新现代焦化除尘改造技术方案

技技 术术 方方 案案 中国三冶集团有限公司中国三冶集团有限公司 二二 一四年二月一四年二月 目目 录录 一 技术方案综述一 技术方案综述 2 1 焦化工业粉尘与废气的来源及危害 2 2 焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点 4 3 治理重点及治理思想 6 4 设计依据 6 5 设计原则 7 6 设计引用标准 7 7 设计环保指标 10 8 项目概述 10 二 改造方案及建议二 改造方案及建议 11 三 设备制造检验验收标准及规范三 设备制造检验验收标准及规范 13 四 设备明细四 设备明细 14 五 工程造价五 工程造价 16 六 联系我们六 联系我们 17 七 附图七 附图 17 第 2 页 共 18 页 一 技术方案综述一 技术方案综述 1 焦化工业粉尘与废气的来源及危害 焦化工业粉尘与废气的来源及危害 1 1 焦化工业粉尘与废气的来源 焦化生产排放的有害物主要来自于备煤 炼焦 化工产品回收 与精制车间 气体污染物的排放量由煤质 工艺装备水平和操作管 理等因素决定 1 备煤车间 产生的污染物主要为煤尘 备煤过程向大气 排放煤尘 其数量取决于煤的水分和细度 2 炼焦车间 炼焦车间的烟尘来源于焦炉加热 装煤 出 焦 熄焦 筛焦过程 主要污染物有固体悬浮物 TSP 苯可溶 物 BSO 苯并芘 BaP SO2 NOX H2S CO 和 NH3等 其中 BSO BaP 是严重的致癌物质 导致焦炉工人肺癌的发病率较高 炼焦车间产生的污染主要由以下几方面引起 第一 装煤过程 污染物排放约 60 装煤操作中会排出很多 CnHm 化合物 而 CnHm 化合物对人体健康影响严重 所以一定要控 制好装煤烟尘的排出 第二 推焦过程 污染物排放约 30 第三 熄焦过程 熄焦水喷洒在炽热的焦炭上产生大量的水蒸 气 水蒸气中所含的酚 硫化物 氰化物 一氧化碳和几十种有机 化合物与熄焦塔两端敞口吸入的大量空气形成混合气流 夹带大量 水滴和焦粉从塔顶逸出 形成对大气的污染 第四 筛焦工段 主要排放焦尘 3 化工产品回收车间 排放的有害物主要来自化学反应和 分离操作的尾气 燃烧装置的烟囱等 主要污染物为 第 3 页 共 18 页 NH3 H2S HCN C6H5OH C5H5N 苯族烃等 4 精制车间 每 t 焦的气体排放量约为 4900m3 其中 H2S 为 2100g HCN 为 6 9g 烃类为 8400g 焦油车间排放萘为 1900g 1 2 焦化生产中粉尘与废气的危害 1 粉尘的危害 工业废气中的颗粒物即粉尘 粒径范围为 0 001 500 m 所谓降尘是指直径大于 10 m 的粉尘易于沉降 所谓飘尘是指直 径小于等于 10 m 的粉尘以气溶胶的形式长期漂浮于空气中 直 径在 0 5 m 5 m 的粉尘对人体危害最大 在焦化生产中粉尘主 要是煤尘和焦尘 作业场所空气中的粉尘浓度不得大于 10mg m3 外排气体的含尘浓度应符合现行的工业三废排放标准 焦化生产中粉尘与废气的危害主要表现在 第一 人吸进呼吸系统的粉尘量达到一定数值时 能引起鼻炎 各种呼吸道疾病以及肺癌等 第二 粉尘与空气中的 SO2协同作用会加剧对人体的危害 第三 人吸进含有重金属元素的粉尘危害性更大 第四 粉尘能吸收大量紫外线短波部分 当粉尘浓度达到 2mg m3以上时 对人伤害很大 第五 烟尘使光照度和能见度减弱 严重影响动植物的生长 也影响了城市交通秩序 造成交通事故的多发 第六 某些粉尘当浓度达到爆炸极限时 若存在足够的火源将 引起爆炸 粉尘的粒径越小 粉尘和空气的湿度越小 爆炸的危险 性越大 2 废气的危害 第一 SO2是一种无色 不燃 有恶臭并具有辛辣味的窒息性 气体 车间空气中 SO2最高容许浓度为 15mg m3 SO2对人眼及呼 第 4 页 共 18 页 吸道黏膜有强烈的刺激作用 大量吸入可引起肺水肿 喉水肿 声 带痉挛而致窒息 大气中的 SO2在阳光 