石墨碳素厂是生产石墨及碳素制品的工业场所，其产品以碳元素为主要成分，具有耐高温、导电、导热、耐腐蚀等优异性能，大范围的应用于冶金、机械、电子、化工、新能源、航空航天等领域。

  石墨制品厂：生产天然石墨、人造石墨制品，如石墨电极、石墨坩埚、石墨模具、石墨散热片等，人造石墨需经原料煅烧、成型、焙烧、石墨化等复杂工艺。

  碳素制品厂：生产碳素块、碳素电极、炭纤维、活性炭等，其中碳素电极是炼钢电弧炉的核心材料，需求量大。

  炭素复合材料厂：生产碳纤维增强复合材料、碳 - 碳复合材料等，用于高端装备制造领域。

  石墨碳素生产的基本工艺长且复杂，核心环节包括原料预处理（煅烧）、配料、成型、焙烧、浸渍、石墨化等，每个环节都会产生大量废气，其中含尘废气、有毒有害化学气体是主要污染物，环保治理难度较大。

  原料预处理与煅烧环节：天然石墨、石油焦、沥青焦等原料在煅烧炉（如回转窑、罐式炉）中高温煅烧（温度 800 - 1300℃）时，会释放大量挥发分，包括粉尘（碳粉、原料杂质）、沥青烟、一氧化碳（CO）、二氧化硫（SO₂）及少量氮氧化物（NOx）。例如，石油焦煅烧时，其中的硫分转化为 SO₂，挥发的有机物形成沥青烟。

  成型与混捏环节：原料经破碎、筛分后，与粘结剂（主要是煤沥青）在混捏机中加热混捏（温度 150 - 200℃），沥青受热挥发产生大量沥青烟（含多环芳烃等有毒物质）；成型的过程（如挤压成型、模压成型）中，坯体表面的残留沥青会继续挥发，产生少量沥青烟和粉尘。

  焙烧环节：成型后的生坯在焙烧炉（如环式焙烧炉、箱式焙烧炉）中隔绝空气加热（温度 800 - 1200℃），粘结剂沥青发生热解、缩聚反应，释放大量沥青烟、CO、H₂S、SO₂及其他有机挥发物，此环节是废气排放量最大、污染物最复杂的环节。

  石墨化环节：焙烧后的半成品在石墨化炉（如艾奇逊炉、内串石墨化炉）中高温处理（温度 2500 - 3000℃），使碳原子排列有序化，过程中会产生大量粉尘（石墨微粒）、CO、SO₂，以及少量氟化物（若使用氟盐保温材料）。

  浸渍与加工环节：焙烧品浸渍时，需在高压下将熔融沥青（或树脂）注入孔隙，加热固化过程中会挥发沥青烟；石墨制品机加工（如车削、磨削）时，会产生大量石墨粉尘，粒径细小且易漂浮。

  粉尘浓度高且分散性强：煅烧、石墨化、机加工等环节产生的碳粉尘、石墨粉尘浓度可达数千毫克每立方米，粒径多在 1 - 10μm，属于可吸入颗粒物，分散性强，易在车间及厂区扩散，长期吸入会导致尘肺病。

  沥青烟毒性大且难处理：沥青烟由多环芳烃（PAHs）等组成，具有着强烈致癌性、致畸性，且粘性大，易吸附在设备和管道表面，难以清除，是石墨碳素厂最具代表性的特征污染物。

  含多种有毒气体：废气中含有 CO（剧毒，阻碍氧气运输）、H₂S（剧毒，恶臭）、SO₂（腐蚀性）等气体，若处理不当，会严重威胁员工健康和周边环境。

  废气温度高：焙烧、石墨化环节废气温度可达 200 - 800℃，需处理设备具备耐高温性能，同时高温也会加剧部分污染物的化学反应和扩散速度。

  排放具有间歇性与波动性：中小型石墨碳素厂多采用间歇式生产（如艾奇逊石墨化炉），废气排放量和浓度随生产周期剧烈波动，给收集和处理系统的稳定运行带来挑战。

  高温粉尘预处理：针对焙烧、石墨化炉排出的高温含尘废气（温度 200 - 800℃），先采用旋风除尘器或重力沉降室进行预收尘，去除大颗粒粉尘（粒径＞10μm），同时利用余热锅炉回收热量（如产生蒸汽用于供暖或发电），降低废气温度至 200℃以下，减少对后续设备的影响。

