宜昌市兴发化工1万吨聚合炉尾气除尘治理工程技术方案010900精.docx
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宜昌市兴发化工1万吨聚合炉尾气除尘治理工程技术方案010900精
1.设计依据
湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司委托设计。
2.项目名称和设计内容2.1项目名称
湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司新建1万吨聚合炉尾气除尘治理工程。
2.2设计内容
为©1500X12000聚合炉新建一套除尘系统、输灰系统及相应的电控系统，用于捕集和处理聚合炉在生产过程中产生尾气中的粉尘。
3.工程概况和工艺参数
3.1工程概况
湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司位于三峡209国道附近，原
来三聚磷酸钠尾气处理采用旋风、文丘里管湿法除尘，虽然烟气中主要污染物三聚磷酸钠含量能够达到排放指标，但是由于处理的烟气温度较高，排放的尾气中含有大量的水蒸气及其它废气，直接排入大气，在周围居民中造成较大的影响，使公司企业形象受损，并且尾气中的成品五钠溶于水后回收利用还要耗费大量的能量，为此，兴发化工集团股份有限公司希望采用布袋除尘器进行尾气治理。
3.2三聚磷酸钠粉尘特性
三聚磷酸钠（又称五钠）为白色粉末，密度为2.62〜2.57g/cm3,有强吸湿性，易溶于水，对溶于水的金属离子具有络合性。
是合成洗涤剂的主要成分。
它由磷酸、碳酸钠、硝酸铵经中和反应，在聚合炉内通过喷雾、干燥、脱水，聚合而成。
在聚合炉内会由于操作，或工艺装置的不合适造成粘壁现象，并且在尾气输出管道的内壁也产生粘壁现象。
聚合炉燃烧煤气作为热源，所以，在获得产品五钠的同时，要排出大量废气和水蒸气，尾气中夹带多量的五钠粉粒排入大气，污染大气环境，也使产品流失。
目前多数三聚磷酸钠厂家聚合炉尾气常采用旋风除尘器、沉降室干法除尘方式净化，其效果极差，不能满足排放标准要求；或采用文丘里管、洗涤塔湿法除尘，但会对设备产生严重腐蚀。
溶于水的五钠再回收还要大量耗能，所以至今尚无完善的除尘净化方法。
3.3我厂在五钠治理方面取得的成就
对于布袋除尘应用在三聚磷酸钠的尾气处理中的应用，我厂历时近半
年，进行了大量的实验后获得成功，对五钠尾气的处理工艺有较为深入
的研究，成为我国首家在三聚磷酸钠行业中成功应用布袋干式除尘技术的环保厂家。
3.4聚合炉的工艺参数
序号
名称
单位
参数
备注
1
炉型
回转炉窑
年产1万吨
2
炉体直径
mm
〜©1500
3
炉体长度
mm
12000
4
产品品种
三聚磷酸钠
5
烟气温度
C
350士20
最高380C
6
含尘浓度
g/m3
15〜30
尾气量：
〜17200m/h（工况300C实测）
尾气温度：
t=350士20C（最高温度为380C）
尾气成分：
成品颗粒、CQNb、HO氯化物（少量）、氟化物（微量）
4.设计原则和技术要求
4.1设计原则
1）
2）
3）
4）
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑹
⑺
⑻
遵循“技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便”的原则，所采
用的技术装备均有成功的实例和业绩。
在满足以上条件情况下，尽可能减少系统规模，采取节能措施，降低一次投资和长期运行费用。
最终达到“环保、经济、实用”的三优设计。
设计参照标准
《钢结构设计规范》（GBJ17-88）
《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-1996
《采暖通风与空气调节设计规范》（GBJ19-87）
《钢结构制造和安装施工规程》（BZQ（TJ）0048-94）
《钢结构、非标设备、管道涂装工程技术规程》（BZQTJ）0011-94）
