6300KVA硅铁炉除尘器

1、、概述贵公司现有一台6300kVA硅铁炉。由于硅铁炉烟气危害性很大，烟尘中含10%的游离SiO2， 其烟尘粒径分布中0.02- 0.25 ym占80%几乎100%勺烟尘均为可 吸入颗粒物，可经呼吸道进入人体肺部危害人体身心健康， 并且粉尘中的硅粉回 收价值相当大， 将其直接排放也是对资源的极大浪费。 因此， 为了保证项目投产 后实现废气的达标排放，达到既要节约资源， 又能减少污染、 美化环境。 该司决 定于近期对这台硅铁炉进行彻底的除尘改造，受该司委托， 我司特拟定以下治理 方案。二、设计依据及原则2.1设计依据2.1.1铁合金有限公司提供的有关资料2.1.2冶金工业部钢铁工业烟气净化技术政策

2、规定第七章“铁合金电炉烟气 净化”中有关规定。2.1.2工业炉窑大气污染物排放标准(GB9078-1996)2.1.3通风除尘系统手册2.1.4建设项目环境保护设计规定2.1.5除尘技术基础理论2.2设计原则2.2.1严格执行国家及地方各级环保部门的有关规定，确保治理后烟尘达标排放。2.2.2在治理硅铁炉烟气粉尘对环境污染的同时， 实现对硅粉的回收再利用， 以 提高环境效益、社会效益和经济效益。2.2.3在确保环保要求的前提下， 力求工艺简单、 投资省、寿命长、运行成本低。三、设计目标1烟气排放浓度50mg/Nm系统除尘效率99.8%2.回收的硅粉其含SiO2量92%3投资省、结构合理、维护简

3、便，运行费用低。四、烟气特征及工艺参数6300KVA半封闭硅铁炉，冷却器+蜗壳式双级逆向旋风预处理器+袋除尘器的工 艺，其工艺流程如下：集烟罩U形冷却器双旋风提纯器袋除尘器引风机 烟囱高温烟气（450-550C）经自然风冷冷却降温后，其烟气温度降为200-250C,烟气量也将相应降低，在经双旋风提纯器分离后的烟气温度进一步降低，然后进入袋除尘器过滤后经引风机由烟囱排出，整个工艺过程为负压运行，从而有效地避免了正压运行带来的风机叶片磨损严重的问题。6300KVA半密闭硅铁炉烟气特性和工艺参数如下表:项目工艺参数标况烟气量（Nnh）工况烟气量（N/h）85000烟气温度C烟尘成份CaO C, Si

4、O2，AIO3，MgOFQQ烟气成份2, Q, CO, CO HO, NCX废气含尘浓度g/N2-10五、方案选择由于硅铁炉烟气温度高，粉尘性质特殊，风量变化大，国内先后采用了许多除尘 技术，进行了大量的烟气净化实践。 目前， 对于硅铁炉高温烟气的除尘比较成熟 的技术为干法布袋除尘，根据我司硅铁炉烟气治理工程的技术经验，我司决定采 用硅粉预处理器+干法布袋除尘治理工艺，对该硅铁炉烟气进行治理和硅粉的收 集。在布袋除尘器选择上我们选用了脉冲长布袋除尘器，这是由于该除尘器技术先 进，除尘效率高，排放浓度完全可以满足v 50mg/Nm的要求。特别是该除尘器占 地面积小，对于老线改造特别有利，是硅铁炉

5、烟气收集的首选除尘设备。 由本公 司生产的RJMC系列除尘器脉冲除尘器是我司技术人员借鉴国内外先进除尘技 术，研制成功的新型高效长布袋除尘器，它不仅综合了分室反吹和脉冲清灰的优 点， 克服了普通分室反吹强度不足和一般脉冲清灰粉尘再附的缺点，而且加长了滤袋，充分发挥压缩空气强力清灰的作用。是一种除尘效率高，占地面积小，运 行稳定、性能可靠，维修方便的大型除尘设备。为确保除尘器能长期、高效、稳定、可靠运行，我公司对除尘器采取以下主要措 施：正确合理选型除尘器袋式除尘器的合理选型是影响除尘器滤袋寿命的关键。除尘器选择过 小，将会使滤料的过滤风速提高，从而大幅度降低滤袋的使用寿命。选择过大，则又将增加

6、投资，造成不必要的浪费。我们在选型时，充分考虑烟气性质、粉尘 浓度等一系列因素，根据滤料的使用要求，确定过滤风速为1.0m/min。（2）考虑在线检修为保证设备的故障不影响铁合金炉的正常运行。 除尘器的设计采用了离线清灰功 能，设置了提升阀，袋室之间完全隔离，这样检修时只需将该室关闭即可，不影 响设备的正常运行。（3）选择高质量的脉冲阀对于除尘器清灰的关键部件脉冲阀，我们采用了国际知名品牌公司的淹没式 脉冲阀，该产品启动关闭迅速可靠，阀体阻力低，在较低的气源压力下，也可很 好地完成清灰工作，.（4）滤料的合理选择根据硅铁炉的烟气性质，选择耐高温的LF复合滤料，表面作超细面层处理。（5）花板孔采

