烧结脱硫烟气“白烟”治理方案

1、下载可编辑3 # 烧结脱硫烟气 “白烟 ”治理方案技术中心持续跟踪 “白烟 ”治理技术的进展 ，近期通过与清华大学 、北京亿玮坤 、山东国舜 、浙江中兴等科研院校和专业公司进行交流及实地考察 ，同时总结借鉴我厂 2# 烧结脱硫烟气 “热烟气混合稀释法 ”消除 “白烟 ”的探索性试验方案 ，现将 3#烧结烟气 “白烟 ”治理方案汇报如下 ：1、“热烟气混合稀释法”消除 “白烟 ”的理论研究 ：由于没有对 2# 机烧结脱硫烟气混合前后的温度 、湿度、流量以及环冷烟气 、余热发电烟气等数据进行专业检测 ，技术中心根据相关理论知识和 2# 机白雾治理的实践 ，总结出以下消除 “白烟 ”的理论 ：空气饱

2、和水含量随着温度和压力而变化 ，当烟气中的含水量超过大气中的含水量时 ，就出现 “白雾 ”现象 ，当烟气中的含水量低于大气中的含水量时 ，就看不到 “白雾 ”。在不同温度下 （ 1 标准大气压下 ），烟气中的含水量不超过以下数值，则看不到 “白烟 ”，详见表 1 和图 1 所示：表 1不同温度下 （ 1 标准大气压下）， 烟气中最大含水量对照表温度-12 0223045 556570 80空气饱和水0.1350.381.692.766.611.6320.7628.1855.98含量 %大气湿度 %909090909090909090烟气中最大0.120.341.522.485.9410.471

3、8.6825.3650.38含水量 %注：达钢所处区域 ，大气湿度设定为 90% 。.专业 .整理 .下载可编辑BA图 1不同温度下，烟气中最大含水量曲线图图 1 说明： 图中 AB 折线为烟气中最大含水量曲线 ， AB 线以下区域看不到 “白烟 ”。“白烟 ”是否可见 ，还与当地大气压力 、大气相对湿度、烟气扩散速度 、扩散高度 、烟气温降差异等诸多因素有关 。 烟气从烟囱排出与大气接触后 ，还应考虑有大约 515 不等的温降 。2、 3# 烧结脱硫烟气基础资料：流量：120 万 m 3/h ；温度： 55左右 ；颗粒物 ：50 mg/m 3；SO2：150mg/m 3； NOX ： 80

4、mg/m 3；含水量 16 20%。 含微量重金属 。3、治理方案 ：3.1 方案一 ：参照 2# 机治理方案 ，将“白烟 ”引至环冷机烟罩与环冷全部烟气混合 （取消余热发电 ）方案简述 ：根据 2#机 “白烟 ”治理装置的运行情况 ， 3#机 “白烟 ”治理装置中取消脱水塔以及丝网 、喷淋和挡板脱水 ，保留弯管脱水 。环冷热烟气全部用于混合 “白烟 ”，取消余热发电 。采用三通将“白烟 ”引出 ，管道沿机头电除尘至通汇大道至环冷机旁，沿途设置 34 个排水点 ，增压风机设在环冷机旁 ，分 4 个支管引入环冷机烟罩 ，在烟罩内混合 ，经环冷原烟囱排出 ，因烟气流量增加 ，环冷烟罩上还需增加 2

5、 个钢烟囱 。工艺流程如图 2：.专业 .整理 .下载可编辑三多级引风环冷机烟囱通弯管机脱水水封图 2：方案一工艺流程图配套改造 ：在 3# 脱硫烟囱顶部安装6000mm 电动蝶阀 1 个（安装绝对标高90m ）；在 3#脱硫烟囱绝对标高 38m 处（ 3#脱硫吸收塔锥体段与烟囱连接段标高 32.15m ）开孔，安装 6000mm 旁通管 ，安装 6000mm 电动蝶阀1个。管路走向 ：从 3#脱硫塔接口后 ，高架管线至筛分楼东侧 ，经通汇大道至环冷机旁 。在环冷机旁布置增压风机1 台，预估流量 1920000m 3/h ，全压5500 6000pa ，温度 130 ， 风机进口 5500*5

