电解炉除尘除氟方案

1、设计方案书项目名称：锅炉烟气除尘脱硫项目项目单位：福建省长汀金龙稀土有限公司 设计单位： 宜兴市东方锅炉除尘设备厂有限公司日期：2015年10月目录1. 设计基础11.1 概况11.2 设备选型11.3 烟气参数11.4 性能指标11.5 滤袋、笼骨说明22. 工艺说明32.1 陶瓷多管除尘器32.2 气箱脉冲布袋除尘器43. 工艺设备93.1 主要设备94. 质量保证及服务承诺104.1 质量保证104.2 服务承诺101. 设计基础1.1 概况1.1.1 项目背景 业主现有一套电解炉系统，共计16台。未能满足环保要求，现委托我公司对除尘除氟处理系统设计提出方案。根据国家环保对粉尘及氟化物总

2、量控制要求, 有限公司 对其锅炉进行除尘脱硫处理。我宜兴市东方锅炉厂有限公司针对业主锅炉的实际运行工况，根据现有国家锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)排放要求，现对除尘、脱硫工艺提出:采用干法除尘、钠碱法脱氟工艺，布袋除尘器+喷淋脱硫塔配备系统处理,使粉尘及氟化物达标排放。宜兴市东方锅炉厂有限公司对 有限公司提供的锅炉大小及烟气量的基本数据进行了认真地研究分析,为其编制了以下烟气除尘除氟技术的方案，并对净化后的烟气保证达到的技术指标如下：.1.氟化物排放浓度：5mg/m3（满足水量、水压、水质和药量时）；1.2.粉尘排放浓度；15mg/m31.3.新增系统装置阻力：2300Pa

3、； 1.4.排放烟气含湿率：8； 1.5.液气比：2.0 L/m3； 1.6.循环水的利用率95%；1.7.除尘脱硫工艺安全可靠，科技含量高，系统简单，工期短，投资和运行费用低；1.8.装置主设备能边运行边维修； 1.9.不影响锅炉的正常燃烧工况；1.2 设备选型除尘脱氟系统：二级气箱脉冲布袋除尘器和三级喷淋洗涤塔，满足粉尘氟化物排放要求。考虑到共计16台熔炼炉，采用两套以上的除尘脱氟系统。1.3 烟气参数1.3.1 原烟气成分 项目单位数值备注设计烟气量m3/h16000提供值烟气温度100提供值粉尘初始排放浓度g/Nm330-150提供值氟化物初始排放浓度g/Nm350-100提供值1.3

4、.2 净烟气成分 项目单位数值备注粉尘排放浓度mg/Nm330设计值氟化物排放浓度mg/Nm35设计值林格曼黑度级11.4 性能指标名称单位数量备注要求除尘效率%设计除尘效率%99.9设计除氟效率h901.5 滤袋、笼骨说明1.5.1 滤袋说明 对于整台布袋除尘器而言，滤袋是其核心部件。滤料质量直接影响除尘器的除尘效率，滤袋的寿命又直接影响到除尘器的运行费用。本工程滤料选用氟美斯滤料。连续工作温度100瞬态最高温度260抗酸性能优抗碱性能良好抗断强度纵向：1800N；横向：1800N氟美斯针刺过滤毡系列产品具有耐高温、高强度、抗酸碱腐蚀、耐磨、抗折等特点，经过不同的表面化学处理与后整理技术，还

5、具有易清灰，拒水防油、防静电等功能；并有适合250300不同温度段的系列化产品。氟美斯滤料与玻璃纤维滤料相比，其耐磨性、抗折性及剥离强度有明显提高，可承担高过滤负荷，过滤速度可达1.5m/min以上或更高，运行阻力低。与合成化纤耐高温滤料相比，克服了化纤滤料伸长率大、变形大、耐温低、耐腐蚀性差的弱点；尺寸稳定性，强度更好，并且价格更加便宜于其他耐高温化学纤维。1.5.2 笼骨说明 笼骨材料采用优质高线线材，使用笼骨自动化生产线一次成型，保证笼骨的直线度和扭曲擘，滤袋框架碰焊后光滑、无毛刺，并且有足够的强度，无脱焊、虚焊和漏焊现象。袋笼采用有机硅技术，镀层牢固、耐磨、耐腐，避免了除尘器工作一段时

6、间后笼骨表面锈蚀与滤袋黏结，保证了换袋顺利，同时减少了换袋过程中对布袋的损坏。2. 工艺说明2.1 气箱脉冲布袋除尘器2.1.1 除尘器主要由以下部分组成：进气系统包括进风导流总管、导流装置。滤袋、笼骨和花板滤袋和笼骨组成了除尘器的滤灰系统；花板用于支撑滤袋组件和分隔过滤室及净气室，并作为除尘器滤袋组件的检修平台；并且滤袋组件从花板装入。清灰系统电磁脉冲阀等组成了除尘器的清灰系统。排气系统包括由排气管道等组成的除尘器净化气体排放系统。卸灰系统装置于除尘器灰斗上的螺旋输送机和星型卸灰阀等组成了除尘器的卸灰系统。压缩空气系统储气包、压缩空气管道、减压阀、压力表、截止阀等。控制系统仪器仪表、主控柜组

