岩棉生産線中固化爐廢氣治理解決方案

針對(duì)岩棉生産線固化爐廢氣中所含的遊離酚、遊離醛、酚醛樹脂、粉塵等有害物質的來源進(jìn)行探讨，并采用廢氣焚燒的方式進(jìn)行處理，焚燒後(hòu)的餘熱回用于岩棉闆等制品的固化，節省能(néng)源。同時(shí)根據固化爐廢氣産生的機理，加強生産岩棉工藝的優化，提出幾條固化爐密封建議，并采用精确定點噴油潤滑固化爐鏈條，避免潤滑油污染；整改後(hòu)不僅減少了天然氣的消耗，降低碳排放，且從岩棉生産工藝的源頭遏制住污染物的産生。

1 概述

岩棉制品是以天然玄武岩、白雲石等爲主要原料，經(jīng)高溫熔化、纖維化處理、氈闆成(chéng)型及制品後(hòu)加工而制成(chéng)的節能(néng)保溫材料，具有優良的絕熱、防火性能(néng)、吸聲隔音性能(néng)，防火性能(néng)達到A1級，廣泛應用于建築、石油、化工、電力、冶金、交通運輸、農業等行業，具有非常廣泛的市場前景和巨大的發(fā)展潛力。

固化工序是岩棉生産中尤爲重要的環節。前序工段制成(chéng)的岩棉氈是將(jiāng)岩棉纖維進(jìn)行了三維搭接，但無機纖維之間的搭接無強度可言，爲達到外牆外保溫要求的強度、耐火性等，需在制取岩棉氈時(shí)噴入粘結劑，并送入固化爐内，將(jiāng)岩棉氈高溫烘烤、壓制成(chéng)型，最終制得所需的岩棉闆。目前國(guó)内岩棉生産線上的粘結劑均采用的熱固性酚醛樹脂，添加了酚醛樹脂的岩棉氈在固化爐内進(jìn)行烘幹産生的廢氣中，除卻岩棉制品本身帶來的短纖維、粉塵外，還(hái)會(huì)産生未固化的酚醛樹脂及遊離酚、遊離醛等，特别是由于酚醛樹脂均是采用甲醛過(guò)量的方式配制，因此固化爐廢氣中的甲醛含量尤爲甚。國(guó)内大型岩棉廠對(duì)固化爐廢氣采用幹法闆式過(guò)濾，可將(jiāng)廢氣中的短纖維等過(guò)濾掉，但對(duì)苯酚、甲醛等有害氣體無任何作用，小型岩棉廠的固化爐廢氣更是直排，污染環境。

近年來全國(guó)各地尤其是華北地區大範圍的霧霾對(duì)岩棉生産企業再次敲響了警鍾，迫于環保部門的壓力，許多岩棉工廠耗費大量人力物力，引進(jìn)噴淋塔、活性炭吸附等各種(zhǒng)手段對(duì)生産線固化爐産生的廢氣進(jìn)行處理，但效果均很不理想，主要原因仍是人們對(duì)岩棉工藝生産的理解有偏差，并非僅僅依靠上馬環保設備就(jiù)可達到國(guó)家排放标準，需從岩棉生産工藝著(zhe)手，研究固化爐廢氣中，各組分的來源，才能(néng)從根本上找出治理方案。文章將(jiāng)對(duì)岩棉生産線固化爐中産生的各類有害物質的來源及其治理工藝、設備等進(jìn)行探讨。

