硅铁炉除尘方案.docx
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硅铁炉除尘方案
硅铁炉除尘方案
前言
大气污染是我国环境污染的首要问题之一，有地域的广阔性，污染的普遍性和排放物的多样性等特征。
在污染控制上难度大、技术复杂、投入多、运行困难。
我国的大气环境污染，特别是区流域性大气环境污染问题已经成为当前我国环境污染最具代表性的问题之一。
根据国家环保总局对我国大气环境污染现状统计调查表明：
我国已普遍受到不同程度的污染，总体上呈现加重的趋势，造成污染加重的主要因素是工业废气和汽车尾气等。
我国工业废气污染主要以矿热炉烟尘污染为主，矿热炉烟尘是一种非常典型的工业废气，其特点是废气量大、温度高、烟尘浓度高、粒度非常小、部分有剧毒，直接排放对环境造成的危害非常大。
由于今年来一些发达国家对铁合金企业的限制，使得我国的铁合金企业如雨后春笋般的发展壮大，从而使得烟尘治理已成为现阶段国内大气环境保护技术领域垦待解决的一个问题。
一、硅铁电炉烟气的产生及性质
硅铁冶炼过程中，电炉产生的废气主要包括：
①电炉熔池在高温电热下，还原剂碳与氧发生反应生成CO和CO2；②熔池内碱性金属炉料在高温下气化、熔融金属被氧化或直接蒸发进人废气（随后冷却变成固态粒子）；③未被完全燃烧的焦碳末、矿粉等被气化和蒸发的金属或热气流带出熔地进入废气；④在烟囱抽力的作用下，从烟罩敞口处进人的空气。
这些物质就构成了电炉烟气，也就是我们经常见到的浓浓的白色烟雾。
硅锰铁合金电炉在冶炼生产过程中排出大量的高温含尘烟气，烟尘主要成份是MnO和SiO2，烟尘粒径大部分小于5um，烟尘比重轻。
烟尘成分不是一成不变的，而是与炉料和炉况的变化密切相关。
2、贵公司两台硅铁炉工作排放情况
1、目前硅铁炉在冶炼过程中，产生的废气除尘器不能有效捕集，超标排放严重。
除尘器负荷太重，效率低，滤袋破损率高，寿命短，两台炉同时生产时自由排放严重，工作环境十分恶劣。
2、粉尘性质：
粉尘为金属类粉尘。
粒径较细，流动性差，堆集比重较轻，不易拔离，易造成循环负荷，水分较低。
三、除尘系统设计原则、依据
A、根据炉废气粉尘的特点、工艺条件，选用先进的技术、可靠的设备、最优化的设计、高素质的专业施工人员，利用最短的时间保质保量、保证在最短工期内使除尘器安全、稳定、达标排放。
B、优化除尘改造方案：
在保证质量的前提下尽量利用原设备部件、设施，降低改造成本、提高效率。
在施工过程中最大限度对周围环境、设备、设施进行保护，确保改造施工按期完工。
C、设计依据
1、《大气污染排放标准》GB4915-2004；
2、《脉冲喷吹袋式除尘器技术条件》JB-T8532-97；
3、《袋式除尘器技术要求与验收规范》JB/T8471-96；
4、《袋式除尘器用框架技术条件》GB12626-2005；
5、《袋式除尘器用滤袋及滤袋技术条件》GB12625-2005；
6、袋式除尘器用脉冲阀验收规范》GB4208-93；
7、《固定式工业防护栏杆技术条件》GB4053.3-93；
8、《钢结构制作安装施工规范》YB9254-95；
9、《钢结构非标设备、管道工程技术规范》BZQ（TT）001-94；
10、《钢结构管道涂装技术规范》：
YB/T9256-96；
11、《工业企业噪声控制设计规范》GBJB7-85；
12、粉尘排放浓度达到≤50mg/m³；