7、成。2.1.2 过滤原理含尘气体由进风口进入灰斗，经过灰斗内的导流板，使气体中部分大颗粒粉尘受惯性力作用被分离出来，直接落入灰斗。含尘气体通过灰斗后进入中箱体的滤袋过滤区，气体穿过滤袋，粉尘被阻留在滤袋外表面。净化后的气体经滤袋口进入上箱体后，再由出风口经风机送入脱硫系统。2.1.3 清灰原理随着过滤时间的延长，滤袋上的粉尘层不断积厚，设备的阻力不断上升，当设备阻力上升到设定值时，清灰装置开始进行清灰。首先，第一个分室提升阀关闭，将过滤气体截断，然后电磁脉冲阀开启，压缩空气以极短促的时间向上箱体喷出，使滤袋迅速膨胀，将滤袋外表面上的粉尘被剥离落入灰斗中。清灰完毕后，电磁脉冲阀关闭，提升阀打开，

8、该室又恢复过滤状态。清灰各室依次进行，从第一室清灰开始至下一次清灰开始为一个清灰周期。2.1.4 电器控制脉冲袋式除尘器采用PLC西门子进行集中控制。调试和设备检修时采用手动方式进行控制，设备正常运行工况下采用自动方式进行控制。脉冲袋式除尘器的清灰控制方式一般采用定时法，也采用定阻法。定时法即按设定好的时间程度进行逐室清灰。定阻法即根据滤袋内外压差的控制，将差压变送器发出的信号通过电气控制装置，按设定程序进行逐室清灰。2.2.5 特点(1) 导流系统我们对除尘器各烟气流经途径中的管道风速进行了分段化设计，除尘器的进风采用了气体导流系统并充分利用了气体的自然分配原理， 保证了单元进风的均匀、和顺

9、，以提高过滤面积的利用率。含尘气体由导流管进入各单元过滤室，由于设计中袋底离进风口上口垂直距离有足够合理的净空，滤袋间距亦进行了专门设计，气流通过设置于灰斗中的进风分配系统导流后，依靠阻力分配原理自然分布，达到整个过滤室内气流以及各空间阻力的分布均匀，保证合理的烟气抬升速度，最大限度地减少紊流。合理的进风导流系统将箱体、过滤室和系统的阻力降至最小并尽可能地减少进风系统中的灰尘沉降现象，避免了滤袋的抖动、碰撞、磨擦，延长了系统及滤袋的使用寿命。(2) 滤袋布置和花板除尘器滤袋采用纵横布置方式，这种排列方式合理地利用了方形的箱体空间。合理的滤袋中心距保证了含尘气体在滤袋间的抬升空间，同时避免了滤袋

10、抖动可能产生的碰撞。除尘器的花板作为除尘器净气室和过滤室的分隔，用于悬挂滤袋组件，同时将作为除尘器滤袋组件的检修平台。除尘器采用冲压方法加工花板孔，保证了花板及花板孔的形位公差要求。除尘器上箱体内部结构为工人以花板作为操作平台进行除尘器检修、维护创造了条件。冲压加工的花板半成品上箱体及其组件花板孔冲压孔径准确，与理论孔径的偏差小于±0.05mm，确保两孔洞的中心距误差在±1.0mm以内。花板孔洞制成后清理各孔的锋利边角和毛刺，焊接加强筋板时，筋板布置合理。焊接后通过整形确保花板平整，无挠曲、凹凸不平等缺陷，花板平整面度<11000，对角线长度误差<3mm，内孔加

11、工表面粗糙度为 Ra=3.2。滤袋与花板的配合合理，滤袋安装后严密、牢固不掉袋、装拆方便。采用精密工艺加工的花板和高精度定位的喷吹管保证了喷吹短管轴线和滤袋组件轴线的重合，从而保证了整套喷吹清灰系统的可靠性。(3) 脉冲清灰系统除尘器的清灰采用压缩空气脉冲清灰。除尘器采用在线清灰方式，清灰功能的实现是通过PLC利用定时或手动功能控制启动脉冲阀喷吹，使滤袋径向变形，抖落灰尘。清灰系统设计合理，脉冲阀动作灵活可靠；在设备出厂前，对清灰系统等主要部件进行了预组装，以保证质量。清灰用的喷吹管采用镀锌管，借助校直机进行直线度校正。清灰系统设置储气包、脉冲阀、调压阀等，保证供气的压力、气量和品质，清灰力度

