摘 要：文章針對巖棉生產(chǎn)線固化爐廢氣中所含的游離酚、游離醛、酚醛樹脂、粉塵等有害物質的來源進行探討，并采用廢氣焚燒的方式進行處理，焚燒后的余熱回用于巖棉板等制品的固化，節(jié)省能源。同時根據(jù)固化爐廢氣產(chǎn)生的機理，加強生產(chǎn)巖棉工藝的優(yōu)化，提出幾條固化爐密封建議，并采用精確定點噴油潤滑固化爐鏈條，避免潤滑油污染；整改后不僅減少了天然氣的消耗，降低碳排放，且從巖棉生產(chǎn)工藝的源頭遏制住污染物的產(chǎn)生。

1 概述

巖棉制品是以天然玄武巖、白云石等為主要原料，經(jīng)高溫熔化、纖維化處理、氈板成型及制品后加工而制成的節(jié)能保溫材料，具有優(yōu)良的絕熱、防火性能、吸聲隔音性能，防火性能達到A1級，廣泛應用于建筑、石油、化工、電力、冶金、交通運輸、農業(yè)等行業(yè)，具有非常廣泛的市場前景和巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

固化工序是巖棉生產(chǎn)中尤為重要的環(huán)節(jié)。前序工段制成的巖棉氈是將巖棉纖維進行了三維搭接，但無機纖維之間的搭接無強度可言，為達到外墻外保溫要求的強度、耐火性等，需在制取巖棉氈時噴入粘結劑，并送入固化爐內，將巖棉氈高溫烘烤、壓制成型，最終制得所需的巖棉板。目前國內巖棉生產(chǎn)線上的粘結劑均采用的熱固性酚醛樹脂，添加了酚醛樹脂的巖棉氈在固化爐內進行烘干產(chǎn)生的廢氣中，除卻巖棉制品本身帶來的短纖維、粉塵外，還會產(chǎn)生未固化的酚醛樹脂及游離酚、游離醛等，特別是由于酚醛樹脂均是采用甲醛過量的方式配制，因此固化爐廢氣中的甲醛含量尤為甚。國內大型巖棉廠對固化爐廢氣采用干法板式過濾，可將廢氣中的短纖維等過濾掉，但對苯酚、甲醛等有害氣體無任何作用，小型巖棉廠的固化爐廢氣更是直排，污染環(huán)境。

近年來全國各地尤其是華北地區(qū)大范圍的霧霾對巖棉生產(chǎn)企業(yè)再次敲響了警鐘，迫于環(huán)保部門的壓力，許多巖棉工廠耗費大量人力物力，引進噴淋塔、活性炭吸附等各種手段對生產(chǎn)線固化爐產(chǎn)生的廢氣進行處理，但效果均很不理想，主要原因仍是人們對巖棉工藝生產(chǎn)的理解有偏差，并非僅僅依靠上馬環(huán)保設備就可達到國家排放標準，需從巖棉生產(chǎn)工藝著手，研究固化爐廢氣中，各組分的來源，才能從根本上找出治理方案。文章將對巖棉生產(chǎn)線固化爐中產(chǎn)生的各類有害物質的來源及其治理工藝、設備等進行探討。

2 巖棉制品固化過程中污染物廢氣產(chǎn)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，帶走制品里的水分，同時對酚醛樹脂進行快速固化，熱風穿透棉板后采用燃燒器進行再加熱，循環(huán)利用，同時需排出部分含水量較高的熱風，即“排濕”工序，排濕風即為固化爐廢氣。由于熱風穿過巖棉制品，勢必會帶走一部分產(chǎn)品中未能粘結的短纖維和粉塵。又由于生產(chǎn)不同厚度和不同密度的產(chǎn)品的時候，所需的熱風風量、溫度也不盡相同，據(jù)悉許多巖棉工廠不懂如何對固化工序進行嚴謹?shù)臒峁び嬎悖瑸榍笾破返墓袒Ч己茫坏煤唵卧黾訜犸L風量，導致有相當一部分本應存于制品內的酚醛樹脂被吹至循環(huán)熱風中，繼而進入排濕風，最終排入大氣。如圖1所示，被熱風遷移至廢氣中的酚醛樹脂進入板式過濾室后遇冷凝結，這也是許多巖棉工廠風管內油污嚴重的原因。

2.2 游離酚、游離醛等VOC（揮發(fā)性有機化合物）氣體

在巖棉板等制品的生產(chǎn)過程中，采用的粘結劑為熱固性酚醛樹脂的預聚體，因此制品在固化爐內硬化成型的過程中，產(chǎn)生的廢氣中會含有少量的游離酚、游離醛等有害氣體。同時由于固化爐作為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揮發(fā)產(chǎn)生VOC類氣體污染物。

