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1、廢氣處理工程設計方案目 錄1 概況11.1項目背景11.2設計依據11.3設計原則11.4 設計范圍21.5排放標準22 廢氣情況分析32.1 廢氣來源32.2廢氣量及成分43 廢氣處理工藝選擇53.1廢氣處理工藝選擇53.2除塵原理73.3脫硫原理74 廢氣處理工程系統設計84.1廢氣脫硫除塵系統組成84.2廢氣處理工藝設計95 運行成本分析105.1電費分析105.2其他費用分析 105.2運行成本合計 106 設備及構筑物一覽表116.1構筑物116.2材料設備121 概 況1.2設計依據1）某市某機械鑄造有限公司提供的基礎資料2）中華人民共和國環境保護法3）中華人民共和國大氣污染物防治2、法4）廣東省地方標準大氣污染物排放限值（DB44/27-2001）5）工業爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）6）工業企業設計衛生標準（GBZ1-2002）7）大氣環境質量標準（GB3095-96）8）環境工程設計手冊9）大氣污染防治手冊10）有關的設計規范和設計手冊1.3設計原則1）嚴格執行國家有關環保的各項法規，保證處理效果達到排放標準的要求；2）積極穩妥地采用先進可靠的處理技術，節省建設資金；3）貫徹經濟性和可靠性并重的設計原則，在最大限度地降低工程造價和運行費用的同時，合理兼顧運行操作條件和管理維護條件；4）需要與可能相結合的原則，充分考慮當地的實際情況與客觀條件，因地制宜3、積極穩妥地采用先進、實用的技術，使工程的各項指標都能達到預期的目的。1.4設計范圍1） 廢氣工程設計方案的編制、設備材料采購及工程建設安裝、負責工程調試直至廢氣達到相關的排放標準并通過環保驗收。2） 負責業主方管理者、作業者的培訓及廢氣處理機制的完善。1.5排放標準該項目廢氣經處理后，應達到工業爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級標準，煙囪最低允許高度為15米。表1工業爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級標準污染物排放濃度（mg/m3）煙塵150二氧化硫850氮氧化物400林格曼黑度1級2 廢氣情況分析2.1廢氣來源該公司的熔煉爐作為生物顆粒燃料，年用量3004、噸。含量為：固定碳8287%，含S 0.41%，灰份812%。運行過程中其主要污染物為煙塵、SO2。煙氣排放量為4000m3/h。2.2廢氣量及成分 該項目共1臺，在運行過程中產生的廢氣總量是4000m3/h。爐廢氣與鍋爐煙氣類似，運行工程中產生的廢氣主要污染物為煙塵、二氧化硫，處理工藝按鍋爐煙氣的處理工藝進行選擇。 廢氣經處理后，應達到工業爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級標準，煙塵排放濃度150mg/m3，林格曼黑度1級，二氧化硫排放濃度900mg/m3，氮氧化物排放濃度400mg/m3。表2熔爐產生廢氣情況污染物濃度mg/m3標準濃度限值mg/m3廢氣量m3/h煙塵235、001504000二氧化硫30608503 廢氣處理工藝選擇3.1廢氣處理工藝選擇爐廢氣與鍋爐煙氣類似，污染物均為煙塵和二氧化硫，處理工藝按鍋爐煙氣的處理工藝進行選擇。由于煙塵濃度較高，先經過一級除塵后再進行脫硫處理。除塵工藝選擇廢氣除塵的方式主要有機械式除塵（包括重力沉降室、慣性除塵器、旋風除塵器），過濾式除塵（包括袋式除塵器、顆粒層除塵器）、電除塵器、濕式除塵器（包括噴淋塔、泡沫塔、填料塔、湍球塔、文丘里等）。表3幾種除塵方法性能比較名稱適用粒徑/um效率/%阻力/pa設備費運行費重力沉降室509080-8570-7560-70投資比例/%13-198-123-52-4費用(元/tSO2)6、900-1250750-1050600-900600-800占地面積大中小小灰渣狀態濕干干干 目前工業廢氣脫硫工藝大體概括為干法、半干法、濕法。