制造厂废气处理工程设计方案.doc

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1、废气处理工程设计方案目 录1 概 况11.1项目背景11.2设计依据11.3设计原则11.4 设计范围21.5排放标准22 废气情况分析32.1 废气来源32.2废气量及成分43 废气处理工艺选择53.1 废气处理工艺选择53.2 除尘原理73.3 脱硫原理74 废气处理工程系统设计84.1废气脱硫除尘系统组成84.2废气处理工艺设计95 运行成本分析105.1电费分析105.2其他费用分析 105.2运行成本合计 106 设备及构筑物一览表116.1构筑物116.2材料设备121 概 况1.2设计依据1）某市某机械铸造有限公司提供的基础资料2）中华人民共和国环境保护法3）中华人民共和国大气污

2、染物防治法4）广东省地方标准大气污染物排放限值（DB44/27-2001）5）工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）6）工业企业设计卫生标准（GBZ1-2002）7）大气环境质量标准（GB3095-96）8）环境工程设计手册9）大气污染防治手册10）有关的设计规范和设计手册1.3设计原则1）严格执行国家有关环保的各项法规，保证处理效果达到排放标准的要求；2）积极稳妥地采用先进可靠的处理技术，节省建设资金；3）贯彻经济性和可靠性并重的设计原则，在最大限度地降低工程造价和运行费用的同时，合理兼顾运行操作条件和管理维护条件；4）需要与可能相结合的原则，充分考虑当地的实际情况与客观条件，

3、因地制宜、积极稳妥地采用先进、实用的技术，使工程的各项指标都能达到预期的目的。1.4设计范围1） 废气工程设计方案的编制、设备材料采购及工程建设安装、负责工程调试直至废气达到相关的排放标准并通过环保验收。2） 负责业主方管理者、作业者的培训及废气处理机制的完善。1.5排放标准该项目废气经处理后，应达到工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）二级标准，烟囱最低允许高度为15米。表1工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）二级标准污染物排放浓度（mg/m3）烟尘150二氧化硫850氮氧化物400林格曼黑度1级2 废气情况分析2.1废气来源 该公司的熔炼炉作为生物颗粒燃料，年

4、用量300吨。含量为：固定碳8287%，含S 0.41%，灰份812%。运行过程中其主要污染物为烟尘、SO2。烟气排放量为4000m3/h。2.2废气量及成分 该项目共1台，在运行过程中产生的废气总量是4000m3/h。炉废气与锅炉烟气类似，运行工程中产生的废气主要污染物为烟尘、二氧化硫，处理工艺按锅炉烟气的处理工艺进行选择。 废气经处理后，应达到工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）二级标准，烟尘排放浓度150mg/m3，林格曼黑度1级，二氧化硫排放浓度900mg/m3，氮氧化物排放浓度400mg/m3。表2熔炉产生废气情况污染物浓度mg/m3标准浓度限值mg/m3废气量m3/

5、h烟尘23001504000二氧化硫30608503 废气处理工艺选择3.1废气处理工艺选择炉废气与锅炉烟气类似，污染物均为烟尘和二氧化硫，处理工艺按锅炉烟气的处理工艺进行选择。由于烟尘浓度较高，先经过一级除尘后再进行脱硫处理。3.1.1除尘工艺选择废气除尘的方式主要有机械式除尘（包括重力沉降室、惯性除尘器、旋风除尘器），过滤式除尘（包括袋式除尘器、颗粒层除尘器）、电除尘器、湿式除尘器（包括喷淋塔、泡沫塔、填料塔、湍球塔、文丘里等）。表3几种除尘方法性能比较名称适用粒径/um效率/%阻力/pa设备费运行费重力沉降室509080-8570-7560-70投资比例/%13-198-123-52-4

6、费用(元/tSO2)900-1250750-1050600-900600-800占地面积大中小小灰渣状态湿干干干 目前工业废气脱硫工艺大体概括为干法、半干法、湿法。 干法是利用固态（粉状、粒状等）的吸收剂、吸附剂或催化剂来脱除废气中二氧化硫的方法，如烟气循环流化床、活性炭吸附法、催化转化法。 半干法是采用液态吸收剂，利用烟气的热量，在脱硫反应的同时蒸发吸收剂的水分，使脱硫产物成为固态，如旋转喷雾干燥法。湿法采用液态（液体或浆液）吸收剂吸收烟气中的二氧化硫。双碱法烟气脱硫工艺采用碱金属盐类等的水溶液吸收SO2，然后在反应器中吸收SO2后的溶夜再生、再生后的吸收液再循环使用。双碱法烟气脱硫工艺是石

