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文档简介

1、总第134期3丿2011年第6期UJD)&SSHANXI METALLURGYTotal 134No.6,2011文章编号:1672-1152(2011 )06-0004-03碳纤维工业废气的处理技术杨平平(山西工程职业技术学院,山西 太原030009)擔要:对碾纤维丄业废的农源及处理方法进疔丁总结。通过对吸附法、吹收法、燃烧法子处理废吒方法的优 缺点比较,认为燃料助熾法和催化燃烧法均适用于处理碳纤维工业尾气。白于儀化燃烧法需要催化刑,建议开 展催化燃烧:去处理碳纤维工业废吒的专题研究,使碳歼维工业尾气得到更加有效和环保的处理。关fit词:威歼维工业废气尾气处理中图分类号:X701文献

2、标识码:D收稿日期:2011-08-02总第134期3丿2011年第6期UJD)&SSHANXI METALLURGYTotal 134No.6,2011总第134期3丿2011年第6期UJD)&SSHANXI METALLURGYTotal 134No.6,2011碳纤维具有高比强度、高比模量、耐高温、耐腐 蚀、抗蠕变、抗疲劳等优点,被广泛应用于航空航 夭、石油化工、医疗器械、土木建筑、文体休闲等领 域,倍受世人关注。近年来,我国碳纤维生产技术 不断取得进步,利用自主技术研制的少数国产碳纤 维产品已经达到国际同类产品水平。目的,我国碳 纤维工业正处于成长期,生产规模不断扩大,

3、国内对 碳纤维的需求旺盛,为我国碳纤维行业实现跨越式 发展提供了难得的机遇,产业化发展明显加速。工业化大规模生产的碳纤维品种有聚丙烯睛 (PAN )基碳纤维、沥青基碳纤维和粘胶基碳纤维。 其中,聚丙烯騰基碳纤维因生产工艺较简单,综合性 能好而发展迅速,在碳纤维生产中占有绝对优势,其 应用范围最广,用量最大,发展最为迅速,我国碳纤 维生产主要以聚丙烯睛基碳纤维为主但是在生 产聚丙烯睛基碳纤维的过程中将产生大量有害尾 气,尾气中不仅含有短纤维、焦油、一氧化碳等,还含 有剧毒物质烈化氢(HCN )【6】。如果不对这些有害尾 气加以治理,将对操作空间和环境造成严重的污染, 极大地危害人们的身体健康,同

4、时也将影响本行业 的可持续发展1碳纤维生产工艺中尾气的来源聚丙烯睛基碳纤维的生产主要分为两步:第一 步是以丙烯睛作为第一单体,和其他物质共聚,通过 纺丝,制备出聚丙烯睛原丝;第二步是聚丙烯猜原丝 的预氧化和碳化C聚丙烯睛基碳纤维的生产过程中的尾气主要来 源于预氧化和碳化工艺段。预氧化过程中主要产生作者简介:杨平平(1976-),女,山西工程职业技术学 院讲师。Tel: E-mail:zhangbin_xue的尾气是水蒸汽,另外也存在少量的HCN、NHj、CO 和CO?等。碳化过程的尾气主要组分是HCN,在 700汇前后分别出现一个释放高峰。在低温区释放 的HCN可能是

5、预氣丝中未经环化、交联的部分热解 的产物。据报道,每生产1 kg PAN碳纤维,大约会释放 出 207.9 g HCN,7.3 g NH3,41.1 mL CH,4.84 mL CO 和237.6 mL H2,此外还有许多焦油。在生产聚丙 烯睛基碳纤维产生的几种尾气中廡化氢的毒性最大, 属于剧毒物,'它沸点低(25.7 X.),挥发性大(904 mg/L), 蒸汽密度小(0.93 g/n?),扩散性强,可通过呼吸道、 消化道、皮肤等进人人体HCN对人体的毒性主要 是与高铁细胞色素氧化酶结合,生成氟化高铁,使细 胞色素氧化酶失去传递氧的作用。人经口一次吸 进50 mg或在120 mg/m3飙化氢环境中1 h后可致 死,长期吸入低浓度的氤化氢可导致神经衰弱综合 症、肌肉酸痛、皮疹、肝脾肿大等症状叫PAN基碳纤 维生产过程中产生的氤化氢的浓度经常高达上百毫 克每立方米,因此,必须对生产过程中的尾气进行 治理,保证我国碳纤维工业的可持续发展。2碳纤维工业尾气的处理方法对于有机尾气的治理,人们早就有研究,而且已 经开发出一些卓有击效的控制技术(仞。在这些控制 技术中,应用广泛并且研究较多的有吸附法、化学吸 收法、燃烧法、冷凝法等,其中燃烧法又分为直接

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