宜昌市興發(fā)化工1萬噸聚合爐尾氣除塵治理工程技術(shù)方案

1、1. 設(shè)計依據(jù)湖北省宜昌市興發(fā)化工集團股份有限公司委托設(shè)計。2項目名稱和設(shè)計內(nèi)容2.1項目名稱湖北省宜昌市興發(fā)化工集團股份有限公司新建1萬噸聚合爐尾氣除塵治理工程。2. 2設(shè)計內(nèi)容為150012000聚合爐新建一套除塵系統(tǒng)、輸灰系統(tǒng)及相應(yīng)的電控系統(tǒng)，用于捕集和處理聚合爐在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生尾氣中的粉塵。3. 工程概況和工藝參數(shù)3.1工程概況湖北省宜昌市興發(fā)化工集團股份有限公司位于三峽209國道附近，原來三聚磷酸鈉尾氣處理采用旋風、文丘里管濕法除塵，雖然煙氣中主要污染物三聚磷酸鈉含量能夠達到排放指標，但是由于處理的煙氣溫度較高，排放的尾氣中含有大量的水蒸氣及其它廢氣，直接排入大氣，在周圍居民中造成較

2、大的影響，使公司企業(yè)形象受損，并且尾氣中的成品五鈉溶于水后回收利用還要耗費大量的能量，為此，興發(fā)化工集團股份有限公司希望采用布袋除塵器進行尾氣治理。3.2三聚磷酸鈉粉塵特性三聚磷酸鈉（又稱五鈉）為白色粉末，密度為2.622.57g/cm3, 有強吸濕性，易溶于水，對溶于水的金屬離子具有絡(luò)合性。是合成洗滌劑的主要成分。它由磷酸、碳酸鈉、硝酸銨經(jīng)中和反應(yīng)，在聚合爐內(nèi)通過噴霧、干燥、脫水，聚合而成。在聚合爐內(nèi)會由于操作，或工藝裝置的不合適造成粘壁現(xiàn)象，并且在尾氣輸出管道的內(nèi)壁也產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象。聚合爐燃燒煤氣作為熱源，所以， 在獲得產(chǎn)品五鈉的同時，要排出大量廢氣和水蒸氣，尾氣中夾帶多量的五鈉粉粒排入大氣

3、，污染大氣環(huán)境，也使產(chǎn)品流失。目前多數(shù)三聚磷酸鈉廠家聚合爐尾氣常采用旋風除塵器、沉降室干法除塵方式凈化，其效果極差，不能滿足排放標準要求；或采用文丘里管、洗滌塔濕法除塵，但會對設(shè)備產(chǎn)生嚴重腐蝕。溶于水的五鈉再回收還要大量耗能，所以至今尚無完善的除塵凈化方法。3.3我廠在五鈉治理方面取得的成就對于布袋除塵應(yīng)用在三聚磷酸鈉的尾氣處理中的應(yīng)用，我廠歷時近半年，進行了大量的實驗后獲得成功， 對五鈉尾氣的處理工藝有較為深入的研究，成為我國首家在三聚磷酸鈉行業(yè)中成功應(yīng)用布袋干式除塵技術(shù)的環(huán)保廠家。3.4 聚合爐的工藝參數(shù) 序號名 稱單 位參 數(shù)備 注1爐型回轉(zhuǎn)爐窯年產(chǎn)1萬噸2爐體直徑mm15003爐體長度

4、mm120004產(chǎn)品品種三聚磷酸鈉5煙氣溫度35020最高3806含塵濃度g/m315303.5三聚磷酸鈉尾氣參數(shù)1） 尾氣量：17200m3/h（工況300實測）2） 尾氣溫度：t=35020（最高溫度為380）3） 尾氣成分：成品顆粒、CO2、N2、H2O、氯化物（少量）、氟化物（微量）4設(shè)計原則和技術(shù)要求4.設(shè)計原則1) 遵循“技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、維護方便”的原則，所采用的技術(shù)裝備均有成功的實例和業(yè)績。2) 在滿足以上條件情況下，盡可能減少系統(tǒng)規(guī)模，采取節(jié)能措施，降低一次投資和長期運行費用。3) 最終達到“環(huán)保、經(jīng)濟、實用”的三優(yōu)設(shè)計。 4) 設(shè)計參照標準鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GBJ