《脉冲喷吹类袋式除尘器》（JB/T8532-1997）
《袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件》（GB12625-90
《袋式除尘器用滤袋框架技术条件》（JB/T5917-91）
3.5三聚磷酸钠尾气参数
1）
2）
3）
4.2技术要求
1.选择最佳的干式除尘方法；
2.烟气经过除尘系统净化后最终出口的粉尘排放浓度W50mg/Nr^
3.整个除尘系统的安装、运行不影响生产设施结构和工艺操作；
4.对捕集到的粉尘应具有比较合理的处置或输送的工艺措施；
5.采用的除尘技术先进，系统工艺配置完整合理，运行安全可靠，维护简便，运行费用低。
5.系统设计框架
新建一套除尘系统。
由于烟气温度过高，为确保布袋安全，本设计中在颗粒除尘器后设置一台DN600电动混风阀，掺入冷空气进行烟气冷却，可进行远程计算机编程控制。
在除尘器入口设一台DN600电动野风蝶阀，作为紧急混风阀，并与除尘器入口温控器连锁使用，防止不正常时的高温烟气直接进入除尘器。
选用LY型在线清灰式低压脉冲除尘器。
除尘器收集的粉尘采用螺旋输送机集中外运至指定地点。
（2）
（3）
（4）
6、系统组成及工艺流程
6.1系统组成
本系统主要由系统管道、颗粒除尘器、喂灰机构、袋式除尘器、主排风机及干净烟气排放烟囱构成。
6.2除尘系统运行温度的确定
由于主要生产用于出口的高I型五钠，炉尾的烟气温度高达380C,为减少一次投资费用和将来除尘系统的运行费用，因此本除尘系统的运行烟气温度确定为：
W200C。
6.3工艺流程
高温烟气在聚合炉炉尾由吸罩引出，与经过滤后的冷空气进行混合降温，接进旋风除尘器进行初效除尘，进入布袋除尘器，含尘气体处理后，经主排风机由排气筒排出，在除尘器进口处设紧急野风阀，在必要时刻，由温控器控制打开。
（附工艺流程图）
6.4系统工艺流程设计
641系统的设计
（1）常温气体在风机的负压端通过电动混风阀进入系统。
（2）通过引风机的抽吸，炉膛内的烟气由炉尾烟气吸罩进入系统管道，经颗粒除尘器初步净化后，与进入的冷空气混合降温后进入布袋除尘器，在布袋除尘器前安装有“紧急野风阀”，若遇到特殊情况，温度过高，则控制装置通过感受烟气温度而进行调节控制，通过“紧急野风阀”将烟管外的冷空气引入管内，与高温烟气混合，确保进入布袋除尘器的烟气温度不会过高而将滤袋损坏，延长布袋除尘器的使用寿命。
（3）由于五钠粉尘较易吸潮结块，故选用“薄膜复合滤料”。
该滤料具
有表面光滑、抗湿不粘尘、粉尘剥离率高、运行阻力低的特点，因此能有效的防止粉尘在滤料中粘结而堵塞滤料通道，损坏滤袋及造成窑尾负压不足等现象的发生。
净化后的烟气最终在排尘引风机的抽吸作用下，通过烟
囱排放。
642系统的保证
为保证系统的正常运行，从整个系统的可靠性、经济性出发，在方案设计采取了以下相应的必要措施：
1.为防止布袋发生糊袋现象，保证布袋除尘器的安全稳定运行，在烟气进入布袋除尘器之前，加装一套喂灰机构，用人工或自动喂灰的方式对布袋进行预涂层。
2.为防止粉尘在灰斗及卸灰口发生板结、搭桥现象，在分室停风脉冲袋式除尘器的灰斗上布置防结料装置一一空气炮。
3.由于本工程处理、收集的是食品级五钠，为防止空气中杂质进入收粉系统，需对烟气冷却用的空气进行过滤，在系统中设置一台空气过滤器。
7.方案设计参数的确定
方案设计参数的选取主要依据是根据甲方提供的系统数据，结合已有
的工程经验。
诸参数的确定原则和具体数值分析如下：
7.1烟气含尘量的确定
根据有关技术资料，炉气含尘量约为15〜30g/m3左右。
7.2系统处理风量的确定
（1）聚合炉烟气排放量的确定
根据宜昌兴发化工集团股份有限公司提供的资料、以及现场实际测试：
在300C工况时相同型号聚合炉其烟气排放量为：
17200m3/h。
（2）冷却风量的确定
300C工况17200m3/h的烟气在380C时烟气量为19600ni/h，根据热平衡方程，将380C的烟气冷却至200C时所需的空气量为19000n/h。
（3）系统处理的总风量
系统所处理的总风量为聚合炉排放的烟气量和冷却风量之和，即
