某焦化厂的除尘脱硫设计方案

学校：吉首大学

专业：环境工程

一、概论 (3)

二、设计依据 (4)

2.1 废气中所含污染物种类、浓度及温度 (4)

2.2 设计规模 (4)

2.3 设计范围 (4)

2.4 处理后气体排放浓度 (4)

2.5 设计指标 (5)

2.6 控制系统 (5)

三、工艺设计 (5)

3.1 设计原则 (5)

3.2 焦炉废气处理方法选择 (6)

3.21 除尘工艺的选择 (6)

3.22 脱硫工艺选择 (7)

3.3系统工艺流程 (8)

3.3.1 概述 (8)

3.3.2 工艺流程图 (9)

四、流程图分析 (9)

4.1 概述 (9)

4.2 文丘里洗涤器除尘系统 (10)

4.3 文丘里除尘器工艺流程 (10)

4.2 常规吸灰系统 (11)

4.3 脱硫工艺简介 (11)

4.4 脱硫工艺流程 (11)

4.5 主要参数计算 (13)

五、主要设备设计参数 (14)

5.1 文丘里洗涤器 (14)

5.11 文丘里除尘器除尘原理 (14)

5.12 文丘里洗涤器主要特点 (14)

5.13 文丘里洗涤器除尘工艺流程 (15)

5.2 氧化镁的用量设计 (15)

5.3 除雾区中除雾器的主要性能与设计参数: (16)

六、附属工程设计 (16)

6.1 强制化氧罐前的氧化泵 (16)

6.2 强制氧化罐 (16)

6.3压滤机 (17)

6.4 结晶器离心机烘干器 (17)

6.5 自动控制系统 (17)

6.6烟气系统 (17)

七、劳动定员 (19)

八、投资预算 (19)

九、效益估算 (19)

9.1 环境效益 (19)

9.2 经济效益 (20)

十、参考文献及相关法规标准 (20)

十一、附图 (20)

一、概论

工业排放到大气中的污染物种类繁多，性质复杂，有烟尘、硫的氧化物、氮的氧化物、有机化合物、卤化物、碳化合物等。其中有的是烟尘，有的是气体。

焦化厂是以原料煤为主的大型综合利用加工厂，主要生产煤气、焦炭和煤化工产品20多种。煤气供应城市使用，焦炭和煤化工产品远销国内外市场。北京焦化厂的生产时间为6:00~22:00，生产工艺中将产生焦炉废气。该焦化厂主要以

煤气，焦炭等为主要燃料，可以看出，在产生的焦炉废气中含有大量的二氧化硫和粉尘的烟气，该废气若不经处理直接排入大气，不仅会污染周围的环境，而且导致了极大的原物料消耗，同时对企业的形象也会造成一定的影响，为此，必须对其进行处理。

二、设计依据

2.1 废气中所含污染物种类、浓度及温度

主要污染物：SO 2 、粉尘。

污染物排放量：最大废气排放量为70000 m3 N/h，

初始SO 2浓度为10.6 g/ m3。

焦炉粉尘浓度为6g/ m3。

初始废气温度：393K。

2.2 设计规模

废气处理量：70000 m3 N/h；

初始SO 2浓度：10.6 g/ m3

二氧化硫的物质的量n:

n=70000*10.6/(3600*64)=3.22 mol/s

（备注：本方案按最大值计算。）

2.3 设计范围

焦化厂的主要生产车间：备煤车间、炼焦车间、煤气净化车间及其公辅设施的等。设计范围是从从车间排气管汇合后出口开始，经装置入口至排风机出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件及控制设备等。

2.4 处理后气体排放浓度

根据《大气污染物综合排放标准》GB 16297-1996得出表1参数：

表1二氧化硫最高排放浓度及允许排放速率

注：二氧化硫与烟尘最高允许排放浓度采用的是现有大气污染物综合排放标准中的国家二级排放标准。最高排气浓度采用现有大气污染排放标准。排气筒高度20米。

2.5 设计指标

按表1可知，执行标准应为：烟尘≤18mg/m3，二氧化硫≤960mg/m3。

由此可以计算出相关的除尘效率和脱硫效率：

总除尘效率计算：

按照总除尘效率公式：

η=（Gc/Gi)×100% = [(Gi-Go)/Gi]×100%

其中：Gi、Go、Gc：分别为除尘器进口、出口和落入灰斗的尘量，单位是mg/m3。解得：η=[(6000-18)/6000]×100%≈99.7%

总脱硫效率计算：

φ=(Ci-Co)/Ci×100%

其中：Ci、Co 、Cc：分别为吸收塔进口和出口处二氧化硫的含量，单位是mg/ m3

解得：φ=[(10600-960)/10600]×100%≈90.9%

2.6 控制系统

本脱硫工艺采用PLC控制系统，脱硫装置实现自动控制、显示、记录整个工艺过程，运行人员在脱硫控制室内通过操作监控界面完成对脱硫装置的起停操作，脱硫装置的控制均能够自动运行。从而达到了操作最优化，运行费用较低，增加了设备的可行性的目的。

三、工艺设计

3.1 设计原则

1. 严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于标准指标。

2. 采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

3. 工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余

地，确保达标排放。

4. 在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。3.2 焦炉废气处理方法选择

在燃烧后废气中仍含有大量粉尘，而焦炉气是混合物，其主要成分为氢气（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外还含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不饱和烃（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧气(0.3%~0.8%))、氮气(3%~7%)。其中氢气、甲烷、一氧化碳、C2以上不饱和烃为可燃组分，二氧化碳、氮气、氧气为不可燃组分。以上气体大部分为污染物气体，故在排放前应先除尘，再处理废气。

3.21 除尘工艺的选择

根据除尘效率的要求，可以在该焦化厂使用的除尘方法有湿式除尘、机械除尘、电除尘和袋式除尘等，在该焦化厂的烟气除尘中，选择文丘里除尘器。

除尘工艺及粉尘吸收器比较选择：

根据2.4设计指标中的计算，我们可以知道该项目为达到国家标准必须满足除尘效率达到99.7%以上。

然而,不同的除尘器的除尘效率是不同的，选择除尘器必须根据实际情况来选择。

表1 各种除尘器的总效率表

由上表可知，文丘里洗涤器与袋式除尘器效率较高，其中袋式除尘器的效率高于2.4设计指标中的效率，文丘里洗涤器则稍微低于要求。

在废气中粉尘浓度为6g/m3 ，俩种除尘器均可满足要求。而，焦化厂烟气温度较高，不宜采用袋式除尘器，且烟气中含有气态污染物，故使用湿式除尘器较好。此二者除尘效率相差不大，综合上述方面原因，选择文丘里洗涤器。

a) 除尘器的压力损失：