宜昌市兴发化工1万吨聚合炉尾气除尘治理工程技术方案010900

1、1. 设计依据湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司委托设计。2. 项目名称和设计内容2.1项目名称湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司新建 1万吨聚合炉尾气除 尘治理工程。2. 2设计内容为 1500X 12000聚合炉新建一套除尘系统、输灰系统及相应的电控 系统，用于捕集和处理聚合炉在生产过程中产生尾气中的粉尘。3. 工程概况和工艺参数3.1工程概况湖北省宜昌市兴发化工集团股份有限公司位于三峡209国道附近，原来三聚磷酸钠尾气处理采用旋风、文丘里管湿法除尘，虽然烟气中主要污 染物三聚磷酸钠含量能够达到排放指标，但是由于处理的烟气温度较高， 排放的尾气中含有大量的水蒸气及其它废气， 直接排入大

2、气，在周围居民 中造成较大的影响，使公司企业形象受损，并且尾气中的成品五钠溶于水 后回收利用还要耗费大量的能量，为此，兴发化工集团股份有限公司希望 采用布袋除尘器进行尾气治理。3.2三聚磷酸钠粉尘特性三聚磷酸钠（又称五钠）为白色粉末，密度为 2.622.57g/cm3,有 强吸湿性，易溶于水，对溶于水的金属离子具有络合性。 是合成洗涤剂的 主要成分。它由磷酸、碳酸钠、硝酸铵经中和反应，在聚合炉内通过喷雾、 干燥、脱水，聚合而成。在聚合炉内会由于操作，或工艺装置的不合适造 成粘壁现象，并且在尾气输出管道的内壁也产生粘壁现象。 聚合炉燃烧煤 气作为热源，所以，在获得产品五钠的同时，要排出大量废气和

3、水蒸气， 尾气中夹带多量的五钠粉粒排入大气，污染大气环境，也使产品流失。目前多数三聚磷酸钠厂家聚合炉尾气常采用旋风除尘器、沉降室干法 除尘方式净化，其效果极差，不能满足排放标准要求；或采用文丘里管、 洗涤塔湿法除尘，但会对设备产生严重腐蚀。溶于水的五钠再回收还要大 量耗能，所以至今尚无完善的除尘净化方法。3.3我厂在五钠治理方面取得的成就对于布袋除尘应用在三聚磷酸钠的尾气处理中的应用，我厂历时近半年，进行了大量的实验后获得成功，对五钠尾气的处理工艺有较为深入的研究，成为我国首家在三聚磷酸钠行业中成功应用布袋干式除尘技术的 环保厂家。3.4 聚合炉的工艺参数序号名称单位参数备注1炉型回转炉窑年产

4、1万吨2r炉体直径mm 15003r炉体长度mm120004产品品种三聚磷酸钠5烟气温度C350 士 20最高380 C6含尘浓度g/m315 303.5三聚磷酸钠尾气参数1） 尾气量：17200mVh （工况300 C实测）2） 尾气温度：t=350 士20C（最高温度为380C）3） 尾气成分：成品颗粒、CQ Nt、HO氯化物（少量）、氟化物（微 量）4.设计原则和技术要求4.1设计原则1）遵循“技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便 ”的原则，所采 用的技术装备均有成功的实例和业绩。2）在满足以上条件情况下，尽可能减少系统规模，采取节能措施，降 低一次投资和长期运行费用。3） 最终达到“

5、环保、经济、实用”的三优设计。4） 设计参照标准钢结构设计规范（GBJ17-88）工业炉窑大气污染物排放标准（GB9078-1996采暖通风与空气调节设计规范（GBJ19-87）钢结构制造和安装施工规程（BZQ（TJ） 0048-94）钢结构、非标设备、管道涂装工程技术规程（BZQTJ） 0011-94）脉冲喷吹类袋式除尘器（JB/T8532-1997 ）袋式除尘器用滤料及滤袋技术条件（GB12625-90袋式除尘器用滤袋框架技术条件（JB/T5917-91 ）4.2技术要求1. 选择最佳的干式除尘方法；2. 烟气经过除尘系统净化后最终出口的粉尘排放浓度w50mg/Nrh3. 整个除尘系统的安

6、装、运行不影响生产设施结构和工艺操作；4. 对捕集到的粉尘应具有比较合理的处置或输送的工艺措施；5. 采用的除尘技术先进，系统工艺配置完整合理，运行安全可靠，维 护简便，运行费用低。5. 系统设计框架（1） 新建一套除尘系统。（2） 由于烟气温度过高，为确保布袋安全，本设计中在颗粒除尘器后设 置一台DN600电动混风阀，掺入冷空气进行烟气冷却，可进行远程 计算机编程控制。（2） 在除尘器入口设一台 DN600电动野风蝶阀，作为紧急混风阀，并与 除尘器入口温控器连锁使用，防止不正常时的高温烟气直接进入除 尘器。（3） 选用LY型在线清灰式低压脉冲除尘器。（4） 除尘器收集的粉尘采用螺旋输送机集中