6、500mm ，出口 5000*5000mm 。风机出口管道分为 4 根 3000 管道分别进入环冷机烟罩 ，混合后的烟气从环冷烟囱排出 。环冷机烟罩上增加2 个烟囱 ，并制作钢构支架 。1# 、2#烟囱加盲板 ，切断进入余热发电的烟气。投资概算 ：改造资金共计2019.7 万元，详见表 2：表 23 #烧结脱硫烟气 “白烟 ”治理投资概算 （方案一 ）序备件名称规格及型号单位数量资金概算备 注号/ 工作内容(万元 )DN6000 ，配电动执行机1电动蝶阀台260制作构.专业 .整理 .2 增压风机3 管道4 管道5 管道6 脱水塔7 管道支架增加 2 个钢烟8囱9 系统防腐10 安装费用11

7、电气配套费用12 土建费用下载可编辑预估流量 1920000m3/h ， 全 压 5500 6000pa ， 温 度130，风机进口 5500 ，出口 5000 。5500*5500 ，重约 900t5000*5000 ，重约 165t3000 ，重约 70t10000 ×20m ， 33t ，内含挡板、丝网、喷淋含制作、吊装、防腐（含 500t 吊车）台1300m约 500378m10069.3单价 按m90 29.4 4200 元/t测算13.86m20（取消）t约 1506340380元400/m 24502500 元/t7012013方案设计费达钢技术中心牵头设计14 不可预

8、见费合计0402019.7效益分析 ：该方案没有新增经济效益 ，因余热发电减少发电量造成损失 1950 万元 / 年。运行费用 1099.17 万元 / 年。相当于全年损失 3049.17 万元 / 年，但有社会效益 。 详见表 3：表 33 #烧结脱硫烟气 “白烟 ”治理效益测算 （方案一 ）序名称数量单价金额号（万元/ 年）.专业 .整理 .下载可编辑1新增经济效益 （取消余热发-1950电造成的损失 ）电耗1360 万 kwh/ 年 0.65元/kwh884运行维护费用按设备投资 4%53.592费用资金利息按总投资 8%161.58小 计1099.17创造的效益 （造成的损失和-195

9、0-1099.17=-3049.17万元 / 年，消除视觉污3染 “白烟 ”，有社会效益 。每年需要支付的费用 ）合计效果评估 ：方案一完全借鉴 2#机 “白烟 ”治理的方案 ， 3#机脱硫白烟与环冷热烟气进行完全混合 。假设环冷风量 90 万 m 3/h ，平均温度 200 ， 水份3%，混合后烟气水份含量约 12.7% ，温度约 110 ， 考虑到烟囱出口温降，烟气温度大约为 90 105 ， 见图 3 中 a 线所示区域 。 根据图 3 所示，a 线在 AB 曲线以下 ，因此方案一看不到白烟 。BaA图 3方案一效果评估：混合后烟气含水量所在区域优缺点 ：优点：因为有 2#机 “白烟 ”

10、治理的成熟案例 ，该方案在视觉上消除 “白烟 ”的效果较好 。缺点： 投资大 、运行费用高 （对余热发电影响大，减少了余热发.专业 .整理 .下载可编辑电的效益 ）。 对环冷烟罩有一定的腐蚀 ，影响烟罩使用寿命 。 冷凝水对烧结矿质量有一定影响 。 单纯性地消除了白烟 ，烟气中附带的颗粒物等有害杂质仍然存在 。3.2 方案二 ：将“白烟 ”和环冷低温段废气以及余热发电返回废气引至混合塔充分混合后外排方案简述 ：采用三通将 “白烟 ”引出 ，在筛分楼外侧傍公路建10m脱水塔 （内含档板 、重力脱水 ），管道沿机头电除尘至通汇大道至环冷机旁，沿途设置 3 4 个排水点 ，在块矿堆场设增压风机和混合

11、塔，分别将 “白雾 ”和环冷低温段废气以及余热发电返回废气引入混合塔内进行充分混合后，从混合塔塔顶烟囱排放。工艺流程如图4：三多级引风混 合 塔通弯管机 1及烟囱脱水水封图 4：方案二工艺流程图引风机 2余 热 发电烟气配套改造 ：在 3# 脱硫烟囱顶部安装6000mm 电动蝶阀 1 个（安装绝对标高90m ）；在 3#脱硫烟囱绝对标高 38m 处（ 3#脱硫吸收塔锥体段与烟囱连接段标高 32.15m ）开孔，安装 6000mm 旁通管 ，安装 6000mm 电动蝶阀1个。管路走向 ：从 3#脱硫塔接口后 ，高架管线至筛分楼东侧 ，经通汇大道至块矿堆场 。在块矿堆场布置增压风机2 台，预估流量