7、灰石（石灰）/石膏洗涤法的变形，克服了克服石灰石/石灰法容易结垢的缺点，提高了SO2去除率。所以本方案选用“双碱法”工艺。双碱法是湿法中比较重要的工艺，具有脱硫除尘效率高，投资少，占地小，运行费用低等特点，非常适合中国国情。 3.1.3废气处理工艺的确定根据该项目废气的温度，废气的成分以及污染物浓度等的特点，治理方法应选用效果好、质量可靠、操作方便和运行费用低的工艺为宜。为此，处理工艺选用“喷淋沉降室+高效旋流板塔” 对废气进行脱硫除尘。废气经喷淋沉降室初步除尘和降温后、配备独立多级脱硫塔对其进一步除尘和脱硫治理，经处理后污染物指标达到工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996）二级标

8、准及地方环保要求。其处理工艺流程如图1所示。图1废气处理工艺流程图3.2除尘原理3.2.1喷淋沉降室的除尘机理喷淋沉降室是构造简单的一种洗涤器，在喷淋沉降室内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。根据气体与液体的流动方向，可分为顺流、逆流和错流三种型式。3.2.2高压细水雾系统高压细水雾系统主要包括电机、高压泵、压力调节阀、管道、喷头等组成，烟尘通过水或化学剂被粘结而聚结增大，但那些最细小的烟尘只有当水滴很小（如水雾）或加入化学剂（如表面活性剂）以减小水的表面张力时才会聚结成团。如果水雾颗粒直径大于烟尘颗粒，那么烟尘仅仅跟随水

9、雾颗粒周围的气流运动，水雾颗粒和烟尘颗粒接触很少或者根本没有接触从而达不到抑尘作用。如果水雾颗粒和烟尘颗粒大小接近，烟尘颗粒随气流运动时与水雾颗粒碰撞、接触而粘结在一起。水雾颗粒越小，聚结的可能性越大，随着聚结的烟尘团变大加重，从而很容易降落高压细水雾系统能够产生直径在150微米的水雾颗粒，对悬浮在空气中的烟尘特别是直径在10微米以下的可吸入烟尘颗粒进行有效的吸附，使烟尘受重力作用而沉降，从而达到抑尘作用。此外，还有部分微小尘粒通过紊流、吸附、凝聚、催化传质后被捕集，最后都流至塔底部再排至沉灰池。3.3脱硫原理3.3.1双碱湿法脱硫机理 脱硫是利用二氧化硫的特性，即酸性、溶解性、氧化性、还原性

10、。而二氧化硫溶于水后与碱反应的速度很快不需多加考虑。一般情况下，当产生的烟气排入脱硫器，喷入一定量碱液时，碱液的雾化质量越好、脱硫效率越高。本脱硫除尘器独特的设计能使高速运动的气流对碱液作激烈的搅拌，产生涡流内循环，重复雾化，使碱液完全雾化，液滴粒径基本在0.2mm以下，达到最佳雾化质量，液雾与SO2充分搅拌在一起，达到最佳的接触方式与接触面积，从而达到理想的脱硫效果。3.3.2双碱脱硫工艺特点1）用NaOH脱硫，循环水基本上是NaOH的水溶液，在循环过程中对水泵、管道、设备均无腐蚀与堵塞现象，便于设备运行与保养。2）吸收剂的再生和脱硫渣的沉淀发生在塔外，这样避免了塔内堵塞和磨损，提高了运行的

11、可靠性，降低了操作费用；同时可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系统更紧凑，且可提高脱硫效率。3）钠基吸收液吸收SO2速度快，故可用较小的液气比，达到较高的脱硫效率，一般在90%以上。4 废气处理工程系统设计4.1废气脱硫除尘系统组成根据该项目处理废气的废气浓度、废气成分、负荷变化的特点，选用效果好、质量可靠、操作方便和运行费用低的“喷淋沉降室+高效旋流板塔”工艺。4.1.1喷淋沉降室在喷淋沉降室内水通过喷嘴喷成雾状，当含尘烟气通过雾状空间时，因尘粒与液滴之间的碰撞、拦截和凝聚作用，尘粒随液滴降落下来。这种除尘器构造简单、阻力较小、操作方便。其突出的优点是，可以处理含尘浓度较高的烟气而不会导

12、致堵塞。又因为它喷淋的液滴较粗，所以不需要雾状喷嘴，这样运行更可靠，喷淋沉降室可以使用循环水，直至洗液中颗粒物质达到相当高的程度为止，从而大大简化了水处理设施。4.1.2旋流板高效脱硫塔 旋流板高效脱硫塔由主塔和副塔组成。烟气自脱硫除尘塔底部切向进入主塔后，绕着底部的稳流柱旋转上升，利用离心力作用除去较大尘粒，然后变速通过流旋流板。在变速运动中，高速气流对碱液做激烈搅拌使水达到最佳的雾化质量(液滴直径0.2mm)，从而使得烟气与碱液达到最大的接触面积，从而对烟气进行脱硫，然后经顶部塔顶短道进入副塔进行除雾处理，最终从副塔底部经引风机从烟囱排向大气。这样，使得烟气在高效脱硫塔中达到脱硫除尘的目的