2 岩棉制品固化過(guò)程中污染物廢氣産生的機理

2.1 短纖維、粉塵、酚醛樹脂等

固化爐的原理是采用高溫熱風穿透制品，帶走制品裡(lǐ)的水分，同時(shí)對(duì)酚醛樹脂進(jìn)行快速固化，熱風穿透棉闆後(hòu)采用燃燒器進(jìn)行再加熱，循環利用，同時(shí)需排出部分含水量較高的熱風，即“排濕”工序，排濕風即爲固化爐廢氣。由于熱風穿過(guò)岩棉制品，勢必會(huì)帶走一部分産品中未能(néng)粘結的短纖維和粉塵。又由于生産不同厚度和不同密度的産品的時(shí)候，所需的熱風風量、溫度也不盡相同，據悉許多岩棉工廠不懂如何對(duì)固化工序進(jìn)行嚴謹的熱工計算，爲求制品的固化效果良好(hǎo)，隻得簡單增加熱風風量，導緻有相當一部分本應存于制品内的酚醛樹脂被(bèi)吹至循環熱風中，繼而進(jìn)入排濕風，最終排入大氣。如圖1所示，被(bèi)熱風遷移至廢氣中的酚醛樹脂進(jìn)入闆式過(guò)濾室後(hòu)遇冷凝結，這(zhè)也是許多岩棉工廠風管内油污嚴重的原因。

2.2 遊離酚、遊離醛等VOC（揮發(fā)性有機化合物）氣體

在岩棉闆等制品的生産過(guò)程中，采用的粘結劑爲熱固性酚醛樹脂的預聚體，因此制品在固化爐内硬化成(chéng)型的過(guò)程中，産生的廢氣中會(huì)含有少量的遊離酚、遊離醛等有害氣體。同時(shí)由于固化爐作爲一個高溫重型鏈條傳送的設備，鏈條潤滑需要大量高溫潤滑油，常用的潤滑油遇高溫會(huì)揮發(fā)産生VOC類氣體污染物。

3 現階段固化爐廢氣治理存在的問題及解決方法的探讨

3.1 幹式過(guò)濾法及其問題

目前國(guó)内大型岩棉生産線固化爐廢氣處理均采用岩棉闆幹法過(guò)濾的形式，建有大型的過(guò)濾室，利用岩棉闆内纖維的3D結構對(duì)固化爐廢氣中的大顆粒、短纖維等進(jìn)行過(guò)濾，但此法對(duì)有機廢氣物無法起(qǐ)到作用。據此國(guó)内岩棉廠根據其他行業VOC的處理經(jīng)驗，在過(guò)濾室内放置活性炭用以處理有機廢氣，但忽略了岩棉制品固化時(shí)，廢氣内大量存在的水蒸氣，水蒸氣配合飄溢出的酚醛樹脂很快將(jiāng)活性炭堵死，實際使用時(shí)，半天功夫活性炭既已失效，必須更換，根本無法與長(cháng)至15天的一個爐期的生産線相匹配。

3.2 固化爐漏風問題及密封方式的改善

現階段國(guó)内岩棉廠配套的固化爐用熱風循環風機均大大超過(guò)設計所需之風量、風壓，因固化爐漏風問題明顯，爲達到制品的固化目的，許多循環風機都(dōu)超負荷運轉，否則棉闆固化不均，造成(chéng)殘次品，但顯而易見酚醛樹脂也會(huì)進(jìn)入廢氣中。爲此整理排查固化爐的漏風點并采取相應措施，如表1所示，經(jīng)在廊坊豪亞岩棉廠的實驗，加強密封後(hòu)的固化爐，噸制品的天然氣消耗由65Nm/m3降低至32Nm/m3，同時(shí)循環風機所需頻率減半，風管及過(guò)濾室内無炭化的酚醛樹脂，值得向(xiàng)所有岩棉廠推廣。

