水泥厂环境污染治理设计方案.doc

安阳某水泥有限责任公司安阳某水泥有限责任公司 大气环境污染治理工程大气环境污染治理工程 方方案案设设计计 河南环源环保科技有限公司河南环源环保科技有限公司 二二 O 一二年四月一二年四月 精品文档 前 言 随着经济的飞速发展 国家对环保的要求越来越高 同时人们对环保的意 识也大幅度提高 安阳某水泥有限责任公司位于安阳市殷都区西郊乡东梁村 因建厂早 技 术装备水平及环境保护总体水平相对新建企业还有一定差距 根据国家有关环 保政策及当地经济的可持续发展的需求 针对公司生产过程中产生粉尘和其他 污染物 公司领导决定对现有生产过程中产生的大气粉尘污染进行专项的治理 以达到当地环保部门的要求 河南环源环保科技有限公司受业主委托 承担该项目大气粉尘污染专项治 理方案设计 本项目方案设计 根据对公司生产工艺及产生大气粉尘污染环节 综合的分析及大气污染物排放标准要求 经对现场考察和环保局文件要求对现 场进行技术经济比较 主要针对四处大气粉尘产污点及产污链进行专项治理 使治理后作业场所颗粒无组织排放监控点浓度不得超过 水泥工业大气污染物 排放标准 GB4915 2004 中规定的表 3 规定限制 我公司提交本方案 主要 包括以下内容 方案设计说明书 投资估算表等附件 希望本方案对业主能有所帮助 精品文档 目 录 第一部分第一部分 工程概要工程概要 5 1 工程概况工程概况 5 1 1项目名称 5 1 2项目背景 5 1 3水泥工业污染现状 5 1 4水泥工业污染原因 6 1 5国内外水泥工业污染现状比较 7 2设计目的 依据 原则设计目的 依据 原则 8 2 1设计目的 8 2 2设计依据 8 2 3设计原则 9 3设计范围 污染物来源及性质设计范围 污染物来源及性质 9 3 1设计范围 9 3 2大气粉尘污染物来源 9 3 3粉尘和气体的性质 11 4各个污染源治理方案选择及特点各个污染源治理方案选择及特点 16 4 1四台袋装水泥装车机治理方案选择 16 4 1 1选择原则 16 4 1 2现场勘查设计 16 4 1 3治理方案制定 16 4 1 4其他管理改进措施 25 4 1 5预期治理效果 26 4 2水泥输送斜槽和矿渣输送斜廊治理方案 26 4 2 1现场勘查及设计 26 4 2 2治理方案制定 26 4 2 3其他管理措施 27 4 2 4治理预期效果 27 4 3立式烘干炉的拆除 27 4 3 1立式烘干炉简介 27 4 3 2水泥工业烧成系统除尘 28 4 3 3烘干炉拆除方案 29 4 4原材料堆放场治理方案 30 4 4 1防风抑尘网 墙 30 4 4 2安装防风抑尘网的必要性 30 4 4 3防风抑尘网的分类 31 4 4 4防风抑尘网原理 34 4 4 5防风抑尘墙的设计施工 35 4 4 6现场存在问题及改进措施方案 35 4 5其他场所颗粒物无组织排放监控点治理方案 35 精品文档 5 供电配电供电配电 36 5 1 供配电 36 5 1 1供电设计依据 36 5 1 2供电设计范围 37 5 1 3供电详细设计 37 6 项目进度安排项目进度安排 37 7 工程效益工程效益 37 7 1 环境效益 37 7 2 经济效益 38 第二部分第二部分 方案估算和运行成本分析方案估算和运行成本分析 39 8 工程投资估算工程投资估算 39 8 1 编制依据 39 8 2 投资估算表 39 9 结束语结束语 41 精品文档 第第第第一一一一部部部部分分分分 工工工工程程程程概概概概要要要要 1 工程概况工程概况 1 1 项目名称项目名称 安阳某水泥有限责任公司大气环境污染治理工程 1 2 项目背景项目背景 安阳某水泥有限责任公司其前身是安阳海工水泥厂 属于国有中型军工企 业 由中国人民解放军海军于 1990 年组建 1999 年军企脱钩后移交中国建材 集团总公司下属的中国联合水泥有限公司 2000 年企业停产 职工全部下岗 2003 年企业领导为解决职工生活困难 在取得建材集团总公司领导的同意后 开展生产自救 成立了安阳某水泥有限责任公司 股份制 企业拥有 3 2 13m 球磨四台 2 4 13m 高产高细粉煤灰球磨机一台 2 2 21 6m 烘干 机二台 已停用 八嘴水泥包装机二台 粉磨能力达 120 万 t 年 十多年来 该粉磨站大量综合利用了安阳市两大工业企业 安电 安钢 排放的工业废渣 减轻了占地和对环境影响 2005 年被河南省批准为 资源利用企业 安阳某水泥有限责任公司因建厂早 技术装备水平及环境保护总体水平相 对新建企业还有一定差距 公司在注重企业长远发展的同时 对环境保护非常 重视 针对生产环节中产污点产生的大气粉尘污染物进行专项治理 根据安阳 市殷都区环保局 2012 年 4 月对我公司提出的几项整改治理意见 结合我公司现 场的实际情况 提出具体治理方案 请市 区环保局相关部门领导审核 1 3 水泥工业污染现状水泥工业污染现状 我国的水泥生产企业是由小到大逐步发展起来的 立窑生产线数量众多 回转窑生产线只是到上个世纪九十年代才得到较好的发展 由于 80 左右产量 的立窑水泥厂生产线系统中没有配套的环保设备 水泥生产排尘量占全国排放 总量的 70 以上 在水泥生产排尘中 地方水泥厂排尘量占到行业排放总量的 80 成为工业 12 尘的主要排放源 严重污染了大气 据不完全统计 