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1、揭西县新武材料厂反射炉尾气治理工程设计方案*有限公司二一五年五月 目 录1.概述22.方案设计原则23.设计范围和工作范围24. 设计依据25.执行标准36.废气量的确定37.铜精炼生产工艺流程、产污环节和废气拟处理工艺57.1生产工艺流程和产污环节以及废气处理工艺57.2废气处理工艺说明67.3干法除尘方法的选择67.4废气降温方法的选择67.5脱硫方法的选择67.6湿法脱硫设备的选择78. 主体和附属设备设计108.1.烟气冷却系统设计108.1.1冷却器设计108.2布袋除尘器设计138.2.1工作原理138.2.2布袋除尘器本体138.2.3清灰系统168.2.4卸灰系统168.2.5
2、电气控制部分168.3脱硫设备及工艺系统设计168.3.1旋流板塔设计168.3.2脱硫剂和制备系统选择178.3.3脱硫剂制备和再生工艺流程178.3.4循环液泵和管路设计188.3.5其他设计参数188.4. 烟道设计188.5除尘系统阻力计算和引风机匹配188.6 电源及供配电1910.运行费用估算20揭西县新武材料厂反射炉尾气治理工程设计方案1.概述揭西县信物材料厂在原来铜拆解的基础上，决定对拆解铜进行深加工：采用火法精炼。铜精炼炉采用反射炉，燃料是重油。重油燃烧和废铜中附着的残留物燃烧或热解，产生废气，废气中主要污染物是SO2、烟尘以及少量其他污染物。该公司为创造一个高起点的生产环境
3、，对这些污染治理十分重视，特委托*有限公司编制揭西县新武材料厂反射炉尾气治理工程设计方案。以下按节分述。2.方案设计原则本方案设计遵循如下原则（1）.采用目前国内外处理该类废气较先进的工艺技术；（2）处理工艺投资省，运行费用低；（3）.废气处理过程中回收有用、有价值的物质，废物综合利用；（4）.废气处理过程中不产生二次污染。3.设计范围和工作范围整个工程从设计、制造、安装、调试、售后服务一条龙总承包，具体工程内容如下：从精炼炉排气烟道末端的降温烟道开始到烟囱范围的脱硫除尘系统的工程设计、非标设备的设计和制造。成套设备和材料的供货；本体设备的防腐、包装、运输；系统保温设计、施工过程的技术指导、系
4、统启动调试及人员培训。辅助系统如碱液系统、循环水系统、废渣处理系统、自动控制系统、烟道系统的设计、采购、制作、安装及调试等。4. 设计依据（1）.厂方提供的工艺及场地等资料（2）.大气污染物排放限值（广东省地方标准DB44/27-2001）（3）.工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996） （4）.建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）；（5）.混凝土结构设计规范（GB50010-2002）；（6）.工业企业电气设计相关标准和规范；（7）.三废处理工程技术手册，废气卷（8）.三废处理工程技术手册，废水卷（9）.环境与工业气体净化技术（10）.工业通风除尘技术（11）.离心式通
5、（引）风机手册（12）.袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件（GB12625-90）（13）.脉冲喷吹类袋式除尘器（JB8532-2008）（14）. 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范（GB50275-2010）（15） 供配电系统设计规范（GB50052-95）（16） 电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB50052-2009）企业提供的相关资料和图件。5.执行标准根据政府法律法规要求反射炉尾气排放执行广东省地方标准大气污染物排放限值（DB44/27-2001）第二时段二级标准和工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）第二时段二级标准两者中较严格的标准。排放标准：SO2 浓
6、度为 850mg/m3； 烟尘浓度为100 mg/m3； 林格曼黑度1级。6.废气量的确定根据建设单位提供的数据，改反射炉耗油5000kg/d。24小时运行时间，有16小时烧油，每小时烧油312.5kg。一、反射炉尾气排放的烟气量重油在反射炉中燃烧产污系数如下：（1）在标准状况下，每公斤重油燃烧理论空气需要量V0为：V0=QL/4182+2=42600/4182+2=12.19 Nm3/kgV0-理论空气量，Nm3/kg；QL-燃料应用基的低位发热值，kJ/kg或kJ/m3。（2）在标准状况下，每公斤重油燃烧产生的烟气量Vy为：Vy=1.11QL/4182+1.0161(1) V0=1.114