3.3 固化爐廢氣焚燒的處理及餘熱再利用

經(jīng)過(guò)密封結構的改善，酚醛樹脂遷移的問題得到了解決，固化爐廢氣内隻剩酚醛樹脂帶入的遊離醛及遊離酚，針對(duì)此污染物，繼活性炭吸附法的失敗後(hòu)，采用國(guó)際上主流的焚燒法，將(jiāng)廢氣加熱至760℃以上，將(jiāng)有機廢氣物盡數燒盡。采用150～180萬大卡的燃燒器，在燃燒空間約20m3的焚燒爐内進(jìn)行焚燒，焚燒後(hòu)的廢氣經(jīng)兩(liǎng)級換熱後(hòu)通入固化爐内對(duì)鏈闆進(jìn)行預熱，最後(hòu)進(jìn)入原有過(guò)濾室進(jìn)行過(guò)濾後(hòu)排放；其中一級換熱器用于對(duì)固化爐廢氣進(jìn)行預熱至450～500℃，再通入焚燒爐内；二級換熱器是將(jiāng)空氣進(jìn)行預熱，通入循環風系統，減小天然氣的消耗。

目前國(guó)内岩棉廠僅引進(jìn)國(guó)外的生産線（河北翔達等）采用了此類固化爐廢氣焚燒方案，國(guó)産生産線均未采用，在環保壓力日益增長(cháng)的今天，增配此套系統用以除去VOC類有害廢氣，達标排放勢在必行。

3.4 精确定點噴油潤滑系統的應用

由于固化爐是重型鏈輪機械，鏈條的潤滑尤爲重要，目前國(guó)内大大小小的岩棉生産線的固化爐均采用傳統的按時(shí)間随機進(jìn)行加注潤滑油的潤滑方式，但根據機械構造，需要潤滑的僅是鏈條的銷軸部位，按時(shí)間随機加注的潤滑油真正能(néng)到達銷軸處的量是屈指可數，大部分潤滑油都(dōu)滴在了鏈條上、鏈闆上甚至軌道(dào)上，造成(chéng)浪費的同時(shí)形成(chéng)二次污染，過(guò)量的潤滑油長(cháng)期積存，遇熱揮發(fā)至固化爐廢氣中，導緻排出的廢氣青煙滾滾，有機廢氣物量大增，爲此開(kāi)發(fā)使用精确定點噴油潤滑系統勢在必行。

國(guó)内部分岩棉廠已先行一步進(jìn)行實驗，使用接近開(kāi)關偵測鏈條運行頻次，當銷軸運轉至噴油嘴處時(shí)，啓動油泵，潤滑油滴入。但岩棉生産用固化爐體積較大，有四根鏈條需要同時(shí)潤滑，且爲适應不同容重的制品規格，固化爐主線速度會(huì)有10m/min的差别，若配套四組系統成(chéng)本較大，且難以集中有效控制；若用一台油泵供給上下鏈條使用，當主線速度過(guò)快或過(guò)慢時(shí)，油滴的精準度就(jiù)大打折扣，實驗效果均不理想。

針對(duì)此難題開(kāi)發(fā)出壓縮空氣噴吹功能(néng)的定點噴油潤滑系統。配合上整套氣路及元器件，定點噴油系統在每次獲取到信号後(hòu)，均是將(jiāng)潤滑油噴至軸銷處，一改以往滴落的現象。無論主線速度開(kāi)至多少，定點噴油均可滿足工作要求。

目前此系統在南京彤天岩棉二線運轉良好(hǎo)，車間内幹淨整潔，一改過(guò)往油迹斑斑的現象。更重要的是避免了潤滑油受熱揮發(fā)，有機廢氣物大大減少，固化爐廢氣青煙不再，環保意義重大，适合往所有岩棉工廠推廣。

4 結語

環保問題需用辯證的思維去看待，具體問題需具體分析，采用活性炭吸附VOC的方式也許在其他化工等領域十分适用，但在岩棉生産線固化爐廢氣的處理中宣告失敗。同時(shí)，環保的問題并非是簡單的“上馬”除塵器、脫硫等各種(zhǒng)環保設備就(jiù)能(néng)解決的，本身生産工藝和設備的優化到位會(huì)有事(shì)半功倍的成(chéng)效，像文章所述的固化爐的密封改進(jìn)、廢氣的焚燒處理、精确定點噴油潤滑系統的使用等，才能(néng)達到最終的目的。