我国水 泥工业每年向大气排放的粉尘 烟尘在 1300 万吨以上 有害气体如 二氧化碳 精品文档 二氧化硫 氮氧化物 氟化物的污染也占有相当的比重 并且对大气污染有加 重趋势 我国水泥工业对大气所产生影响的主要污染源是粉尘和废气 粉尘污染排 放高于国外 15 倍 粉尘主要是由于水泥生产过程中原 燃料和水泥成品储运 物料的破碎 烘干 粉磨 煅烧 输送等工序产生的废气排放或外逸而引起的 水泥工业对大气环境产生影响的废气 包括 SO2 NOX CO2 HF 等 其中 SO2 是因烧成系统的燃料含硫燃烧产生的 CO2 是由水泥生产中 CaCO3 分解和煤 炭燃烧而产生的 NOX 是空气中的 N2 在高温有氧燃烧条件下产生的 HF 是由于 立窑厂采用萤石 CaF2 矿化剂 在煅烧过程中产生的有害废气 根据我国每年的 水泥总产量推算 我国目前每年因水泥生产向大气排放的粉尘量和废气量分别 为 各类粉尘约 1330 万吨 其中 旋窑水泥厂 130 万吨 立窑水泥厂约 1200 万吨 废气排放方面 每年向大气中排放的 CO2 约 2 亿吨 SO2 排放量约 100 万吨 NOX 排放量 1 3 1 6 106 立方米 据有关资料统计 SO2 NOX 污染呈加 重趋势 在全国形成华中 西南 华东 华南多个酸雨区 尤其以华中酸雨区 为重 我国水泥工业硫化物 氮氧化物等有害气体排放高于国际先进水平 6 10 倍 如前所述 我国水泥工业发展的起点低 整体水平提高较慢 技术改造难 度大 污染治理欠账多 工业技术和装备许多是 60 70 年代的水平 资源 能 源消耗高 但由于资金的限制 水泥工业又迟迟不能进行整体改造和污染治理 相当一批技术装备落后的水泥工业企业长期在生产中排放大量的污染物 对大 气造成严重污染 1 4 水泥工业污染原因水泥工业污染原因 水泥工业能源的不合理利用以及能源的严重浪费是造成水泥工业对大气造 成严重污染的原因之一 主要表现如下 1 在我国一次能源消费结构中 煤炭占 75 而用于发电的煤量仅占总 用煤量的 35 其它煤炭则用于工业及民用燃烧 有 84 的煤炭直接燃烧 而水 泥是直接燃烧的用煤大户 2 我国水泥窑炉设备技术及制造水平较低 能源利用率不高 使用能耗 高 排污量大和超期服役窑炉的现象相当普遍 平均热效率不足 40 3 水泥工业中中小型企业占有很大的比重 大多数中小型企业采用的生 产技术 工艺比较落后 生产设备简陋 资源能源利用率极低 所造成的大气 污染是惊人的 4 大气污染防治政策性落实不到位 精品文档 目前 全国污染治理和用于污染防治有关的城市基础设施建设投资 只占 国民生产总值的 0 7 这与我国环境污染严重 历史欠账太多和经济快速发展 对环保投资的需求相比 严重不足 水泥工业更是如此 排污收费标准太低 使得污染企业宁可交排污费 而不愿意花钱治理 例 如 两省九市 的二氧化硫收费标准过低 一般都在每公斤二氧化硫 0 20 元 以内 远远低于每公斤 1 元左右的脱硫成本 并不能促使企业投资用于治理 尽管我国大气污染防治法规标准制定取得很大进展 但有法不依 执法不 严 违法不究的现象仍然十分严重 一些地方政府干预环保部门执法 批准建 设短期经济效益好 但能源资源消耗量大 对大气污染严重的小型水泥厂在建 设中不执行国家 先评价 后建设 的规定 出现了一些新的不合理布局和污 染超标现象 对大气污染防治措施的投资经常留有缺口或将资金挪作他用 由于各地监测机构受到经费的限制 不能普遍开展对大气污染源的例行监 测 从而削弱了环保部门对污染源的日常监督和管理 环保设施操作管理比较 差 实际运行率低 许多项目尽管开工验收时可达标 但在实际运行中却超标 排放 目前 我国的大气污染已严重危害了人们的身体健康 研究表明 在中国引起 慢性障碍性呼吸道疾病的主要决定因素是大气污染 大气污染造成了巨大的经 济损失 制约了经济的发展 仅酸雨造成的经济损失就达到 1200 亿元以上 约 占当年国民生产总值 2 大气污染严重的状况成为人们对社会不满的因素之一 甚至影响了一些地区的社会安定 与此同时 我国的大气污染程度也在国际上 造成了不良的影响 首都北京已被世界卫生组织列为大气污染最严重的城市之 一 这将对我国的社会主义现代化建设以及国际交往带来不利影响 环境保护是我国的一项基本国策 我国又是 京都议定书 的签字国 为 了我国经济建设的可持续发展和资源的有效利用 到 2020 年实现党的十六大会 议报告中提出的小康社会目标以及人门对生活环境的要求越来越高 提高水泥 工业的环保技术水平 减少有害气体的排放显得非常重要和迫切 1 5 国内外水泥工业污染现状比较国内外水泥工业污染现状比较 表 1 国内外水泥工业技术现状对比 对比项世界先进水平中国水平 新型干法窑生产能力日本占 98 3 意大利占 96 5 约 10 窑外分解窑 125 台 年 企业平均规模世界 60 100 万 t 欧洲 70 80 万吨 日本达到 256 万 t 6 62 万吨 精品文档 全员劳动生产率法国 3273t 人年 德国 3015t 人年 日本 15000t 人年 地方水泥 160t 人年 全国平均 284 t 人年 设备运转率 92 85 熟料热耗2900kj kg 日本 5121 kj kg 回转窑平均 窑外分解窑热耗2888 熟料3555 kj kg 熟料 熟料煤耗100 kg 