12、 1920000m 3/h ，全压5500 6000pa ，温度 130 ， 风机进口 5500*5500mm ，出口 5000*5000mm 。第 1 台用于 3#脱硫烟气增压 ，第 2 台用于环冷机烟气.专业 .整理 .下载可编辑增压。块矿堆场处修建混合塔1 个，下半部塔体通径 12m ，高度30m ，上半部烟囱通径 6m ，高度 45m 。投资概算 ：改造资金共计2359.9 万元，详见表 4：表 43 #烧结脱硫烟气“白烟 ”治理投资概算（方案二 ）序备件名称号/ 工作内容1 电动蝶阀2 增压风机3 管道4 管道5 管道6 脱水塔7 混合塔及烟囱8 管道支架9 系统防腐10 安装费用1

13、1 电气配套费用规格及型号DN6000 ，配电动执行机构预估流量 1920000m 3/h ， 全 压 5500 6000pa ， 温 度130，风机进口 5500 ，出口 5000。5500*5500 ，重约 900t5000*5000 ，重约 165t3000 ，重约 70t10000 ×20m ， 33t ，内含挡板、丝网、喷淋10000 ， 60t含制作、吊装、防腐（含 500t 吊车）单位数量台2台2m约 500m100m 90m20t约 150资金概算备 注(万元 )6060037869.329.4单 价 按13.86（取4200 元/t测算消）25.263400380

14、元/m 24657012土建费用15013设计测试费1014不可预见费40.专业 .整理 .下载可编辑合计2359.9效益分析 ：该方案没有新增经济效益 ，（对余热发电的影响较小 ，暂不计余热发电减少的发电量 ），每年运行费用达到 2019.27 万元 。详见表 5：表 53 #烧结脱硫烟气“白烟 ”治理效益测算（方案二 ）序名称数量号1 新增经济效益电耗2720 万 kwh/ 年维护费用按设备投资 4%2运行费用资金利息按总投资 8%小计单价0.65 元 /kwh金额（万元/ 年）0176862.48188.792019.270-2019.27=-2019.273 创造的效益合计万元 / 年

15、。白烟变淡 ，不能消除白烟，没有社会效益 。3.2.5 效果评估 ：假设环冷低温段废气流量40 万 m 3/h ，温度 100 150 ， 水份3% ，3# 机脱硫白烟与环冷低温段废气混合后，烟气水份含量约13 15% ，温度约 62 ， 考虑到烟囱出口温降，烟气温度大约为42 57 ， 见图 5 中 b 线所示区域 。根据图 5 所示，b 线在 AB 曲线以上 ，因此方案二不能消除白烟 。bba.专业 .整理 .下载可编辑图 5方案二效果评估：混合后烟气含水量所在区域优缺点 ：优点： 对环冷机 、烧结矿质量没有影响 。 对余热发电的影响较小。 烟气混合更加均匀 。缺点： 投资大 、运行费用高

16、 。 治理 “白烟 ”的效果不理想 。 3.3 方案三 ：湿式电除雾器 + 引环冷低温段废气混合方案简述 ：在脱硫塔顶部安装湿式电除雾器，烟气由下往上 ，含雾滴烟气进入电除雾器去除细微雾滴（除雾能力可达60 70%），除雾后净化烟气从顶部排出或返回混凝土主烟囱排放，收集的液体及电除雾器冲洗水流入吸收塔内 。 为提高治理 “白烟 ”的效果 ，特别是消除冬天烟囱的可见 “白烟 ”，将环冷机低温段废气用引风机引至脱硫塔顶部或混凝土主烟囱混合排放 。工艺流程图见图 6：烧结温度 120 150机流量 200 万 m3/h烟气静电湿式脱除硫塔尘器温度 6070含水 6 6.7%左右温度 4555湿式电除

