再生铝熔炼炉烟气脱硫除尘方案

*******铝业有限公司

熔炼炉6万m7h脱硫除尘项目

设

计

方

案

******省*****技术丁程有限公司

地址：***********202号

联系人：*

二0—年六月

目录

1工程概况..............................................................

2设计依据及指标.......................................................

2.1烟气参数..........................................................

2.2脱硫剂品质.......................................................

2.3规范和标准.......................................................

2.4设计指标.........................................................

2.5供货范围.........................................................

3脱硫工艺原理..........................................................

3.1双碱法脱硫技术简介..............................................

3.2脱硫原理..........................................................

3.3除尘原理..........................................................

3.4工艺特点..........................................................

4.工艺设计方案.........................................................

4.1工艺设计参数.....................................................

4.1.1干法除尘的陶瓷多管旋风除尘器（XXTZ-20T）.................

......................................................................

4.2工艺流程概述.....................................................

4.3、运行费用........................................................

4.4、项目实施计划...................................................

5.其他系统............................................................

6设备部分配置及报价（熔炼炉等6万风量）..............................

6.2、土建部分报价....................................................

7设备部分配置及报价（抛丸机9000风量）...............................

8喷涂粉尘..............................................................

9、承包方式和建议.....................................................

10、服务承诺............................................................

1工程概况

熔炼炉烟气主要来源于熔炼炉，静置炉烟气来源于静置炉，加热炉

烟气、时效炉烟气主要来自于汽车铝合金轮毂生产中的热处理工序，浇

铸、压铸烟气来源于连续铸锭机、压铸机，烟气中的污染物为烟尘、S02、

氟化物，排气量为6000m3/h,产生浓度分别为6068.6mg/206.8mg/

33

m9.2mg/mo本项目烟气采用陶瓷多管除尘器+高效复合喷淋塔设备进

行脱硫除尘处理。经我们慎重考虑，烟气治理工程采用的钠■钙双碱法脱

硫系统进行脱硫，使之达到当地环保部门要求的排放量。

该工艺技术成熟、具有高吸收效率、高利用率、低运行维修费用等

特点。所提供的设备却材料将达到国内先进水平，保证提供符合有关最

新工业标准要求的、优质的脱硫设备及服务，满足该承包工程的系统和

设备功能设计、结构、性能、设备安装调试和验收等方面的技术要求。

2设计依据及指标

2.1烟气参数

烟气量：60000Nm3/h炉烟气出口温度V200°C

333

烟尘＜6068.6mg/mSO2W2O6.8mg/m氟化物W9.2mg/mo

2.2脱硫剂品质

主脱硫剂：碱和石灰粉，石灰粉中CaO有效成分含量280%,细度200

目筛(90%过筛率)；

2.3规范和标准

《大气污染物综合排放标准》(GB16297-96)

《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)

《工业锅炉及窑炉湿法烟气脱硫工程技术规范》(HJ462-2009)

《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)

《工业企业设计卫生标准》(GBZ1-2002)

《混凝土结构设计规范》(GBJ10-89)

《工业金属管道设计规范》(GB80316.2000)

《给水、排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-97)

《给水排水构筑物施工及验收规范》(GBJ141-90)

《固定式工业防护栏杆》(GB4053.3-93)

《工业企业照明设计规范》(GB50034-92)

《低压配电设计规范》(GB50054-95)

《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-93)

《建筑结构载荷规范》(GBJ9-87)

《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》(HGJ229-91)

《钢结构设计规范》(GBJ17-91)

《建筑地基基础设计规范》(GBJ7-89)

《钢结构施工及验收技术规范》(GB50205-95)

2.4设计指标

根据国家《工业窑炉大气污染物排放标准》(GB9078-1996)中的规

定和业主的要求，考虑总量控制和环保标准的提高，本脱硫工艺设计脱

硫效率290%,S02排放浓度50mg放粉尘排放浓度W150irg/N/,

林格曼黑度小于1级c

2.5供货范围

熔炼炉等生产线的烟气(脱硫)治理设备：即业主将各排放烟气单

元收集并集一主排风口(即余热锅炉出口)后部增加一台陶瓷多管除尘

器+脱硫设备(新型复合高效脱硫塔)，治理后烟气直接进入烟囱之间的

所有工艺系统，包括：烟气系统、脱硫塔系统、脱硫剂制备系统、其他

系统(工艺水、电控制、给排水系统，消防、防腐等)的设计、施工、制

造、安装、调试、培训等。

3脱硫工艺原理

3.1双碱法脱硫技术简介

钠一钙双碱法是先用可溶性的碱性清液(主要：NaOH或Na2co3)