干法是利用固態（粉狀、粒狀等）的吸收劑、吸附劑或催化劑來脫除廢氣中二氧化硫的方法，如煙氣循環流化床、活性炭吸附法、催化轉化法。半干法是采用液態吸收劑，利用煙氣的熱量，在脫硫反應的同時蒸發吸收劑的水分，使脫硫產物成為固態，如旋轉噴霧干燥法。濕法采用液態（液體或漿液）吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫。雙堿法煙氣脫硫工藝采用堿金屬鹽類等的水溶液吸收SO2，然后在反應器中吸收SO2后的溶夜再生、再生后的吸收液再循環使用。雙堿法煙氣脫硫工藝是石灰石（石灰）/石膏洗滌法7、的變形，克服了克服石灰石/石灰法容易結垢的缺點，提高了SO2去除率。所以本方案選用“雙堿法”工藝。雙堿法是濕法中比較重要的工藝，具有脫硫除塵效率高，投資少，占地小，運行費用低等特點，非常適合中國國情。 廢氣處理工藝的確定根據該項目廢氣的溫度，廢氣的成分以及污染物濃度等的特點，治理方法應選用效果好、質量可靠、操作方便和運行費用低的工藝為宜。為此，處理工藝選用“噴淋沉降室+高效旋流板塔” 對廢氣進行脫硫除塵。廢氣經噴淋沉降室初步除塵和降溫后、配備獨立多級脫硫塔對其進一步除塵和脫硫治理，經處理后污染物指標達到工業爐窯大氣污染物排放標準（GB9078-1996）二級標準及地方環保要求。其處理工藝流程如8、圖1所示。圖1廢氣處理工藝流程圖3.2除塵原理噴淋沉降室的除塵機理噴淋沉降室是構造簡單的一種洗滌器，在噴淋沉降室內水通過噴嘴噴成霧狀，當含塵煙氣通過霧狀空間時，因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作用，塵粒隨液滴降落下來。根據氣體與液體的流動方向，可分為順流、逆流和錯流三種型式。高壓細水霧系統高壓細水霧系統主要包括電機、高壓泵、壓力調節閥、管道、噴頭等組成，煙塵通過水或化學劑被粘結而聚結增大，但那些最細小的煙塵只有當水滴很小（如水霧）或加入化學劑（如表面活性劑）以減小水的表面張力時才會聚結成團。如果水霧顆粒直徑大于煙塵顆粒，那么煙塵僅僅跟隨水霧顆粒周圍的氣流運動，水霧顆粒和煙塵顆粒接觸很少或者根9、本沒有接觸從而達不到抑塵作用。如果水霧顆粒和煙塵顆粒大小接近，煙塵顆粒隨氣流運動時與水霧顆粒碰撞、接觸而粘結在一起。水霧顆粒越小，聚結的可能性越大，隨著聚結的煙塵團變大加重，從而很容易降落高壓細水霧系統能夠產生直徑在150微米的水霧顆粒，對懸浮在空氣中的煙塵特別是直徑在10微米以下的可吸入煙塵顆粒進行有效的吸附，使煙塵受重力作用而沉降，從而達到抑塵作用。此外，還有部分微小塵粒通過紊流、吸附、凝聚、催化傳質后被捕集，最后都流至塔底部再排至沉灰池。3.3脫硫原理雙堿濕法脫硫機理 脫硫是利用二氧化硫的特性，即酸性、溶解性、氧化性、還原性。而二氧化硫溶于水后與堿反應的速度很快不需多加考慮。一般情況下，10、當產生的煙氣排入脫硫器，噴入一定量堿液時，堿液的霧化質量越好、脫硫效率越高。本脫硫除塵器獨特的設計能使高速運動的氣流對堿液作激烈的攪拌，產生渦流內循環，重復霧化，使堿液完全霧化，液滴粒徑基本在0.2mm以下，達到最佳霧化質量，液霧與SO2充分攪拌在一起，達到最佳的接觸方式與接觸面積，從而達到理想的脫硫效果。雙堿脫硫工藝特點1）用NaOH脫硫，循環水基本上是NaOH的水溶液，在循環過程中對水泵、管道、設備均無腐蝕與堵塞現象，便于設備運行與保養。2）吸收劑的再生和脫硫渣的沉淀發生在塔外，這樣避免了塔內堵塞和磨損，提高了運行的可靠性，降低了操作費用；同時可以用高效的板式塔或填料塔代替空塔，使系統更緊11、湊，且可提高脫硫效率。3）鈉基吸收液吸收SO2速度快，故可用較小的液氣比，達到較高的脫硫效率，一般在90%以上。4 廢氣處理工程系統設計4.1廢氣脫硫除塵系統組成根據該項目處理廢氣的廢氣濃度、廢氣成分、負荷變化的特點，選用效果好、質量可靠、操作方便和運行費用低的“噴淋沉降室+高效旋流板塔”工藝。噴淋沉降室在噴淋沉降室內水通過噴嘴噴成霧狀，當含塵煙氣通過霧狀空間時，因塵粒與液滴之間的碰撞、攔截和凝聚作用，塵粒隨液滴降落下來。這種除塵器構造簡單、阻力較小、操作方便。其突出的優點是，可以處理含塵濃度較高的煙氣而不會導致堵塞。