化面积应占厂区总面积的10%～20%。