水气和飘尘的作用下 生 成的 SO3与水滴接触形成酸雾 遇雨则形成酸雨 PH 5 6 酸 雾和酸雨对自然界 人体都有严重危害 第二 NO2 车间空气中 NO2最高允许浓度为 5mg m3 二氧化 氮对肺组织产生剧烈的刺激和腐蚀作用 形成肺水肿 接触高浓度 二氧化氮可损害中枢神经系统 第三 H2S 是无色透明的气体 有臭鸡蛋味 车间最高允许浓 度为 10mg m3 H2S 是强烈的神经毒物 对黏膜有明显的刺激作用 第四 CO 是无色 无臭 无刺激性气体 是一种窒息性毒气 空气中控制标准为小于 30mg m3 空气中 CO 浓度达到 1 2g m3时 短时间可致人死亡 第五 NH3是一种无色 强烈刺激性气体 对人的上呼吸道有 刺激和腐蚀作用 车间允许浓度为 30mg m3 第六 多环芳烃 包括苯并芘 7 12 二甲基苯并蒽 3 甲基 胆蒽等约 100 多种 其中已被证实的致癌物有 22 种 苯并芘 BaP 是焦化生产中排放量最多的多环芳烃 具有致癌性 潜伏 期可长达 10 15 年 人们易淡化病情而导致严重后果 2 焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点 焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点 2 1 装煤过程中烟气中可燃成份的变化情况 2 1 1 焦炉装煤过程中 从装煤口向炭化室装煤时 煤料突遇 高温产生大量黄荒煤气和烟气 炭化室内压力突增 喷出大量的烟 尘 炭化室装煤时的烟尘主要来自以下几方面 1 炭化室煤料置换出大量空气 且装煤开始时空气中的氧气和 第 5 页 共 18 页 入炉的煤料燃烧生成炭黑而形成黑烟 2 装煤时湿煤与高温炉墙接触升温 产生大量水汽和荒煤气 3 上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉以及装煤末期时带出 的细煤粉 4 因炉顶空气瞬时升温而喷出的荒煤气 焦炉装煤过程中向外排放的污染物占炼焦过程中全部排放物的 50 60 装煤烟尘中粉尘的散发量为 0 2kg t 按这个数字计算 一年产焦炭 40 万吨 成焦率按 75 计 的小型焦化厂 每年仅装煤 一项散发到大气中的烟尘量就达 106t 之多 2 1 2 装煤过程中散发的烟尘有以下特点 1 烟气温度高 正常操作时一般在 500 600 2 瞬间散发量大 污染物多 3 烟气成份复杂 危害性较大 气体中含有煤尘及多种化学物 质 主要有害气体组成为硫化物 氰化物 一氧化碳及苯可容物 微细的粉尘具有吸附苯可溶物的性能 从而增大了这类废气的危害 性 据估测 在无污染控制手段的状况下 每生产 1 吨焦炭由装煤 时所排放的总悬浮颗粒物为 0 5 1 0kg 苯并 a 芘量为 1 2 10 3 kg 4 烟气具有可燃性和爆炸的可能 由于烟气中含有氢气 一氧 化碳等可燃成分 当混入空气后 在一定条件下 可能产生燃烧或 爆炸 2 2 焦炉出焦过程中产生的烟尘 焦炉出焦过程中产生的烟尘主要来自以下方面 1 炭化室炉门打开后散发出的残余煤气 及由空气进入使部分 焦炭和可燃气体燃烧产生的废气 2 推焦时炉门处散发的粉尘 3 推焦时导焦槽散发的粉尘 第 6 页 共 18 页 4 焦炭从导焦槽落到熄焦车中散发的粉尘 5 载有焦炭的熄焦车运行过程中散发的粉尘 推焦时每吨红焦散发的烟尘为 0 4kg 之多 其中上述 2 3 4 项散发的粉尘为装煤时散发粉尘的一倍以上 尤其是第 4 项 焦炭在落入到熄焦车上由于撞击而产生的粉尘会随高温气流的 上升而飞扬 如果当焦炭成熟度不足时 焦炭中残留的大量热解产 物由于与空气接触 燃烧形成大量的浓黑的烟尘 3 治理重点及治理思想 治理重点及治理思想 通过以上的论述和数字 可以看出 焦炉在装煤和出焦中的烟 尘治理为废气治理的重中之重 焦炉在装煤和出焦过程产生的烟尘 的阵发性 烟气量大 高温 含有焦油类物质 有可燃成分等特点 又给烟尘治理增加了难度 