17、温度 4555含水 20%左右含水 8%左右流量 120万 m3/h雾器烟囱温度 100 150含水 3%左右流量 4080 万 m3/h环冷机引风机 1低温段引风机 2烟气图 6：方案三工艺流程图湿式电除雾器除雾机理：湿式电除雾器是高效气液分离湿法设备 ，捕集烟气中微米和亚微米级微粒 ，确保烟气中水雾 、粉尘达标排放 。工作原理 ：通过静电控制装置和直流高压发生装置 ，将交流电变成直流电送至除雾装置中 ，在电晕.专业 .整理 .下载可编辑线（阴极）和酸雾捕集极板 （阳极）之间形成强大的电场 ，使空气分子被电离 ，瞬间产生大量的电子和正 、负离子 ，这些电子和离子在电场力的作用下作定向运动 ，

18、构成捕集烟雾的媒介 。同时使酸雾微粒荷电 ，这些荷电的酸雾粒子在电场力的作用下 ，作定向运动 ，抵达到捕集酸雾的阳极管上 。 之后，荷电粒子在极板上释放电子 ，失去电荷后的酸雾颗粒在重力作用下顺沉淀极内壁流向电除雾器底部 ，这样就达到了净化雾滴的目的 。湿式电除雾器治理目标：在进口烟气粉尘颗粒浓度不高于 300mg/Nm 3 情况下 ，电除雾器出口细微粉尘颗粒不高于 30mg/Nm 3；脱除效率不低于 90% 。在进口烟气雾滴浓度不高于 750mg/m 3 情况下 ，电除雾器出口烟气中雾滴不高于 70mg/m 3。 烟囱出口视觉无明显白雾 （冬季因温差原因或气压较低的情况下 ，可能会有部分白烟

19、 ）。脱除效率不低于 90% 。改造内容及改造步骤：第一步 ：在脱硫塔顶增设电除雾器。脱硫塔烟囱移至电除雾器顶部，或者取消烟囱 ，烟气引回原水泥烟囱排放 。 烟气含水量降低至大约8%，视“白烟 ”治理效果确定是否实施第二步 。第二步 （备选）：增设一台引风机，将环冷机低温段部份废气引至电除雾器烟囱处混合排放。 废气流量 40 万 m3/h ，温度 100 150 ，含水量 3%。混合后烟气含水量降低至大约6.75% ，视 “白烟 ”治理效果确定是否实施第三步。第三步 （备选）：再增设一台引风机，将环冷机低温段另一部份废气或余热发电返回废气引至电除雾器烟囱处混合排放。废气流量 40 万m 3/h

20、 ，温度 100 150 ， 含水量 3%。 混合后烟气含水量降低至大约6%，可以达到全年大部份时间烟囱无 “白烟 ”的治理效果 。投资概算 ：第一步共计需建设资金1504 万元；第二步 （备选）增加 943.71 万.专业 .整理 .下载可编辑元，共计需 2447.71 万元；第三步 （备选）再增加 740.71 万元，共计需3188.42 万元 。详见表 6：表 6湿式电除雾器 + 引环冷低温段废气混合法治理方案投资概算序名称规格型号单数量单价（万号位元）第一步：增设电除雾器主机（电除尘雾器BDW2016-350-6.0，外形：114.5 × 14.5 × 7m，截面积

21、台11215本体）213.7m 2，重量 280t ，压力降1200pa2配套附件 （电气及套146外部配套件 ）3电气开关 、继电器套18等电器原件4石英管套40.35电加热器根80.026阴极线根2000.0487高压瓷瓶件20.408测温铂电阻支40.039视镜玻璃块40.0310 运输保险费11 技术资料 、服务费12 安装、调试费13 土建费小计累计第二步：引环冷低温段废气40 万 m 3/h 与脱硫烟气混合 （备选）1 高温电动调节蝶阀DN3000 ，温度 250 ,配电动执台215行机构总 价万元12154681.20.169.60.80.120.1232635150150415

22、0430.专业 .整理 .下载可编辑2 风机进口管道3 风机进口管道4 风机出口管道5 管道支架6 增压风机3020*10 ，外部加筋 ，m14043.69104.02t3020*10 ，外部加筋 ， 222.9tm30093.623020*10 ，外部加筋 ，m15046.81111.45tt约 15063流量 480000m 3/h ，全压6000pa ，温度 130 ， 风机进180口 3000 ，出口 3000 ，含伸套缩节 、风门等 ，配电机700KW ， 10KV7耐磨耐腐电动蝶阀DN3000 ，阀板采用不锈钢 ，台120阀体衬胶 ，配电动执行机构8安装费用含制作 、吊装 （含 5

