冲天炉废气处理

某机械铸造有限公司冲天炉废气处理工程设计方案目录1 概况....................................................................................................... 错误!未定义书签。

1.1项目背景 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.2设计依据 ...................................................................... 错误!未定义书签。

1.3设计原则 (1)1.4设计范围...................................................................... 错误!未定义书签。

1.5排放标准 ...................................................................... 错误!未定义书签。

2 废气情况分析......................................................................................... 错误!未定义书签。

2.1废气来源...................................................................... 错误!未定义书签。

2.2废气量及成分 .............................................................. 错误!未定义书签。

3 废气处理工艺选择 (4)3.1废气处理工艺选择 (4)3.2除尘原理 (6)3.3脱硫原理 (6)3.4设备脱硫除尘工艺特点 (9)4 废气处理工程系统设计......................................................................... 错误!未定义书签。

4.1废气脱硫除尘系统组成 .............................................. 错误!未定义书签。

4.2废气处理工艺设计 (11)5 运行成本分析 (13)5.1电费分析 (13)5.2其他费用分析 (13)5.2运行成本合计 (13)6 设备及构筑物一览表 (14)6.1构筑物 (14)6.2材料设备 (14)1 概况1.1项目背景某市某机械铸造有限公司以废铁废钢为原料，加工铸造铸建筑用件、水泵水务用件以及各类机械配件等。

年产铸造铸建筑用件、水泵水务用件以及各类机械配件7000吨。

某市某机械铸造有限公司在日常的生产工序中，冲天炉产生了燃烧废气，需经过治理达标后方能排放。

某市某机械铸造有限公司现委托我公司针对该项目的废气治理工程进行方案设计。

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，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）冲天炉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。

3）负责协助完成相关环保报批、验收的各项手续。

4）质保期内的配套服务。

1.5排放标准该项目冲天炉的废气经处理后，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废气来源该公司的冲天炉共两台，熔炼能力为3t/h，冲天炉使用焦炭作为燃料，年用量约为250吨。

焦炭的含量为：固定碳82～87%，含S 0.41%，灰份8～12%。

冲天炉运行过程中其主要污染物为烟尘、SO2。

2台3t/h冲天炉烟气排放量为14000m3/h。

2.2废气量及成分该项目共有熔炼能力3t/h的冲天炉2台，两台冲天炉在运行过程中产生的废气总量是14000m3/h。

冲天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。

冲天炉的废气经处理后，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冲天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/h烟尘2300 150 14000二氧化硫3060 8503 废气处理工艺选择3.1废气处理工艺选择冲天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>50 <50 50-130 少少惯性除尘器20-50 50-70 300-800 少少旋风除尘器5-30 60-70 800-1500 少中喷淋塔2-20 80-90 400-600 中中电除尘器0.5-1 90-98 50-130 大中上袋式除尘器0.5-1 95-99 1000-1500 中上大根据该烟尘的特点及从经济角度考虑，该项目废气选用喷淋沉降室进行初步除尘和降温。

3.1.2烟气脱硫工艺选择表4几种脱硫工艺性能比较工艺流程湿式石灰石-石膏法喷雾干燥法LIAC法CDSI法效率/% >9080-85 70-75 60-70 投资比例/% 13-19 8-12 3-5 2-4费用(元/tSO2) 900-1250 750-1050 600-900 600-800 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。

湿法烟气脱硫过程是气液反应，其脱硫反应速度快，脱硫效率高。

目前已开发的湿法烟气脱硫技术，主要有石灰石（石灰）/石膏洗涤法、双碱法、氨吸收法、海水脱硫等。

常规中采用的方法石灰石法和双碱法，石灰石法主要缺点是容易结垢，堵塞布液管和水泵等设备；双碱法烟气脱硫工艺采用碱金属盐类如NaOH、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3等的水溶液吸收SO2，然后在另一石灰反应器中用石灰将吸收SO2后的溶夜再生、再生后的吸收液再循环使用，最终产物以硫酸钙和石膏形式析出。

双碱法烟气脱硫工艺是石灰石（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）二级标准及地方环保要求。

其处理工艺流程如图1所示。

图1冲天炉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旋流板塔的除尘机理烟气自脱硫除尘塔底部切向进入后，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。

这样，较大的尘粒在离心力作用下被除去，较小的尘粒受到液滴的碰撞与拦截、冷凝，以及多次的布朗扩散等作用而凝并成较大的尘粒而被除去，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。

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，当冲天炉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。

用碱性液洗涤含SO2的气体时，首先SO2与水相互反应生成亚硫酸，部分亚硫酸水解生成H-、HSO3-及少量的SO32-离子。