标准煤 t175 kg 标准煤 t 水泥综合电耗 92kWh t114 kWh t 水泥散装率80 90 以上 20 2设计目的 依据 原则设计目的 依据 原则 2 1 设计目的设计目的 通过本方案设计 探讨适合安阳某水泥有限责任公司大气环境污染除尘处 理的工艺方法 对之进行优化设计 并据此编制工程投资概算分析 对方案进 行技术经济比较 2 2 设计依据设计依据 业主方提供的有关资料 同类粉尘治理技术和经验 安阳某水泥有限责任公司环境影响评价报告书 大气污染防治技术及工程应用 中华人民共和国大气污染防治法 国务院关于环境保护若干问题的规定 大气污染物排放标准 GB16297 1996 水泥工业大气污染物排放标准 GB4915 2004 立窑水泥厂防尘技术规程 GB5984 86 保护农作物的大气污染物最高允许浓度 GB9137 88 锅炉大气污染物排放标准 GB13271 1996 工业炉大气污染物排放标准 GB9078 1996 精品文档 2 3 设计原则设计原则 本设计遵循如下原则进行工艺路线的选择及工艺参数的确定 1 基础数据可靠 总体布局合理 2 避免二次污染 降低能耗 近期远期结合 满足安全要求 3 采用成熟 合理 先进的处理工艺 处理能力符合处理要求 4 投资少 能耗和运行成本低 操作管理简单 具有适当的安全系数 各工艺参数的选择略有富余 并确保处理后的尾气可以达标排放 5 在设计中采用耐腐蚀设备及材料 以延长设施的使用寿命 6 废气处理系统的设计考虑事故的排放 设备备用等保护措施 7 工程设计及设备安装的验收及资料应满足国家相关专业验收技术规范 和标准 3设计范围 设计范围 污染物来源及性质污染物来源及性质 3 1 设计范围设计范围 四台袋式水泥装车机两侧运送通道封闭 水泥输送斜槽架空平台的封闭 矿渣输送皮带廊 水泥散装机平台封闭 两台立式烘干机进行拆除 原料存放处需进行密闭处理 建设原料仓或防风抑尘网 工程投资估算 3 2 大气粉尘污染物来源大气粉尘污染物来源 在水泥工业中 根据建厂地区的不同 南方或北方 生产规模大小的不同 采用的技术先进程度的不同 水泥生产工艺有湿法 原料呈料浆状入窑 半干 法 原料呈球状含有约 13 的水分入窑 干法 原料以干粉状入窑 等三种 主要生产方法 干法生产又因煅烧方式的不同分为干法中空窑 带立筒预热器 窑 带旋风预热器窑 带余热锅炉窑等 由于生产方法不同 烟尘的污染程度 也不同 总体来讲 水泥厂粉尘的主要来源有以下几个方面 精品文档 1 石灰石开采和破碎过程 水泥厂通常采用爆破的方法从石灰石矿山开采 石灰石 然后经过一段或两段破碎机破碎成约 20mm 的石块 这种爆破和破碎 过程均会产生大量的粉尘 2 物料的运输 储存和包装过程 水泥原料的输送 均化 储存及水泥成 品的运输 储存和包装等环节均需要对各种粉状物料进行输送 这些生产过程 会产生大量的粉尘 造成各个生产岗位的严重污染 3 物料的烘干过程 水泥厂许多物料 如石灰石 粘土 煤 矿渣等 在粉磨前均需进行烘干 目前广泛应用的是回转筒式烘干机 由于物料在烘干 过程需要维持较大的空气过剩系数 所以烘干各种物料所产生烟气的化学成分 比较接近 其中烟气含尘浓度多在 10 100g Nm3之间 且粒度较粗 4 物料的粉磨过程 在物料的粉磨系统中 由于物料物理性质的差异提高 水泥厂电除尘器除尘效率措施的研究与应用和含水率的不同 粉磨系统有不同 的形式 目前应用较广泛的主要有磨内烘干和磨外烘干两类 磨内烘干包括风 扫磨系统 尾卸提升循环磨系统和中卸提升循环磨系统 磨外烘干包括选粉烘 干系统 带立式烘干塔的粉磨系统和预破碎预烘干系统等 由于生产工艺系统 的区别 在粉磨过程中产生的粉尘量也不同 例如 采用立式辊式磨时 烟气 中的含尘浓度可高达 1000g Nm3 5 水泥熟料的煅烧过程 目前 水泥熟料的煅烧采用立窑或回转窑 煅烧 过程消耗大量燃料 煤 油或天然气 排放的废气中含有浓度很高的粉尘 它 是水泥厂的主要污染源 干法生产的回转窑窑尾烟尘污染最为严重 以日产 2000t 熟料的干法回转窑为例 如果窑尾没有装设除尘器 每天要向外排放 40 60t 粉尘 占我国水泥工业生产量绝大部分的机械立窑目前大多没有安装 高效除尘设备 每天向外逸出大量含尘烟气 它们对水泥厂周围的居民身体健 康和农作物生长造成很大危害 6 熟料的冷却过程 水泥熟料在排出回转窑后 温度在 800 左右 需要 在冷却设备中冷却至 50 当采用推动篦式冷却机或振动篦式冷却机进行冷却 时 会排放出含尘浓度较高的高温气体 7 煤粉制备过程 水泥厂主要以煤作为燃料 大多数水泥厂装设了煤粉制 备系统 煤粉制备系统在生产过程中排出大量粉尘 如果没有性能良提高水泥 厂电除尘器除尘效率措施的研究与应用好的净化设备 会严重污染周围的环境 这不但影响工人的健康 而且还会影响机械设备的使用寿命 8 水泥粉磨过程 煅烧设备制成熟料后 需要对熟料粉磨至一定的细度 在水泥进行粉磨时 需要对粉磨设备内通入冷风 以带走粉磨过程中产生的热 量 避免物料出现包球现象 从而提高粉磨效率 与此同时 从粉磨设备内将 排出含尘浓度很高的废气排出 精品文档 根据安阳某水泥有限责任公司厂区内的实际情况 并对产污环节综合分析 主要产污环节集中在以下几个环节 1 四台水泥装车机污染环境的主要污染源是水泥粉尘 产生根源是水泥袋 