13、。4.1.3循环水池系统 循环水系统包括有1#沉灰池、2#沉灰池、循环池。喷淋沉降室的喷淋水排入1#沉淀池进行灰水分离，上清液由水泵抽往喷淋沉降室进行喷淋除尘。高效旋流板塔中脱硫除尘喷淋水先排至沉灰池沉淀使灰水分离，灰水沉淀后上清液再进入循环池，使酸性上清液与新加的碱液充分混和PH值达到11以上，这样就能达到最佳的脱硫效果。由循环水泵抽至脱硫除尘器进行喷淋脱硫，实现水的循环。沉灰池内的底泥定期外运处理。循环过程中由于液体的蒸发和会有少理Na2SO4和NaNO3的生成，因而不可避免地会有钠的损失，必须定期往循环池中加入少量的碱，以补充钠的损失。4.2废气处理工艺设计4.2.1喷淋沉降室设计喷淋沉

14、降室起初步除尘和降温的作用，分前后两室，前室的喷淋水由自来水提供，后室的喷淋水由沉淀池的上清液循环使用。4.2.2脱硫除尘塔设计高效旋流板塔是整个废气处理系统关键的处理单元。废气中大部分粉尘都将在此阶段去除。高效旋流板塔中喷淋的碱液用于净化去除废气中的SO2，使废气经处理后能够达标排放。根据计算高效脱硫除尘塔的尺寸为：塔高4500mm；主塔内径1000mm；副塔内径800mm。水泵采用Q=10m3/h、N=2.2kw的不锈钢泵。脱硫除尘塔配套引风机用于抽取冲天炉产生的废气进入废气处理系统。废气处理系统引风机选用Q=4000m3/h， N=11kw。4.2.3循环水系统设计循环水池系统包括1#沉

15、灰池、2#沉灰池、循环池，根据废气处理系统的喷淋用水量，循环水系统的设计参数为：1#沉灰池1.5m2m2.5m、2#沉灰池1.5m2m2.5m、循环池1.5m2m2.5m。4.2.4流程简介废气经烟管输送汇至喷淋沉降室进行初步除尘、降温处理。经喷淋沉降处理后的烟气沿切线方向进入主塔底部，在塔内经脱硫除尘后，自塔顶短烟道进入副塔，进一步除雾后通过烟囱高空排放。喷淋沉降室前部分喷淋液从自来水管直接提供，沉降室的后室喷淋液由1#沉灰池的上清液循环使用，加碱调节后的喷淋液从高效脱硫除尘塔顶部进入，在旋流塔板上分散成雾滴与烟气充分接触后，从主塔底部经明渠流入2#沉灰池，沉降到泥斗。沉淀池出水流回循环池，

16、在池内调节PH值后用喷淋泵打回主塔顶部循环使用。5 运行成本分析5.1电费分析表5电费分析表名称时间（h）功率Kw数量总耗电功风机87.5160喷淋沉降室喷淋泵82.2117.6脱硫除尘器喷淋泵83124合计101.6以每千瓦时0.7元计，则每天耗电费用为：101.60.7=71.12元5.2其他费用分析5.2.1水费 依据实际运行情况而定。5.2.2人工费 本处理系统可由生产人员兼管。5.2.3药剂费估算 NaOH工业纯：3600元/吨，投加量：0.4kg/h。则每天药品运行费为：11.52元/天 5.3运行成本合计 71.1211.5282.64元/天 全套除尘脱硫系统每天运行费用为：82.64元（RMB）。6 设备及构筑物一览表6.1构筑物表6构筑物清单序号名 称型号/规格单位数量备注1循环池4.5m2m2.5m座12脱硫除尘器基础座1需打桩6.2材料设备表7材料设备清单序号名称型号/规格单位数量备注1喷淋沉降室套12高效脱硫除尘器套13引风机4000m3/h，N=7.5Kw台1耐高温4脱硫除尘器喷淋泵10m3/h, H=28m,N=3Kw台15喷淋沉降室喷淋泵10m3/h, H=20m,N=2.2Kw台16污泥泵10m3/h，H=8m，N=0.75Kw台17烟气管道F300mm，碳钢防腐批18水管及阀门耐高温PVC-U批19电气控制柜镇泰元件台110电线电缆批1