產(chǎn)品研發(fā)Product Development
◆ 概述
石墨及硅炭負(fù)極材料在包覆造粒、高溫碳化等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的有機(jī)廢氣，廢氣成分會(huì)根據(jù)不同物料種類、高溫窯爐的形式及窯爐碳化溫度等參數(shù)不同而有所差異。但廢氣主要特點(diǎn)均表現(xiàn)為：成分復(fù)雜，溫度高、粉塵及焦油含量大，廢氣中含有的氫氣或甲烷等易爆氣體已達(dá)到爆炸極限，達(dá)到一定氧含量，在密閉空間內(nèi)接觸到火源或靜電火花即可能發(fā)生爆炸。如何在較低能耗下實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，已經(jīng)成為該行業(yè)必須解決的問(wèn)題。
以下為兩種常見窯爐碳化過(guò)程中尾氣排放成分分析表：
◆ 負(fù)極材料行業(yè)常見問(wèn)題及解決辦法
問(wèn)題1：閃爆
★ 出現(xiàn)位置：窯爐
產(chǎn)生原因：排風(fēng)負(fù)壓過(guò)強(qiáng)、導(dǎo)致爐內(nèi)氧含量超標(biāo)
解決方法：設(shè)置廢氣處理穩(wěn)壓、恒壓系統(tǒng)
★ 出現(xiàn)位置：廢氣焚燒爐前混風(fēng)設(shè)施
產(chǎn)生原因：突然斷電、導(dǎo)致混風(fēng)設(shè)施內(nèi)可燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限，且高溫、靜電或火花等(含回火)提供點(diǎn)火能
解決方法：設(shè)置UPS 不間斷電源、設(shè)置旁通及斷電應(yīng)急排放閥，完善防靜電措施
★ 出現(xiàn)位置：廢氣焚燒爐
產(chǎn)生原因：濃度達(dá)到爆炸極限，意外熄火后重啟燃燒器
解決方法：采用 RTO時(shí)嚴(yán)控廢氣入氣濃度(連鎖旁通)，采用TO爐時(shí)做好長(zhǎng)明火及主燃燒器啟動(dòng)溫度控制，同時(shí)按規(guī)范做好爐體防爆措施
問(wèn)題2：堵料
★ 出現(xiàn)位置：爐前除塵設(shè)施
產(chǎn)生原因：除塵措施設(shè)置錯(cuò)誤
解決方法：設(shè)置不停機(jī)安全除塵清理裝
★ 出現(xiàn)位置：窯爐排氣口附近排煙管道
產(chǎn)生原因：碳化尾氣中粉塵沉降、負(fù)壓過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致抽粉
解決方法：設(shè)置排煙斜管不停機(jī)安全清理及安全除塵設(shè)施
備 注：輥道窯相對(duì)回轉(zhuǎn)窯粉塵量稍低
★ 出現(xiàn)位置：爐前排風(fēng)機(jī)
產(chǎn)生原因：風(fēng)機(jī)位置設(shè)置錯(cuò)誤
解決方法：風(fēng)機(jī)設(shè)置于最末端
備 注：軸孔密封不良時(shí)會(huì)造成局部管道燃燒
問(wèn)題3：檢測(cè)系統(tǒng)故障率高
★ 出現(xiàn)位置：可燃?xì)鈾z測(cè)系統(tǒng)
產(chǎn)生原因：檢測(cè)方法錯(cuò)誤
解決方法：需配置可行、穩(wěn)定的檢測(cè)系統(tǒng)
問(wèn)題4：結(jié)晶嚴(yán)重
★ 出現(xiàn)位置：爐后噴淋塔
產(chǎn)生原因：酸吸收循環(huán)液與堿反應(yīng)場(chǎng)所錯(cuò)誤
解決方法：應(yīng)定時(shí)將酸吸收液循環(huán)至塔外反應(yīng)槽內(nèi)反應(yīng)并及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)液
問(wèn)題5：危廢量大
★ 出現(xiàn)位置：爐前除塵設(shè)施
產(chǎn)生原因：未設(shè)置廠內(nèi)危廢氣化焚燒爐
解決方法：設(shè)置企業(yè)內(nèi)部危廢氣化焚燒