在跌落的过程中由于落差冲击而形成扬尘 随风向外扩散 造成粉尘污染 2 105 米水泥输送槽主要污染源是在输送水泥过程中产生的粉尘外溢 造 成粉尘污染 60 米矿渣皮带输送机斜廊输送物料过程中细粉被风吹起形成污染 3 厂区内原有两台立式烘干窑 由于这两台烘干窑产生大气粉尘污染较为 严重 对环境造成污染 4 厂区内一部分水泥熟料露天堆放 在风力的作用下产生粉尘污染 另外 熟料棚防风抑尘强的高度不够 风大时 形成粉尘污染 3 3 粉尘和气体的性质粉尘和气体的性质 3 3 1 粉尘的基本性质 粉尘是由自然力或机械力产生的 能够悬浮于空气中的固体细小微粒 国 际上将粒径小于 75 m 的固体悬浮物定义为粉尘 在除尘技术中 一般将 1 200 m 乃至更大颗粒的固体悬浮物视为粉尘 对于粒径为 0 01 1 m 的小 固体粒子称为烟尘 烟尘基本上是保持悬浮状态而不能沉降的 对于除尘作业来说 从环保要求出发 主要是捕集粒径为 0 1 10 m 的烟 尘 粉尘 因其粒径小 对人体危害最大 同时 大于 10 m 的粉尘易于沉降 除尘容易实现 小于 0 1 m 的重量影响很小 对排放浓度影响不大 1 粉粉尘的分类及特性 按物质组成分类 按物质组成粉尘可分为有机粉尘 无机粉尘 混合粉尘 有机粉尘包括植 物粉尘 动物粉尘 加工有机物的粉尘 无机粉尘包括矿尘 金属尘 加工无 机物产生的粉尘等 按粒径分类 按尘径大小或在显微镜下可见程度粉尘分为 粗尘 粒径大于 40 m 相 当于一般筛分的最小粒径 细粉尘 粒径 10 40 m 在明亮光线下肉眼可以 见到 显微尘 粒径 0 25 10 m 用光学显微镜可以观察 亚显微尘 粒径 小于 0 25 m 需用电子显微镜才能观察到 按形状分类 不同形状的粉尘可分为 a 三向等长粒子 即长 宽 高的尺寸相同或 接近的粒子 b 片形粒子 即两方向的长度比第三方向长得多 如薄片状 精品文档 鳞片状粒子 c 纤维形粒子 即一个方向长得多得粒子 如柱状 针状 纤 维粒子 d 球形粒子 外形呈圆形或椭圆形 按物理化学特性分类 由粉尘的湿润性 粘性 燃烧爆炸性 导电性 流动性可以区分不同属性的粉尘 其它分类中还可分为生产性粉尘和大气尘 纤维性粉尘和颗粒状粉尘 一次扬尘和二次扬尘 2 粉尘特性 粉尘由很多特殊的属性 其中与除尘工程密切相关的由悬浮特性 扩散特 性 附着特性 吸附特性 燃烧和爆炸特性 荷电特性 流动特性等 悬浮特性 在静止空气中 粉尘颗粒受重力作用会在空气中沉降 但实 际空气绝非静止 而是由各种扰动气流 小于 10 m 的尘粒能够长期悬浮于空 气中 粉尘悬浮特性是除尘工程计算的依据之一 扩散特性 是指微细粉尘随气流携带而扩散 附着特性 尘粒粘附于其它粒子或其它物质表面的特性 燃烧和爆炸特性 物料转化为粉尘 比表面积增加 提高了物质的活性 在具备燃烧的条件下 可燃粉尘氧化放热反应速度超过其散热能力 最终转化 为燃烧 称为粉尘自燃 当容易爆炸的粉尘浓度达到爆炸界限并遇明火时 产 生粉尘爆炸 煤尘 焦碳尘 铝 镁和某些含硫高的矿尘均系爆炸性粉尘 荷电特性 由于天然辐射 离子或电子附着 尘粒之间或粉尘与物体之 间的摩擦 使尘粒带有电荷 流动特性 尘粒的集合体在受外力时 尘粒之间发生相对位置移动 近 似于流体运动的特性 3 粉尘的密度 单位体积粉尘的质量称为粉尘的密度 排出粉尘颗粒之间及其内部的空隙 后 包括粉尘颗粒之间及其内部的空隙 单位体积松散粉尘的质量称为堆积密 度 又称假密度 4 粉尘的粒径和分散度 粒径是表征粉尘颗粒状态的重要参数 粉尘颗粒状态是粉尘颗粒大小和形 态的表征 粉尘粒径的分布称为分散度 5 粉尘的含水率 水分 粉尘的含水率是指水分在粉尘中的重量占粉尘总重的百分数 含水率与附 着力又很大关系 特别影响清灰作用 一般来说 含水率很小的干粉尘 其粘 附力小 清灰较易 很湿的粉尘 其粘附力就大 清灰比较困难 6 粉尘的比表面积 Sv 单位质量粉尘的总表面积称为比表面积 用平方厘米每克表示 cm2 g 精品文档 粉尘的粒径越小 则比表面积越大 比表面积越大 则粉尘的表面活力越大 比表面积对粉尘的湿润 溶解 凝聚 吸附 燃爆的性质都又直接的影响 7 粉尘浓度 粉尘浓度是指单位体积气体中所含粉尘的重量 粉尘对环境的污染与浓度有很大关系 因此各国的环保法都对各作业场所 规定最高容许浓度 对除尘设备也规定了最高排放浓度 3 3 2 气体的基本性质 作为除尘作业的对象 粉尘是悬浮于气体中的 因此气体的性质对除尘具 有十分重要的影响 尤其是袋式除尘器 在考虑压力损失 选用滤料材质 决 定清灰方式等都与气体的性质有关 气体的基本性质包括气体的压力 温度 密度 湿度 粘度以及雷诺数和 马赫数等 1 气体的压力 根据气体分子运动理论 气体的压力是由于大量分子对容器内壁撞击的总效果 以单位面积上所受的力来度量 故亦称压强 单位用 Pa 表示 2 气体的温度 温度是表征物体冷热程度的物理量 在工程应用中大多采用国际百分温标 即 t 在气体热力学中则采用绝对温标 T K 两种温标的关系式为 T 273 t 气体的温度是一个重要的参数 它影响气体的体积 压力 粘性 密度等参数 在除尘工程中 它还影响到除尘设备的承受能力 3 气体的密度 单位气体所具有的质量称为密度 气体的密度不但与组成气体的成分有关 还随着温度 压力的变化而变化 4 气体的粘度 