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炭黑


炭黑源污染

炭黑工业大气污染源首推是含有炭黑微粒及气 态污染物的生产过程的尾气。
滚滚浓烟从英格兰汉普舍郡法雷电厂的烟囱中排入蓝色天空

炭黑工业主要的大气污染物可分为两类: 炭黑 微粒颗粒物; CO、H2和CH4 等气态污染物。
炭黑微粒的排放标准 到目前为止, 我国仅对一般工业 粉尘制定 了排放标准, 而对炭黑微粒尚未制定出允 许的 排放标准。为此, 可参照《工业“三废” 排放试行标准》(GBJ4 一73) 的规定。将 炭黑微粒视为第二类工业粉尘, 炭黑微粒 的排放浓度不得高于1 5 0 μg /m3。
定义及来源
源污染、分析方法及标准 、石油、生物质燃料等不完全燃 烧后所形成的细小颗粒。炭黑进入大气 后,能吸收太阳光,直接加热大气,减 少到达地面的太阳辐射。
炭黑指的是生物废料在炉灶做饭燃烧后或 煤电厂燃烧黑煤后的产物,也包括驱动行 走于该市大街小巷的机动车的老式柴油机 不完全燃烧产生的废气。
目前炭黑尾气发电已经在逐步推广,并且取得了 良好的经济效益和环境效益。 按照炭黑尾气的物理和化学热计算,每万吨炭黑 尾气发电能力可达1400kW,每生产1t 炭黑约可 发1120kWh。据中国橡胶工业协会炭黑分会统计, 2009 年全行业拥有尾气发电能力27. 8万kW,按 满负荷发电计算, 2009 年发电量为22. 2亿kWh。
环境效益
如前所述, 炭黑工业大气污染物包括炭黑微 粒、CO、H2 和CH4等。 采用高效袋滤器净化炭黑烟气后, 炭黑尾气 中炭黑的浓度为5mg / m 3 , 远远低于炭黑微 粒的排放标准150 mg / m3 。 采用低热值尾气余热锅炉, 可将可燃气态污 染物CO、H2 和CH4全部烧掉, 使之转化为无 害物质 CO2 和H2O。尾气中的CO、H2 和 CH4; 得到彻底净化。为此, 炭黑厂成为清洁 生产的化工厂。
炭黑生产经历了 灯烟炭黑、槽法 炭黑、气炉法炭 黑、乙炔炭黑和 色素炭黑、油炉 法炭黑、新工艺 炭黑及目前正在 积极研究的节能 环保炭黑时期。
一,生产过程中的除尘处理 二,余热与尾气的利用
一,生产过程中的除尘处理
遵循的除尘基本原理: 一是借助炭黑粒子的凝聚效应, 提高炭 黑的捕集效率; 二是应用基于惯性碰撞、扩散、重力沉 降、筛分及静电效应的过滤机理, 净化 炭黑工业气体。 由此有两种净化系统,分别是: 1,旋风分离器与袋滤器并用收集系统 2,凝聚器和袋滤器并用收集系统

组成

炭黑的元素组成以碳为主, 同时还含有少 量的但有重要意义的成分—— 氢、氧、 硫和灰分, 它们显著影响炭黑的性质。在 热裂炭黑中, 这些成分的含量一般少于1% ( 质量分数, 下同) , 在橡胶用炉黑中占2% ~ 3%, 在槽黑和色素炭黑中达5% ~ 15%。
炭黑是工业碳产品, 既不是典型的结晶体, 也 不是典型的无定形体, 其微观结构介于石墨 晶体 结构与无定形体结构之间, 较为复杂
炭黑工业CO和SO2的排放标准, 可参照《工 业“ 三废”排放试行标准)( GBJ4 一7 3) 执 行。
全球炭黑约70% 用于轮胎制造, 20% 用于 橡胶制品, 其余则用于塑料添加剂、染料、 印刷油墨等中。而在橡胶制品中的消耗量 约一半用于制造汽车零部件如胶带和减震 橡胶制品等, 因此约80% 的炭黑消耗量用 于汽车工业。
旋风分离器与袋滤器并用收集系统
凝聚器和袋滤器并用收集系统
老式工艺系统中采用几级旋风分离器收集或 者普通的脉冲袋滤器收集炭黑,收集率不高 且容易使极为微小的炭黑颗粒通过,需再进 行回收,增加能量的输入。 新工艺采用的是高效袋滤器收集炭黑,其滤 袋材料为经有机硅处理的玻璃纤维,收集效 率高达99. 9%,比传统的收集器收集率提高 了6% ~ 8%,而且过滤阻力小,通过气体粉 尘含量在18mg /m3 之内。在造粒方面,目 前除特殊行业需要干法造粒外,大部分企业 都采用湿法造粒,主要是因为湿法造粒产品 质量好、工艺技术先进、设备国 产化高且过程粉尘少。
二,余热与尾气的利用
炭黑生产的尾气及其含量(%)
由表中得知,尾气中含有20% 左右的可燃性气体, 这部分气体是尾气利用的关键。目前实际生产中 尾气的利用主要有4 个去向: 1, 在湿法造粒后烘干炭黑颗粒; 2,配备尾气锅炉发电; 3,设置急冷锅炉和余热锅炉; 4,直接出售炭黑尾气,供给居民作城市煤气

另外减少炭黑污染途径

一、焚烧热带雨林是增加炭黑排放量主要 途径。所以我们需要保护森林。 二、升级机动车内的柴油过滤装置,燃 烧生物废料的炉灶可改造成以太阳能或天 然气为燃料。升级改造需要资金,但这要 比脱碳费用低。


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