3 現(xiàn)階段固化爐廢氣治理存在的問題及解決方法的探討

3.1 干式過濾法及其問題

目前國內大型巖棉生產(chǎn)線固化爐廢氣處理均采用巖棉板干法過濾的形式，建有大型的過濾室，利用巖棉板內纖維的3D結構對固化爐廢氣中的大顆粒、短纖維等進行過濾，但此法對有機廢氣物無法起到作用。據(jù)此國內巖棉廠根據(jù)其他行業(yè)VOC的處理經(jīng)驗，在過濾室內放置活性炭用以處理有機廢氣，但忽略了巖棉制品固化時，廢氣內大量存在的水蒸氣，水蒸氣配合飄溢出的酚醛樹脂很快將活性炭堵死，實際使用時，半天功夫活性炭既已失效，必須更換，根本無法與長至15天的一個爐期的生產(chǎn)線相匹配。

3.2 固化爐漏風問題及密封方式的改善

現(xiàn)階段國內巖棉廠配套的固化爐用熱風循環(huán)風機均大大超過設計所需之風量、風壓，因固化爐漏風問題明顯，為達到制品的固化目的，許多循環(huán)風機都超負荷運轉，否則棉板固化不均，造成殘次品，但顯而易見酚醛樹脂也會進入廢氣中。為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)在廊坊豪亞巖棉廠的實驗，加強密封后的固化爐，噸制品的天然氣消耗由65Nm/m3降低至32Nm/m3，同時循環(huán)風機所需頻率減半，風管及過濾室內無炭化的酚醛樹脂，值得向所有巖棉廠推廣。

3.3 固化爐廢氣焚燒的處理及余熱再利用

經(jīng)過密封結構的改善，酚醛樹脂遷移的問題得到了解決，固化爐廢氣內只剩酚醛樹脂帶入的游離醛及游離酚，針對此污染物，繼活性炭吸附法的失敗后，采用國際上主流的焚燒法，將廢氣加熱至760℃以上，將有機廢氣物盡數(shù)燒盡。采用150～180萬大卡的燃燒器，在燃燒空間約20m3的焚燒爐內進行焚燒，焚燒后的廢氣經(jīng)兩級換熱后通入固化爐內對鏈板進行預熱，最后進入原有過濾室進行過濾后排放；其中一級換熱器用于對固化爐廢氣進行預熱至450～500℃，再通入焚燒爐內；二級換熱器是將空氣進行預熱，通入循環(huán)風系統(tǒng)，減小天然氣的消耗。

目前國內巖棉廠僅引進國外的生產(chǎn)線（河北翔達等）采用了此類固化爐廢氣焚燒方案，國產(chǎn)生產(chǎn)線均未采用，在環(huán)保壓力日益增長的今天，增配此套系統(tǒng)用以除去VOC類有害廢氣，達標排放勢在必行。

3.4 精確定點噴油潤滑系統(tǒng)的應用

由于固化爐是重型鏈輪機械，鏈條的潤滑尤為重要，目前國內大大小小的巖棉生產(chǎn)線的固化爐均采用傳統(tǒng)的按時間隨機進行加注潤滑油的潤滑方式，但根據(jù)機械構造，需要潤滑的僅是鏈條的銷軸部位，按時間隨機加注的潤滑油真正能到達銷軸處的量是屈指可數(shù)，大部分潤滑油都滴在了鏈條上、鏈板上甚至軌道上，造成浪費的同時形成二次污染，過量的潤滑油長期積存，遇熱揮發(fā)至固化爐廢氣中，導致排出的廢氣青煙滾滾，有機廢氣物量大增，為此開發(fā)使用精確定點噴油潤滑系統(tǒng)勢在必行。

國內部分巖棉廠已先行一步進行實驗，使用接近開關偵測鏈條運行頻次，當銷軸運轉至噴油嘴處時，啟動油泵，潤滑油滴入。但巖棉生產(chǎn)用固化爐體積較大，有四根鏈條需要同時潤滑，且為適應不同容重的制品規(guī)格，固化爐主線速度會有10m/min的差別，若配套四組系統(tǒng)成本較大，且難以集中有效控制；若用一臺油泵供給上下鏈條使用，當主線速度過快或過慢時，油滴的精準度就大打折扣，實驗效果均不理想。

針對此難題開發(fā)出壓縮空氣噴吹功能的定點噴油潤滑系統(tǒng)。配合上整套氣路及元器件，定點噴油系統(tǒng)在每次獲取到信號后，均是將潤滑油噴至軸銷處，一改以往滴落的現(xiàn)象。無論主線速度開至多少，定點噴油均可滿足工作要求。

目前此系統(tǒng)在南京彤天巖棉二線運轉良好，車間內干凈整潔，一改過往油跡斑斑的現(xiàn)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(huán)保意義重大，適合往所有巖棉工廠推廣。

4 結語

環(huán)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適用，但在巖棉生產(chǎn)線固化爐廢氣的處理中宣告失敗。同時，環(huán)保的問題并非是簡單的“上馬”除塵器、脫硫等各種環(huán)保設備就能解決的，本身生產(chǎn)工藝和設備的優(yōu)化到位會有事半功倍的成效，像文章所述的固化爐的密封改進、廢氣的焚燒處理、精確定點噴油潤滑系統(tǒng)的使用等，才能達到最終的目的。