高温带腐蚀烟气净化方案.

攀枝花钢城集团有限公司西磁分公司二车间湿法除尘系统

实施方案

攀枝花钢企瑞天安全环保有限公司二〇一三年四月

项目名称：

二车间湿法除尘系统项目设计阶段：实施方案

负责人：

报告审核人：

报告编制人：

工程摘要

1. 工程名称

攀枝花钢城集团有限公司西磁分公司二车间湿法除尘系统项目

2. 工程规模

烟气经洗涤后，固体粉尘排放浓度符合《大气污染物综合排放标准》。

3. 工艺方案

粉尘治理采用引风方式将烟气收集后进行冷却降温，再经洗涤塔去除氧化铁粉尘后经室外高空排放，工艺过程：引风管→喷淋降温→复合洗涤→调节阀→风机→排烟囱；

4. 系统参数

抽风量：6000～8000m3/h

风机功率：18.5kw

冷却净化塔组合：2-□1400×1400×（高6000）

5. 主要技术经济指标

（1）工程费用:68.78万元

其中：设备制造费：22.86万元

建安费：21.23万元

措施费： 1.45万元

规费： 4.78万元

（2）其它费用： 1.24万元（4）税金： 2.84万元（3）项目总投资：50.31万元

目录

1．总论 ......................................................................................................................................... ７1．1项目改造背景及必要性....................................................................................................... ７1．2 设计的范围 ......................................................................................................................... ９1．3设计目标 ...........................................................................................................................１０2．生产现状 ..............................................................................................................................１１2．1生产工艺流程简介............................................................................................................１１2．2现状及存在问题................................................................................................................１１2．3研究重点 ...........................................................................................................................１１3．环境及工艺条件...................................................................................................................１２3．1环境条件 ...........................................................................................................................１２3．2工艺条件 ...........................................................................................................................１２3．3工艺状况 ...........................................................................................................................１２4．设计依据及原则...................................................................................................................１２4．1设计依据法规和规范标准：............................................................................................１２4．2设计原则 ...........................................................................................................................１３5．技术方案 ..............................................................................................................................１３5．1粉尘污染现状 ...................................................................................................................１３5．2系统解决方案 ...................................................................................................................１６5．3工艺流程及说明................................................................................................................１７5．4 设备选择 ..........................................................................................................................１９6．平面布置 ..............................................................................................................................２１6．1循环水池 ...........................................................................................................................２１6．2设备布置 ...........................................................................................................................２１7．各系统主要设备及参数.......................................................................................................２１8．建设进度 ..............................................................................................................................２３

1．总论

1．1项目改造背景及必要性

钢城集团有限公司西磁分公司机关位于攀枝花市东区华山工业园区内。是从事锶铁氧体预烧料研究和生产的专业化公司、全国磁性材料标准化技术委员会成员单位,主要产品有Y30H-1、Y30H-2粉料，其中二车间位于东区李家湾，占地面积5441.38平方米，建筑面积2890.46平方米，，联动生产线1条，员工42人，主要产品为Y30H-2料，设计生产能力为5000吨/年。采用湿法混磨使得工艺前端生产过程几乎不产生污染性粉尘，但烧涪至成品段形成的高温烟气，组份中除水蒸汽和少量氯化物外，以氧化铁粉尘为主要污染物，目前采用直接排放方式，未经处理的烟气即使较低浓度也容易造成污染，随着料浆含水率的增高直接导致焙烧过程能耗的增加，原料中每增加1kg水则燃气消耗量增加0.3m3，同时烟气量增加2.5 m3，极大的增加了生产成本。

未经处理的烟气排放后，除了带来周边环境污染，烟气中的含盐水蒸汽凝结后落在厂房彩钢屋面，严重腐蚀车间建筑，也对操作人员造成影响。氧化铁微粉带来的污染具有长期持久性，粉尘本身具有附着力强难以清理特性，由于扩散和风力的作用，还可以使污染范围扩大，造成周边居民环境恶劣，0.3～3.5UM的微小颗粒通过呼吸可直接留在人体内部，沉积在建筑、地面以及植物表面的粉尘又随着雨水进入土壤，影

响绿化物生长或导致死亡。即使排放的浓度控制很低，由于总量和长期积累的危害也不容忽视，其危害主要表现在对人体的伤害和导电危险性，与其它粉尘一样，氧化铁粉尘吸入人体后不能被完全分解吸收，当累积到一定量时形成"铁末沉着症”也称“铁尘肺”，尤其是粒径在0.5～5μm之间具有相当的危害性。氧化铁粉尘沉积后吸水能导电，所以,氧化铁有可能成为电器使用时的危险因素,初始阶段可能造成电流的不通,随后又可能形成短路,这可以直接对人的生命造成威胁，也导致电气设备的致命破坏。

