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清远市美高新型合金型材有限公司

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除

尘

脱

硫

系

统

设

计

方

案

 

建设单位：清远市美高新型合金型材有限公司

   设计单位：广州市盛颉除尘设备有限公司

地    址：花都区雅瑶镇雅源南路58号

电话/传真：020-22963316

E-mail:gzsjcc@163.com

http://www.gzsjcc.com

 

（一）熔铝炉与炒灰除尘系统设计方案

一、项目概况

清远豪美铝业有限公司，建有熔铝炉4套，精炼炉3套，在熔炼过程中，产生大量烟尘，含CO、氟化物等有害气体，对大气的污染危害较为严重，是大气环境的主要污染源之一；同时有大量粉尘散发出来，严重污染车间工人的操作环境，影响工人的身心健康及车间周围的环境空气质量。该公司现有一套通风除尘脱硫装置，对污染情况进行治理，但除尘脱硫装置因设计与配置等原因，运行情况很不理想。该公司计划对该通风除尘脱硫装置进行改造，我公司对项目的改造提出以下设计方案。

二、设计依据及原则

   2．1、设计依据

1、《中华人民共和国大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）；

2、《广东省大气污染物排放标准》（DB44/27-2001）；

3、《工企业设计卫生标准》（TJ36-90）；

4、《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）；

5、《袋式除尘器技术要求及验收规范》（JB/T8471-96）；

6、《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-86）；

7、厂方提供的工艺参数及相关资料

①熔铝炉数量：四套。

②精炼炉数量：三套。

③熔炉使用：全部使用，人工与机械进料。

④扒灰炉数量与使用：两套，一用一备，人工进料。

⑤灰渣房一栋。

8、《中华人民共和国环境保护法》；

9、《中华人民共和国大气综合防治法》；

2.2、设计原则

1、系统配套设备设计及选型遵循“技术先进、经济实用”的原则；

2、设计合理、实用、先进、具有运行平稳、低能耗、占地面积小；

3、设计要做到投资省，运行费用低；

三、设计范围及设计目标

3.1、设计范围

• 烟气处理工艺设计；
• 烟气处理系统平面布置设计；
• 烟气处理系统设备（含烟罩、烟管、除尘系统及辅助设施）。

3.2、设计目标

1、捕集率：≥90%（目测厂房上空不见烟尘）

2、排放浓度：≤50mg/Nm³

四、除尘系统设计方案

4.1、设计规模

根据厂方初步提供的数据及技术资料，熔铝炉烟气温度出口均为<300℃，入除尘系统的温度<200℃，除尘与废气处理总量：140000M³/H现设计24小时工作制的熔铝炉、炒灰除尘与脱硫系统各一套。

4.2、工艺流程

⑴熔铝炉投料口产生的烟气被吸尘罩收集后，经调节碟阀、进风管进入长袋低压脉冲袋式除尘器，粉尘被阻留在滤袋外，干净的气体经滤袋、风机、脱硫塔、烟囱达标排放至大气。袋式除尘器收集的粉尘经卸灰阀进入贮灰仓回收利用。系统工艺流程如下：

 

 

 

 

 

风机

电动调节门、主风管、吸尘罩

灰渣房

炒锅

 

 

 

熔铝炉烟气

进风总管手动蝶阀

吸尘罩

 

 

 

 

                                               

 

 

长袋低压脉冲袋式除尘器

脱硫塔

风    机

 

 

 

 

 

 

回收利用

贮灰仓回收利用

输灰机

粉尘

                                                                        

 

4.3、工艺使用说明

熔铝炉除尘系统由捕集器、烟道、电动阀门、除尘器、风机、烟囱及电气控制等组成。熔铝炉产生与炒锅、灰渣房三处的烟气与粉尘被吸尘罩收集后，经调节碟阀、进风管进入长袋低压脉冲袋式除尘器，粉尘被阻留在滤袋外，袋式除尘器收集的粉尘经卸灰阀、进入贮灰仓回收利用。排出的气体进入脱硫塔脱硫处理。