流体在流动时产生内摩擦力 这种性质称为流体的粘性 粘度 或称粘滞 系数 的定义是切应力与切应变的变化率之比 是用来度量流体粘性的大小 由流体的性质而定 气体的粘度是随着温度的增高而增大 与液体相反 与压力几乎没有关 系 在袋式除尘器中 滤袋的压力损失与气体的粘度成正比 粉尘的沉降速度 与气体的粘度成反比 5 气体的湿度 气体中常含有一定的水蒸气 气体中含水蒸汽的多少就用湿度来表示 一 般有两种方式表示 绝对湿度 绝对湿度是指单位体积中所含水蒸汽的质量 Kg m3 当湿 气体中水蒸汽的含量达到该温度所能容许的最大值时的气体状态称为饱和状态 精品文档 相对湿度 相对湿度是指单位体积气体中所含水蒸汽的密度与在同温度 同 压力下饱和状态时水蒸气的密度之比的百分数 对于袋式除尘器来说 气体湿度高 容易 糊袋 清灰困难 易结露 气体异常干燥时 易产生静电 总的来说 干气体较湿气体除尘效果要好 6 气体的露点 露点是指气体的气压不变 水蒸气含量不增减的情况下 未饱和气体因冷 却而达到饱和状态时的温度 因此 露点是一种气体湿度的表示法 当相对湿 度达到 100 即湿体已达饱和状态时 气体中水蒸气分子的含量已达到容许的 最大值 此时温度稍有降低 就必然有一部分水蒸气分子不能再以气态存在于 气体中 而从气体中析出来成为液体 这叫 结露 或叫 冷凝 气体的 结露对除尘器的工作很不利 它能使粉尘的含水率增大而粘结在滤袋上 造成 清灰困难 还能腐蚀除尘设备 降低使用寿命 尤其是气体中含有硫化物时 硫会溶解于水中形成强腐蚀剂腐蚀除尘设备 因此 在除尘作业中必须防止结 露现象发生 气体的露点除与湿度相关外 还与气体的成分有关 尤其是气体中含有三 氧化硫时 即使是少量的 也可以使气体露点温度达到 100 以上 这一点应 充分注意 水泥厂窑尾的烟气与发电厂锅炉相比硫氧化物比较少 原因是硫容 易被生料中的碱成份中和 7 雷诺数 判断流动状态的一个无因次数 8 马赫数 气流速度与音速的比值 9 导热系数 在稳定条件和单位温差作用下 通过单位厚度 单位面积的匀质材料的热 流量 称为导热系数 亦称热导率 10 热扩散率 是表征在加热或冷却时各部分温度趋于一致的能力 它是材料的导热系数 与其比热容和密度乘积的比值 也称热扩散系数 3 4 大气粉尘污染物排放标准大气粉尘污染物排放标准 根据 水泥厂大气污染物排放标准 GB4915 2004 中规定自 2005 年 1 月 1 日起 新建水泥生产线窑尾排放浓度低于 50mg Nm3 单位产品排放量低于 0 15kg t 精品文档 颗粒物二氧化硫 氮氧化物 以 NO2 计 氟化物 以总氟计 生产 过程 生产设备 排放浓 度 mg m3 单位产 品排放 量 kg t 排放浓 度 mg m3 单位产 品排放 量 kg t 排放浓 度 mg m3 单位产 品排放 量 kg t 排放浓 度 mg m3 单位产品排放量 kg t 矿山 开采 破碎机及其 它通风生产 设备 50 水泥窑及窑 磨一体机 1000 304001 208002 40100 03 烘干机 烘 干磨 煤磨 及冷却机 1000 30 水泥 制造 破碎机 磨 机 包装机 及其它通风 生产设备 500 04 水泥 制品 生产 水泥仓及其 它通风生产 设备 50 注 指烟气中 O2 含量 10 状态下的排放浓度及单位产品排放量 颗粒物 二氧化硫 氮氧化物 以 NO2 计 氟化物 以总氟计 生产 过程生产设备 排放浓度 mg m3 单位产 品 排放量 kg t 排放浓度 mg m3 单位产品 排放 量 kg t 排放 浓度 mg m3 单位产品 排放 量 kg t 排放 浓度 mg m3 单位产品 排放量 kg t 矿山 开采 破碎机及其它 通风 生产设备 30 水泥窑及窑磨 一体 机 50 0 15 2000 60 8002 40 50 015 烘干机 烘干 磨 煤磨及冷 却机 50 0 15 水泥 制造 破碎机 磨机 包 装机及其它 通风生 产设备 30 0 024 水泥 制品 生产 水泥仓及其它 通风 生产设备 30 注 指烟气中 O2 含量 10 状态下的排放浓度及单位产品排放量 精品文档 4各个污染源治理方案选择及特点各个污染源治理方案选择及特点 4 1 四台袋装水泥装车机治理方案选择四台袋装水泥装车机治理方案选择 4 1 1 选择原则选择原则 首先进行现场勘查并对现场进行合理设计制定出符合实际的治理方案 并按以下原则确定 近 远期全面规划 分期实施 更好地发挥投资效益 严格执行国家及地方环境保护的各项规定 确保各项指标达到规定的 排放标准 采用方式先进 成熟可行 施工管理方便的方案 设备材料选择合理 可靠 先进 投资低 施工方便 采用优质材料 避免二次污染 4 1 2 现场勘查设计现场勘查设计 首先由技术人员 设计人员进行沟通 并进行现场勘查 使设计人员明确 现场现状和通过治理后所要达到的目标和效果 经过现场勘查 四台袋装水泥 装车机污染环境的主要污染源是水泥粉尘 产生的根源是水泥包在跌落的过程 中由于落差冲击而形成扬尘 并随风向外扩散 造成粉尘污染 4 1 3 治理方案制定治理方案制定 1 设计的指导思想和目的 根据现场的实际情况 水泥包在落车的过程中 由于自身重量的冲击 产 生一定量的粉尘是必然的 本设计的指导思想和目的 是避免粉尘随风飘散 将粉尘局限在一定的范围内 