23、00t 吊车 ）267.099电气配套费用7010管道外部保温厚度 80mmm 350079.511土建费用10012设计测试费1013不可预见费40小计新增943.71累计（第一步 + 第2447.71二步）第三步：再增设一台风机 ，引环冷另一部份废气 40万 m 3/h 与脱硫烟气混合 （备选）1 高温电动调节蝶阀2 风机进口管道3 风机进口管道4 风机出口管道DN3000 ，温度 250 ,配电动执行机构 3020*10 ，外部加筋，104.02t3020*10 ，外部加筋 ，222.9t 3020*10 ，外部加筋，111.45t流量 480000m 3/h ，全压台21530m140

24、43.69m30093.62m15046.815 增压风机6000pa ，温度 130 ， 风机进套180口 3000 ，出口 3000 ，含伸.专业 .整理 .下载可编辑缩节 、风门等 ，配电机700KW ， 10KV6耐磨耐腐电动蝶阀DN3000 ，阀板采用不锈钢 ，台120阀体衬胶 ，配电动执行机构7安装费用含制作 、吊装 （含 500t 吊车 ）267.098电气配套费用409管道外部保温厚度 80mmm 350079.510不可预见费40小计新增740.71累计（第一步 + 第3188.42二步+ 第三步）2.3.5效益分析 ：该方案没有新增经济效益 ，创造的效益为社会效益 。第一步

25、电除雾器运行费用 207.24 万元 / 年，（第一步 + 第二步 ）累计运行费用达到662.48 万元 /年，（第一步 + 第二步 + 第三步）累计运行费用达到 1098.3 万元 / 年。详见表 7：表 7湿式电除雾器 + 引环冷低温段废气混合法治理方案效益测算序名称数量单价号新增经济1效益第一步：240 万 kwh/年运第二步：新增 560，累计 800 万 kwh/0.65 元行电耗年2/kwh费第三步：新增 560，累计 1360 万 kwh/金额（万元/ 年）0第一步 ： 156第二步 ：新增 364 累计 520第三步 ：新增 364 累计 884用年水耗5475t/ 年1 元

26、/t0.55.专业 .整理 .下载可编辑第一步：51.24维护按设备投资 4%费用第一步：乙方可垫资资金第二步：按总投资 8%利息第三步：按总投资 8%第二步：新增 15.74，累计 66.98第三步：新增 12.56，累计 79.54第一步：暂不计第二步：新增 75.5，累计 75.5第三步：新增 59.26，累计 134.76第一步：207.24小计第二步：新增 455.24，累计 662.48第三步：新增 435.82，累计 1098.3创造的效消除视觉污染 “白烟 ”，有社会效益3益效果评估 ：电除雾器在电力行业实际业绩较多 ，消除白雾效果也较好 ，但在烧结行业仅有山东日照 、石横采用

27、 ，日照效果不理想 ，石横还未投用 。但是设计单位 （浙江中兴 ）承诺能够达到消除 “白烟 ”的效果并可垫资建设。为确保效果 ，借鉴 2# 机白雾治理的 “热烟气混合稀释法”将环冷低温段废气引过来混合稀释，能够弥补电除雾器可能存在的不足。方案三第一步 ，电除雾器脱除水雾的能力按60 70%计算，可实现出口烟气含水量 4.88%，温度 4555 ， 见图 7 中 c 所示区域 ；方案三第二步 ，假设环冷低温段废气流量 40 万 m 3/h ，温度 100 150 ， 水份 3% ，3# 机脱硫白烟与环冷低温段废气混合后，烟气水份含量约6.75% ，温度约 55 65 ， 见图 7 中 d 线所示