5、17-88）工業(yè)爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）采暖通風與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計規(guī)范（GBJ19-87）鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工規(guī)程（BZQ（TJ）0048-94） 鋼結(jié)構(gòu)、非標設(shè)備、管道涂裝工程技術(shù)規(guī)程（BZQ（TJ）0011-94）脈沖噴吹類袋式除塵器（JB/T8532-1997）袋式除塵器用濾料及濾袋技術(shù)條件（GB12625-90）袋式除塵器用濾袋框架技術(shù)條件（JB/T5917-91）4.2技術(shù)要求 1. 選擇最佳的干式除塵方法；2. 煙氣經(jīng)過除塵系統(tǒng)凈化后最終出口的粉塵排放濃度50mg/Nm3；3. 整個除塵系統(tǒng)的安裝、運行不影響生產(chǎn)設(shè)施結(jié)構(gòu)和工藝操作；4. 對捕集到的粉塵應(yīng)具有比較

6、合理的處置或輸送的工藝措施；5. 采用的除塵技術(shù)先進，系統(tǒng)工藝配置完整合理，運行安全可靠，維護簡便，運行費用低。5.系統(tǒng)設(shè)計框架（1） 新建一套除塵系統(tǒng)。（2） 由于煙氣溫度過高，為確保布袋安全，本設(shè)計中在顆粒除塵器后設(shè)置一臺DN600電動混風閥，摻入冷空氣進行煙氣冷卻，可進行遠程計算機編程控制。（2）在除塵器入口設(shè)一臺DN600電動野風蝶閥，作為緊急混風閥，并與除塵器入口溫控器連鎖使用，防止不正常時的高溫煙氣直接進入除塵器。（3）選用LY型在線清灰式低壓脈沖除塵器。（4）除塵器收集的粉塵采用螺旋輸送機集中外運至指定地點。6、系統(tǒng)組成及工藝流程6.1系統(tǒng)組成本系統(tǒng)主要由系統(tǒng)管道、顆粒除塵器、喂

7、灰機構(gòu)、袋式除塵器、主排風機及干凈煙氣排放煙囪構(gòu)成。6.2除塵系統(tǒng)運行溫度的確定由于主要生產(chǎn)用于出口的高型五鈉，爐尾的煙氣溫度高達380，為減少一次投資費用和將來除塵系統(tǒng)的運行費用，因此本除塵系統(tǒng)的運行煙氣溫度確定為：200。6.3 工藝流程 高溫煙氣在聚合爐爐尾由吸罩引出，與經(jīng)過濾后的冷空氣進行混合降溫，接進旋風除塵器進行初效除塵，進入布袋除塵器，含塵氣體處理后，經(jīng)主排風機由排氣筒排出，在除塵器進口處設(shè)緊急野風閥，在必要時刻，由溫控器控制打開。（附工藝流程圖）電動混風閥主風機布袋除塵器顆粒除塵器除塵管道窯尾煙氣喂灰機構(gòu)達標煙氣成品裝車6.4系統(tǒng)工藝流程設(shè)計6.4.1系統(tǒng)的設(shè)計（1）常溫氣體在