氧化铁微粉颜色鲜明的特殊性，扩散到空气中或进入水体均会造成明显的视觉冲击，环境影响较大，进入水体带来视觉污染，因此通过提高成本核算和绿色行销的经营效益，重建环境经济，并把环保投资转向生产收益，提升环境价值的增加并不减少经济效益，项目采用先进的工艺技术措施替代落后的技术，寻求环境效益与经济效益相统一的结合点，克服了单纯末端治理环境的弊端，在工艺技术与设备选择及运行管理等各个环节，通过不断采取综合性的措施，减少或避免污染物的产生和排放，降低能耗，从而消除烟尘对工人健康和环境的危害。将污染物消除在生产过程之中，将氧化铁粉尘合理回收直接变为产品，降低原料含水率从而降低能耗，不仅环境状况从根本上得到改善，而且生产成本降低，并减少设备故障和建筑维护，从而能够实现经济与环境“双赢”。

清洁生产、劳动安全卫生、环境保护等各项法律法规的深入，节能减排、环境保护成为现代企业文明生产的标志，粉尘的危害性显得更为广泛和突出，是急需治理的重点。

1．2 设计的范围

1．2．1 污染源特性分析

对生产烟气中固体粉尘进行物理特征定量分析，测定粉尘粉径分布、密度、比电阻、可磨性、安息角、粘度、亲水性、爆炸性、比表面积、粉尘形状，测定水蒸汽含量和混合气体比热容,为粉尘治理工艺参数的确定提供准确数据，对现场粉尘的危害程度进行量化评估，以确定设计目标和治理重点。

1．2．2 排放环境评价

根据污染物特征，由于粉尘对人体的危害，不仅取决于粉尘的性质，还取决于粉尘在空气中的含量（即浓度）,尤其是呼吸类粉尘（粒径小于1μm），空气中含粉尘的浓度是评价环境污染状况的主要指标之一，按三种方式测定浓度：

（1）质量浓度：单位体积空气中所含的灰尘质量，单位为毫克/米3；

（2）计数浓度：单位体积空气中含有各种粒径灰尘的颗粒总数，单位为粒/米3或粒/升；

（3）粒径计数浓度：单位体积空气中所含某一粒径范围（粒级）内

的灰尘颗粒数，单位为粒/米3或粒/升。

1．2．3 污染控制工艺的设计

（1）对烟气中的氧化铁粉量和其它成份进行计算和现场试验，确定抽风量平衡的主要工艺参数；

（2）测定烟气量和温度，确定降温至洗涤烟尘工艺要求所需的热交换总值；

（3）对除尘系统进行设计，通过增加冷却、洗涤塔停留时间来减少压力损失和增加微粉的吸收率；

（4）水循环过滤处理，过滤后的微粉可以回收，同时保护循环水固含量不堵塞喷头。

1．3设计目标

项目提出具有清洁生产、环境保护、劳动安全卫生、提高系统运行可靠性等重要意义，攀枝花钢企瑞天安全环保有限公司对项目提出全面的系统解决方案，同时结合本项目生产的实际操作管理情况，在满足国家环保及职业治理要求前提下,尽可能节省企业非生产性投资和运行成本，形成本项目实施方案。项目实施完成后，固体粉尘含量低于50mg/Nm3。

2．生产现状

2．1生产工艺流程简介

原辅料准备→人工称量配料→湿法混磨→料浆储存→定量进料→回转窑焙烧→成品球磨研磨→预烧料检验→包装、入库

2．2现状及存在问题

（1）原料含水率高，消耗煤气增加，加上耗氧空气补充，烟气量相对较大，导致系统生产率不足，能耗也高，当配料改为半干法后，烟尘将更大；

（2）烟气中含有少量氯化物，高温下对碳钢材质有一定腐蚀，目前烟囱设置于房顶，屋面腐蚀严重；

（3）设备连续运行，系统工序之间相互影响较大，烟气处理系统必须保证生产稳定性；

（4）氧化铁微粉粒径极细，当烟气温度在露点以上时，水洗涤无效。2．3研究重点

2，3．1温度阶梯变化对烟气化学组份和可溶性影响研究；2．3．2氧化铁微粉在流态空气中的运动及吸附性；

2．3．3降温塔洗涤塔高温防腐保护系统设计；

2．3．4系统整体性及多级烟气洗涤研究；

3．环境及工艺条件

3．1环境条件

车间环境温度：0～50℃

车间相对湿度：小于95%

车间所在地的海拔高度：低于1800米

3．2工艺条件

烟气温度：低于600℃

粉尘种类：铁粉及氧化铁粉、含水量低

粉尘浓度：低于600mg/Nm3

3．3工艺状况

3．3．1氧化铁微粉,平均粒径低于1μm；

3．3．2烟气量大、连续产生；

3．3．3烟气组份具有腐蚀性、变化性；

3．3．4高温、高湿非爆炸性；

4．设计依据及原则

4．1设计依据法规和规范标准：

4．1．1《机械安全防护装置固定式和活动式防护装置设计与制造一般要求》（GB/T 8196-2003）;