13、环境工程区域固体物含量≤10mg/m³；（剔除本底值）；
14、国家有关部门的政策法规；
D、设计范围
12500KV硅铁炉及3500KV硅铁炉共用除尘器一台，风量224000m³/h。
硅铁炉出铁口吸尘罩、管路改造，一级冷却器降温除尘系统，二级布袋除尘器，主风机。
E、改造后的预期目标
1、除尘系统长期稳定运行，达标排放。
2、维修方便，结构合理，外形美观；可编程自动控制预设DCS接口，可实现远程控制，输灰卸灰清灰可手动、自动自由切换，温度显示、报警、控制等功能。
3、除尘效率达到99.9％，排放浓度<30mg/m³。
4、除尘系统漏风率<3％。
四、除尘器设计技术特点
1、矿热炉容易刺火，大量的高温烟尘直接排出，滤袋将不堪重负来不及过滤烟尘而被烧坏。
为了解决这一问题，尽量将除尘器进风管路加长使烟尘得到充分的散热。
除尘器进口设计冷风阀，冷风阀是由控制系统自动控制，当进口烟气温度超过设定值（250℃）时冷风阀自动开启，进风口温度低于设定值时冷风阀自动关闭。
2、根据粉尘的特性，除尘器清灰形式选择分室离线脉冲逐排清灰，保证每个过滤室能够独立清灰操作。
分室清灰间隔时间10秒，使粉尘有足够的沉降时间，防止二次扬尘，降低循环负荷，滤袋寿命更长。
3、除尘器进口设有合理的进风均流装置，每个灰斗的入口设置气体导流装置，解决了各室气流分布不均的现象，各室气流分布不均率5%以下。
灰斗斜壁与水平面的夹角大于60º，相邻壁交角内侧作成圆弧形，以保证粉尘自由流动。
灰斗及排灰口的设计保证灰尘能自由流动排出灰斗。
4、除尘器每个灰斗有保温层并设有加热装置。
采用温度自动控制，使灰斗壁始终高于烟气露点5-10℃。
每个灰斗在适当位置设置检查孔。
5、滤料选用易清灰、高温氟美斯滤料，工作温度在260℃，瞬间温度280℃，可对0.1μm的粉尘捕集率在97-99％以上，过滤效果<30mg。
五、设计方案
方案描述
因原炉罩漏风率较高，首先对原炉罩系统维修密闭，炉顶部活动件维修，维护降低了漏风率，对两个出水口半密闭，增加两台电高温蝶阀，控制两个吸尘点的切换，做到环保节能，使炉罩对含尘气体有效捕集后进入新增加的Ф2400m的通风管路。
在负压的作用下含尘气体进入经过一级除尘降温系统排出的气体粉尘含量减少50-60%，降温系数0.35左右，温度小于240℃，达到除尘器入口的要求，经除尘器过滤后达标排放。
冷却器与除尘器同轴线布置在除尘器进风口处。
除尘器输灰装置选择两台LS400螺旋输灰机，卸灰阀采用自动定时和手动卸灰两种方式，灰斗卸灰口距地面4.0米，便于由汽车外运卸灰。
除尘方案系统流程图
冷风阀
硅铁炉烟气管路冷却器除尘器风机
螺旋输送机烟囱
汽车外运1、硅铁炉出铁口除尘罩的设计
除尘罩是整个通风除尘系统中的重要组成部分，它的主要作用使自由排放的含尘气体有效捕集控制排放，通过除尘罩捕集并净化。
为了带走这些逸出的烟气和粉尘，往往需要抽走大量的周围空气，这样，在除尘罩处敞开的口子越大，所需要抽走的周围的空气越来越多；反之则越来越少。
因些，合理的设置除尘罩，也是在尽量降低设备投资及能耗的前提下将逸出的烟气或粉尘进行有效的捕集，这就对除尘罩提出了如下的要求：
（1）、尽可能将尘源点或产生设备安全密闭。
为了便于操作和维修，在其上可设置一些观察窗和检修孔甚至检修门，但数量和面积应尽量小，并躲开正压较高的部位。
（2）、炉罩的密闭：