8、風機的負壓端通過電動混風閥進入系統(tǒng)。（2）通過引風機的抽吸，爐膛內(nèi)的煙氣由爐尾煙氣吸罩進入系統(tǒng)管道，經(jīng)顆粒除塵器初步凈化后，與進入的冷空氣混合降溫后進入布袋除塵器，在布袋除塵器前安裝有“緊急野風閥”，若遇到特殊情況，溫度過高，則控制裝置通過感受煙氣溫度而進行調(diào)節(jié)控制，通過“緊急野風閥”將煙管外的冷空氣引入管內(nèi)，與高溫煙氣混合，確保進入布袋除塵器的煙氣溫度不會過高而將濾袋損壞，延長布袋除塵器的使用壽命。（3）由于五鈉粉塵較易吸潮結(jié)塊，故選用“薄膜復合濾料”。該濾料具有表面光滑、抗?jié)癫徽硥m、粉塵剝離率高、運行阻力低的特點，因此能有效的防止粉塵在濾料中粘結(jié)而堵塞濾料通道，損壞濾袋及造成窯尾負壓不足等

9、現(xiàn)象的發(fā)生。凈化后的煙氣最終在排塵引風機的抽吸作用下，通過煙囪排放。6.4.2 系統(tǒng)的保證為保證系統(tǒng)的正常運行，從整個系統(tǒng)的可靠性、經(jīng)濟性出發(fā)，在方案設(shè)計采取了以下相應(yīng)的必要措施：1.為防止布袋發(fā)生糊袋現(xiàn)象，保證布袋除塵器的安全穩(wěn)定運行，在煙氣進入布袋除塵器之前，加裝一套喂灰機構(gòu)，用人工或自動喂灰的方式對布袋進行預涂層。2.為防止粉塵在灰斗及卸灰口發(fā)生板結(jié)、搭橋現(xiàn)象，在分室停風脈沖袋式除塵器的灰斗上布置防結(jié)料裝置空氣炮。3.由于本工程處理、收集的是食品級五鈉，為防止空氣中雜質(zhì)進入收粉系統(tǒng)，需對煙氣冷卻用的空氣進行過濾，在系統(tǒng)中設(shè)置一臺空氣過濾器。7.方案設(shè)計參數(shù)的確定 方案設(shè)計參數(shù)的選取主要依

10、據(jù)是根據(jù)甲方提供的系統(tǒng)數(shù)據(jù)，結(jié)合已有的工程經(jīng)驗。諸參數(shù)的確定原則和具體數(shù)值分析如下：7.1煙氣含塵量的確定 根據(jù)有關(guān)技術(shù)資料，爐氣含塵量約為1530g/m3左右。7.2系統(tǒng)處理風量的確定（1）聚合爐煙氣排放量的確定根據(jù)宜昌興發(fā)化工集團股份有限公司提供的資料、以及現(xiàn)場實際測試：在300工況時相同型號聚合爐其煙氣排放量為：17200 m3/h。（2）冷卻風量的確定300工況17200 m3/h的煙氣在380時煙氣量為19600m3/h，根據(jù)熱平衡方程，將380的煙氣冷卻至200時所需的空氣量為19000m3/h。（3） 系統(tǒng)處理的總風量系統(tǒng)所處理的總風量為聚合爐排放的煙氣量和冷卻風量之和，即398

11、00m3/h（200工況）。7.3 系統(tǒng)阻損的確定系統(tǒng)的阻損由：整個除塵系統(tǒng)的管道阻力、顆粒除塵器的阻損、除塵器的阻力等組合而成，根據(jù)甲方提供的資料情況，通過除塵系統(tǒng)布置，得本方案的系統(tǒng)阻損3800（Pa）左右。7.4風機的選型（1）主風機的選型 根據(jù)系統(tǒng)所需和結(jié)合風機的選型原則，故風機的參數(shù)為：風量：除塵系統(tǒng)風量=39800 (m3/h)風壓：除塵系統(tǒng)阻損=3800（Pa） 因此本系統(tǒng)的風機采用Y9-3810.5D，其技術(shù)性能如下：序號名 稱單 位參 數(shù)備 注1型 號Y9-3810.5D2風 量m3/h398003風 壓Pa40004轉(zhuǎn) 速r/min14505電機功率KW908. 設(shè)備選型及