7、外运至指定地点。6、系统组成及工艺流程6.1系统组成本系统主要由系统管道、颗粒除尘器、喂灰机构、袋式除尘器、主排 风机及干净烟气排放烟囱构成。6.2除尘系统运行温度的确定由于主要生产用于出口的高I型五钠，炉尾的烟气温度高达 380C, 为减少一次投资费用和将来除尘系统的运行费用，因此本除尘系统的运行 烟气温度确定为：w 200C。6.3工艺流程高温烟气在聚合炉炉尾由吸罩引出，与经过滤后的冷空气进行混合降 温，接进旋风除尘器进行初效除尘，进入布袋除尘器，含尘气体处理后， 经主排风机由排气筒排出，在除尘器进口处设紧急野风阀，在必要时刻， 由温控器控制打开。（附工艺流程图）6.4系统工艺流程设计6.

8、4.1系统的设计（1）常温气体在风机的负压端通过电动混风阀进入系统(2) 通过引风机的抽吸，炉膛内的烟气由炉尾烟气吸罩进入系统管道， 经颗粒除尘器初步净化后，与进入的冷空气混合降温后进入布袋除尘器， 在布袋除尘器前安装有“紧急野风阀”，若遇到特殊情况，温度过高，则 控制装置通过感受烟气温度而进行调节控制，通过“紧急野风阀”将烟管 外的冷空气引入管内，与高温烟气混合，确保进入布袋除尘器的烟气温度 不会过高而将滤袋损坏，延长布袋除尘器的使用寿命。(3) 由于五钠粉尘较易吸潮结块，故选用“薄膜复合滤料”。该滤料具有表面光滑、抗湿不粘尘、粉尘剥离率高、运行阻力低的特点，因此能有 效的防止粉尘在滤料中粘

9、结而堵塞滤料通道， 损坏滤袋及造成窑尾负压不 足等现象的发生。净化后的烟气最终在排尘引风机的抽吸作用下，通过烟囱排放。642系统的保证为保证系统的正常运行，从整个系统的可靠性、经济性出发，在方案 设计采取了以下相应的必要措施：1. 为防止布袋发生糊袋现象，保证布袋除尘器的安全稳定运行，在烟气 进入布袋除尘器之前，加装一套喂灰机构，用人工或自动喂灰的方式 对布袋进行预涂层。2. 为防止粉尘在灰斗及卸灰口发生板结、搭桥现象，在分室停风脉冲袋 式除尘器的灰斗上布置防结料装置一一空气炮。3. 由于本工程处理、收集的是食品级五钠，为防止空气中杂质进入收粉 系统，需对烟气冷却用的空气进行过滤， 在系统中设

10、置一台空气过滤7.方案设计参数的确定方案设计参数的选取主要依据是根据甲方提供的系统数据，结合已有的工程经验。诸参数的确定原则和具体数值分析如下：7.1烟气含尘量的确定根据有关技术资料，炉气含尘量约为 1530g/m3左右。7.2系统处理风量的确定(1) 聚合炉烟气排放量的确定根据宜昌兴发化工集团股份有限公司提供的资料、以及现场实际测 试：在300C工况时相同型号聚合炉其烟气排放量为：17200 m3/h。(2) 冷却风量的确定300C工况17200 m3/h的烟气在380C时烟气量为19600nVh，根据 热平衡方程，将380C的烟气冷却至200C时所需的空气量为19000nVh。(3) 系统

11、处理的总风量系统所处理的总风量为聚合炉排放的烟气量和冷却风量之和，即39800nVh （200 C工况）7.3系统阻损的确定系统的阻损由：整个除尘系统的管道阻力、颗粒除尘器的阻损、除尘器的阻力等组合而成，根据甲方提供的资料情况，通过除尘系统布置，得 本方案的系统阻损一一3800 (Pa)左右。7.4风机的选型(1)主风机的选型根据系统所需和结合风机的选型原则，故风机的参数为:风量：除尘系统风量=39800 (m3/h)风压：除尘系统阻损=3800 (Pa)因此本系统的风机采用 Y 9-38能10.5D，其技术性能如下:序号名称单位参数备注1型号Y 9-38 M 10.5D2风量m/h39800