通过除尘设施将产生的粉尘回收 达到减少污染 的目的 并能起到资源再利用的效果 2 在现有框架的基础上 有土建施工部门分别在装车机两侧建设防护安全 墙 以免车辆碰撞及其它设备材料对封闭设施的损坏 防护安全墙具体尺寸设 精品文档 计根据现场情况确定为 长 10 35 米 宽 0 37 米 高 1 2 米 3 为避免粉尘随风扩散 在原有 1 2 米高的安全防护墙基础上加装高度为 6 米 长度为 10 32 米的彩钢瓦防风抑尘墙 将两侧实施全封闭式施工 防止 在水泥装车机装车过程中产生的水泥粉尘污染环境 4 根据现场防风抑尘墙密闭性差的实际情况 需要对现有每两台装车机安 装袋式除尘器一台 根据客户提供参数和技术人员现场勘查计算 并结合同类 工程经验 收尘器采用脉冲袋式除尘器 常用除尘器的类型及选型 现在用的除尘方法有很多种 主要可分为干式除尘和湿式除尘 干式除尘 包括有 电除尘器 袋式除尘器 旋风除尘器等 而湿式除尘器有各种型式的 喷淋塔 离心喷淋洗涤除尘器和文丘里式洗涤器等 1 电除尘器 电除尘器是利用静电力实现粒子与气流分离的一种除尘装置 在阴极 与高 压直流电源相连 与阳极 接地 之间施加直流 高压 使阴极发生电晕放电 气 体分离 生成大量的自由电子和正负离子在阴极附近的所谓电晕区内正离子立 即被阴极吸引过去而失去电荷 自由电子和负离子则因受电场力的驱使向阳极 正极 移动 并充满到两极间的绝大部分空间 含尘气流通过电场空间时 自 由电子 负离子与粉尘碰撞并附着其上 实现了粉尘的收集 电除尘器具有如下的优点 a 电除尘器的除尘效率高 如果设计合理 安装施工质量高 电除尘器 可以达到任何除尘效率的要求 目前 工业上应用的电除尘器 除尘效率达到 99 以上已属多见 电除尘器对气体净化的程度 可根据生产工艺条件及国家规 定的排放标准来确定 b 可以净化气体量较大的烟气 在工业上净化 10 万 Nm3 h 烟气的电 除尘器已得到普遍应用 c 电除尘器能够除下的粒子粒径范围较宽 对于粒径 0 1 m 的粉尘 粒子仍有较高的除尘效率 d 可净化温度较高的含尘烟气 用于净化 300 以下的烟气 可长期连 续运行 用于净化更高温度烟气时 需要特殊设计 e 电除尘器结构简单 气流速度低 压力损失小 干式清灰电除尘器压 力损失约为 0 1 0 2kPa f 电除尘器的能耗比其它类型除尘器低 如以每小时净化 1000Nm3烟气 计算 电除尘器的电能消耗约为 720 2880kJ 精品文档 g 电除尘器自动化程度高 可以实现微机控制 远距离操作 电除尘器具有如下缺点 a 建造电除尘器一次投资费用高 钢材消耗量较大 据估算 平均每平 方米收尘面积所需钢材大约为 3 0 4 0t b 电除尘器的除尘效率受粉尘物理性质影响很大 特别是粉尘的比电阻 的影响更为突出 电除尘器最适宜捕集比电阻为 10 4 4 4 4 1011 cm 的粉尘粒子 净化小于 104 4 cm 或大于 1011 cm 粉尘粒子 除尘效率较低 c 对制造和安装质量要求较高 d 需要高压变电及整流控制设备 2 袋式除尘器 袋式除尘器的过滤机理是一个综合效应的结果 如重力 惯性力 碰撞 静电吸附 筛滤作用等 当含烟尘 粉尘气体经进气口进入除尘器 较大的 粉尘颗粒因截面积的增大 风速下降 而直接沉降 较小的烟尘 粉尘颗粒被滤袋阻留在滤袋表面 经 过滤袋的净化气体 经出气口 由引风机排出 随 着过滤的不断进行 滤袋表面的烟尘 粉尘越积越 多 滤袋阻力不断升高 当设备阻力达到一定的限 值时 滤袋表面积聚的烟尘 粉尘需及时清除 在 外力 主要是脉冲压缩气体 反吹风气体 机械振 打等 的作用下 抖动和反吹滤袋 将附着在滤袋 表面的烟尘 粉尘清除 使滤袋再生 周而复始 实现连续过滤 以保证设备连续稳定运行 图 1 1 袋式除尘器 袋式除尘器的主要优点有 a 除尘效率高 特别是对微细粉尘也有较高的效率 一般可达 99 以上 b 适应性强 可以捕集不同性质的粉尘 例如对于高比电阻粉尘 采用 袋式除尘器就比电除尘器优越 此外 入口含尘浓度在相当大的范围内变化时 对除尘器效率和阻力的影响都不大 c 使用灵活 处理风量可由每小时数百立方米到每小时数十万立方米 可以制作成直接设于室内 机床附近的小型机组 也可制作成大型的除尘器室 精品文档 即所谓的 袋房 d 结构简单 可以因地制宜采用简单的所谓 土布袋除尘器 在条件 允许时也可采用效率更高的脉冲喷吹袋式除尘器 e 工作稳定 便于回收干料 没有污泥处理 腐蚀等问题 维护简单 袋式除尘器的主要缺点有 a 袋式除尘器的应用范围主要受滤料的耐温 耐腐蚀性等性能的局限 特别是在耐高温方面 目前常用的滤料适用于 120 130 而玻璃纤维等滤料 可耐 250 左右 烟气温度更高时 或者要采用造价高的特殊滤料 或者要采 取烟气降温措施 这会使系统复杂化 造价也高 b 袋式除尘器不适宜于粘结性强及吸湿性强的粉尘 特别是烟气温度不 能低于露点温度 否则会产生结露 致使滤袋堵塞 e 处理风量大时 袋式除尘器占地面积较大 袋式除尘器原来的一些缺 点 如换袋困难 劳动条件差等 已随着技术的改进而得到一定程度的克服 袋式除尘器是一种高效除尘器 不仅已广泛地应用于工业生产过程中气体 的粉状原料及产品的捕集 而且也广泛用于环保方面 如净化工业排放含尘的 尾气及燃烧所生成的含尘烟气 袋式除尘器比电除尘器的结构简单 