12、技術(shù)特色8.1顆粒除塵器的選型本設(shè)計中選用顆粒除塵器型號為XZZ-D1000型，其處理煙氣量為19500m3/h，除塵器阻力為760Pa。8.2除塵器的選型除塵設(shè)備采用LY型脈沖布袋除塵器，其技術(shù)性能參數(shù)如下：LY-1030型低壓回轉(zhuǎn)停風脈沖袋式除塵器技術(shù)性能參數(shù)表 序 號名 稱單位數(shù) 據(jù)1清灰方式在線低壓脈沖清灰2室數(shù)個63過濾面積m210304處理風量m3/h432005濾袋規(guī) 格mm1306000數(shù) 量條420材 質(zhì)玻纖復膜6過濾風速全過濾m/min0.70一室停濾m/min0.847設(shè)備阻力Pa16008煙氣溫度2009入口含塵濃度g/Nm33010出口含塵濃度mg/Nm33011脈沖

13、閥規(guī)格SYKL-89數(shù)量個30氣源壓縮空氣壓力MPa0.20.3噴吹時間sec0.060.15可調(diào)噴吹間隔時間sec099可調(diào)噴吹耗氣量m3/閥次0.250.3氣源供氣量m3/min約1.03.012螺旋輸送機臺213空氣炮套814外形尺寸63003500145008.3基本結(jié)構(gòu)采用在線低壓脈沖袋式除塵器，每個室設(shè)有一臺手動停風閥，可以實現(xiàn)在線維修。8.4工作原理含塵氣體由進風管道，經(jīng)進風調(diào)節(jié)蝶閥進入灰斗，通過導流系統(tǒng)使氣流均布后，進入箱體的濾袋過濾區(qū),氣體穿過濾袋，粉塵被阻留在濾袋外表面，凈化后的氣體經(jīng)濾袋進入清潔室，由出風口排出。除塵系統(tǒng)運行一段時間后，由于濾袋阻留粉塵的增多，氣體過濾阻力

14、將增大，此時除塵器將對濾袋進行清灰。本除塵器采用在線低壓脈沖清灰方式。由自控系統(tǒng)按照設(shè)定的（差壓或時間）控制程序，逐室逐排執(zhí)行自動噴吹清灰，清落的粉塵集于灰斗，由星型回轉(zhuǎn)卸灰閥卸入輸灰系統(tǒng)。該除塵器在運行過程中自動重復控制程序，保證含塵氣體凈化后排放。8.5技術(shù)特色 濾袋由于三聚磷酸鈉粉塵細且容易吸潮，容易板結(jié)在布袋上，而布袋除塵器能夠在低阻低能耗情況下運行，必須要求濾袋的清灰再生性能好，因此本項目的濾袋采用上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠專利產(chǎn)品：玻纖覆膜復合濾料（專利號為：ZL 94.2.38652.3），其優(yōu)點如下：膨體薄膜復合濾料，改變了傳統(tǒng)的深層過濾技術(shù)，實現(xiàn)了目前最先進的表面過濾技術(shù)，降低了除

15、塵設(shè)備的運行阻力。膨體薄膜復合濾袋表面極為光滑，粉塵不易粘結(jié)在濾袋上，較低的反吹能耗即可將粉塵清落下來，提高了濾袋的清灰再生功能和清灰效果。未復膜濾料 復膜濾料膨體薄膜復合濾料與普通濾料相比較，在相同過濾風速下，其運行阻力可降低2025%，除塵器的運行能耗可降低2025%，濾袋上粉塵剝離率可提高25%以上，因而清灰能耗減少20%左右。在一般正常工況下，膨體薄膜復合濾料的使用壽命比普通濾料高23倍以上。袋籠濾袋框架采用微機控制的多點焊接生產(chǎn)線制作，焊接過程分為：加壓、預熱、焊接、緩冷、成型、泄壓等工藝，自動按序完成。保證框架焊接及整體剛度，制造材料采用316L。其外表無毛刺、焊疤、漏焊等現(xiàn)象（袋