五、系统设计

5.1、处理风量

• 烟气处理风量的计算：
• 1台熔铝炉投料口工况处理风量为：15000m³/h

七台熔铝炉工况处理风量为：105000m³/h

②一台炒灰锅工况处理风量为：15000m³/h

③灰渣房工况处理风量为：15000m³/h

④一台坩锅工况处理风量为：5000m³/h

⑤1台熔铝炉膛内工况处理风量为：7000m³/h

七台熔铝炉工况处理风量为： 50000m³/h

总处理风量为：190000m³/h

• 烟气温度与粉尘浓度：

原始烟气温度900℃左右，除尘器入口烟气温度＜200℃，系统在除尘器入口设有温控装置和混风阀,以便温度超高时降温使用；烟气含尘量：8000～13000mg/Nm³。

• 管道风速：≥16m/s。

5.2、烟气温度控制

    炉的烟气温度在900℃左右，为了保护滤袋并延长其使用寿命，进入除尘器的烟气温度不得超过200℃,因此在吸风口附近和除尘器前的烟气通道上各设置一测温点，测温点之间装有野风阀，用热电阻快速测量烟气温度。野风阀打开时，管道内混入冷风，从而达到控制烟气温度的目的。

5.3、烟气捕集部分

在不影响工艺及工人操作的前提下，尽量罩住炉门及各个扬尘点。当除尘器工作时，罩内产生负压，而且高温烟气又具有一定的上升力，依靠吸力及上升力使产生的粉尘及烟气不断的被吸入罩内进入除尘器。为了能根据工艺需要，调节各吸尘罩的抽风量，在各吸尘点设有调节阀门。可人工控制吸尘罩的抽风量。捕集罩的特点:

A冶炼、炒灰全过程捕集，捕集率高。

B除尘系统工艺的短流程化，系统阻力低，操作简单，维护方便

C烟气温度波动不会出现高温或低温现象,不烧布袋,不易结露。

D全封闭吸尘罩，投料处采用活动门，捕集率更高。

5.4、除尘部分

1、除尘器的设计与选型

  本设计方案选用砖混式长袋低压脉冲袋式除尘器，该除尘器清灰效果好，在同样喷吹压力的条件下和其它脉冲除尘器比较可选用较高的过滤风速，且能保证较高的除尘效率，该除尘器结构紧凑、合理，换袋时无需进入除尘器、换袋操作方便，接触粉尘少，维护工作量少，脉冲阀结构简单、新颖、自身阻力小，清灰效果好。控制柜采用PLC控制，它除能满足主机操作外，还能与辅机连锁控制。

2、工作原理

长袋低压脉冲大型袋式除尘器主要由钢制上箱体、砖混壳体、卸灰装置、过滤系统、喷吹装置和控制系统等几部分组成。含尘烟气进入砖混壳体下部，在挡风板形成的预分离室内，大颗粒因惯性作用落入灰斗，烟气沿挡风板向上达滤袋，粉尘被阻隔在滤袋外面，干净烟气进入袋内，干净烟气进入袋内，并经袋口和上箱体由排风口排出。当滤袋表面的粉尘不断增加，控制PLC便发出信号，使喷吹系统工作，此时压缩空气从气包经脉冲阀和喷吹管上的喷嘴向滤袋内喷射，在滤袋膨胀产生的加速度和反向气流的作用下，附于袋外的粉尘脱离滤袋落入灰斗，粉尘由卸灰阀排出，喷吹结束后，滤袋立即恢复过滤状态。

3、主要特点

低压脉冲袋式除尘器是一种高效袋式除尘器，是一种高效、经济可靠、处理能力大、使用方便的除尘设备。适用于冶金、矿山、林业、化工、建材、电力、轻工、机械等行业的尘气净化与回收。其主要特点如下：