为了减少漏风率，操作工要半密闭工作，尽量使炉门关闭。
炉罩顶部活动件漏风率降到最少。
新设增加炉出水半密闭罩，减少漏风，对出水时的含尘气体有效捕集。
炉出水的吸尘罩管增加两台电动高温蝶阀，出水作业时随时打开，做到环保节能，方便操作，不影响生产。
2、硅铁炉烟尘主管路的设计
根据计算硅铁炉除尘器吸尘管路Φ2400㎜，长度约100m.除尘系统进气速度一般为15～20m/s，本设计采用16-17m/s，风速为最佳节能风速，既降低了除尘系统的阻力又保持了管路内不积灰。
3、冷却器设计
一级收尘降温系统：
一级收尘降温系统设计一台冷却器，此系统能有效捕集50-60%大粒粉尘，并且热交换面积在1000㎡，使总热交换面积达到1560㎡左右，降温系统达到0.35，保证除尘器入口温度小于240℃，使除尘系统安全达标运行。
多管冷却器的结构原理
多管冷却器是一个框架型钢结构，并由若干立柱支撑，上部设有渐扩管，中间是钢制列管束，下部设集灰斗，安装有灰斗、分格轮等回灰装置，在完整的框架内部放置一定数量的管束。
渐扩管上端设有热风布风板，烟气进入渐管，经布风板进入中间的钢制列管束。
多管冷却器是借助管道表面散热的原理，高温烟气从管道内通过，通过列管外表面实现与来自风冷系统的冷风或自然风的热交换，从而使管内烟气温度降低。
工业所使用的多管冷却器是以其表面对外散热的方式降低所处理介质的温度，但并不改变介质的成分，所以起不到降低介质比电阻和吸收部分有害气体的作用，但具有一级收尘功能，通常用于袋除尘器前对所处理气体进行降温。
为提高冷却器的冷却速度，尽量增大冷却器的表面积，让其自然散热；此多管冷却器是采用自然风冷的原理。
冷却管的排列方式可以是顺排或叉排。
4、袋除尘器的设计
BDM型低压脉冲喷吹长袋除尘器是在总结各种袋式除尘器的基础上发展起来的一种新型、高效袋式除尘器。
它采用离线低压脉冲喷吹清灰技术,防止了粉尘再附与失控问题,增强了滤袋的清灰效果,提高了过滤速度,节省清灰能耗和延长滤袋的寿命。
除尘器采用PLC可编程序控制器,自动控制清灰、输灰的全过程。
因此,该除尘器是一种处理风量大、清灰效果好、除尘效率高、运行可靠、维护方便、占地面积小的大型除尘设备。
工作原理：
本除尘器主要由灰斗、过滤室、净气室、支架、提升阀、喷吹清灰装置等部分组成。
工作时,含尘气体由风道进入灰斗。
大颗粒的粉尘直接落入灰斗底部,较小的粉尘随气流转折向上进入过滤室,并被阻留在滤袋外表面,净化了的烟气进入袋内,并经袋口和净气室进入出风倒,由排风口排出。
随着过滤的不断进行,滤袋外表面的粉尘不断增加,设备阻力随之上升。
当设备阻力上升到一定值时,应进行清灰操作,清除滤袋表面的积灰。
六、性能特点：
1.采用低压脉冲喷吹技术,清灰效率高,能耗低。
清灰方式采用分室逐排离线清灰，清灰间隔时间大于10秒，使粉尘有足够的时候降落到灰斗排出。
因硅锰铁灰粉尘，粒径细，比重轻，易造成循环负荷，此清灰方式绝对不会产生二次扬尘，没有循环负荷。
使用淹埋式低压脉冲阀。
喷吹压力只有0.2～0.4MPa,阻力低,启闭快,清灰能力强。
由于清灰效果好,清灰周期长,降低了反吹气体的能耗。
2.脉冲阀使用寿命长,可靠性好。
由于喷吹压力低（0.2～0.4MPa）,脉冲阀膜片承受的压力和启闭时的冲击力较低。
同时由于清灰周期较长,脉冲阀开启次数相应减少,从而延长了脉冲阀的使用寿命,提高了脉冲阀的使用可靠性。
3.设备运行阻力小,喷吹效果好。