16、籠的脫焊率在萬分之一左右），為延長濾袋的使用壽命提供了保證。上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠的生產(chǎn)能力為每年10萬個左右?；ò迮c密封花板采用定位模具壓制成形，確?？组g距和控制花板孔徑的偏差0.1mm，平整度好，確保濾袋口的密封，袋口設(shè)有彈簧脹圈，安裝十分方便。該技術(shù)的運用，確保了濾袋和花板間的密封性，確保無泄露，提高了除塵效率，防止此處連接不密封而影響袋式除塵器出風口的粉塵排放濃度達標，拆卸方便。噴嘴和引射裝置脈沖噴吹管噴吹孔的孔徑、孔型與噴吹效果有著非常密切的關(guān)系，本廠經(jīng)多年試驗研究，對比國內(nèi)外各種噴吹結(jié)構(gòu)，設(shè)計制造的噴吹孔，具有合理的孔徑、孔型、噴嘴形式，圓滑外翻R的孔口可以有效降低氣流阻力，增強脈沖

17、效應(yīng)。并節(jié)省清灰能耗，該工藝為我廠專利“噴吹低阻力誘導噴吹管”專利號ZL 93 2 26518.9。我廠為噴吹口的外翻孔，配備了專門的工藝的裝備，此種工藝目前眾多制造廠尚不具備。其結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)方式對比如下：凌橋?qū)＠夹g(shù) 目前眾多制造廠排灰系統(tǒng)灰斗防結(jié)料裝置因粉塵性質(zhì)較細且易吸潮，在灰斗內(nèi)部易產(chǎn)生粉塵搭橋板結(jié)現(xiàn)象，影響除塵器的正常運行。選用空氣炮裝置作為本項目的灰斗防結(jié)料裝置。 排灰在除塵器的灰斗共有3個空氣炮，每只灰斗上設(shè)置一臺星形卸灰閥，實現(xiàn)定量卸灰。上海市凌橋環(huán)保設(shè)備廠設(shè)計制造的星形卸灰閥，經(jīng)多次改進很具技術(shù)特色：支承軸承設(shè)計精巧，具有良好的防塵密封性能；閥芯采用進口特氟龍（不沾鍋涂料）涂層

18、抗腐防粘結(jié)處理，表面光滑，不粘塵，不堵塞，泄漏率小，密封性能好，故障率小，運轉(zhuǎn)靈活，檢修方便，使用壽命長。 9電氣控制及自動化儀表9.1 電力負荷及電源9.1.1 用電設(shè)備及電力負荷序號名 稱規(guī)格型號數(shù)量功率(KW)電壓等級(V)1主風機Y9-3810.5D190AC3802主風機吸入調(diào)節(jié)閥1AC3803電動混風閥D341SH-0.5C DN60010.55AC3804緊急混風閥D341SH-0.5C DN60010.55AC3805電動吸入閥D341SH-0.5C DN9001075AC3806卸灰閥YXD-25030.75AC3807空氣炮助力排灰器3DC248螺旋輸送機10.75AC38

19、09脈沖閥SYKL-8930DC2410溫度控制儀及傳感器ZPT270 PT-100211差壓變送器及傳感器1151/0-10KPa1DC2412照明電源3AC22013檢修電源45AC3809.1.2 供電電源主風機380V低壓配電一路90KW380V低壓配電一路380V檢修電源一路45KW照明及手持燈電源（AC36V）9.2 系統(tǒng)控制9.2.1風機控制主風機采用軟啟動器啟動，風機啟動的條件為：風機進口的多葉閥或電動蝶閥均處于關(guān)閉狀態(tài)。9.2.2 除塵器的清灰控制袋式除塵器的清灰設(shè)定時、定壓差和混合方式三種清灰控制模式，可通過設(shè)在控制柜面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)進行選擇：a. 選擇定時清灰模式時，當清

