沥青对大气环境的影响及其防治措施

摘要:随着我国经济的不断增长,建筑、交通运输业迅速发展,对沥青的需求量也越来越大,尤其公路建设需求量最大。但是沥青对大气环境造成的影响不容忽视,特别是在生产沥青的过程中产生的大量的大气污染,因此我们要不断加强污染处理和防治的研究。本文主要介绍了沥青对大气的影响及其防治措施。

关键词:沥青;大气环境;影响;防治

中图分类号: X51 文献标识码:A 文章编号:1007-0370(2011)11-0048-01

前言

沥青是一种棕黑色固体,断裂处有光泽,为多组分混合物。由于沥青的来源及加工方法不同,沥青的组成含量各不相同,一般含有26.1%-40.7%的游离酸,其余为烃类及其衍生物。沥青在加热与燃烧时,均会产生沥青烟气,炼油厂用渣油氧化生产时要产生大量的废气,称为氧化沥青尾气。放出大量有毒有害尾气,如果不加处理而直接排放入大气中,将会造成严重的大气污染,对环境造成严重的破坏。

1 生产沥青过程产生的大气污染

沥青氧化过程中产生的尾气大部分是空气,含有少量沥青烟气,二氧化硫,氮氧化物和苯并芘等有害物质。二氧化硫是我国的主要大气污染物,二氧化硫的危害,主要体现在形成工业烟雾,高浓度时使人呼吸困难;进入大气层后会形成酸雨,对建筑、森林、湖泊、土壤危害大;还会形成悬浮颗粒物,又称气溶胶,随着人的呼吸进入肺部,造成损伤。氮氧化物中污染大气的主要是NO和NO2,大气中的NO,对人有致毒作用。NO与血液中血红蛋白亲和力较强,从而使血液输氧能力下降,人体急性中毒时,将迅速导致肺部充血和水肿,甚至窒息死亡。

NO2是具有特异刺激臭味的棕色气体,其特异臭味非常灵敏,lppmNO2就能感觉到。NO2严重刺激呼吸系统,是血液中的血红蛋白硝化。同时对人体的心、肝、肾、造血组织都有影响。人在有100ppm NO2的大气中呼吸60分钟,或在400ppm的大气中呼吸5分钟,就可能招致死亡。NO2慢性中毒表现为支气管和肺部呼吸阻碍,肠胃痛和牙痛。0.25~0.5ppmNO2长期吸入可引起支气管和肺部组织发生病变,使呼吸机能慢性衰退。N02对植物有损害作用,2.5ppmNO2在7小时内可使豆类,西红柿等作物的叶子变白,更严重时会使植物枯萎,甚至死亡。

大气中的NO2在太阳光的作用下会引起光化反应,形成光化学烟雾,可能造成严重的大气污染事件。光化学烟雾有强烈的刺激作用,能引起红眼病、损害植物、降低大气能见度损坏物品等。

与通常工业尾气不同的是,沥青尾气中含有多种有机物,其中的多环芳烃类物质(PAH),如葸,萤蒽、苯并芘等大多数具有致癌作用,特别是苯并芘,它又名3,4-苯并芘,简称B(a)p,分子式C20H12。沸点475℃,熔点179"C,它一种是致癌能力很强的物质,流行病学调查认为人的肺癌与环境中苯并芘的含量间有着极为密切的关系。苯并芘危害人体健康的途径,主要是附着在8微米以下的飘尘上,通过呼吸道进入肺部,致使引起肺癌。尾气中产生苯并芘的原因主要是氧化塔内由于局部过热和原料热裂解反应而带来。这是整个尾气处理过程上重点要清除的物质。

2 沥青产生的大气污染的防治措施

废气处理方法分为两大类:物理分离法和化学转换法。物理分离法是用物理的方法如机械力、静电、冷凝、吸收、吸附等,把污染物从废气中分离出去。化学转换法是使废气中污染物发生某些化学反应,如氧化、还原、催化等反应,转化为无害物或其他物质再设法除去。有时,两类方法兼用,如吸收反应法和吸附反应法。沥青生产产生的大气污染主要通过这两种方法来防治。

生产沥青产生的二氧化硫的处理方法通常可以采用吸收法,其中物理吸收是指气相中的吸收质不与吸收剂发生反应,吸收主要依靠吸收质溶解在吸收剂中,化学吸收是指气相中的吸收质和吸收剂发生反应。这两种方法都是将吸收质从气相转入液相,从而达到分离的目的。物理法主要用活性炭,常采用的化学吸收法有石灰石法、喷雾干燥法、软锰矿、柠檬酸盐法脱硫。石灰石法、喷雾干燥法脱硫,其脱硫剂在吸收塔中与SO2发生化学反应,生成亚硫酸钙和硫酸钙并可得成品石膏。

其他沥青尾气的处理方法主要为热力燃烧,燃烧前通常需除去废气中的馏出油及大量水分,余下的氧、惰性气体、低分子烃类化合物以及苯并芘等致癌物质及含氧、含硫等恶臭物质,再送焚烧炉处理,焚烧之前的处理为预处理,主要方法有:

(1)采用水吸收的水洗法(包括水直接洗涤法,喷水循环法及鼓泡吸收的饱和器法等);

(2)采用柴油洗及馏出油循环洗的油洗法,或者冷凝分离出馏出油后送焚烧炉;

(3)不经预处理直接将尾气送入焚烧炉燃烧的工厂。而焚烧法是比较通用的一种沥青尾气处理环保技术,特别是处理含有有机物的恶臭气体、一氧化碳等废气。废气中的恶臭难闻主要来自有机化合物,这些有机化合物在完全燃烧的条件下生成二氧化碳、水和其它无害物质,使其有害成分和恶臭气味随之消失。焚烧法中又分直接燃烧、热力燃烧和催化燃烧三种。直接燃烧用于可燃组分浓度较高自身可以进行燃烧的气体。催化燃烧则在催化剂的催化下进行。由于沥青尾气中可燃成分质量较低自身难以燃烧,催化燃烧则由于催化剂容易中毒,因此只能选择热力燃烧,即在焚烧过程中送进燃料燃烧以提供热量,使高温烟气与沥青尾气混合达到反应温度。在足够的时间内沥青尾气中的有害物质充分分解。通过高温焚烧法。完全可以消除恶臭、分解破坏多环芳烃,并烧掉尾气中携带的大量油雾,从而达到环保排放要求。

3 结束语

综上所述,沥青产生的大气污染还是比较严重的,造成的影响也很大,所以加强管理,增加投入,研究出更好的处理技术,尽量减少产生的污染十分重要。

参考文献

[1]张德勤编著.《沥青的生产与应用》,中国石化出版社,2001.

[2]王伟东.《沥青尾气的处理》,2009,1.

[3]巢文革.《沥青烟气治理方法探讨》,2005.12:35—37 .

收稿日期:2011-09-27

作者简介:金婷婷(1984-),女,助理工程师,研究方向:建筑材料化验.