作为吸收剂吸收S02,然后再用石灰对脱硫液进行再生，由于在吸收和

吸收液处理中，使用了不同类型的碱，故称为双碱法。

3.2脱硫原理

钠一钙双碱法使用NaOH或Na2c。3碱液吸收烟气中的SO2.生成

2

HSO3>SO32.与SO42,反应方程式如下:

1）脱硫过程

Na2CO3+SO2=>Na2sO3+CO2T⑴

2NaOH+SO?=Na2soz+H2O⑵

Na2SO^+SO2+H2OoZNaHSO、（3）

2）氧化过程（副反应）

Na2s0、+；。2=即反⑷

NaHSO3+ga=>NaHSO,（5）

3）再生过程

13

INaHSOy+Ca（OH）2<=>Na2SO3+CaSO3•3HZO+H2O

2~2（6）

Na2sO3+Ca（OH）2=>2NaOH+CaSO.（7）

钠-钙双碱法脱硫_L艺以石灰或电石渣浆液作为主脱硫剂，钠碱不断

循环利用。因在吸收过程中以钠碱作吸收液，系统不会出现结垢堵塞现

象，故运行安全可靠c由于钠碱吸收液和二氧化硫反应的速率较比钙碱

快，能在较小的液气比条件下，可达到很高的二氧化硫脱除率。

3.3除尘原理

脱硫液（碱液）在经过高效雾化喷嘴将脱硫液吹成小雾滴，与烟气中

SO2粉尘充分接触。烟气中的粉尘被捕集下来，S02被分段脱硫中和，

从而达到脱硫除尘的效果。

3.4工艺特点

a、工艺先进，全套设备，集脱硫除尘一体化

此工艺充分保证了烟气与脱硫液混合，经吸收、吸附等物化反应，

能彻底的去除烟气中的粉尘和二氧化硫，满足环保排放标准要求。此设

备工艺获国家专利，专利号为：ZL9623.5

b、运行费用低

采用钠碱为循环脱硫剂和高效吸收塔的设计，具有低液气比，低循

环量恃点，其脱硫剂及电耗水耗较低。

c、系统运行稳定

采用钠碱为循环脱硫剂在循环过程中对水泵、管道、设备无结垢和

堵塞现象发生，系统可稳定运行。

d、脱硫效率高

因钠碱脱硫剂其吸收效率远高于钙基，同时采用高效吸收塔的设计，

其脱硫效率为85〜93队

4.工艺设计方案

本工程采用技术先进、运行稳定的钠■碱双碱法，采用陶瓷多管除尘

器+新型高效脱流塔湿式烟气脱硫除尘工艺，总体设计原则如下：

1）满足环保排放标准和设计指标及业主要求；

2）合理布局，在保证系统可靠性的前提下，尽量利用现有烟道，以

降低投资费用，减少占地面积。

3）节能降耗，在满足除尘脱硫系统各项指标的前提下确定最佳吸收

液气比及其他控制参数，以降低脱硫剂耗量、能耗和水耗。

4）本系统充分考虑了烟气中SO2含量的变化（即700〜10本mg//的

范围内变化），并结合烟气量70〜100%变动时参数进行设计。

4.1工艺设计参数

4.1.1干法除尘的陶瓷多管旋风除尘器（XXTZ-20T）

这种除尘设备是干法除尘器的一种，是专门处理粉尘较大的设备，

是由若干个旋风陶瓷管所组成的每个陶瓷管都是经过1200C高温烧制

而成的，具有耐高温、耐磨损等特点，进风为轴向进风，每个陶瓷管在

进风口处都有8片进风导向板，风经过导向板后以20-23m/s的速度在

内壁上旋下，产生极大的离心力，较大颗粒的粉尘在离心力的作用下被

打上内壁后沿壁落下，形成气尘分离，因气下部是全密封的，风出不去，

又形成了沿轴心方向，直径约50-80mm的中心旋风向上高速移动，因此

旋风陶瓷管内就形成了二种风向运动，一是含尘气体沿壁向作离心运动，

我们称之为气尘分离运动，二是被处理后的气体沿轴心形成极小直径高

速向上移动，我们称之为出风，这就是陶瓷旋风除尘器的工作原理。

新型陶瓷旋风多管除尘器是在旧的旋风除尘器的基础上改进而成

的，旧的除尘器进风口只有一个，且在一个面，而设备内的旋风管是按

一定规律安放的，在含尘气体进入设备内的瞬间，靠近进风口的排管能

在同时间内工作，进行除尘，而后几排管滞后，原因是风要经过一定的

阻力，风力才能到达，这就影响了除尘效果，也增加了无用阻力，这是

缺点一，因为一个方向进风，靠进风口近的单管，增大了风量，而每个

管的处理风量是有限的，超过管的处理能力就会起到反作用，而进入管

内的风又不可能再进入其他管，比如：①350的陶瓷旋风管只能处理

1500//h风量，如果进入2000/分,则有SOOm'/h就不能处理,而这个

风量最后又是沿中心轴径向上移动进入净风室被排出，也就是说，在这

个旋风管内，有500ir.3/h的含尘风量未被处理直接排空的。这也是现在

陶瓷多管除尘设备除尘效率不高的直接原因，是致命的缺点，这是缺点

二，缺点三是阻力大，用于不是除尘的阻力过多。