7、用冷延冲压切割，保证花板的平整度及花板孔的精度，使滤袋悬 挂垂直，减少了清灰过程中滤袋的相互碰撞，保障了滤袋的使用寿命。（6）独特的气流均布及涡流打散装置气流在进入收尘器后， 由于截面突变会产生较强的涡流， 涡旋气流会使刚收下来 的粉尘再次以较高速度上扬， 这样不仅增加了滤袋负荷， 同时也会冲刷滤袋并降 低滤袋使用寿命。加入独特的气流涡旋打散及均布装置后， 可很大程度上减少涡 流对滤袋的冲刷，避免袋底相碰，延长滤袋使用寿命。（7）清灰彻底可靠采用先进的逐行喷吹方式，通过喷吹管上的开孔孔径变化，合理调节。（8）应急保护系统为防止系统工况不稳定时、 设备试车时及上游设备出现故障时， 出现的烟气的入

8、 口温度将会超过滤袋的允许使用温度等现象，设置了应急保护系统。（9）本除尘系统所采用的硅粉预处理器为双旋风除尘器。尘气在旋转气流的作 用下，所含大颗粒粉尘被有效地捕集， 并被分级成粒径不同的二种粉尘， 沉降后 排出。尘气中所含杂质及碳粒被有效处理，所回收的硅粉其SiO2含量92%六、系统简述除尘系统运行时，含尘烟气由矮烟罩通过风管进入U形自然风冷却器，经冷却降 温后进入硅粉预处理器，利用旋风分离的原理将烟气中的大颗粒粉尘和碳粒除 掉，再由引风机引入除尘器脉冲布袋除尘器过滤。含尘烟气经耐温280C的LF复合滤料过滤使排放的烟气含尘浓度小于50mg/Nr净化后的烟气由烟囱排放。为保证除尘器袋式除尘

9、器的安全运行， 在除尘器入口的管道上设置冷风阀， 此 阀与除尘器入口温度测点联锁，当温度大于250C时阀门自动开启，混入冷风降 低烟气温度，以确保除尘器安全运行。除尘器采用自动清灰，由PLC控制整个过程。为便于系统的控制调节和管理，在 系统与烟囱附近，风机前后和除尘器入口处温度、压力测点。七、设备选型7.1除尘器选择根据85000 m3/h进行设计。LF滤料的过滤风速一般为1.0m/min，由此过滤面 积为85000/(1.0 X 60)=1416吊， 可选择一台RJMC84-7永冲长布袋除尘器。 该 设备主要技术参数如下：处理风量：85000m3/h过滤面积：1440m2过滤风速：1.0m/

10、min允许进口浓度：w 200g/Nm烟气出口浓度：v 50mg/Nm除尘器阻力：v 1500Pa单元数：7每单元滤袋数：84条滤袋规格：130X 6000mm滤袋材质：LF滤料+P84超细面层处理脉冲阀：2.5淹没式，49只7.2冷却器自然风冷。7.3硅粉预处理器( 蜗壳式双级逆向旋风预 分离器)?2.3m蜗壳式双级逆向旋风除尘器一台7.4主风机一台型号：9-28No.16D流量：81496m3/h全压：5696Pa电 机：Y355M3-6220KW7.5空压机型号：W-2 . 0/7排气量：1.6m3/min电 机：22KW6300kVA矿热炉烟气净化系统设计方案一、设计依据1本设计依据冶

11、金工业部钢铁工业烟气净化技术政策规定第七章“铁合金电炉烟烟气 净化”中有关规定。2废气排放执行GB9078-1996工业炉窑大气污染物排放标准中一级排放标准。3.产生的噪声执行GB12348-90工业企业厂界噪声标准之规定，即厂界噪声白天w 65db,夜间w 55db。二、设计目标：1烟气排放浓度50mg/Nm3系统除尘效率99.8%。2.回收的硅粉其含SiO2量92%3投资省、结构合理、维护简便，运行费用低。三、设计参数：6300KVA矿热炉矮烟罩，半封闭式，一般情况下的烟气排放工艺参数：1、炉罩烟气量：85000Nm3/h（标态）2、烟气温度：450 C3、烟气含尘浓度：3.6-5g/Nm