12、和清灰气量能满足各种运行工况下的清灰需求。(4) 电磁脉冲阀清灰系统的关键设备是电磁脉冲阀，它的选用关系到除尘器的清灰效果。我们为布袋除尘器选用的电磁脉冲阀为喷吹压力0.5-0.7 Mpa的电磁脉冲阀，DC24V、1.5”直角阀脉冲阀，膜片经久耐用，满足了脉冲电磁阀的高效运行要求、极大地减少了维护工作量。2.2.6 技术参数序号项目单位数据1气箱袋式收尘器PPF64-62处理风量m3/h160003箱体结构设计压力KPa±64净气室形式侧吸式5材料Q2356最大漏风率38布袋除尘器总效率%99.99排放浓度mg/m33010除尘器阻力Pa350011过滤风速m/min1.212仓室数

13、个413灰斗数个114布袋数量条25615每个仓室内布袋数量条 25616布袋尺寸（直径×高度）mmØ130×245017滤袋材质氟美斯滤料18每条布袋的过滤面积m21.219总过滤面积m224820滤袋使用寿命累计运行时间2年21持续使用温度20022瞬时使用温度26023清灰方式脉冲清灰24频率的控制脉冲控制仪27脉冲阀规格2.528脉冲控制阀数量只429脉冲宽度ms80150（定时或定阻）30电磁脉冲阀寿命万次10031排灰阀形式卸料阀32压缩空气压力MPa0.50.733压缩空气耗量m3/阀次0.2534笼骨尺寸(直径×高度)mmØ12

14、5×245035数量25636材质有机硅喷涂37花板加工方法冲床冲孔38材质Q2353. 工艺设备3.1 主要设备序号名称规格和型号单位数量备注1布袋除尘器本体PPF64-4-6T套1Q2352喷吹气包Ø325×900只13喷吹装置套1无缝管4滤架Ø125×2450只96有机硅喷涂5滤袋 （覆膜）Ø130×2450条96氟美斯滤料6汽缸提升阀Ø63×460只3组合件7旁通装置PT只1组合件8电磁脉冲阀1.5”只3E+H9压缩空气管阀件套1无缝管10爬梯护栏平台B=600套1焊管11PLC控制柜含脉冲控制仪

15、台1西门子12烟气管道套113电线缆、线管本体电气设备连接线缆套1远东14星形卸料器300×300只1南通久瑞15除尘器基础座1需方自建16空压机系统0.5m3/min，含储气罐套117变频引风机台1富士2.1 脱氟工艺说明钠碱法除氟工艺是在石灰石-石膏法基础上发展起来的工艺，它克服了石灰石容易结垢的问题。利用钠盐水易溶于水，且反应吸收效率高，无固体生成物，不用考虑除氟生成物的处理。综合考虑脱氟剂来源、脱氟效果、运行费用及二次污染等因素，本工艺建议选用NaOH为脱硫剂。脱氟机理：废气洗涤塔处理废气的主要化学反应为：aOH+HF aF + H2OaOH+HCL aCL+ H2O Cl2

16、 + H2O HClO + HCl2HClO 2HCl + O2工艺特点具体描述如下：一次性投资省。同等条件下约比钙法脱氟节省投资25左右。由于氢氧化纳的分子量（40）是氧化钙（56）的71，是石灰石（100）的40，因此，去除等量的氟化物所需氢氧化钠要比钙法工艺少很多，其输运、储存系统，脱氟剂供应系统也比钙法大大简化。运行费用低。由于脱氟工艺系统大大简化，耗电量大为降低。因此，氢氧化钠脱氟运行耗电量一般较低。氢氧化钠的分子量小，所以脱除等量SO2消耗的NaOH仅为氧化钙的71，综合运行成本较低。运行可靠性高。钠碱法脱氟较石灰石湿法脱硫的一个主要优点是运行可靠性高。由于纳基脱氟的副产品为亚硫酸

17、氢纳，无固体悬浮物和沉淀物产生，而且脱硫是在溶液状态下进行，积垢、结块、磨损、堵塞等难题在钠碱法系统中不存在，运行可靠性显著提高，维护更容易。综合以上描述，钠碱法脱硫工艺的脱硫效率高，脱硫效率高达8595、运行费用低、设备一次性投资成本低、脱硫后废水无沉淀物产生。该工艺在中小型锅炉中应用广泛，目前已在全国各地得到成功应用。2.3 脱氟系统 锅炉烟气脱氟工艺，采用空塔喷淋系统，满足环保排放要求。2.4 喷淋塔脱氟塔由下列设备组成： 塔体 进出口烟气接口 雾化喷淋层 除雾器及反冲洗2.4.1 脱氟塔脱氟塔塔内设置三层雾化喷淋层，顶部设置粗细两层除雾器。吸脱氟塔主体采用碳钢，内衬花岗岩结构。独有的脱