  袋式除尘器：是石墨碳素厂粉尘处理的主流设备，选用耐高温（如玻璃纤维）、耐酸碱的滤袋，对细粉尘（PM2.5）去除效率可达 99.9% 以上，适用于煅烧、石墨化、机加工等各环节粉尘处理。针对沥青烟与粉尘的混合废气，需选用抗粘结滤袋，或配合预处理减少沥青烟附着。

  电除尘器：适用于大风量、高浓度粉尘废气（如环式焙烧炉废气），除尘效率≥99%，阻力小，但设备投资较高，且需防止沥青烟在电极上沉积导致短路。

  预处理：含沥青烟的废气先经冷却器（如喷淋冷却、风冷）降温至 80℃以下，使部分沥青烟冷凝为液滴，再经除雾器（如丝网除雾器）去除，减少后续处理设备的负荷。

  电捕焦油器：利用高压电场使沥青烟颗粒荷电，吸附在集电极上，去除效率可达 90% - 95%，适用于高浓度沥青烟（如混捏、焙烧废气），但需定期清理电极上的焦油，防止影响效率。

  吸附法：采用活性炭或焦炭吸附沥青烟，适用于中低浓度废气，吸附饱和后可通过热空气脱附再生，或作为燃料焚烧处理，处理效率 85% - 90%。

  燃烧法：对于高浓度沥青烟（如焙烧废气），可引入焚烧炉（温度 800℃以上）焚烧，将多环芳烃氧化分解为 CO₂和 H₂O，净化效率＞99%，同时回收热量，需注意控制焚烧温度以防二噁英生成。

  一氧化碳（CO）处理：高浓度 CO（如焙烧炉废气）可通过一氧化碳焚烧炉（温度 600 - 800℃）氧化为 CO₂，同时回收热量；低浓度 CO 可通过催化氧化装置（在催化剂作用下常温氧化）处理，确保排放浓度达标。

  酸性气体（SO₂、H₂S）处理：采用碱液喷淋塔处理，以氢氧化钠（NaOH）或氢氧化钙（Ca (OH)₂）溶液为吸收剂，通过中和反应去除 SO₂和 H₂S，吸收效率可达 90% - 95%，适用于各环节酸性气体处理。

  氮氧化物（NOx）处理：若 NOx 浓度较高（如使用燃油、燃气的煅烧炉），可采用选择性非催化还原法（SNCR），在 850 - 1100℃温度窗口喷入氨水或尿素，将 NOx 还原为 N₂，效率 30% - 60%。

  大型石墨电极厂：焙烧炉废气→余热锅炉（降温至 200℃）→旋风除尘器（预收尘）→电捕焦油器（除沥青烟）→袋式除尘器（精除尘）→碱液喷淋塔（除 SO₂、H₂S）→CO 焚烧炉→排放；石墨化炉废气→旋风除尘器→袋式除尘器→碱液喷淋塔→排放；混捏废气→冷却器→电捕焦油器→活性炭吸附塔→排放。

  中小型碳素制品厂：煅烧废气→旋风除尘器→袋式除尘器→排放；焙烧废气→冷却器→电捕焦油器→碱液喷淋塔→排放；机加工粉尘→滤筒除尘器→排放。

  处理后的废气需满足《碳素工业大气污染物排放标准》（GB 25463 - 2010）及地方超低排放标准，关键排放口安装在线监测系统，实时监控粉尘、沥青烟、CO、SO₂等污染物浓度。

  客户背景详情：该企业是国内领先的石墨电极生产企业，产品用于大型炼钢电弧炉，拥有多条焙烧、石墨化生产线，采用环式焙烧炉和内串石墨化炉，厂区位于工业园区，周边 5 公里有乡镇。

  面临的困难和问题：焙烧炉和石墨化炉废气中粉尘、沥青烟、SO₂浓度高，厂区及周边黑烟弥漫，沥青烟异味浓烈，村民投诉频繁；环保检测显示粉尘排放浓度超标（实测值 50 - 80mg/m³），沥青烟和 SO₂也不达标；车间内粉尘浓度高，员工尘肺病发病率较高；企业计划扩产，需先完成环保提标改造。

  来源特点成份与处理难点：废气大多数来源于环式焙烧炉（含沥青烟、粉尘、CO、SO₂，沥青烟浓度 800 - 1500mg/m³，温度 300℃）、内串石墨化炉（含石墨粉尘、SO₂、CO，粉尘浓度 1000 - 2000mg/m³，温度 250℃）、混捏车间（含高浓度沥青烟，浓度 2000 - 3000mg/m³）。沥青烟粘性强，易堵塞设备；高温废气对设备耐温性要求高；多种污染物混合排放，需协同处理。