20、灰周期達到給定時限時，控制柜給出清灰脈沖信號，除塵器開始清灰，清灰一周結(jié)束后再進入清灰等待程序；b. 選擇定壓差清灰模式時，在出風總管上設(shè)置05000Pa差壓變送器，轉(zhuǎn)換成420mA模擬量，送至中控，在數(shù)顯表上顯示除塵器的總阻力。同時把該差壓信號送至PLC，用于差壓控制（當差壓大于規(guī)定值時，自動切換至差壓噴吹清灰）。除塵器過濾阻力（壓差）為清灰控制依據(jù)，當阻力上升至設(shè)定值時啟動清灰程序清灰，當阻力下降至設(shè)定值以下且完成一個周期的清灰后，以除塵器過濾阻力（壓差）為清灰控制依據(jù)，當阻力上升至設(shè)定值時啟動清灰程序清灰，當阻力下降至設(shè)定值以下且完成一個周期的清灰后，除塵器清灰結(jié)束，進入清灰等待程序；c

21、. 當選擇混合模式時，以定時為主、定壓差為輔。除塵器分6室，設(shè)一臺回轉(zhuǎn)停風閥，30只脈沖閥，每室組成獨立的清灰機構(gòu)，依序噴吹清灰。9.2.3 除塵器卸灰及輸灰控制除塵器共有3只灰斗，成單列布置。 采用電氣室控制柜自控和機旁操作箱手動集中操作兩種運行方式。9.3 自動化儀表9.3.1 電氣控制儀表箱柜序號名 稱數(shù)量電壓等級(V)1低壓配電柜2AC3802風機啟動柜1AC3803PLC控制柜1AC2204照明箱1AC380/2205檢修箱2AC3806現(xiàn)場操作箱3AC38010.系統(tǒng)的材料由于本工程收集、處理的是食品級產(chǎn)品，故系統(tǒng)風機負壓端的設(shè)備均采用不銹鋼制作。11除塵系統(tǒng)的運行安全控制11.1

22、 野風閥的控制 在系統(tǒng)配置的野風閥前后各安裝一套溫度傳感器，型號WZPK270，PT100，用于檢測進入布袋除塵器之前的煙氣溫度及控制野風閥的啟閉。當野風閥后級溫度傳感器測點溫度200時，調(diào)整空氣冷卻器的旁通閥，當超過旁通閥的調(diào)節(jié)范圍時，開啟野風閥，使系統(tǒng)混入冷風，保證布袋除塵器的安全運行；當野風閥前級溫度傳感器的測點溫度200時，關(guān)閉野風閥，使系統(tǒng)恢復正常運行。11.2系統(tǒng)的防結(jié)露控制 對于除塵系統(tǒng)的管道及除塵設(shè)備作保溫措施，使除塵系統(tǒng)的運行溫度在露點溫度以上。11.3操作場所經(jīng)常檢修的部位設(shè)有檢修平臺、爬梯等安全措施，如除塵器、風機、閥門等。轉(zhuǎn)動設(shè)備的外露部位配置安全防護罩。除塵器、風機等部分設(shè)有照明燈，便于晚間檢修。所有電氣設(shè)備均設(shè)可靠的接地，煙囪、除塵器等設(shè)備設(shè)防雷接地裝置，接地電阻小于2歐姆。12.勞動定員 為保證除塵系統(tǒng)中袋式除塵器、風機、閥門等設(shè)備的正常運行，應(yīng)加強點檢、維護管理工作，落實相應(yīng)的操作、點檢、維護人員。建議按下表考慮，最后應(yīng)按甲方統(tǒng)一管理模式確定。序號崗位和工種班次定員（人）1操作工四班三運轉(zhuǎn)42點檢、維護常日班23合 計6說明：點檢