18、氟塔结构具有喷淋空塔压降低、气液分布好的优点，且传热传质推动力大，脱氟效率高。脱氟塔具有很强的燃煤含硫率变化的适应性，且具有很高的除尘效率。脱氟塔塔体上设有检修人孔，操作平台等附属设施。2.4.2 雾化喷淋层脱氟塔内部浆液喷淋系统由分配管网和脱氟液喷嘴组成，喷淋系统的设计能均匀分布要求的喷淋量，流经每个喷淋层的流量相等，并确保脱氟液与烟气充分接触和反应。喷淋层的数量3层，每层安装了螺旋雾化喷嘴，保证吸收塔每个喷淋截面的脱硫液覆盖面积超过200。所有脱硫液喷嘴能避免快速磨损、结垢和堵塞，脱氟液喷嘴材料采用316L或相当的材料制作。脱硫液喷嘴与管道的设计便于检修，冲洗和更换。2.4.3 除雾层除雾

19、器系统由除雾器本体及冲洗系统组成。烟气通过除雾器的弯曲通道，在惯性力及重力的作用下将气流中夹带的液滴分离出来：脱氟后的烟气以一定的速度流经除雾器，烟气被快速、连续改变运动方向，因离心力和惯性的作用，烟气内的雾滴撞击到除雾器叶片上被捕集下来，雾滴汇集形成水流，因重力的作用，下落至脱硫塔内，实现了气液分离，使得流经除雾器的烟气达到除雾要求后排出。除雾器的除雾效率随气流速度的增加而增加，这是由于流速高，作用于雾滴上的惯性力大，有利于气液的分离。但是，流速的增加将造成系统阻力增加，也使能耗增加。而且流速的增加有一定的限度，流速过高会造成二次带水，从而降低除雾效率。通常将通过除雾器断面的最高且又不致二次

20、带水时的烟气流速定义为临界流速，该速度与除雾器结构、系统带水负荷、气流方向、除雾器布置方式等因素有关。具体为二级除雾器本体、冲洗水管道、喷嘴、支撑架、支撑梁及相关连接、固定、密封件等组成。 除雾器性能保证 (1) 除雾效率：在正常运行工况下，除雾器出口烟气中的雾滴浓度低于75mg/Nm3；(2) 压降：不考虑除雾器前后的干扰，保证在100烟气负荷下，整个除雾器系统的压降低于200Pa。(3) 耐高温：80-95。(4) 耐压：保证承受冲洗水压为0.3MPa时，叶片能正常工作。(5) 冲洗喷嘴：为全锥形喷嘴，冲洗水喷射角度为90120度，喷射实心圆锥，能够保证叶片全部被覆盖。2.4.4 脱硫塔材

21、质的选择由于烟气脱氟系统具有高腐蚀性，对脱硫系统设备，特别是吸收塔的防腐有很高的要求。因此，吸收塔的材质的选择是关系到脱硫系统能否长期运行的关键。选择合理的耐蚀材料是防腐蚀的基础，而防腐蚀结构的不同决定了抗渗透性能的高低和防腐蚀的效果。脱硫装置中的外护钢板，内衬的花岗岩结构，具有非常高的耐腐蚀及耐磨损。2.5 循环浆液系统循环浆液用于除尘脱氟浆液的循环，主要由主循环泵、管道阀门、循环水池（沉淀池、清液池）组成。循环水池清液池的浆液由泵送入洗涤塔，处理烟气后回流到循环水池，粉尘在沉淀池内沉淀，沉淀后的澄清液自流到清液池，循环利用。定期补充氢氧化钠保证水池PH值，满足在9以上。循环水池沉淀物由人工

22、清理，氢氧化钠浆液补充可采用氢氧化钠直接投入水池或者采用钠碱浆液罐搅拌稀释后自流到水池。定期补充水池循环水，满足水池液位在正常液位。采用氢氧化钠脱氟后的最终产物氟化钠溶于水，长期循环，浓度饱和后会产生结晶现象，建议每天外排部分循环水。2.6 性能保证值序号项目名称保证值备注1整套除尘装置可用率，982整套除尘脱氟装置质量保证期，年13除尘效率保证值，4脱氟效率保证值，905系统阻力，Pa12006林格曼黑度，级13. 主要设备表序号数量设备名称规格型号材料及备注价格一脱硫除尘系统11台喷淋洗涤塔PL-6T型外护钢板，内衬花岗岩23层喷淋装置316L不锈钢32层除雾器及反冲洗PP二烟气系统11套设备烟道普通钢板21段变频引风机31段烟囱普通钢板三土建部分11座洗涤塔基础供方设计C25砼需方负责21条排污沟管按现场布置需方负责31座循环水池供方设计C25砼需方负责四供水系统12台耐腐蚀耐磨液下泵供方设计流