湖北兴发化工集团股分有限公司
三聚磷酸钠聚合炉除尘项目
39800n3/h（200C工况）。
7.3系统阻损的确定
系统的阻损由：
整个除尘系统的管道阻力、颗粒除尘器的阻损、除尘器的阻力等组合而成，根据甲方提供的资料情况，通过除尘系统布置，得本方案的系统阻损一一3800（Pa）左右。
7.4风机的选型
（1）主风机的选型
根据系统所需和结合风机的选型原则，故风机的参数为：
风量：
除尘系统风量=39800（m3/h）
风压：
除尘系统阻损=3800（Pa）
因此本系统的风机采用Y9-38能10.5D，其技术性能如下:
序号
名称
单位
参数
备注
1
型号
Y9-38M10.5D
2
风量
m/h
39800
3
风压
Pa
4000
4
转速
r/min
1450
5
电机功率
KW
90
8.设备选型及技术特色
8.1颗粒除尘器的选型
本设计中选用颗粒除尘器型号为xzz-mD1000型，其处理烟气量为
19500m/h，除尘器阻力为760Pa。
8.2除尘器的选型
除尘设备采用LY型脉冲布袋除尘器，其技术性能参数如下:
LY-1030型低压回转停风脉冲袋式除尘器技术性能参数表
序号
名称
单位
数据
1
清灰方式
在线低压脉冲清灰
2
室数
个
6
3
过滤面积
2m
1030
4
处理风量
m/h
—43200
5
滤规格
mm
©130X6000
袋
数量
条
420
材质
玻纤复膜
6
过滤风速
全过滤
m/min
0.70
一室停滤
m/min
0.84
7
设备阻力
Pa
<1600
8
烟气温度
r
<200
9
入口含尘浓度
g/Nm
<30
10
出口含尘浓度
mg/Nm
<30
11
脉冲阀
规格
SYKL-89
数量
个
30
气源压缩空气压力
MPa
0.2〜0.3
喷吹时间
sec
0.06〜0.15可调
喷吹间隔时间
sec
0〜99可调
喷吹耗气量
m/阀次
0.25〜0.3
气源供气量
m/min
约1.0〜3.0
12
螺旋输送机
台
2
13
空气炮
套
8
14
外形尺寸
6300X3500X14500
8.3基本结构
采用在线低压脉冲袋式除尘器，每个室设有一台手动停风阀，可以实现在线维修。
8.4工作原理
含尘气体由进风管道，经进风调节蝶阀进入灰斗，通过导流系统使气流均布后，进入箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被阻留在滤袋外表面，净化后的气体经滤袋进入清洁室，由出风口排出。
除尘系统运行一段时间后，由于滤袋阻留粉尘的增多，气体过滤阻力将增大，此时除尘器将对滤袋进行清灰。
本除尘器采用在线低压脉冲清灰方式。
由自控系统按照设定的（差压或时间）控制程序，逐室逐排执行自动喷吹清灰，清落的粉尘集于灰斗，由星型回转卸灰阀卸入输灰系统。
该除尘器在运行过程中自动重复控制程序，保证含尘气体净化后排放。
8.5技术特色
⑴滤袋
由于三聚磷酸钠粉尘细且容易吸潮，容易板结在布袋上，而布袋除尘
器能够在低阻低能耗情况下运行，必须要求滤袋的清灰再生性能好，因此本项目的滤袋采用上海市凌桥环保设备厂专利产品：
玻纤覆膜复合滤料
（专利号为：
ZL94238652.3），其优点如下：
1膨体薄膜复合滤料，改变了传统的深层过滤技术，实现了目前最先进的表面过滤技术，降低了除尘设备的运行阻力。
2
提高了滤袋的清灰再生功能和清灰效果。
膨体薄膜复合滤袋表面极为光滑，粉尘不易粘结在滤袋上，较低的反吹能耗即可将粉尘清落下来，
#氐粹：
・
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-•
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复膜滤料
未复膜滤料
3膨体薄膜复合滤料与普通滤料相比较，在相同过滤风速下，其运行阻
力可降低20〜25%除尘器的运行能耗可降低20〜25%滤袋上粉尘剥离率可提高25%以上，因而清灰能耗减少20注右。
4在一般正常工况下，膨体薄膜复合滤料的使用寿命比普通滤料高2〜3倍以上。