而新型陶瓷旋风管除尘器采用全方位进风，在技术上，克服了风力

风量不均等因素，能让各个旋风管在同一时间里同步工作，在最大程度

上平均了各个旋风管的进风量，这就消除了漏风处理的因素，保证了含

尘气量都要经过处理后才经过排气，这就大大提高了除尘效果，同时提

高了除尘阻力，降底了非除尘阻力，这就从技术上保证了除尘效果。就

以10T陶瓷多管除尘器举例：旧的除尘器除尘效果在40—55%,新的除

尘器在70—80%o

技术参数：

名称：XXTZ-60型新型陶瓷多管除尘器

（长）3500X（宽）2300X（高）4800mm

处理烟气量：62000m3/h进出口气速：13—18m/s

除尘阻力：＜900pa除尘效率：＞80%

新型高效低阻复合式脱硫除尘设备是在原有的花岗岩水膜除尘和单

体的喷淋塔及湍球塔三种设备的基础上改进而成的，它将这三种单纯的

设备进行有机的重新组合，从而弥补了花岗岩水膜空隙时螺旋风力上升

有限和喷淋塔只是单纯靠喷头喷淋来净化烟气的缺陷。在设备内部增设

了过滤层.布水器等装置，并且进风方式从旋流式变为直流式，在设备

使用中杜绝了进口堵积粉尘等现象。从而使以前的旧水膜只靠一种旋风

原理变成现在靠多种原理进行全方位除尘，脱硫的新型设备，大大提高

了除尘脱硫效果，而且现在的新型水膜在造型上不在是以花岗岩形式呈

现，而是外部为钢板，内部为花岗岩板，中间为浇注料（耐酸）的若干

个单节形成。在安装上，不在象以前在现场上需要许多工作日来进行现

场制作，而是在设备厂家先造作好每个单节，到现场去有机的将每个单

节按工作需要进行组合，这个工作只需1—2天时间，组合好后再进水泵

安装，风管连接工作，这个工作也只需2—4天即可，在设备安装上，大

大缩短了时间，在设备制造上，也减少了很多连接缝，就以6T为例，塔

分为3节，也就是说设备只有2条缝，大大减少了以后设备漏水漏气的

故障

在设备结构上面分：溢水孔和清理孔，进出风口，过滤层，塔体，

布水层和上水管、脱水器和平台等9个部份，在需要清理的部份都留有

清理窗，用时打开，不用时关闭。

此设备的特点是：运行可靠，无需维修，使用方便，清理简单，运

行费用低等特点，是目前1—75T各类锅炉最常用的，也是最佳的设备。

技术参数：

设备外形尺寸：（高）15X4＞3.1m

处理烟气量：62000m7h进出口气速：13—18m/s

除尘效率：＞98%脱硫效率：＞90%

阻力：＜800pa

注：水池的水是循环使用，水池应视地方而定，原则上应不小于50一,

合同成立后，由我方派人看现场出图，设备基础亦同理，厂方根据图制

作。

4.2工艺流程概述

脱硫除尘治理设备均是从总出风口管道出来的烟气进入陶瓷多管除

尘器+风机+高效脱硫塔进行烟气治理，在经过新型高效脱硫塔中的高效

过滤层，该过滤层采用特殊的设计，烟气经过其过滤层，增强了吸收、

中和效率。再经过脱硫塔上部4层雾化喷淋吸收区，与脱硫剂雾化成微小

的液滴碰撞、吸附，捕集烟尘、溶解吸收SO2分子，完成烟气脱硫除尘吸

收，之后进入高效脱硫塔后部的除雾装置，将烟气中的液滴捕集下来，除

雾器配置有冲洗装置，定时进行冲洗。烟气经过除雾器去除烟气中的液滴

后经过冲天管道排放C

高效脱硫塔脱硫液洗涤烟气后，脱硫液中含有大量HSO3\so『离子,

PH值相应也降低，一部分经过加药罐将脱硫剂加至再生池中，大部分石

灰粉逐步放入回水沟里，利用回水流动形成浆，流入沉淀池中，循环池

里就形成了偏碱性液再将沉淀后的碱液经水泵打入设备中经过酸碱中

和，将脱硫液中的NaOH和CaS（h、CaSO4.ECO3等沉淀分离；上清液流

入脱硫液池，由给水泵泵入吸收塔继续循环。

钠-钙双碱法工艺流程主要包括：1烟气管路系统、2净化系统（脱

硫塔、水池等）、3脱硫剂制备系统（配药罐）、4循环水池系统、5、

电控系统、6、其他系统。

4.3、运行费用

此套设备不存在维修，每个星期观察两到三次，主要观察底部出水

情况，水是循环使用，如果低于水位线补水即可。温度不高，烟气带水

又很少，因此补水视情况而定。主要费用是加碱量，也就是脱硫费用，

该费用应以厂实际排放浓度情况而定。（见后表）

每天运行费用表（估算）

内容单价数量费用（8H）备注

190-220Kg/

石灰300元/吨66元

天

一、脱硫剂

烧碱1500元/吨50Kg/天75元20%-15%

二、电耗按0.5元Kwh60Kw/天30元

三、水耗按2.0元/t0.5t/天1元

每天运行费用170元(8h)