7、260041821.0161(1.71)12.19=19.98 Nm3/kg（3）在标准状况下，一台反射炉每小时产生的烟气总量Qn为：Qn=Bh Vy=50001619.98=6243.75 Nm3/hQn-烟气总量，Nm3/h；Bh-燃料耗量，kg/h；（4）在900工况条件下，一台反射炉每小时产生的烟气量V1为：V1= QnT1/T0=6243(900+273)273=26824m3/hT1=t+273 t=900T0=273 (在标况即0，1个标准大气压条件下的开尔文温度)根据设计要求，烟气量应取1.2的安全系数，故烟气量应为321888 m3/h，结合贵司实际情况，考虑到用砖砌成的烟道
8、较长，漏风率相对较大，因而取烟气总量为35000m3/h。二、反射炉炉前抽气的烟气量：根据生产需要熔炼炉炉前炉罩设计的尺寸为：炉罩的长度为：14米；炉罩的宽度为：10米；炉罩离尘源的距离为：0.35米；熔炼炉罩所需抽出的烟气量为：Q=KCHV0=1.4480.350.2=4.704m3/sQ=4.7043600=16934 m3/hK-伞形罩几何尺寸的系数，通常取K=1.4C-尘源的周长，mV0-罩口上平均流速，m/sH-罩口距尘源的距离，m设计时考虑到烟道及除尘设备的漏风系数，设计取烟气量为：17500 m3/h7.铜精炼生产工艺流程、产污环节和废气拟处理工艺7.1生产工艺流程和产污环节以及
9、废气处理工艺生产工艺流程和产污环节以及废气处理工艺见下图： 精选废紫铜 烟气 反射炉 降温降尘烟道 冷却水池 打氧氧化 布袋除尘器 烟灰炉渣 造渣 回收利用回收利用 还原 旋流板除尘脱硫装置 补碱 循环水池 连铸连轧 园盘浇铸机 引风机 铜杆 阳极板 达标排放 检验出厂按照上述处理工艺流程，一般情况下二氧化硫去除效率可达到80%，而烟尘的去除效率则在95%以上，铅的去除率为97%。烟气处理达标后由40米高，1.5米内径的烟囱排放。7.2废气处理工艺说明本项目废气中的烟尘含有多种有用的金属和非金属，有较高的经济价值，需要采用干法收集，以便于回收利用。为此，首先选择干法除尘方法。7.3干法除尘方法
10、的选择干法除尘方法有：重力沉降室、旋风除尘器、电除尘器、布袋除尘器。重力沉降室和旋风除尘器除尘效率低。电除尘器和布袋除尘器除尘效率都可达到99.5%以上。而电除尘器投资费用较高，电耗高，管理要求高，但阻力降较低（300-400Pa）。而布袋除尘器投资费用不高，电耗不高，管理要求不高，但阻力较高（1200-1300 Pa）。衡量两种方法利弊，本项目选用布袋除尘器。7.4废气降温方法的选择废气采用水冷套管冷却器和水冷式热交换器，将烟气温度由900降至200以下，以利于使用中温滤料的布袋除尘，避免使用价格昂贵的高温特殊滤料，降低投资和运行成本。热交换器所得热水用来加热重油，充分回收高温烟气冷却后产生
11、的热能。7.5脱硫方法的选择目前国内外的烟气脱硫方法有干法、半干法及湿法三大类。三种脱硫方法分别适用于不同的煤种、不同的环保要求，其投资、操作、运行费用、工艺流程等方面差别较大。干法脱硫工艺，如荷电干式吸收剂喷射脱硫技术、干式催化脱硫技术、电子束照射，脉冲电晕等离子体法等，其共同特点是：反应在无液相介入的完全干燥状态下进行，反应产物的物理性状为干粉，基本上不存在腐蚀、结露等问题，其优点是处理后的烟气温降很低，烟气抬升高度高，从烟囱排出时容易扩散，对厂区及周边环境影响不大。但干法脱硫普遍存在脱硫效率低、系统设备复杂、自动化程度高、对操作人员有严格的技术要求等缺点半干法脱硫工艺的特点是：反应在气、
12、固、液三相中进行，最终产物为干粉状。其优点是脱硫效率比干法高，但同样存在脱硫效率低（最高脱硫效率一般70%）、系统设备复杂、自动化程度高、对操作人员有严格的技术要求等缺点。代表性的工艺有：旋转喷雾干燥法、炉内喷钙尾部烟气增湿活化技术等。湿法脱硫工艺的特点是：反应在气、液二相中进行，其优点是脱硫效率高、技术性能成熟、操作维护简便、工艺成熟，工业应用业绩多等特点。根据国外火电厂脱硫技术的发展趋向及国内火电厂宜重点发展湿法脱硫工艺。其主要原因如下：（1）脱硫效率高，钠钙双碱法脱硫高达90%以上，脱硫后的烟气不但二氧气硫浓度很低，而且烟尘浓度也进一步减少。（2）技术成熟，运行可靠性好。（3）对燃料变化
13、的适应性强。无论含硫量大小，该工艺都能适用。当窑炉燃料在一定范围内变动时，可以调节钠硫比、液气比等参数，以保证设计脱硫率的实现。本工程环境空气污染物主要为SO2和烟尘，为减轻烟气中污染物对空气环境的影响，拟选用有效、经济、适用的脱硫除尘工艺配套，控制烟尘和SO2排放总量。为了保证烟气排放各项指标能达到当地环保要求，本工程拟采用离线低压脉冲布袋除尘器+湿法除尘脱硫一体化的方式对烟气进行处理，以保证当地对烟尘、二氧化硫总量控制的任何排放要求。7.6湿法脱硫设备的选择湿式脱硫装置有：水膜脱硫器、喷淋脱硫器、水浴冲击式脱硫器、泡沫式、筛板式、填料式脱硫器；文丘里脱硫器等等，都因不能满足脱硫器如下特殊要求：脱硫效率高，不结垢、不堵塞，防腐，而且阻力损失适当等要求而不适用。我公司研制的旋流板塔高效喷淋湿法脱硫除尘净化工艺和设备，均能满足环境质量和生产对脱硫器特殊要求：脱硫效率高，不结垢、不堵塞，防腐，而且阻力损失适当等要求。其脱硫原理如下：从熔炼炉排出的烟气经主烟道送入布袋除尘器，布袋除尘器除尘后的烟气由引风机引出经烟道后切线进入旋流塔体，沿塔体旋转上升；在进烟口上方装有三套不同规格的烟气旋流装置和净化喷淋装置，当烟气通过旋流装置时，其旋转速度进一步加强，强劲旋转上升的烟气在遇到大面积