12、3风压Pa40004转速r/min14505电机功率KW908.设备选型及技术特色8.1颗粒除尘器的选型本设计中选用颗粒除尘器型号为XZZ-皿D1000型，其处理烟气量为19500nVh，除尘器阻力为760Pa。8.2除尘器的选型除尘设备采用LY型脉冲布袋除尘器，其技术性能参数如下：LY-1030型低压回转停风脉冲袋式除尘器技术性能参数表序号名称单位数据1清灰方式在线低压脉冲清灰2室数个63过滤面积2 m10304处理风量m/h432005滤规格mm 130 X 6000数 量条420袋材 质玻纤复膜全过滤m/min0.706过滤风速一室停滤m/min0.847设备阻力Pa 16008烟气温度

13、C 2009入口含尘浓度g/Nm 3010出口含尘浓度mg/Nrri 30规格SYKL-89数量个30气源压缩空气压力MPa0.2 0.3喷吹时间sec0.060.15可调喷吹间隔时间sec099可调喷吹耗气量m/阀次0.25 0.311脉 冲 阀气源供气量nVmi n约1.03.012螺旋输送机台213空气炮套814外形尺寸6300 X 3500 X 145008.3基本结构采用在线低压脉冲袋式除尘器，每个室设有一台手动停风阀，可以实 现在线维修。8.4工作原理含尘气体由进风管道，经进风调节蝶阀进入灰斗，通过导流系统使气 流均布后，进入箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被阻留在滤袋外 表面

14、，净化后的气体经滤袋进入清洁室，由出风口排出。除尘系统运行一段时间后，由于滤袋阻留粉尘的增多，气体过滤阻力 将增大，此时除尘器将对滤袋进行清灰。本除尘器采用在线低压脉冲清灰 方式。由自控系统按照设定的（差压或时间）控制程序，逐室逐排执行自 动喷吹清灰，清落的粉尘集于灰斗，由星型回转卸灰阀卸入输灰系统。该 除尘器在运行过程中自动重复控制程序，保证含尘气体净化后排放。8.5技术特色滤袋由于三聚磷酸钠粉尘细且容易吸潮，容易板结在布袋上，而布袋除尘 器能够在低阻低能耗情况下运行，必须要求滤袋的清灰再生性能好，因此 本项目的滤袋采用上海市凌桥环保设备厂专利产品：玻纤覆膜复合滤料（专利号为：ZL 9423

15、8652.3），其优点如下： 膨体薄膜复合滤料，改变了传统的深层过滤技术，实现了目前最先进 的表面过滤技术，降低了除尘设备的运行阻力。 膨体薄膜复合滤袋表面极为光滑，粉尘不易粘结在滤袋上，较低的反 吹能耗即可将粉尘清落下来，提高了滤袋的清灰再生功能和清灰效果。未复膜滤料复膜滤料 膨体薄膜复合滤料与普通滤料相比较，在相同过滤风速下，其运行阻力可降低2025%除尘器的运行能耗可降低2025%滤袋上粉尘剥 离率可提高25%以上，因而清灰能耗减少20注右。 在一般正常工况下，膨体薄膜复合滤料的使用寿命比普通滤料高 23 倍以上。袋笼滤袋框架采用微机控制的多点焊接生产线制作， 焊接过程分为：加压、 预热

16、、焊接、缓冷、成型、泄压等工艺，自动按序完成。保证框架焊接及 整体刚度，制造材料采用 316L。其外表无毛刺、焊疤、漏焊等现象（袋 笼的脱焊率在万分之一左右），为延长滤袋的使用寿命提供了保证。上海 市凌桥环保设备厂的生产能力为每年 10万个左右。花板与密封花板采用定位模具压制成形，确保孔间距和控制花板孔径的偏差w 0.1mm平整度好，确保滤袋口的密封，袋口设有弹簧胀圈，安装十分方 便。该技术的运用，确保了滤袋和花板间的密封性，确保无泄露，提高了 除尘效率，防止此处连接不密封而影响袋式除尘器出风口的粉尘排放浓度 达标，拆卸方便。喷嘴和引射装置脉冲喷吹管喷吹孔的孔径、孔型与喷吹效果有着非常密切的关

17、系， 本 厂经多年试验研究，对比国内外各种喷吹结构，设计制造的喷吹孔，具有 合理的孔径、孔型、喷嘴形式，圆滑外翻R的孔口可以有效降低气流阻力， 增强脉冲效应。并节省清灰能耗，该工艺为我厂专利“喷吹低阻力诱导喷 吹管”专利号ZL 93 2 26518.9。我厂为喷吹口的外翻孔，配备了专门的 工艺的装备，此种工艺目前众多制造厂尚不具备。 其结构与传统方式对比 如下：凌桥专利技术目前众多制造厂排灰系统灰斗防结料装置因粉尘性质较细且易吸潮，在灰斗内部易产生粉尘搭桥板结现象， 影 响除尘器的正常运行。选用空气炮装置作为本项目的灰斗防结料装置。排灰在除尘器的灰斗共有3个空气炮，每只灰斗上设置一台星形卸灰阀