除尘不计•。除尘不另设动力，风能就是除尘能源，只计脱硫成本。

4.4、项目实施计划

自工程合同生效之日起，包括设备设计、制造、安装的计划工期90天。

5.其他系统

其他系统包括工艺水、电气自控等。

5.1工艺水系统

由于脱硫除尘系统循环液含有灰和颗粒物，为了避免除雾器发生积

灰现象，设”了除雾器冲洗装置。除此之外，石灰浆液的配制、补充烟

气蒸发、系统中管道、罐体冲洗均需要用工艺水，本系统工艺用水来自

工艺贮水箱或自来水，水源主要来自厂区工业用水水源。设备给水是由

给水泵打入，经上水管道到喷头到过滤层到设备底部再经溢流孔流出设

备，经回水沟道回到水池，考虑到循环池要尽量保持清洁，设计在回水

沟道进行灰渣沉淀，同样也可利用水的流动在沟道里加碱，这样：即可

达到加药搅拌的效果。也可在沟道里进行清理粉沉渣工作C

循环池上有配药罐，内有搅拌器，材料选用:PP。

5.2给排水、消防系统

a.给排水：脱硫岛区域内的雨水经排水沟、雨水口、检查井等收集

后排至本厂现有排水系统。

b.消防：采用化学灭火器的消防方式。（业主自配）

5.3电气系统

本系统所有电气设备皆可实现机旁控制。机旁控制分为就地和遥控

两种，在遥控方式下为远距离集中控制。

进线柜即为总电源柜提供所有电气设备的电源供给，采用标准型结

构，具有抗腐、耐潮、防尘等功能，安全可靠性高、发生故障后影响范

围小。柜内包括空气开关、接触器、按钮等控制部件。

本系统原配有除尘风机若不能满足增加脱硫系统后运行要求，需进

行更换或改造，由业主自行配备，我公司提供风机基本参数。水泵功率

为22KW,还原搅拌机功率为15KW,石灰溶解制备搅拌机11KW。

5.4设备保温油漆

①保温与油漆

保温范围：管道无需进行保温但要防腐设计。

所有的管道和箱罐等的外表面都要涂刷防腐底漆，对不保温和介质

温度低于100℃保温的设备、管道及其附件、支吊架、平台扶梯进行涂

刷防腐面漆，油漆色彩与主体工程协调。

②防腐

防腐范围：所有与脱硫浆液或钠碱液接触的设备、管道、池体可能

接触到低温饱和烟气冷凝液的管道都需要采取防腐措施如下：

脱硫塔内部防腐；

给水泵的液下部分采用聚四氟乙烯材料；

6设备部分配置及报价（熔炼炉等6万风量）单位：万元

序号设备名称规格型号数量单位单价价格备注

陶兖多管XXTZ-60型

11套7.687.68专利技术

除尘器3.5X2.3X4.8m

新型高效XGP-60型

21套22.7822.78专利技术

喷淋塔①3.OX15m

3脱水器TS-601套2.722.72专利技术

4内置填料层不锈钢材质3套1.765.28专利技术

5布水器不锈钢材质4套1.144.56

6引风机G4-73-10D-55kw1ZA2.842.84

65YU-1A-50-25

7喷淋水泵2ZA1.683.36一用一备

7.5kw

8烟气风管①1.2m35米0.175.95风速：15m/s

9电控柜1套1.461.46

10管道、阀门给水系统若干1.741.74

11配件若干1.681.68

12电缆电线若干1.861.86

13小计61.91

14设计费小计X4%2.48

15安装费小计X8%含运输、吊装4.95

16调试费小计X2%1.24

17管理费小计X2%1.24

18合计71.82

19税金合计X6.5%4.67

20共计76.49

21大写（RMB）柒拾陆万肆仟玖佰元整（¥76.49万元）