⑵袋笼
滤袋框架采用微机控制的多点焊接生产线制作，焊接过程分为：
加压、
预热、焊接、缓冷、成型、泄压等工艺，自动按序完成。
保证框架焊接及整体刚度，制造材料采用316L。
其外表无毛刺、焊疤、漏焊等现象（袋笼的脱焊率在万分之一左右），为延长滤袋的使用寿命提供了保证。
上海市凌桥环保设备厂的生产能力为每年10万个左右。
⑶花板与密封
花板采用定位模具压制成形，确保孔间距和控制花板孔径的偏差W0.1mm平整度好，确保滤袋口的密封，袋口设有弹簧胀圈，安装十分方便。
该技术的运用，确保了滤袋和花板间的密封性，确保无泄露，提高了
除尘效率，防止此处连接不密封而影响袋式除尘器出风口的粉尘排放浓度达标，拆卸方便。
⑷喷嘴和引射装置
凌桥专利技术
目前众多制造厂
脉冲喷吹管喷吹孔的孔径、孔型与喷吹效果有着非常密切的关系，本厂经多年试验研究，对比国内外各种喷吹结构，设计制造的喷吹孔，具有合理的孔径、孔型、喷嘴形式，圆滑外翻R的孔口可以有效降低气流阻力，增强脉冲效应。
并节省清灰能耗，该工艺为我厂专利“喷吹低阻力诱导喷吹管”专利号ZL93226518.9。
我厂为喷吹口的外翻孔，配备了专门的工艺的装备，此种工艺目前众多制造厂尚不具备。
其结构与传统方式对比如下：
⑸排灰系统
㈠灰斗防结料装置
因粉尘性质较细且易吸潮，在灰斗内部易产生粉尘搭桥板结现象，影响除尘器的正常运行。
选用空气炮装置作为本项目的灰斗防结料装置。
㈡排灰
在除尘器的灰斗共有3个空气炮，每只灰斗上设置一台星形卸灰阀，实现定量卸灰。
上海市凌桥环保设备厂设计制造的星形卸灰阀，经多次改进很具技术特色：
支承轴承设计精巧，具有良好的防尘密封性能；阀芯采用进口特氟龙（不沾锅涂料）涂层抗腐防粘结处理，表面光滑，不粘尘，不堵塞，泄漏率小，密封性能好，故障率小，运转灵活，检修方便，使用寿命长。
9.电气控制及自动化仪表
9.1电力负荷及电源
9.1.1用电设备及电力负荷
序号
名称
规格型号
数量
功率（KW）
电压等级（V）
1
主风机
Y9-38M10.5D
1
90
AC380
2
主风机吸入调节阀
1
AC380
3
电动混风阀
D341SH-0.5CDN600
1
0.55
AC380
4
紧急混风阀
D341SH-0.5CDN600
1
0.55
AC380
5
电动吸入阀
D341SH-0.5CDN900
1
0.75
AC380
6
卸灰阀
YXD-250
3
0.75
AC380
7
空气炮助力排灰器
3
DC24
8
螺旋输送机
1
0.75
AC380
9
脉冲阀
SYKL-89
30
DC24
10
温度控制仪及传感器
ZPT270PT-100
2
11
差压变送器及传感器
1151/0-10KPa
1
DC24
12
照明电源
3
AC220
13
检修电源
45
AC380
9.1.2供电电源
⑴
主风机380V低压配电一路
90KW
⑵
380V低压配电一路
⑶
380V检修电源一路
45KW
⑷
照明及手持灯电源（AC36V
9.2系统控制
9.2.1风机控制
主风机采用软启动器启动，风机启动的条件为：
风机进口的多叶阀或电动蝶阀均处于关闭状态。
9.2.2除尘器的清灰控制
袋式除尘器的清灰设定时、定压差和混合方式三种清灰控制模式，可通过设在控制柜面板上的转换开关进行选择：
a.选择定时清灰模式时，当清灰周期达到给定时限时，控制柜给出清灰脉冲信号，除尘器开始清灰，清灰一周结束后再进入清灰等待程序；
b.选择定压差清灰模式时，在出风总管上设置0〜5000Pa差压变送
器，转换成4〜20mA模拟量，送至中控，在数显表上显示除尘器的总阻力。
同时把该差压信号送至PLC用于差压控制（当差压大于规定值时，自动切换至差压喷吹清灰）。
除尘器过滤阻力（压差）为清灰控制依据，当阻力上升至设定值时启动清灰程序清灰，当阻力下降至设定值以下且
完成一个周期的清灰后，以除尘器过滤阻力（压差）为清灰控制依据，
当阻力上升至设定值时启动清灰程序清灰，当阻力下降至设定值以下且
完成一个周期的清灰后，除尘器清灰结束，进入清灰等待程序；
c.当选择混合模式时，以定时为主、定压差为辅。