投资省 运行稳定 还可以回收因比电阻高而难于回收的粉尘 它与文丘里洗涤除尘器 相比 动力消耗小 回收的干粉尘便于综合利用 而且不存在泥浆处理 因此 对于细小而干燥的粉尘 采用袋式除尘净化是适宜的 袋式除尘器不适用净化含有油雾 凝结水及粘结性 粉尘的气体 不适宜净化较高温度的气体 适用温度应 根据滤袋耐高温的范围决定 如需要净化高温烟气时 常采用冷却方法降温 再用袋式除尘器除尘 3 旋风除尘器 旋风除尘器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力 将粉尘从气流中分离出来的一种干式气 固分离装置 当 含尘气流由进气管进入旋风除尘器时 气流将由直线运 动变 为圆周运动 密度大于气体的尘粒与器壁接触便失去 图 1 2 旋风除尘 器 惯性力而沿壁面下落 进入排灰管 旋转下降的外旋气流在到达锥体时 因圆 锥形的收缩而向除尘器中心靠拢 当气流到达锥体下端某一位置时 即以同样 的旋转方向从旋风除尘器中部 由下而上继续做螺旋形流动 最后净化气经排 精品文档 气管排出器外 一部分未被捕集的尘粒也由此逃失 旋风除尘器具有以下优点 a 设备结构简单 造价低 b 除尘器中没有活动部件 维护方便 c 可以耐高温 例如可耐达 400 高温 如采用特殊的耐高温材料 还 可以耐受更高的温度 d 可以承受高压 正压和负压 用以对高压气体进行除尘 e 采用干式旋风除尘器 可以捕集干灰 便于粉料的回收利用 f 除尘器内敷设耐磨内衬后 可用以净化含高磨蚀性粉尘的烟气 旋风除尘器的缺点是 a 对捕集微细粉尘的效率不高 b 由于除尘效率随筒体直径增加而降低 因而单个除尘器的处理风量有 一定的局限 处理风量大时 要采用多个旋风除尘器并联 设置不当 对除尘 性能有严重影响 4 湿式除尘器 湿式除尘器是用洗涤水或其它液体与含尘气体相互接触实现分离捕集粉尘 粒子的装置 它是基于含尘气体与液体接触 借助于惯性碰撞 扩散等机理 将粉尘予以捕集 这种方法简单 有效 因而在实际中得到相当广泛的应用 与其他除尘器相比 湿式除尘器较具有以下优点 a 在消耗同等能量的情况下 湿式除尘器的除尘效率要比干式的高 高 能湿式洗涤器对于小至 0 1 m 的粉尘仍有很高的除尘效率 b 湿式除尘器适用于处理高温 高湿烟气以及粘性大的粉尘 在这些情 况下 采用干式除尘器往往要受到各种条件的限制 c 很多有害气体可以采用湿法净化 因此在这些情况下湿式除尘器可以 同时除尘和净化有害气体 为了更有效地净化有害气体 可以根据有害气体的 性质选用其他液体 例如化学溶剂 代替水 d 湿式除尘器结构简单 一次投资低 占地面积少 e 湿式除尘器安全性好 可有效地防止设备内可燃性粉尘的燃烧 爆 炸 但对特殊粉尘要注意工作液体的成分 如氧化镁粉尘不能与酸性溶液接触 以免产生氢气发生爆炸事故 湿式除尘器的缺点主要有 精品文档 a 从湿式除尘器中排出的泥浆要进行处理 否则会造成二次污染 b 当净化有腐蚀性的气体时 化学腐蚀性转移到水中 因此污水系统需 使用防腐材料加以保护 c 湿式除尘器不适用于憎水性和水硬性粉尘 d 排气温度低 不利于排气的抬升 扩散 还可能出现白烟 如进行尾 气再热 则需消耗能量 e 在寒冷地区使用湿式除尘器要防止冬季结冰 由于湿式除尘器对细粉 尘具有较高的除尘效率 且对高温气体的降温效果也很好 所以广泛用于高温 气体的降温 除尘上 如炼铁高炉煤气 炼钢转炉炉气以及有色金属冶炼和化 工生产中各种高温烟气净 化 表 1 1 三种除尘器的简单比较 除尘器名称适用粒径范围 m除尘效率 压力损失 Pa 旋风除尘器5 3060 70800 1500 电除尘器0 5 190 9950 130 袋式除尘器0 5 190 991000 1500 通过上述对各类除尘装置的特点比较可以看出 袋式除尘器具有除尘效率 高 净化气体量大 可净化高温烟气 结构简单和自动化程度高等优点 因而 被广泛地用于水泥厂烟气除尘 脉冲袋式除尘器简介及选型 脉冲袋式除尘器自五十年代问世以 来 经国内外广泛使用 不断改进 在 净化含尘气体方面取得了很大发展 由 于清灰技术先进 气布比大幅度提高 故具有处理风量大 占地面积小 净化 效率高 工作可靠 结构简单 维修量 小等特点 除尘效率可以达到 99 以上 是一种成熟的比较完善的高效除尘设 备 工作原理 脉冲袋式除尘器设备正常工作时 含尘气体由进风口进入灰斗 由于气体 体积的急速膨胀 一部分较粗的尘粒受惯性或自然沉降等原因落入灰斗 其余 精品文档 大部分尘粒随气流上升进入袋室 经滤袋过滤后 尘粒被滞留在滤袋的外侧 净化后的气体由滤袋内部进入上箱体 再由阀板孔 排风口排入大气 从而达 到除尘的目的 随着过滤的不断进行 除尘器阻力也随之上升 当阻力达到一 定值时 清灰控制器发出清灰命令 首先将提升阀板关闭 切断过滤气流 然后 清灰控制器向脉冲电磁阀发出信号 随着脉冲阀把用作清灰的高压逆向气流送 入袋内 滤袋迅速鼓胀 并产生强烈抖动 导致滤袋外侧的粉尘抖落 达到清 灰的目的 由于设备分为若干个箱区 所以上述过程是逐箱进行的 一个箱区 在清灰时 其余箱区仍在正常工作 保证了设备的连续正常运转 之所以能处 理高浓度粉尘 关键在于这种强清灰所需清灰时间极短 喷吹一次只需 0 1 0 2s 技术特点 1 本除尘器采用分室停风脉冲喷吹清灰 技术 