除尘器采用分室脉冲反吹离线清灰方式,避免了粉尘被反复吸附的现象,提高了脉冲喷吹清灰的效果,降低了布袋阻力。
4.滤袋装拆方便,固定可靠
采用上部抽装方式,换袋时,从除尘器净气室抽出滤袋骨架,将脏袋投入灰斗,由灰斗入孔取出,改善了换袋环境。
滤袋靠袋口的弹性涨圈固定在花板孔上,固定牢固,密封性好。
5.风道采用集合管布置,结构紧凑。
6.采用先进的PLC可编程序控制器除尘器的运行全过程。
使用定时或定压两种控制方式,可靠性高,使用寿命长,便于用户操作和使用。
7、除尘器型号技术参数表
序号
项目
单位
性能参数
备注
1
长袋低压脉冲除尘器
BDM4500-10
2
处理风量
m³/h
224000
3
过滤面积
㎡
4500
4
净过滤面积
㎡
4050
5
过滤风速
m/min
0.83
6
净风速
m/min
0.93
7
入口浓度
g/m³
<700
8
出口浓度
mg/m³
<30
9
除尘器阻力
pa
900-1700
10
滤袋规格
mm
Φ160×6000
滤袋数量
条
1500
中美合资
滤袋材质
氟美斯
滤袋耐温
℃
260
11
框架型号
mm
Φ155×6000
框架数量
件
1500
12
脉冲阀型号
DYM-76S
中美合资
脉冲阀数量
件
100
电压
V
220
工作压力
MPa
0.2-0.4
脉冲宽度
ms
200
使用寿命
万次
100
13
提升阀型号
mm
1200
气缸型号
Φ160×550
浙江天奥
电磁阀型号
4V410
电压
V
220
频率
HZ
50
数量
件
10
14
压缩空气耗气量
m³/min
4-6
压力
Mpa
0.2-0.4
15
三连体型号
AC4000
数量
件
1
16
热电阻型号
LMT-120
量程
℃
0-400
17
气压调节阀
QTY-50
出口压力范围
Mpa
0.1-1.6
最高进口压力
Mpa
2.5
18
压力表型号
Y-100
量程
Mpa
0-1.0
数量
件
1件
19
安全阀型号
A27-15H
调节范围
Mpa
0.4-0.8
数量
件
1
20
排污阀型号
DN25
数量
件
11
21
风机型号
Y5-47NO23.5D
流量
m³/h
224000
全压
Pa
5500
电机型号
YKK500-6
功率
KW
500
电压
V
6000
22
螺杆空压机
型号
SCR50-8
功率
kw
37
排气量
m3/min
6.1
压力
Mpa
0.8
重量
㎏
1000
数量
台
1
8、冷却器参数
设备名称
一台
多管式空气冷却器
制造图号
HL-25-I
冷却形式
自然风冷
1
主要性能参数
单位
处理风量
m3/h
225000
废气进口温度
℃
≤400
废气出口温度
℃
≤250
热交换面积
m2
1000
冷却效率
%
35
2
主要部件
2.1
壳体
材质
Q235A
规格（描述）
mm
4000×4000
2.2
进风口
形式
上进
进风口直径
mm
2400
2.3
出风口
形式
下出
直径
mm
2400
2.4
灰斗
材质
Q235A
规格（描述）
四棱台形
排灰口
㎜
400×400
3
其它
爬梯及检修平台
套
1
4
设备总重
T
40
供货范围:
左右至出气口法兰,上至进气口法兰,下至灰斗出料口法兰
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