問(wèn)題 6：燃料消耗過(guò)高
★ 出現(xiàn)位置：焚燒爐
產(chǎn)生原因：入爐濃度過(guò)低或無(wú)熱量回收措施
解決方法：控制適宜入氣濃度、增加熱量回收措施
問(wèn)題7：白煙霧量大
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：未設(shè)置靜電消白裝置
解決方法：設(shè)置靜電消白設(shè)施
問(wèn)題8：氮氧化物超標(biāo)
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：氧化爐內(nèi)溫度遠(yuǎn)超850C
解決方法：控制氧化爐內(nèi)溫度<850C
備 注：采用TO爐時(shí)易嚴(yán)重超標(biāo)，增大脫銷成本
問(wèn)題 9：二氧化硫超標(biāo)
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：酸吸收循環(huán)液偏酸性或停留時(shí)間較低
解決方法：維持酸吸收液較低PH
問(wèn)題10：冒黑煙
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：燃燒不充分，產(chǎn)生生成固型炭黑
解決方法：補(bǔ)充足夠新風(fēng)，氧化室溫度穩(wěn)定在680-800°℃區(qū)間，高溫區(qū)停留時(shí)間>1.5S
石墨及硅炭負(fù)極材料在包覆造粒、高溫碳化等過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生高濃度的有機(jī)廢氣，廢氣成分會(huì)根據(jù)不同物料種類、高溫窯爐的形式及窯爐碳化溫度等參數(shù)不同而有所差異。但廢氣主要特點(diǎn)均表現(xiàn)為：成分復(fù)雜，溫度高、粉塵及焦油含量大，廢氣中含有的氫氣或甲烷等易爆氣體已達(dá)到爆炸極限，達(dá)到一定氧含量，在密閉空間內(nèi)接觸到火源或靜電火花即可能發(fā)生爆炸。如何在較低能耗下實(shí)現(xiàn)安全、穩(wěn)定的達(dá)標(biāo)排放，已經(jīng)成為該行業(yè)必須解決的問(wèn)題。
以下為兩種常見窯爐碳化過(guò)程中尾氣排放成分分析表：
| 原始資料 | 單一氣體密度 | 占混合氣密度 | 混合氣體濃度 | 各組份熱值 | |||||
| 序號(hào) | 名稱 | 分子式 | 體積 % | kg/Nm3(分類) | kg/Nm3(混合) | mg/Nm3 | kj/Nm3 | kcal/Nm3 | |
| 1 | 甲烷 | CH4 | 4.633 | 0.714 | 0.033081 | 33080.520 | 1659.418 | 396.345 | |
| 2 | 乙烷 | C2H6 | 2.224 | 2.435 | 0.054153 | 54152.660 | 2484.888 | 593.505 | |
| 3 | 乙烯 | C2H4 | |||||||
| 4 | 丙烷 | C3H8 | |||||||
| 5 | 異丁烷 | C4H10 | |||||||
| 6 | 正丁烷 | C4H10 | |||||||
| 7 | 反-2-丁烯 | C4H8 | |||||||
| 8 | 1-丁烯 | C4H8 | |||||||
| 9 | 順-2-丁烯 | C4H8 | |||||||
| 10 | 新戊烷 | C5H12 | |||||||
| 11 | 正戊烷 | C5H12 | |||||||
| 12 | 丙烯 | C3H6 | |||||||
| 13 | 苯 | C6H6 | 0.068 | 3.482 | 0.002359 | 2358.770 | 95.844 | 22.892 | |
| 14 | 甲苯 | C7H8 | 0.082 | 4.107 | 0.003371 | 3371.420 | 138 221 | 33.014 | |