克服了常规 脉冲除尘器和分室反吹除 尘器的缺点 清灰能力强 除尘 效率高 排 放浓度低 漏风率小 能耗少 钢耗少 占 地面积少 运行稳定可靠 经济 效益好 适 用于冶金 建材 水泥 机械 化工 电力 轻工行业的含尘气体的净化与 物料的回收 2 由于采用分室停风脉冲喷吹清灰 喷吹一次就可达到彻底清灰的目的 所以清灰周期延长 降低了清灰能耗 压气耗量可大为降低 同时 滤袋 与脉冲阀的疲劳程度也相应减低 从而成倍地提高滤袋与阀片的寿命 3 检修换袋可在不停系统风机 系统正常运行条件下分室进行 滤袋 袋口采用弹性涨圈 密封性能好 牢 固可靠 滤袋龙骨采用多角形 减少 了袋与龙骨的摩擦 延长了袋的寿命 又便于卸袋 4 采用上部抽袋方式 换袋时抽 出骨架后 脏袋投入箱体下部灰斗 由人孔处取出 改善了换袋操作条件 5 箱体采用气密性设计 密封性 好 检查门用优良的密封材料 制作 过程中以煤油检漏 漏风率很低 6 进 出口风道布置紧凑 气流阻力小 7 无需预除尘设备 能一次性处理高达1000mg m3 浓度的烟尘 排放 小于 50mg m3 工艺流程简单 精品文档 8 袋室内无需喷吹管 机外换袋方便 9 嵌入式弹性袋口 密封性能好 脉冲阀数量小 清灰强度大 动作 迅速 10 整机采用微机自动控制 各参数易于调节 可实现无岗位工作 滤 袋使用寿命二年以上 易实现隔离检修 除尘器选型的各个因素 1 处理风量 Q 处理风量是指除尘设备在单位时间内所能净化气体的体积量 单位为每小 时立方米 m3 h 或每小时标立方米 Nm3 h 是袋式除尘器设计中最重要的 因素之一 根据风量设计或选择袋式除尘器时 一般不能使除尘器在超过规定风量的情况 下运行 否则 滤袋容易堵塞 寿命缩短 压力损失大幅度上升 除尘效率也 要降低 但也不能将风量选的过大 否则增加设备投资和占地面积 合理的选 择处理风量常常是根据工艺情况和经验来决定的 2 使用温度 对于袋式除尘器来说 其使用温度取决于两个因素 第一是滤料的最高承 受温度 第二是气体温度必须在露点温度以上 目前 由于玻纤滤料的大量选 用 其最高使用温度可达 280 对高于这一温度的气体必须采取降温措施 对低于露点温度的气体必须采取提温措施 对袋式除尘器来说 使用温度与除 尘效率关系并不明显 这一点不同于电除尘 对电除尘器来说 温度的变化会 影响到粉尘的比电阻等影响除尘效率 3 入口含尘浓度 即入口粉尘浓度 这是由扬尘点的工艺所决定的 在设计或选择袋式除尘 器时 它是仅次于处理风量的又一个重要因素 以 g m3 或 g Nm3 来表示 对于袋式除尘器来说 入口含尘浓度将直接影响下列因素 压力损失和清灰周期 入口浓度增大 同一过滤面积上积灰速度快 压 力损失随之增加 结果是不得不增加清灰次数 滤袋和箱体的磨损 在粉尘具有强磨蚀性的情况下 其磨损量可以认为 与含尘浓度成正比 预收尘有无必要 预收尘就是在除尘器入口处前再增加一级除尘设备 也称前级除尘 排灰装置的排灰能力 排灰装置的排灰能力应以能排出全部收下的粉尘 为准 粉尘量等于入口含尘浓度乘以处理风量 精品文档 操作方式 袋式除尘器分为正压和负压两种操作方式 为减少风机磨损 入口浓度大的不宜采用正压操作方式 4 出口含尘浓度 出口含尘浓度指除尘器的排放浓度 表示方法同入口含尘浓度 出口含尘 浓度的大小应以当地环保要求或用户的要求为准 袋式除尘器的排放浓度一般 都能达到 50 g Nm3 以下 5 压力损失 袋式除尘的压力损失是指气体从除尘器进口到出口的压力降 或称阻力 袋除尘的压力损失取决于下列三个因素 设备结构的压力损失 滤料的压力损失 与滤料的性质有关 如孔隙率等 滤料上堆积的粉尘层压力损失 6 操作压力 袋式除尘器的操作压力是根据除尘器前后的装置和风机的静压值及其安装 位置而定的 也是袋式除尘器的设计耐压值 7 过滤速度 过滤速度是设计和选择袋式除尘器的重要因素 它的定义是过滤气体通过 滤料的速度 或者是通过滤料的风量和滤料面积的比 单位用 m min 来表示 袋除尘器过滤面积确定了 那么其处理风量的大小就取决于过滤速度的选 定 公式为 Q v s 60 m3 h 式中 Q 处理风量 v 过滤风速 m min s 总过滤面积 m2 袋式除尘器的过滤速度有毛过滤速度和净过滤速度之分 所谓毛过滤速度 是指处理风量除以袋除尘器的总过滤面积 而净过滤速度则是指处理风量除以 袋除尘器净过滤面积 为了提高清灰效果和连续工作的能力 在设计中将袋除尘器分割成若干室 或区 每个室都有一个主气阀来控制该室处于过滤状态还是停滤状态 在 线或离线状态 当一个室进行清灰或维修时 必需使其主气阀关闭而处于停 滤状态 离线状态 此时处理风量完全由其它室负担 其它室的总过滤面积 精品文档 称为净过滤面积 也就是说 净过滤面积等于总过滤面积减去运行中必需保持 的清灰室数和维修室数的过滤面积总和 8 滤袋的长径比 滤袋的长径比是指滤袋的长度和直径之比 滤袋的长径比有如下规定 反吹风式 30 40 机械摇动式 15 35 脉冲式 18 23 MC 型脉冲袋式除尘器是新型高效脉冲袋式除尘器 为了进一步完善 MC 型 脉冲袋式除尘器 净化效率高 处理气体能力大 性能稳定 操作方便 滤袋 寿命长 维修工作量小等优点 而且从结构上和脉冲阀上进行改革 解决了露 天安放和压缩空气压力低的问题 型号规格 过滤面积 m2 含尘浓度