可靠、实用

●无论是用于烟尘净化还是产品收集，该除尘器具有**高的使用可靠性，维护工作和维护费用大大降低。提高了整个系统的经济性。采用砖混壳体，防腐保温效果好、耐用、抗磨损。

节能

• 可以净化含尘浓度为1000g/m³，只要单级系统除尘同样实现了99.99%以上的高效率。单级系统使系统获得**低的阻力损失和漏风率，能耗更低、更安全，意味着能节省更多的工作空间。

重视气流的组织形式

●除尘器本体结构阻力不能忽略,均匀的气流组织形式能显著改善这种不利影响.均匀的气流减少了对设备局部区域的冲刷,而这种冲刷是滤袋寿命短及设备磨损的重要因素。

 

 

简便的滤袋固定方式

• 滤袋以缝在袋口的弹性涨圈嵌在花板上，拆装滤袋极为方便。
• 离线检修，人在净箱中换袋，可不与灰尘接触。

先进的控制技术

● 以PLC控制清灰，功能齐全，自动化程度高。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

               

 

 脉冲袋式除尘器结构示意图

1.上箱体  2.喷吹装置  3.中箱体

4.滤袋  5.滤袋框架  6.下灰斗  7.星形卸料器

 

 

 

4、主要技术参数

熔铝、炒灰炉除尘系统主要技术性能参数

 

序号	名称	单位	数值
1	过滤面积	m2	3174
2	过滤风速	m/min	1.00
3	处理风量	m3/h	190000
4	烟气温度	℃	<260
5	氟美斯滤袋材质	g/m2	850
6	滤袋尺寸	mm	φ132×6000
7	滤袋数量	条	1404
8	入口含尘浓度	g/m3	＜1000
9	除尘效率	%	＞99
10	喷吹压力	MPa	0.15-0.25
11	脉冲阀规格与数量	套	3〃×78
12	压气耗量	m3/阀·次	0.17-0.21
13	脉冲宽度	S	0.1-0.2
14	脉冲周期	min	60
15	设备阻力	Pa	<1470
16	漏风率	%	<2
17	风机2台	KW	132
18	风机1台	KW	90
19	风机1台	KW	45

5.5、喷吹系统用气要求

压缩空气气源接入除尘器专设的储气罐，并进行除油、脱水处理。经减压阀减压后将洁净空气供给除尘器。该气从厂方集中供气站接入。

5.6、卸灰和输灰

袋式除尘器卸灰装置采用螺旋输灰机转运至贮灰仓，收集后的粉尘集中于贮灰仓，集中的粉尘可外售或作其它用途。

六、电气控制系统

除尘系统设有380V主风机电动机四台。主风机电动机的电源引自厂内。主风机旁设置就地启动柜，风机的启动风阀自动联锁控制由除尘系统主风机电控完成。设施所有的控制盘、箱、柜/台选用的电气元件均采用合资企业生产的产品，整个系统采用PLC控制。除45KW的风机采用星三角启动外，其它主风机电动均采用变频自动调速控制技术，在主管道上安装测压计，根据生产情况，自动调速，更节能。熔铝炉每个吸尘点上的电动阀门与炉盖门同步运行；炒灰房的每个吸尘点上的电动阀门根据生产情况，手动控制。

七、运行费用

1. 总装机容量

 

名称	数量	总功率(KW)
风机	4	399
卸灰阀	1	2
电动阀门	14	6
螺旋输送机	2	11
合计	19	418

1. 日运行费用：7022元

 

序号	名称	数量	单位	单价	总价
1	总装机容量	418×24	kw	0.7元/kw.h	7022元

 

八：除尘系统主要材料与配件来源表

 