| 15 | 乙苯 | C8H10 | 0.034 | 4.732 | 0.001586 | 1586.340 | 65.492 | 15.643 | |
| 16 | 二甲苯 | C8H10 | |||||||
| 17 | 一氧化碳 | C0 | 0.144 | 1.250 | 0.001804 | 1803 750 | 18 229 | 4.354 | |
| 18 | 羥基硫 | COS | 0.401 | 2.679 | 0.010740 | 10740.000 | 08 133 | 23 430 | |
| 19 | 硫化氫 | H2S | 2.413 | 1.518 | 0.036630 | 36630.000 | 558 058 | 133 290 | |
| 20 | 甲硫醇 | CH4S | 0.042 | 2.140 | 0.000900 | 900.000 | 21.588 | 5.156 | |
| 21 | 氧化碳 | CO2 | 0.064 | 1.977 | 0.001257 | 1256 778 | |||
| 22 | 氧氣 | 02 | 18.627 | 1.429 | 0.266182 | 266182.066 | |||
| 23 | 氮?dú)?/span> | N2 | 71.268 | 1.251 | 0.891569 | 891568.632 | |||
| 24 | 殘油 | 2.0 | |||||||
| 100.000 | 總可燃物濃度 | mg/Nm3 | 144623 | 5139.872 | 1227.637 | ||||
某石墨負(fù)極材料前驅(qū)體回轉(zhuǎn)窯高溫段尾氣成分表(窯內(nèi)溫度650~680℃)
| 廢棄成分 | Max 質(zhì)量濃度g/m³ | Max體積% | Maxppm | 爆炸下限 LEL% | 低位發(fā)熱值KJ/Nm³ | 總廢氣含量Nm³/h |
| H2 | 5.05 | 5.66 | 56600 | 4 | 10800 | 45.28 |
| 02 | 1.43 | 0.1 | ||||
| N2 | 587.06 | 93.93 | 751.44 | |||
| CH4 | 14.64 | 2.05 | 20500 | 5 | 35810 | 16.4 |
| CO | 0 | 0 | 12.5 | 12640 | 0 | |
| C02 | 0.00 | 0 | ||||
| C2H4 | 0 | 0 | 2.7 | 59627 | 0 | |
| C2H6 | 0.94 | 0.07 | 700 | 3.38 | 61492 | 0.56 |
| C3H8 | 0.39 | 0.02 | 2.1 | 89024 | 0.16 | |
| C3H6 | 0.38 | 0.02 | 2.4 | 83700 | 0.16 | |
| i-C4H10 | 0 | 0 | ||||
| n-C4H10 | 0 | 0 | ||||
| Benzene( 苯) | 0.05 | 4.1 | 148720 | 0.4 | ||
| Toluene(甲苯) | 1.74 | 0.04 | 1.2 | 174553 | 0.32 | |
| Xylene(二甲苯) | 1.65 | 0.06 | 1.09 | 205223 | 0.48 | |
| Naphtaler(以環(huán)己烷計(jì)) | 2.84 | 0.43 | 1.3 | 174955 | 3.44 | |
| 混合氣體 | 16.16 | 435747 | 43.57 | |||
| TO 安全進(jìn)氣濃度SLEL25% | 108937 | |||||
| 混合氣體燃料的平均摩爾質(zhì)量 | 32.92 | |||||
| 廢氣的平均低位熱值 | 2443 |
某硅炭負(fù)極材料輥道窯尾氣成分表
◆ 負(fù)極材料行業(yè)常見問(wèn)題及解決辦法
問(wèn)題1：閃爆
★ 出現(xiàn)位置：窯爐
產(chǎn)生原因：排風(fēng)負(fù)壓過(guò)強(qiáng)、導(dǎo)致爐內(nèi)氧含量超標(biāo)