我公司通过以往治理焦炉装煤及出焦烟尘的经验 综合环保指 标 运行成本 各种不同方案的优缺点等 依据国家相关的设计规 范 提出本设计方案 总体设计方案为装煤出焦过程采用二合一地 面除尘工作站 装煤和出焦共用一条集尘管道 4 设计依据 设计依据 山西潞宝集团新现代焦化厂厂区气候属大陆性季风气候 春暖 夏热 秋凉 冬冷 四季分明 其特点是冬季寒冷 少雪 春季干 旱多风少雨 夏季相对降雨偏多集中 秋季凉爽 阴雨 年最高日 极端气温 39 最低日极端气温 22 8 年平均大气压 928 3hPa 室外平均风速 3 1m s 室外安装区域防爆等级 22 区 依据环境空气质量功能区的分类 建厂厂址为一般城镇工业区 第 7 页 共 18 页 属二类区 执行二级标准 山西潞宝集团新现代焦化厂为一组两座 2 65 孔 4 3 米捣固焦 炉 其 焦炉基本参数及装炉煤的质量 年产量70 万吨炭化室有效容积 23 9m3 孔 数2 65 孔炭化室单孔装煤量 17 9t 炭化室全长 14080mm 单孔出焦量 29 5t 有效长 13280mm 结焦时间 22 5h 平均宽 500mm 入炉煤水份9 11 锥度 10mm 碳化室中心距 1200mm 全 高 4300mm 有效高 4100mm 5 设计原则 设计原则 根据现场实际 设计原则为 1 捕集率和处理率最优 分别达到 97 和 99 9 以上 稳定达标 排放 2 系统运行安全 稳定 维护简单 3 自动化程度高 操作简单 4 初投资和运行成本低 5 布局美观 6 设计引用标准 设计引用标准 中华人民共和国大气污染防治法 中华人民共和国环境保护法 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 第 8 页 共 18 页 炼焦炉大气污染物排放标准 GB16171 1996 恶臭污染物排放标准 GB14554 93 固体污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法 GB T16157 1996 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019 2003 炼焦工艺设计规范 GB50432 2007 清洁生产标准 炼焦行业 HJ T126 2003 焦化安全规程 GB12710 1991 钢铁企业采暖通风设计手册 机械工程设计手册 钢结构设计规范 GB50017 2003 一般公差线性尺寸的未注公差 GB T 1804 1992 焊接通用技术条件 JB ZQ4000 3 86 固定式钢直梯安全技术条件 GB4053 1 1993 固定式钢斜梯安全技术条件 GB4053 2 1993 固定式工业防护栏杆安全技术条件 GB4053 3 1993 固定式工业钢平台安全技术条件 GB4053 4 1993 工业锅炉烟箱 钢制烟囱技术条件 JBT1621 93 优质碳素结构钢技术条件 GB 699 88 合金结构钢技术条件 GB 3077 88 标牌 GB T13306 91 工业企业噪声控制设计规范 GBJ78 85 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 建筑抗震设计规范 GB 50011 2001 建筑设计防火规范 GB50016 2006 第 9 页 共 18 页 自动控制设计手册 供配电系统设计规范 GB50052 95 信号报警 连锁系统设计规定 H20511 92 脉冲喷吹类袋式除尘器 JB T8532 2008 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 GB12625 90 袋式除尘器性能测试方法 GB12138 89 袋式除尘器安装 技术要求与验收规范 JBT8471 96 袋式除尘器 安全要求 脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱 JB10191 