序号	名称	规格	产地	技术参数
1	板材	3-14mm	鞍钢	Q235
2	型材	角钢与槽钢	唐钢	Q235
3	高温滤袋	∮132×6000	上海	850g/㎡
4	脉冲阀	3〃	上海	DC24V
5	风机	Y4-73-12D	佛山	90KW
6	风机	Y4-73-10D	佛山	45KW
7	风机	Y4-68-11.2D	佛山	132KW
8	卸料器	200×200	浙江	0.55KW
9	减速器	XWD6-59	浙江	5.5 KW
10	电器元件		浙江
11	水泵	Q=55m3/h，H=22m	广州	N=5.5kw
12	麻石脱硫塔	2700*13650mm	广州	Q=65000m3/h
13	除尘器壳体	CDL-3174㎡	广州	Q=190000m3/h

（二）65000m³/Hx3风量铸铝炉脱硫治理方案

1. 项目概述

清远市美高新型合金型材有限公司位于清远市清城区龙塘镇泰基工业城一号，主要生产铝材。由于该公司未配备有脱硫设施，排放的SO₂未达到广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001)。随着时代的发展，环境保护的要求越来越高，铸铝炉排放的尾气含有一定的SO₂和烟尘，若不经过处理，直接外排将会污染周围的空气，危害周边居民的身体健康，产生酸雨，破坏生态平衡，因而，该尾气须经过治理达标才能排放。为了减少铸铝炉尾气对大气层的污染，保护环境，改善环境空气质量，防止生态破坏，创造清洁适宜的环境，保护人体健康。现根据贵公司的要求，委托我公司对其炉排放尾气治理工程进行设计。

二、设计依据

1、该公司提供的有关原始技术资料；

2、《中华人民共和国环境保护法》(1989)；

3、《中华人民共和国大气污染防治法》(2000)；

4、国家标准《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)；

5、国家标准《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)；

6、广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001)；

7、《排放口规范化整治技术要求》(国环局环监[1996]470号)；

8、有关的环境工程设计手册；

9、有关的设计规范及设计手册。

三、设计思路及原则

1、设计思路：本设计根据国家有关环境保护的法规规定，对该项目的工业生产污染物进行综合处理，使之符合国家排放标准，以减轻对环境的污染。为了能使废气经处理达标，减少工程建设投资和降低处理成本，工艺设计采用比较成熟有效的技术，即采用麻石旋流脱硫除尘处理工艺。

2、设计原则：采用技术成熟、安全、可靠的工艺和先进、简单、处理效果好的设备，确保环保设施运行正常，废气达标排放，生产工艺不受影响；整个工程充分利用现有场地设施，做到布局合理、占地空间小、投资小等特点；工艺合理，选用设备维护简单、方便；并且处理效果稳定，确保处理后废气达到相关的环保标准排放。

1. 设计范围

1、本工程设计范围为该厂废气治理系统。

2、本设计包括废气治理主体脱硫塔。

3、本工程设计包括废气治理设施的参数确定，处理设施和设备的总平面布置、风管的布置设计。

4、本工程所需的工业电源、自来水等，均需厂方按照设计要求送至废气治理设施的指定位置。

五、设计参数

根据公司提供数据和本公司设计经验，该公司现有65000m³/h铸铝炉烟气量，分三套来独立治理，具体原始设计参数如下：

1、烟气量：Q＝65000m³/h；

2、二氧化硫浓度：1000～1200mg/m³；

3、烟气林格曼黑度：1级。

六、排放标准

执行广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二时段Ⅱ级标准**高允许排放浓度，如下表：

 

污染物	**高允许排放浓度mg/Nm3	二级**高允许排放速率kg/h
颗粒物	<120	2.9
二氧化硫	<500	2.1
氮氧化物	<120	0.64

七、工艺设计及说明

1)工艺选择

目前，在工业上已应用的脱除SO₂的方法主要为湿法，即用液体吸收剂洗涤烟气，吸收所含的SO₂；其次为干法，即用吸附剂或催化剂脱除废气中的SO₂。

（1）钠碱法或钙碱法

钠碱吸收剂吸收能力大，不易挥发，对吸收系统不存在结垢、堵塞等问题。亚硫酸钠法工艺成熟、简单、吸收效率高，所得副产品纯度高，但耗碱量大，成本高，因此只适于中小气量烟气的治理。钙碱法此法、该法所用吸收剂价廉易得，吸收效率高，回收的产物石膏可用作建筑材料，而半水亚硫酸钙是一种钙塑材料，用途广泛，因此成为目前吸收脱硫应用**多的方法。该法存在的**主要问题是吸收系统容易结垢。而吸收液循环法可处理大气量烟气，吸收效率可达90％以上，在国外是应用**多的方法之一。