解決方法：設(shè)置廢氣處理穩(wěn)壓、恒壓系統(tǒng)
★ 出現(xiàn)位置：廢氣焚燒爐前混風(fēng)設(shè)施
產(chǎn)生原因：突然斷電、導(dǎo)致混風(fēng)設(shè)施內(nèi)可燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限，且高溫、靜電或火花等(含回火)提供點(diǎn)火能
解決方法：設(shè)置UPS 不間斷電源、設(shè)置旁通及斷電應(yīng)急排放閥，完善防靜電措施
★ 出現(xiàn)位置：廢氣焚燒爐
產(chǎn)生原因：濃度達(dá)到爆炸極限，意外熄火后重啟燃燒器
解決方法：采用 RTO時(shí)嚴(yán)控廢氣入氣濃度(連鎖旁通)，采用TO爐時(shí)做好長(zhǎng)明火及主燃燒器啟動(dòng)溫度控制，同時(shí)按規(guī)范做好爐體防爆措施
問(wèn)題2：堵料
★ 出現(xiàn)位置：爐前除塵設(shè)施
產(chǎn)生原因：除塵措施設(shè)置錯(cuò)誤
解決方法：設(shè)置不停機(jī)安全除塵清理裝
★ 出現(xiàn)位置：窯爐排氣口附近排煙管道
產(chǎn)生原因：碳化尾氣中粉塵沉降、負(fù)壓過(guò)強(qiáng)導(dǎo)致抽粉
解決方法：設(shè)置排煙斜管不停機(jī)安全清理及安全除塵設(shè)施
備 注：輥道窯相對(duì)回轉(zhuǎn)窯粉塵量稍低
★ 出現(xiàn)位置：爐前排風(fēng)機(jī)
產(chǎn)生原因：風(fēng)機(jī)位置設(shè)置錯(cuò)誤
解決方法：風(fēng)機(jī)設(shè)置于最末端
備 注：軸孔密封不良時(shí)會(huì)造成局部管道燃燒
問(wèn)題3：檢測(cè)系統(tǒng)故障率高
★ 出現(xiàn)位置：可燃?xì)鈾z測(cè)系統(tǒng)
產(chǎn)生原因：檢測(cè)方法錯(cuò)誤
解決方法：需配置可行、穩(wěn)定的檢測(cè)系統(tǒng)
問(wèn)題4：結(jié)晶嚴(yán)重
★ 出現(xiàn)位置：爐后噴淋塔
產(chǎn)生原因：酸吸收循環(huán)液與堿反應(yīng)場(chǎng)所錯(cuò)誤
解決方法：應(yīng)定時(shí)將酸吸收液循環(huán)至塔外反應(yīng)槽內(nèi)反應(yīng)并及時(shí)補(bǔ)充循環(huán)液
問(wèn)題5：危廢量大
★ 出現(xiàn)位置：爐前除塵設(shè)施
產(chǎn)生原因：未設(shè)置廠內(nèi)危廢氣化焚燒爐
解決方法：設(shè)置企業(yè)內(nèi)部危廢氣化焚燒
問(wèn)題 6：燃料消耗過(guò)高
★ 出現(xiàn)位置：焚燒爐
產(chǎn)生原因：入爐濃度過(guò)低或無(wú)熱量回收措施
解決方法：控制適宜入氣濃度、增加熱量回收措施
問(wèn)題7：白煙霧量大
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：未設(shè)置靜電消白裝置
解決方法：設(shè)置靜電消白設(shè)施
問(wèn)題8：氮氧化物超標(biāo)
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：氧化爐內(nèi)溫度遠(yuǎn)超850C
解決方法：控制氧化爐內(nèi)溫度<850C
備 注：采用TO爐時(shí)易嚴(yán)重超標(biāo)，增大脫銷成本
問(wèn)題 9：二氧化硫超標(biāo)
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：酸吸收循環(huán)液偏酸性或停留時(shí)間較低
解決方法：維持酸吸收液較低PH
問(wèn)題10：冒黑煙
★ 出現(xiàn)位置：煙囪
產(chǎn)生原因：燃燒不充分，產(chǎn)生生成固型炭黑
解決方法：補(bǔ)充足夠新風(fēng)，氧化室溫度穩(wěn)定在680-800°℃區(qū)間，高溫區(qū)停留時(shí)間>1.5S
