论文总字数：24265字

摘 要

沥青尾气含有大量的非甲烷总烃、环烃衍生物及其它化合物，具有多源、异质、低浓度、非连续等特征，是当前环境治理的重点与难点。沥青众多脱除方法在脱除效率、投资成本、系统阻力、环保、设备的可控性和安全性等方面均有所不足。

针对沥青尾气中的组分（NO_x，SO_x、VOCs和沥青烟），本文将油洗、水洗和吸附单元集成，设计了一套处理量为60000Nm³/h的沥青尾气净化系统，对各净化单元进行了详细的物料衡算、能量衡算；对主要静设备吸收塔、吸附塔和喷淋塔进行了尺寸设计与结构设计，确定了系统主要动设备的型号及功率，给出了设计图纸。引入环保税的概念进行了经济性分析，通过分析发现，系统共计投资约为100万元，年运行费用约为48万元；环保适用额为0.6元每当量，吸收剂控制在9000元/t内，系统即可在2年内收回成本。

关键词：沥青搅拌站尾气 油洗法 VOCs 环保税 系统设计

ABSTRACT

Asphalt tail gas contains a large number of non methane total hydrocarbon, cyclohydrocarbon derivatives and other compounds, which has the characteristics of multi-source, heterogeneous, low concentration, discontinuous, etc. This is the key and difficult point of current environmental governance. Many methods of asphalt removal are deficient in removal efficiency, investment cost, system resistance, environmental protection, controllability and safety of equipment, etc.

Aiming at the components （NO_x, SO_x, VOCs and asphalt fume） in the asphalt tail gas, this paper integrates oil washing, water washing and adsorption unit, designs a set of asphalt tail gas purification system with the treatment capacity of 60000Nm³ / h, carries out detailed material balance and energy balance for each purification unit, designs the size and structure of the absorption tower, absorption tower and spray tower of the main static equipment, and determines The model and power of the main dynamic equipment of the system are given.By introducing the concept of environmental protection tax to make economic analysis, the total investment of the system is about 1 million yuan, and the annual operating cost is about 480,000 yuan; the applicable amount of environmental protection is 0.6 yuan per equivalent, and the absorbent is controlled within 9000 yuan / T, and the cost of the system can be recovered within 2 years.

Key words: Tail gas of asphalt mixing plant; Oil washing method; VOCs; Environmental tax; system design

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外沥青烟气净化研究现状 1

1.2.1 水洗法 2

1.2.2 油洗法 2

1.2.3 吸附法 3

1.2.4 电捕捉法 3

1.2.5 光氧催化法 3

1.2.6 焚烧法 3

1.3 本文主要研究内容 4

第二章 沥青烟气基础数据与净化方案 5

2.1 基础数据 5

2.1.1 沥青烟气条件 5

2.1.2 烟气净化要求 5

2.2 主要规范 5

2.3 沥青烟气净化工艺选择 6

2.3.1 水洗喷淋段 6

2.3.2 油洗吸收段 6

2.3.3 吸附段 6

第三章 沥青烟气净化工艺计算 7

3.1 系统物料衡算 7

3.2 能量衡算 7

3.3 主要设备设计 9

3.3.1 喷淋塔设计计算 9

3.3.2 吸收塔设计计算 14

3.3.3 吸附塔设计计算 19

3.4 动设备选型 20

第四章 经济性分析 22

4.1 投资和运营成本分析 22

4.2 系统盈利分析 24

4.3 投资回报期的影响因素分析 25

4.4 环境效益分析 26

第五章 结论及展望 27

5.1 结论 27

5.2 展望 27

参考文献 28

致 谢 31

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义

在沥青的生产、储存、运输和施工过程中，会有大量有毒沥青烟气挥发，沥青烟含有复杂的成分，包括低碳多环芳烃（PAHs）和其他衍生物，其粒径大多在0.1-1.0µm之间，其中最小的仅0.01µm大小，最大的约为10.0µm，其中3，4-苯为代表的多种致癌物对人体危害极大。其吸附在在8µm以下的浮尘上，人们通过呼吸道将其吸入体内，从而对人体造成极大危害。

沥青烟气主要是焦油在高温加工过程中飘散到空气中的微小的焦油颗粒。这些微小的焦油颗粒在650℃~900℃温度下会因缺少足够的氧气供应而未能彻底发生氧化，因此产生大量的沥青废气^[1-2],沥青烟气的释放不但会造成沥青的性能下降，还会引起环境污染，而且对人体的健康也会造成极大的危害^[3-4]。

沥青烟气主要由多环芳烃、苯酚、酯和酰胺组成，其在空气中大多是以气溶胶形态存在，人和动物一旦吸入，对呼吸道和内粘膜有极大刺激性，尤其是沥青烟气中以苯（a）并芘为代表的多种具有强致癌性的物质。早在1957年，沥青烟气就被国际癌症研究机构（IARC）列入了可疑致癌物^[5-6],在1977年也被德国^[7]列为“工业接触限值和生物监测指南”中的可疑致癌物。

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