除尘器分6室，设一台回转停风阀，30只脉冲阀，每室组成独立的清灰机构，依序喷吹清灰。
9.2.3除尘器卸灰及输灰控制
除尘器共有3只灰斗，成单列布置。
采用电气室控制柜自控和机旁操作箱手动集中操作两种运行方式。
9.3自动化仪表
931电气控制仪表箱柜
序号
名称
数量
电压等级（V）
1
低压配电柜
2
AC380
2
风机启动柜
1
AC380
3
PLC控制柜
1
AC220
4
照明箱
1
AC380/220
5
检修箱
2
AC380
6
现场操作箱
3
AC380
10.系统的材料
由于本工程收集、处理的是食品级产品，故系统风机负压端的设备均采用不锈钢制作。
11.除尘系统的运行安全控制
11.1野风阀的控制
在系统配置的野风阀前后各安装一套温度传感器，型号WZPK27,0
PT100用于检测进入布袋除尘器之前的烟气温度及控制野风阀的启闭。
当野风阀后级温度传感器测点温度》200C时，调整空气冷却器的旁通阀，当超过旁通阀的调节范围时，开启野风阀，使系统混入冷风，保证布袋除尘器的安全运行；当野风阀前级温度传感器的测点温度V200C时，关闭
野风阀，使系统恢复正常运行。
11.2系统的防结露控制
对于除尘系统的管道及除尘设备作保温措施，使除尘系统的运行温度在露点温度以上。
11.3操作场所
⑴经常检修的部位设有检修平台、爬梯等安全措施，如除尘器、风机、阀门等。
⑵转动设备的外露部位配置安全防护罩。
⑶除尘器、风机等部分设有照明灯，便于晚间检修。
⑷所有电气设备均设可靠的接地，烟囱、除尘器等设备设防雷接地装置，接地电阻小于2欧姆。
12.劳动定员
为保证除尘系统中袋式除尘器、风机、阀门等设备的正常运行，应加强点检、维护管理工作，落实相应的操作、点检、维护人员。
建议按下表考虑，最后应按甲方统一管理模式确定。
序号
岗位和工种
班次
定员（人）
1
操作工
四班三运转
4
2
点检、维护
常日班
2
3
合计
6
说明：
点检、维护人员应按厂区管理模式考虑，不按系统配定。
13.主要技术经济指标
⑴除尘器出口浓度W50mg/m
⑵装机电功率：
低压380V140KW（包括维修电源）
14.质保售后服务和技术培训
布袋质保八个月（自投运之日起）其它三包一年，在质保期内，我厂免费负责维修或更换零部件，质保期后保证长期低价供应备配件和以成本价收取服务费（差旅费原材料费）。
免费提供用户单位在当地技术培训，包括平时点检保养要点，操作使用规程等，并在投入初期一个月内保驾。
15.说明：
⑴关于该项目的初步设计，许多细节并未涉及，故文本中仅能反应工程内容，,有待于下一阶段深入，我厂技术部保留解释和改进的权利。
⑵由于缺乏具体的资料，文中有些数据在进一步设计中与宜昌兴发化工集团股分有限公司确定后修正。
⑶本方案仅供甲方参考，请不要向第三方提供。
宝钢集团上海市凌桥环保设备厂技术部
2001年9月
17主要设备清单
序号
设备名称
型号规格
数量
单位
单位（T）
装机功
率（KW）
备注
单重
总重
1
除尘器
LY-1030型除尘器
1
台
38
38
1.1
除尘器本体
1
套
底部钢结构、灰斗、箱体、平台等
1.2
玻纤复膜滤料
©130X6000
420
条
1.3
滤袋骨架
©130X6000
420
只
不锈钢加密型
1.4
脉冲阀
SYKL-89
30
只
1.6
空气炮
8
套
1.7
螺旋输送机
2
台
1.8
喂灰机构
1
套
2
颗粒除尘器
xzz-m型D1000
1
台
2
混风阀
D341SH-0.5CN600
2
台
1.1
3
电动吸入阀
D341SH-0.5CN900
1
台
0.75
4
主风机
Y9-38M10.5D
1
台
90
含主风机吸入调节阀
5
系统管道及管配件
1
套
6
压缩机
1
台
7
压缩空气系统
1
套
8
电气系统
PLC
1
套
10
温度控制仪
2
台
18工程概算表
序号
工程及费用名称
概算总价值（万元）
建筑工程
设备费
安装工程
其它工程
总计
1
除尘工艺
2
控制系统
3
安装费
4
小计
5
设计费2%
6
合计
升级会员 