2000 脉冲喷吹类袋式除尘器能表示方法 GB6719 86 袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件 BG LDC01 02 2002 袋式除尘器用滤袋框架技术条件 JB T5917 91 袋式除尘器用直角式电磁脉冲阀技术条件 JB T5916 91 脉冲喷吹类袋式除尘器质量分等 BG MDC01 03 2002 除尘器表面喷漆质量分等 BG DC01 05 2002 袋式除尘器制图补充规定 BG DC01 06 2002 脉冲喷吹类袋式除尘器 HCRJ013 1998 袋式除尘器 滤袋 HCRJ015 1998 袋式除尘器 滤袋框架 HCRJ016 1998 袋式除尘器用滤料 HCRJ042 1999 袋式除尘器用电磁脉冲阀 HCRJ043 1999 除尘机组技术性能及测试方法 GB11653 2000 锅炉烟尘测试方法 GB5468 91 焊缝符号表示法 GB324 88 气焊 手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸 GB985 88 袋式除尘器安全要求 脉冲喷吹类袋式除尘器用分气箱 第 10 页 共 18 页 JB10191 2000 袋式除尘器用滤料 Q TOQM 01 2003 燃煤电厂除尘器技术条件 DL T514 93 建筑钢结构荷载规范 GBJ9 87 火力发电厂保温油漆设计规程 DL T5072 1997 7 设计环保指标 设计环保指标 本设计系统的技术指标与 GB16297 1996 大气污染物综合排放标准 二级标准的比较 本系统技术指标 分 类 污染物名称 最高允许排放 浓度 mg m3 装煤 mg m3 出焦 mg m3 颗粒物1202 6 452 6 45 苯并芘0 3 10 30 2 10 3 林格曼黑度 1 级 1 级 1 级 有组 织排 放 SO255050 10625 86 本设计系统的技术指标与 GB16171 1996 炼焦炉大气污染物综合排放标准 二级标准的比较 分 类 污染物名 称 最高允许排放 浓度 mg m3 本系统技术指标 mg m3 颗粒物2 500 52 1 00 苯并芘0 00250 0001 0 0002 无组织 排放 苯可溶物0 600 04 0 16 8 项目概述 项目概述 山西潞宝集团新现代焦化厂 4 3 米 70 万吨 年侧装煤焦炉已 第 11 页 共 18 页 配套有单集尘干管二合一装煤 出焦地面除尘站 即 在地面设有布 袋除尘器 蓄热冷却器 在炉顶焦侧设有皮带集尘干管 通过导烟 车移动实现每孔碳化室的装煤烟气导通以及通过管道连通实现了出 焦烟气导通 通过管道架空处理与拦焦车上的伸缩碰口导通汇入管 道导入地面除尘系统 通过风机的负压排空处理 使除尘效果稳定 达标排放 二 二 改造方案及建议改造方案及建议 根据业主的目标要求以及我公司人员对现场除尘系统的勘察了解 现业主的主要目的是根据现有的除尘设备及结构 改造修复现有设 备 保证装煤过程中机侧炉头烟的捕集率 85 出焦过程中拦焦集 尘大罩无明显外逸 捕集率 95 根据上述要求 我方提出如下几 点建议 1 1 影响除尘除尘效果的原因 影响除尘除尘效果的原因 由于原有装煤出焦除尘系统已配套有单集尘管道二合一地面除 尘站 出焦 装煤除尘效果较差 对周围环境污染较为严重 现提 出该系统影响除尘效果的原因如下 炉顶燃烧导烟车燃烧室内衬脱落 炉顶燃烧导烟车连接管道破损 原有设计没有完整的机侧炉头烟收集系统 拦焦车集尘大罩破损严重 2 2 改造建议 改造建议 炉顶导烟车改造为燃烧式导烟车 保留现有导烟车的车体 走形 制动器及减速机 其他设施全部拆除 将现有车体弥补修复 在车体上新增导套 燃烧室 连接管道 碰口及机侧炉头烟伸缩罩 第 12 页 共 18 页 管 新增设备具体参数如下 A 导套装置 导套形式 固定 活动型 导套驱动方式 电动蜗轮蜗杆 