18、， 实现定量卸灰。上海市凌桥环保设备厂设计制造的星形卸灰阀， 经多次改 进很具技术特色：支承轴承设计精巧，具有良好的防尘密封性能；阀芯采 用进口特氟龙(不沾锅涂料)涂层抗腐防粘结处理，表面光滑，不粘尘， 不堵塞，泄漏率小，密封性能好，故障率小，运转灵活，检修方便，使用 寿命长。9.电气控制及自动化仪表9.1电力负荷及电源9.1.1用电设备及电力负荷序号名称规格型号数量功率(KW) 电压等级(V)1主风机Y9-38 M 10.5D1 190AC3802主风机吸入调节阀1AC3803电动混风阀1D341SH-0.5C DN6001 :0.55:AC3804紧急混风阀D341SH-0.5C DN60

19、010.55AC3805电动吸入阀D341SH-0.5C DN90010. 75AC3806卸灰阀nYXD-2503 10.75P AC3807空气炮助力排灰器3DC248螺旋输送机10.75AC3809脉冲阀SYKL-8930DC2410温度控制仪及传感器ZPT270 PT-100211差压变送器及传感器1151/0-10KPa1DC2412照明电源3AC22013检修电源45AC3809.1.2供电电源 主风机380V低压配电一路90KW380V低压配电一路 380V检修电源一路45KW 照明及手持灯电源（AC36V9.2系统控制9.2.1风机控制主风机采用软启动器启动，风机启动的条件为：

20、风机进口的多叶阀或 电动蝶阀均处于关闭状态。9.2.2除尘器的清灰控制袋式除尘器的清灰设定时、定压差和混合方式三种清灰控制模式，可 通过设在控制柜面板上的转换开关进行选择：a.选择定时清灰模式时，当清灰周期达到给定时限时，控制柜给出清 灰脉冲信号，除尘器开始清灰，清灰一周结束后再进入清灰等待程序；b.选择定压差清灰模式时，在出风总管上设置05000Pa差压变送器，转换成420mA莫拟量，送至中控，在数显表上显示除尘器的总阻 力。同时把该差压信号送至PLC用于差压控制（当差压大于规定值时， 自动切换至差压喷吹清灰）。除尘器过滤阻力（压差）为清灰控制依据， 当阻力上升至设定值时启动清灰程序清灰，当

21、阻力下降至设定值以下且完成一个周期的清灰后，以除尘器过滤阻力（压差）为清灰控制依据，当阻力上升至设定值时启动清灰程序清灰，当阻力下降至设定值以下且完成一个周期的清灰后，除尘器清灰结束，进入清灰等待程序；c.当选择混合模式时，以定时为主、定压差为辅。除尘器分6室，设一台回转停风阀，30只脉冲阀，每室组成独立的 清灰机构，依序喷吹清灰。9.2.3除尘器卸灰及输灰控制除尘器共有3只灰斗，成单列布置。采用电气室控制柜自控和机旁操作箱手动集中操作两种运行方式。9.3自动化仪表931电气控制仪表箱柜序 号名称数量电压等级(V)1低压配电柜2AC3802风机启动柜1AC3803PLC控制柜1AC2204照明

22、箱1AC380/2205检修箱2AC3806现场操作箱3AC38010.系统的材料由于本工程收集、处理的是食品级产品，故系统风机负压端的设备均 采用不锈钢制作。11. 除尘系统的运行安全控制11.1野风阀的控制在系统配置的野风阀前后各安装一套温度传感器，型号WZPK27,0PT10Q用于检测进入布袋除尘器之前的烟气温度及控制野风阀的启闭。 当野风阀后级温度传感器测点温度200C时，调整空气冷却器的旁通阀， 当超过旁通阀的调节范围时，开启野风阀，使系统混入冷风，保证布袋除 尘器的安全运行；当野风阀前级温度传感器的测点温度V200 C时，关闭野风阀，使系统恢复正常运行。11.2系统的防结露控制对于

23、除尘系统的管道及除尘设备作保温措施， 使除尘系统的运行温度 在露点温度以上。11.3操作场所经常检修的部位设有检修平台、爬梯等安全措施，如除尘器、风机、 阀门等。转动设备的外露部位配置安全防护罩。除尘器、风机等部分设有照明灯，便于晚间检修。所有电气设备均设可靠的接地，烟囱、除尘器等设备设防雷接地装 置，接地电阻小于2欧姆。12. 劳动定员为保证除尘系统中袋式除尘器、风机、阀门等设备的正常运行，应加 强点检、维护管理工作，落实相应的操作、点检、维护人员。建议按下表 考虑，最后应按甲方统一管理模式确定。序号岗位和工种班次定员（人）1操作工四班三运转42点检、维护常日班23合计6说明：点检、维护人员应按厂区管