4．1．2《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）;

4．1．3《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）;

4．1．4《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996

4．1．5《钢结构设计规范》GBJ17-88 4．1．6《钢结构工程及施工验收规范》GB50205-95 4．1．7《手工电弧焊及气体保护焊焊接坡口得形式和尺寸》GB985-88

4．1．8《电气装置安装工程及验收规范》GBJ232-824．2 4．2设计原则

4．2．1遵循技术成熟、先进、经济、实用、运行长期可靠的原则，确保系统的技术先进性及完整性；

4．2．2既要保证降尘效果，又必须减少对系统工艺的影响；4．2．3满足烟气处理的需要，同时应考虑系统的一次投资费用和运行维护费用；。

4．2．4系统结构设计及施工方案应尽量减少对生产影响。

4．2．5除尘效果、设备制造及工程安装满足国家相关规定及强制性条文的要求，在满足规定的要求条件下尽量降低工程造价和除尘系统的运行费用。

5．技术方案

5．1粉尘污染现状

（1）烟尘特点

生产以氧化铁粉和碳酸锶为主要原料，氧化铁粉中含有氯化物（以盐的形式存在），焙烧后烟气所产生的污染物为氧化铁粉，粉尘比重虽然大但粒径非常小，平均粒径低于1μm ，在极低风速下都会被带走，自然沉降速度非常慢，很难分离。烟气中其它成份如水蒸汽、氯化物，在100℃以上难以去除，氯化物在高温下对管线有一定腐蚀。烟气中富含的水蒸汽在冷却成液态过程需大幅吸热，增加冷却降温难度。（2）治理要点

本项目整个除尘系统重点在于以下几个部分：

●高温烟气的输送，防止粉尘堆集在管线内和防止对系统金属的腐蚀，预留充分腐蚀余量；

●必须选用具有良好吸附能力的高效率多级淋洗装置；

●严格的烟气温度控制，保护后端风机及设备；

●通过淋洗法吸附氧化铁粉，由于其它组份如氯化物含量极低且均能在洗涤过程中拦截，不再单独考虑；

●喷淋水循环使用，采用过滤方式防止粉尘进入喷淋水系统；

●系统分配的合理性以及维护的方便性和使用的低成本。

治理目标：排放烟气中固体粉尘含量低于50mg/Nm3。

5.2环保路线的选择

粉尘分离方法很多，各种方法均有不同的适用范围范围和工艺特

点，在分离方式上需结合项目本身的烟气特点和使用条件，选择合理的工艺方案是保证系统长期可靠运行的根本，常用的有以下几种：（1）离心机械式

这种方式工作原理相对简单：将粉尘首先与惯性碰撞板相撞落下，再经过滤网滤去更细小的颗粒。为了提高回收捕集效果，一般分为多级分离，但这种方式气温变化影响较大，捕捉极细微粒效果较差,不适合与本项目烟尘处理。

（2）电子式

电子式粉尘清洁器的工作原理是采用电晕放电的方法将空气电离，使空气中的烟尘粒子带上电荷，并通过电场使带电粒子在电场力的作用下向放电极运动，颗粒物在引风机负压引导下进入电场，首先被电场电离并加上电荷、带电离子在电场作用下被捕集，带电粒子在集尘电极上释放电荷并聚集成液滴或粉尘最终落下粉尘收集箱，适用于高温高浓度单相混合粉尘，但对气液两相并存的粉尘无法收集。

（3）喷淋洗涤式

一般采用水洗法，其主要净化机理是使气、液充分接触，将各种固相、液相以及部分气相物质截入到水滴之中从而提高达到净化目的。为了提高效率所采用净化处理设备主要有洗涤塔、泡沫塔、填料塔、斜孔板塔、湍球塔等。这种工艺的优点是设备投资较低，工艺较简单，能适