机构说明 导套装置由固定导套 内外活动导套以及提套钢丝绳组等组成 内外导套可防止除尘时的烟尘外溢 并能自动调节偏心 调节量 20mm 导套用电动蜗轮蜗杆驱动 当停电时 通过手动可将密封 导套提起 B 燃烧系统 技术规格 燃烧室体积 32m3 机构说明 燃烧室为新型大容积燃烧室 燃烧室四周采用轻质耐火材料 燃烧室顶部采用隔热材料 这种燃烧室可以显著提高燃烧温度 使 烟气中所含有毒 有害污染物得于良好消除 在不燃烧及燃烧不充 分的情况下开启煤气助燃系统 燃烧室上设有防爆翻板 C 电气系统 该车走行采用变频调速 使走行更加平稳 减少冲击 手动操 作 走行时伴有声光报警 车上所配电缆均为耐高温阻燃电缆 本机配有一套西门子 S7 200PLC 用户内存 64K 所有输入输出送入 PLC 由 PLC 程序处理后发出各指令 该车 走行为手动操作 便于安全 设有手动 自动和紧急三种操作 手 动时各动作由对应的按钮操作 单元自动时由 PLC 完成 紧急时为 躲避突发情况 可暂时取消连锁实现简单的操作 第 13 页 共 18 页 本机由地面通过滑线经滑触器供电 供电电源 三相 AC380V 50HZ 本机使用电源类型及等级 用途 动力电源 三相 AC380V 50HZ 控制电源 二相 AC220 V 50HZ 照明电源 二相 AC220V 50HZ 每一类型电源均有独立的短路器控制 D 其它 司机室 电气室设空调 改善工作环境 车上所配电缆均采用耐高温阻燃电缆 设无线电话对讲机与其它设备进行通讯联络 导烟车与除尘拦焦车采用滑线连锁 导烟车上设工控电视 监控各操作动作 采用标准规范 ISO 国际标准 GB 中华人民共和国国家标准 YBJ 中华人民共和国冶金工业标准 IEC 电器标准 拆除现有皮带小车集尘管道 在原有位置新增梯形双口翻板 阀集尘管道 在机侧炉头新增炉头烟收集小罩 拆除现有拦焦车集尘大罩 保留现有走行 重新制作安装集 尘大罩 罩体材质采用 304 不锈钢 具体改造事宜详见图纸 三 设备制造检验验收标准及规范三 设备制造检验验收标准及规范 生产设备安全卫生设计总则 GB5083 85 第 14 页 共 18 页 设备的安全通用部分 GB5959 1 86 环境空气质量标准 GB3095 1996 工业炉窑大气污染物排放标准 GB9708 1996 通风与空调工程及验收标准 GB16297 1996 大气汽染综合排放标准 GB12348 90 钢铁工业废气粉尘排放标准 GB9078 1996 袋式除尘器用滤料及滤料技术条件 GB12625 90 通风与空调工程施工及验收规范 GB50243 97 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB8923 钢结构工程施工验收规范 GBJ205 83 色漆和清漆漆膜的划格实验田 GB9286 机电产品包装通用技术条件 GB T13384 92 包装储运图示标志 GB4064 83 袋式除尘器安装技术要求与验收规范 JB T8471 91 袋式除尘器用滤料框架技术条件 JB T5971 91 袋式除尘器用时序式脉喷吹电控仪技术条件 JB T5915 9 袋式除尘器用直角式电磁脉冲阀技术条件 JB T5916 91 脉冲喷吹类袋式除尘器 JB 8532 1997 机械设备安装工程施工及验收规范 TJ231 75 埋刮板输送机制作技术标准 GB10596 1 89 以上标准为基本标准 合同范围内涉及的其它标准按相关标准 执行 规定及标准间有冲突时 按高标准者执行 四 设备明细四 设备明细 单重单重总重总重编编 号号 设备名称及规格型号设备名称及规格型号规格型号规格型号数量数量 t t 备注备注 一炉顶燃烧式导烟车炉顶燃烧式导烟车 燃烧室 3500mm 45 个2816 第 15 页 共 18 页 00mm 导烟筒 800mm 个60 84 8 装煤集尘转换阀台23 26 4 出焦集尘转换阀台24 59 导烟连接管道套24 48 8 电液推杆套