设备部分总投资：

合计（大写）：柒拾陆万肆仟玖佰元整（¥76.49万元）

6.2、土建部分报价

价格

序号设施名称尺寸（m）结构数量备注

（万元）

1循环沉淀池5.0X12.0X2.5(m)1座15.2钢混

2设备基础5.0X5.0X1.5(m)2座6.8钢混

3场地硬化C20素碎厚度200mm100M21.6

4溶解搅拌机1Ikw30转/min1套1.96

5还原搅拌机15kw30转/min1台2.14

6烧碱溶解槽1.5m31台0.68

7药剂溶解池2.0X2.0X1.2(m)2座1.6砖混

8沟渠及护栏1.8

9小计31.78

10税金小计X6.5%2.06

11合计小计+税金33.84

12大写（RMB）：叁拾叁万捌仟肆佰元整（¥33.84万元）

循环沉淀水池内壁需做衬胶防腐处理

土建部分实际施工尺寸及图纸依据现场情况作相应调整。土建部分及该部分配套设备建议

由业主自行组织施工建设，我公司免费提供施工图纸及技术服务。

项目总投资为：

设备部分+土建部分=76.49+33.84=110.33万元

大写：壹佰壹拾万叁仟叁佰元整（¥110.33万元）

7设备部分配置及报价（抛丸机9000风量）

抛丸机的工作原理是：将金刚砂或其他细小颗粒以较高速度打在被

加工的工件表面，以此方式将工件表面的浮物去除，相当于打磨工序。

金刚砂或其他极小颗粒作为打磨件，其强度、硬度、比重均比较大，这

种性质的粉尘不易采取布袋除尘器方式来处理、如果用这种方式则很容

易破坏布袋结构。我们在潮州“精密铸造”曾改造六台布袋除尘器，将

原来的抛丸机后部的布袋除尘全改成旋风除尘，在宁波“威尔集团”、

“赛呐电器有限公司”等均将抛丸机后部的布袋除尘改为旋风除尘器或

喷淋塔。

就以上抛丸机粉尘项目用旋风除尘器来治理（或旋风除尘器和布袋

除尘器相结合的方式进行治理）。

采用单个旋风管为处理风量750m3/h,进风方式为径向进风，因原

始风量为9000m7h,因此选择一台新型陶瓷多管除尘器XXTZ-9型。

技术参数：（工作原因同上）

名称：XXTZ-9型新型陶瓷多管除尘器

（长）1300X（宽）1100X（高）3300mm

处理烟气量：9000m3/h进出口气速：13—18m/s

除尘阻力：＜600pa除尘效率：＞90%

序号设备名称规格型号数量单位单价价格备注

陶瓷多管XXTZ-60型

11套3.623.62专利技术

除尘器1.3X1.1X3.3m

2引风机Y8-39-6.3D-7.5kw1台1.841.84

3烟气风管①0.5m20米0.12.0

4电控柜1套0.760.76

5管道、阀门给水系统若干0.740.74

6配件若干0.680.68

7电缆电线若干0.860.86

8小计10.5

9设计费小计X4%0.4

10安装费小计X8%含运输、吊装0.8

11调试费小计X2%0.2

12管理费小计X2%0.2

13合计12.1

14税金合计X6.5%0.79

15共计12.89

16大写(RMB)壹拾贰万捌仟玖佰兀整（¥12.89万兀）

设备部分总投资：

合计（大写）：壹拾贰万捌仟玖佰元整（¥12.89万元）

8喷涂粉尘

此类粉尘的特点是十分细小，在10-2叫之间，且粘结性，吸咐性均很好，如

果其含水不超过10%,可直接用脉冲布袋除尘器。但要注意：过滤风速不宜大，布

袋间隙不宜太小。如果粉尘含水超过12%,则不能使用布袋除尘器，会很容易现布

粘结现