（2）活性炭吸附法和催化氧化法

活性炭吸附法虽然不消耗酸、碱等原料，又无污水排出，但由于活性炭吸附容量有限，因此对吸附剂要不断再生，操作麻烦。另外为保证吸附效率，烟气通过吸附装置的速度不宜过大。当处理气量大时，吸附装置体积必须很大才能满足要求，因而不适于大气量烟气的处理。催化氧化法在催化剂的作用下可将SO₂氧化为SO₃后进行净化。但用此法处理电厂锅炉烟气及炼油尾气，则在技术上、经济上还存在一些问题需要解决。

综所上述，在该公司的铸铝炉上选择脱硫除尘装置必须考虑技术要求，经济性，可靠性以及气象水文条件等因素，该公司的实际情况，故本方案采用湿式钠碱法或钙碱法旋流式麻石脱硫除尘净化工艺。

2）工艺流程

 

 

循  环  水  泵 废除

风机

循环池

碱液池

除尘器出口气体 气

排放

脱硫塔 气

 

 

 

 

 

 

3）工艺说明

旋流板塔内装有旋流塔板。烟气由塔底以切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。随板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，**后被甩到塔壁上，沿壁下流。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的SO₂ 、氮氧化物等酸性气体被碱性液体吸收。同时，旋流板塔具有很好的除尘性能，气体中的尘粒在旋流塔板上被水雾粘附，并受离心力作用甩到塔壁面而出去，从而具有较高的除尘除雾效率。为提高除雾效率，在旋流塔板上方设置1层除雾旋雾板，可避免风机带水问题。麻石旋流板塔内含尘和弱酸性的污水经排水渠道排入沉灰池。污水中的悬浮物在沉灰池中静置沉淀，上清液经过滤池进入循环池，加碱后调节pH到10以上，用水泵抽至麻石塔，用作为麻石塔的脱硫用水。

八、处理效果预测

经过处理后，排放的气体可达到广东省地方标准《大气污染物排放限值》(DB44/27-2001)第二时段Ⅱ级标准**高允许排放浓度，以及国家标准《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)，第二时段Ⅱ级标准**高允许排放浓度、烟气黑度限值，即：

 

污染物	**高允许排放浓度mg/Nm3	二级**高允许排放速率kg/h
二氧化硫	≤500	≤2.1

九、主要构筑物、设备及其参数

1）工艺设计参数

1、麻石脱硫除尘塔：塔体外径：Φ2700mm；

塔体高度：13650mm；供水压力：5kg/cm²；

塔流速：V=4.3m/s；进口烟气流速：V=12m/s；

处理量：Q=65000m³/h；阻力损失：800～1000Pa；

2、副塔：外径：Φ2300mm；高度：13650mm。

3、循环水泵：耐腐蚀水泵H=22、Q=55、5.5KW。

4、循环水池：利用原有污水处理池，碱性水利用生产中产生的废水，若PH指标达不到要求，采用人工加药调剂。

5、脱硫塔平台根据现场地质甲方负责完成。

6、风机： (利用原有90KW风机一台，增加132KW风机两台）

2）主要构、建筑物及工艺设备一览表

 

名称	规格型号	性能参数	运行数量
麻石脱硫除尘塔	2700*13650mm	Q=65000m3/h，V=4.3m/s	3座
水泵		Q=55m3/h，H=22m，N=5.5kw	6台