应各种粉尘及化学物质。但耗能耗水量大、运行费用高、北方的冬天还容易因结冰而导致设备无法正常运行。

（4）过滤式

利用特殊滤材直接对粉雾微粒进行分离，具有较高的处理效率和分离精度，适用范围广。常用的有滤袋、滤筒等纤维过滤材料和固体基材过滤等。

根据烟气高温、高湿、微粉、腐蚀性等特点，结合投资运行成本采用喷淋洗涤方式作为本项目的除尘主体工艺。

5．2系统解决方案

（1）系统采取的技术措施

①当水蒸汽未结露时，烟气中的盐酸、氯离子等未形成溶液，以氧化腐蚀为主，因此高温段风管采用普通碳钢，并保持一定腐蚀余量；

②淋洗塔和冷却塔采用粘土耐火砖为彻体，具有耐高温和耐腐蚀特征；

③淋洗塔采用三级泡沫、喷雾组合方式，提高微粉拦截率；

④从淋洗塔出来后，管线及烟囱采用玻璃钢，具极良好的防腐性；

⑤风机采用高压玻璃钢引风机，具有极佳的抗腐蚀能力和低噪声特

点；

⑥引风系统风量略大于烟气量，维持系统内呈负压，防止烟气外泄。

（2）系统风量的确定

工艺产生Max 烟气量： 5000 m 3 /h

系统漏风率10%：500 m 3 /h

负压余量20%：1000 m 3 /h

计算引风量：6500 m 3 /h

（3） 换热量计算

煤气消耗：700 m 3 /h 热值：5000Kcal/ m 3

总热值：3.5×106kcal

理论蒸发量：6.5t/h

（4）循环水量确定

考虑燃烧率和热量损失，实际蒸发量按70%计算：4.55t/h ； 补充水量：5 t/h ；

喷淋水量：15t/h

循环水量：45t/h

5．3工艺流程及说明

调节阀

烟 排放 高温烟气

工艺说明：

（1）烟气从炉内出来后经管线直接进入冷却塔喷水降温，采用雾化喷头，也可以起初步降尘的作用；

（2）烟气经塔底通道进入洗涤塔，调节冷却塔喷水量控制降温，保证进入洗涤塔前的烟气温度低于85℃；

（3）净化后的烟气由风机引至烟囱排放；

（4）冷却多余喷淋水及洗涤塔淋洗水，回流至沉淀池，过滤后进入清水池循环使用；

（5）在洗涤塔前设置温度控制器，当烟气温度超过设定值时报警，及时关闭风机，保护后端管线设备；

（6）过滤器反冲洗水进入沉淀池。

（7）循环水泵为耐酸衬氟泵，多台并联使用，根据系统压力和温度自动启用1台或多台。

5．4 设备选择

（1）冷却洗涤塔

整体采用粘土砖彻体分为冷却和洗涤两格，烟气从塔顶底进入冷却塔，喷淋水多层喷淋降温，底部相塔相通，烟气由上至下到达底部后进入三层泡沫洗涤净化塔，开始由下至上运行，每层空间喷淋水采用雾化喷头，形成喷淋和泡沫组合降尘当水流过筛板在孔隙之间形成水幕，而烟气只能从水层之间穿过，形成气泡层，经过气液混合进行换热和粉尘接触，烟气中的固体物进入水体，烟气重新形成均流，在穿过多次筛板层后，含尘浓度逐步降低，烟气经净化处理后排空。

（2）风机

主要根据设计风量及系统的阻力。系统阻力来源于各工位的管线、弯头、冷却塔和净化塔，以及烟囱等本身压力损失。风机进风口设置调

节阀和软连接，出口接烟囱，材料采用全玻璃钢。叶轮：由10个后倾机翼型叶片、曲线型轮盖和平板后盘组成，经动静平衡校正和超速运转实验，效率高，运转可靠平稳，空气性能良好。

机壳：机壳为三开式，水平分为两半，上半部沿中心线垂直分为两半，用不锈钢螺栓连接，方便安装、维修时取放叶轮。

进风口：为整体结构，与轴向平等截面为曲线形状，使气流顺畅，减少阻力。

传动部分：采用电机叶轮带联式，便于调整张紧程度。

（3）管线

由于烟气在高温段水蒸汽未结露，金属化学腐蚀较小，主要为氧化腐蚀，因此采用碳钢风管并留一定腐蚀余量，各部件为法兰联接，便于更换。经喷淋净化塔出来的烟气富含水蒸汽及氯离子，对金属有较强腐蚀，包括烟囱均采用玻璃钢管线。

（4）电气控制系统

电源要求：380V/50HZ-3-130KW,三相五线制

自动化仪表控制

·该系统采用中央控制系统，控制及整个系统的工作过程。

·在净化塔前加设一个测温点实现对烟气冷却程度的监控。温度显示；·控制系统有对各种硬件及软件故障的自检测功能。