  焙烧炉废气：先经余热锅炉回收热量（蒸汽用于厂区供暖），降温至 200℃后进入旋风除尘器预收尘；再进入蜂窝式电捕焦油器（处理风量 10 万 m³/h）去除沥青烟，效率≥95%；随后进入高压脉冲袋式除尘器（滤袋为玻璃纤维材质）精除尘，粉尘去除效率≥99.9%；最后进入双碱法喷淋塔（NaOH + Ca (OH)₂）去除 SO₂，效率≥90%；CO 通过后续焚烧装置处理。

  石墨化炉废气：经旋风除尘器→袋式除尘器（处理风量 8 万 m³/h）→碱液喷淋塔处理，确保粉尘和 SO₂达标。

  混捏车间废气：安装密闭集气罩，废气经冷却器（降温至 60℃）→电捕焦油器→活性炭吸附塔处理，沥青烟去除效率≥98%。

  车间粉尘控制：各车间安装负压通风系统，机加工区域配备移动式滤筒除尘器，确保车间粉尘浓度≤2mg/m³。

  最终的处理效果：改造后，粉尘排放浓度降至 10mg/m³ 以下，沥青烟排放浓度≤30mg/m³，SO₂≤50mg/m³，均达到超低排放标准；厂区黑烟和异味消除，周边村民投诉量降为零；员工尘肺病发病率下降 70%；余热回收年节约能源成本约 1200 万元；企业成功扩产，市场竞争力进一步提升。

  案例总结：大型石墨碳素厂需采用 “余热回收 + 分质处理” 的综合治理策略，针对高温、高浓度、多污染物废气，优先回收余热，再通过电捕焦油器、高效除尘、碱液吸收等组合工艺协同处理，同时也加强车间粉尘控制，才能实现环保与经济效益双赢。

  客户背景详情：该公司制作碳素块、炭电极，采用箱式焙烧炉和艾奇逊石墨化炉，工艺相对简单，产品供应本地钢铁厂和化工厂，厂区周边 1 公里有村庄。

  面临的困难和问题：焙烧炉排放的沥青烟和粉尘导致厂区周边空气污浊，异味明显，村民多次向环保部门投诉；环保检查发现粉尘和沥青烟排放超标，要求限期整改，否则面临停产；企业资金有限，希望采用经济实用的治理方案。

  来源特点成份与处理难点：废气来自箱式焙烧炉（含沥青烟、粉尘、CO，沥青烟浓度 500 - 1000mg/m³，温度 200℃）、艾奇逊石墨化炉（含石墨粉尘、SO₂，浓度 800 - 1500mg/m³）、原料破碎（含碳粉）。废气间歇性排放，浓度波动大；沥青烟处理设备投资较高，企业预算有限；场地狭小，处理设施安装空间受限。

  焙烧炉废气：在焙烧炉顶部安装可移动集气罩，废气经管道收集后进入 “冷却器（风冷降温至 80℃）→小型电捕焦油器（处理风量 2 万 m³/h，沥青烟去除效率≥90%）→袋式除尘器（粉尘去除效率≥99%）” 处理后排放。

  石墨化炉废气：采用 “旋风除尘器→滤筒除尘器” 二级除尘，再经简易碱液喷淋塔（Ca (OH)₂溶液）去除 SO₂，确保达标。

  运行管理：定期清理电捕焦油器电极和除尘器滤袋，每季度更换一次活性炭（用于辅助除味），确保处理效果稳定。

  最终的处理效果：整改后，粉尘排放浓度降至 20mg/m³ 以下，沥青烟浓度≤50mg/m³，达到国家标准；厂区及周边异味明显减轻，村民投诉量减少 90%；企业通过环保验收，回到正常状态生产；处理系统总投资约 80 万元，年运行成本约 15 万元，符合企业预算。

  案例总结：中小型石墨碳素厂废气处理应优先解决突出污染问题（如沥青烟、粉尘），选择 “经济适用、操作简单便捷” 的工艺组合，如 “冷却 + 电捕焦油器 + 高效除尘”，同时也加强废气收集和设备维护，在有限投入下实现环保达标，保障企业正常生产。

  通过对石墨碳素厂废气来源、特点的分析，和处理工艺流程和案例的介绍，能够准确的看出，石墨碳素行业废气治理需着重关注粉尘、沥青烟和有毒气体的协同控制，根据公司规模和生产的基本工艺，选择 “高温预处理 + 分质净化” 的组合工艺，同时注重余热回收和安全管理，才能大大降低污染，推动行业绿色可持续发展。

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