又因為它噴淋的液滴較粗，所以不需要霧狀噴嘴，這樣運行更可靠，噴淋沉降室可以使12、用循環水，直至洗液中顆粒物質達到相當高的程度為止，從而大大簡化了水處理設施。旋流板高效脫硫塔 旋流板高效脫硫塔由主塔和副塔組成。煙氣自脫硫除塵塔底部切向進入主塔后，繞著底部的穩流柱旋轉上升，利用離心力作用除去較大塵粒，然后變速通過流旋流板。在變速運動中，高速氣流對堿液做激烈攪拌使水達到最佳的霧化質量(液滴直徑0.2mm)，從而使得煙氣與堿液達到最大的接觸面積，從而對煙氣進行脫硫，然后經頂部塔頂短道進入副塔進行除霧處理，最終從副塔底部經引風機從煙囪排向大氣。這樣，使得煙氣在高效脫硫塔中達到脫硫除塵的目的。循環水池系統 循環水系統包括有1#沉灰池、2#沉灰池、循環池。噴淋沉降室的噴淋水排入1#沉淀13、池進行灰水分離，上清液由水泵抽往噴淋沉降室進行噴淋除塵。高效旋流板塔中脫硫除塵噴淋水先排至沉灰池沉淀使灰水分離，灰水沉淀后上清液再進入循環池，使酸性上清液與新加的堿液充分混和PH值達到11以上，這樣就能達到最佳的脫硫效果。由循環水泵抽至脫硫除塵器進行噴淋脫硫，實現水的循環。沉灰池內的底泥定期外運處理。循環過程中由于液體的蒸發和會有少理Na2SO4和NaNO3的生成，因而不可避免地會有鈉的損失，必須定期往循環池中加入少量的堿，以補充鈉的損失。4.2廢氣處理工藝設計噴淋沉降室設計噴淋沉降室起初步除塵和降溫的作用，分前后兩室，前室的噴淋水由自來水提供，后室的噴淋水由沉淀池的上清液循環使用。脫硫除塵塔14、設計高效旋流板塔是整個廢氣處理系統關鍵的處理單元。廢氣中大部分粉塵都將在此階段去除。高效旋流板塔中噴淋的堿液用于凈化去除廢氣中的SO2，使廢氣經處理后能夠達標排放。根據計算高效脫硫除塵塔的尺寸為：塔高4500mm；主塔內徑1000mm；副塔內徑800mm。水泵采用Q=10m3/h、N=2.2kw的不銹鋼泵。脫硫除塵塔配套引風機用于抽取沖天爐產生的廢氣進入廢氣處理系統。廢氣處理系統引風機選用Q=4000m3/h，N=11kw。循環水系統設計循環水池系統包括1#沉灰池、2#沉灰池、循環池，根據廢氣處理系統的噴淋用水量，循環水系統的設計參數為：1#沉灰池1.5m2m2.5m、2#沉灰池1.5m2m215、.5m、循環池1.5m2m2.5m。流程簡介廢氣經煙管輸送匯至噴淋沉降室進行初步除塵、降溫處理。經噴淋沉降處理后的煙氣沿切線方向進入主塔底部，在塔內經脫硫除塵后，自塔頂短煙道進入副塔，進一步除霧后通過煙囪高空排放。噴淋沉降室前部分噴淋液從自來水管直接提供，沉降室的后室噴淋液由1#沉灰池的上清液循環使用，加堿調節后的噴淋液從高效脫硫除塵塔頂部進入，在旋流塔板上分散成霧滴與煙氣充分接觸后，從主塔底部經明渠流入2#沉灰池，沉降到泥斗。沉淀池出水流回循環池，在池內調節PH值后用噴淋泵打回主塔頂部循環使用。5 運行成本分析5.1電費分析表5電費分析表名稱時間（h）功率Kw數量總耗電功風機87.5160噴16、淋沉降室噴淋泵82.2117.6脫硫除塵器噴淋泵83124合計101.6以每千瓦時0.7元計，則每天耗電費用為：101.60.7=71.12元5.2其他費用分析水費依據實際運行情況而定。人工費本處理系統可由生產人員兼管。藥劑費估算NaOH工業純：3600元/噸，投加量：0.4kg/h。則每天藥品運行費為：11.52元/天 5.3運行成本合計 71.1211.5282.64元/天全套除塵脫硫系統每天運行費用為：82.64元（RMB）。6 設備及構筑物一覽表6.1構筑物表6構筑物清單序號名 稱型號/規格單位數量備注1循環池4.5m2m2.5m座12脫硫除塵器基礎座1需打樁6.2材料設備表7材料設備清單序號名稱型號/規格單位數量備注1噴淋沉降室套12高效脫硫除塵器套13引風機4000m3/h，N=7.5Kw臺1耐高溫4脫硫除塵器噴淋泵10m3/h, H=28m,N=3Kw臺15噴淋沉降室噴淋泵10m3/h, H=20m,N=2.2Kw臺16污泥泵10m3/h，H=8m，N=0.75Kw臺17煙氣管道F300mm，碳鋼防腐批18水管及閥門耐高溫PVC-U批19電氣控制柜鎮泰元件臺110電線電纜批1