十、通用工程设计

1）土建设计

1、地基承载能力应大于80Kpa,当达到120Kpa，可采用天然地基，埋深根据现在土质再定。软弱地基时，打木桩或混凝土桩提高地基承载力，使其达到要求方可施工。

2、满足工艺设计的要求，与该公司总体设计相协调。掌握工程地质与水文地质情况，选择合理的结构类型和基础类型。

3、排污及循环水采用地埋深。（排污PVC管、循环PPR水管）。

4、脱硫塔基础由甲方负责完成。

2）电气及自动化控制设计

1、设计范围：包括废气治理设施界区内的低压配电、自动控制、室内外照明及防雷接地系统。

2、电源：净化设施设一路供电电源：~380/200V，50Hz，配电系统采用三相五线制、单相三线制，接地保护系统为TN-S系统。

3、电缆及敷设：电力电缆选用VV型及VV22型，控制电缆选用KVV型及KVVP型，照明电缆选用BVV型。敷设方式采用穿管暗敷，室内照明用难燃塑料线槽明敷。

4、防雷接地：采用避雷带、避雷短针对建筑物作防雷保护。利用天然接地体加上人工接地极作为接地极，工作接地及保护接地共用接地极。

十一、概算编制与说明

1、本工程概算依据环保治理工程初步设计中计算的工程量，综合分析区内工程经济情况，按省市建设部门正式颁布的建设工程预算价格及相应的计费程序编制。

2、本工程概算包括：厂方要求的设计建设工程项目的整个工艺系统所有有关的机械、电器设备的购置、安装及调试；废气治理工程的通风系统内管路、阀门；土建工程。

3、本工程概算未包括如下部分：脱硫塔基础处理费用与接入到本项目环保处理设备以外的输变电缆。

说明：利用原有风机一台，概算编制中包含原有除尘管道的部分利用。概算编制不含环保监测费、脱硫塔基础处理费、利用该公司循环水池、碱性水等。设计图中尺寸与整体设计供参考，方案确定后在做确定。

十二、运行费用估算

1、人员编制：无需专人，可设一名兼职人员负责管理维护设备。

2、电费：运行费用为风机和水泵运行时电费。电耗统计如下：

 

序号	名称		功率		运行数量	运行时间		电耗小计
1	水泵		5.5kw		3	24		396
运行电耗合计		396度电		电价：0.7元		费用	278元

3、根据工程经验与该工程情况，每天药剂费用为：300元/天。

4、运行费：运行费用：278+300＝578元/天

十三、“三废”处理及排放口规范化建设

按照《排放口规范化整治技术要求》要求，进行排污口的建设。设置烟囱和监测平台，在烟囱上设置监测口，烟囱直径为1300mm，监测平台面积>2m²。监测口设在烟气转接处，烟囱直径3倍处，即H=3.9m处设采样口。烟气净化设施，设置国家标准的《环境保护图形标志》（GB15562.1-1995）规定的废气排放口标志牌。

十四、施工管理与进度

本工程总的实际施工期为70天，施工期间要注意安全管理和安全生产。施工进度与甲方付款及时与否有关，尽量按甲方的要求进度执行。

十五、工程保修承诺及具体措施

1、我公司本着“让用户放心，让用户满意”的宗旨，始终坚持两手抓，两手都硬的方针，一手抓工程产品的设计质量和制造安装质量，一手抓产品的售后服务质量。

2、我公司在确保质量的前提下，一定按贵公司确定的时限内完成整套废气净化系统的设计、制作、安装及调试任务。

3、我公司对所有的工程和产品都实行为期一年的保质期，在保质期内，执行“三包”政策；在保质期后，我公司以优惠的价格继续提供有关易损件和其他配件。服务只有起点，没有终点！

十六、结束语：

该工程计划九十天内完成，设计是在规定的除尘区域里布置，其尺寸都在规定范围内。贵公司熔铝与炒灰生产车间经改造治理后，工人工作环境大为改观，公司对外树立了良好的外部形象，达到了经济、环保、社会效益三丰收的目的。

 

 

设计单位：广州市盛颉除尘设备有限公司

2009年5月

 

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