28、区域 ；方案三第三步 ，假设再引环冷低温废气流量 40 万 m 3/h 与 3#机脱硫白烟混合后 ，烟气水份.专业 .整理 .下载可编辑含量约 6%，温度约 65 75 ， 见图 7 中 e 线所示区域 。根据图 7 所示， c 区域与 AB 线相交 ，当烟气原始含水量低于16% ，电除雾器除水能力高于70% 时，可消除白烟 ；当烟气原始含水量增大或电除雾器除水能力不足时，不能消除白烟 。而 d 线、e 线均在 AB线以下 。因此方案三第一步在一定条件下可以消除白烟，第二步和第三步可确保消除白烟。BcAde图 7方案三效果评估：混合后烟气含水量所在区域优缺点 ：优点： 不影响余热发电 ，不影响

29、烧结设备及烧结矿质量 ； 除了能够解决 “白烟 ”问题外 ，对烟气中的微尘 、重金属有一定的深层净化作用，能够达到新的环保指标的要求 。 电除雾器由设计单位垫资建设并保证效果 。 根据效果可分步骤实施 ，降低投资费用 。 运行费用低 、占地面积小 。缺点：没有经济效益 ，仅有社会效益 。3、治理装置仅在冬季运行的费用：为了节约运行费用 ，根据 “白烟 ”夏季较淡 ，冬季较明显的特点 ，“白烟 ”治理装置仅在冬季 （1 月、2 月、3 月、11 月、12 月）运行，则运行费用可大幅减少 。“白烟 ”治理装置仅在冬季运行的效益测算见表 8。表 83# 烧结脱硫烟气 “白烟 ”治理装置冬季运行费用比

30、较（万元 / 年）序名称方案一方案二方案三.专业 .整理 .下载可编辑号仅冬季运行仅冬季仅冬季第二步第三步第一步+第二第一步+第二运行运行第一步（新（新步+ 第三步累步累计增）增）计1新增经济效益-812.5000000（取消余热发电造成的损失 ）电耗368.3736.765151.7151.7216.7368.4运水耗000.23000.230.23行2维护费用53.5962.4851.2415.7412.5666.9879.54费资金利息161.58188.79暂不计75.559.2675.5134.76用小 计583.47987.97116.47242.94223.52359.41582

31、.93创造的效益 （造3成的损失和每年-1395.97-987.97-116.47-242.94-223.52-359.41-582.93需要支付的费用）合计4、方案比较 ：方案三投资最大为 3188.42 万元 ，但方案三 （第一步 ）投资较低，为 1504 万元，比方案一总投资低 515.7 万元，比方案二总投资低855.9 万元 。 方案三（第一步 + 第二步 ）总投资累计 2447.71 万元，比方案一总投资高428.01 万元，比方案二总投资高87.81 万元 。但方案一和方案二运行费用都很高，方案三较低 。 为了节约运行费用，“白烟 ”治理装置如果仅在冬季（1 月、2 月、 3 月

32、、 11 月、12 月）运行，方案一和方案二的运行费用仍分别高达1395.97 万元 / 年和 987.97万元 / 年。方案三第一步冬季运行费用为116.47 万元 / 年，第一步 + 第二步冬季运行费用为359.41 万元 / 年 。方案一对余热发电影响较大 ，造成发电量减少而损失 1950 万元 / 年，方案二对余热发电影响较小 ，方案三的第一步对余热发电没有影响，第二步和第三步对余热发电影响也极小。方案一和方案三治理效果较明确，方案二目前尚不能确定效果，.专业 .整理 .下载可编辑需要对有关数据进行实测计算后才能确定。方案三在资金上有一定优势 ，设计单位可以先垫资建设 ，设备运行正常并

33、达到治理效果后再付款 。方案三对烟气中的微尘 、重金属有一定的深层净化作用 ，能够满足新的环保指标的要求 。因此，方案三比方案一 、方案二更加经济 、合理，且效果明确 。方案比较详见表8：.专业 .整理 .下载可编辑表 83 #烧结脱硫烟气 “白烟 ”治理方案比较序项目号名称主要设1 备、设施方案一方案二参照 2#机治理方案，白烟引另建混合塔，白烟与环至环冷机烟罩处与全部热烟冷低温段废气混合后外气混合（取消余热发电）排（不影响余热发电）1 台引风机 ，6m 管道2 台引风机，混合1 套塔、6m 管道 2 套方案三湿式电除雾 + 环冷低温段废气混合第一步第二步（备选）第三步（备选）第一步+第二步第一步+ 第二步+第三步1 台引风机，3m1 台引风机，3m湿式电除雾器，1湿式电除雾器，2湿式电除雾器