12、3（一）低压脉冲除尘系统一、概述： 负压过滤式除尘系统在硅粉予处理器前端与正压过滤式没有区别。区别在于除尘器设在主引风机前端（入口前），净化后的烟气是通过烟囱排放的。与传统的负压过滤反吹 清灰所不同的是此方案采用的是负压过滤脉冲清灰方式，所选除尘设备是：JDDM系列长袋低压脉冲布袋除尘器。此项技术的成功应用改变了传统的负压过滤式除尘器投资大，设备体积大，清灰效果不够， 设备运行阻力偏高等缺陷， 脉冲清灰方式布袋除尘器应用在铁合金矿热炉上， 确实是国内最 新的除尘技术。它的特点是：（1）投资省，占地面积小。该设备选用的新型复合滤料与玻纤滤料相比其耐磨性、抗折性及 剥离强度有明显提高，即能耐高温，

13、 又能提高过滤风速， 是玻纤滤料的一倍，相应地减少了 除尘器过滤面积，是玻纤滤袋除尘器过滤面积的一半，设备重量比较轻50%。达到了降低投资成本，减少占地面积的目的。（2）清灰效果好。清灰效果是除尘器使用的关键因素，该设备采用大口径淹没式直通脉冲阀， 喷吹阻力小，气压低，清灰瞬间喷吹压力达到2000pa，强力清灰彻底、效果好。所用脉冲阀膜片系中美合资技术，使用寿命为100万次。（3）维护方便。该设备采用上揭盖结构，即揭开上盖就可抽出滤袋框架换袋。其滤袋使用寿 命为18-24个月，玻纤滤料一般为8-12个月，维修周期相对延长。运行费用相对减小。（4）负压式除尘系统其主风机处于清洁气流工作环境，主风

14、机的叶片无需清洁维护，风机运 行相对稳定。二、主要设备选型1除尘器项目6300KVA矿热炉用除尘器名称长袋低压脉冲布袋除尘器除尘器型号、规格JDDM-1400型处理风量M3/h 85000烟气温度C 180 -230烟气含尘浓度入口：3.6-5g/Nm3出口：w 80mg/Nm3分室数量（室）4滤袋总数（条）600过滤面积（m2）1400过滤风速（m/min）0.71全运行0.87一室清灰滤袋规格（mme125X 6000滤袋材质新型复合滤料滤袋寿命2年滤袋运行阻力pa 1500除尘器运行阻力pa 2000除尘器漏风率98.5%2.U型空冷器一台6300KVA矮烟罩半封闭式矿热炉除尘系统配散热

15、面积为600m2的U型空冷器一台。3硅粉予处理器e 3.5m、e 2.3m蜗壳式双级逆向旋风除尘器一台。4.主风管直径取D=1520mmj排放烟囱D=2500mm5.主风机一台 型号：JY5-44 NO22.4D流量：100000m3/h全压：5314pa配电机：Y400-43-6 250KVA 960r.p.m作者：不详1 前言八十年代以来，国内新建了一批6000kVA16500kVA 硅铁电炉。均采用半封闭式烟罩，设置干法布袋除尘器净化装置。其烟气净化系统见图1。本文就工程设计中应该考虑的各种因素进行探讨。图 1 硅铁电炉烟气除尘系统1 电炉；2罩子；3烟道；4 冷却器；5 布袋过滤器；6

16、风机；7 调节阀；8排气口。2 排烟罩的设计电炉烟气捕集效果的好坏在一定程度上取决于烟罩的结构形式。硅铁电炉采用半封闭式矮烟罩代替高 烟罩，以减少排烟量，防止炉内烟气外逸，可改善工人操作环境。此种烟罩的排烟量约为理论炉气量的5060 倍，一般设计成六角形罩，根据工艺需要采用水冷骨架整体结构，便于设备检修，在衬有耐火材料的六角形罩六个侧面中的 三个侧面装设加料门，加料门在一般情况下不开启，只是在加料或捣炉操作时开启一个侧面，以减少野风 进入。采用矮烟罩比高烟罩的排烟量少 50%烟气温度约 400C700C，当罩内烟气温度大于 500C 时，烟 罩的材质应为耐热钢，特别是烟罩侧面中的加料门结构的设

17、计要防止变形，开启灵活，并提高其密封性。3 放散烟囱的设计3.1 烟气呈放散状态下的最佳排烟温度选择半封闭电炉的烟气呈放散状态下的最佳排烟温度（不同 于烟气净化系统投入运行的排烟温度）应当选取400 C 为宜，此烟气温度下的电炉料面温度是最佳的，此温度既保证了充分利用烟气的物理热来加热物料，也利于电极焙烧，又防止了硅石破碎而恶化炉料透气性 的现象发生。3.2 最佳烟温下放散烟气量的确定当还原剂的配比为 50%焦炭、50%煤时，烟气温度为 400 C，正常条件的排烟量为每 t 产品 60000Nm3 刺火条件的排烟量为每 t 产品 120000Nm33.3 烟气通过放散烟囱的气速选取设计计算应按

18、刺火条件下的烟气量作为计算依据，其气速一般先取713m/s，同时以正常烟气量进行核算，经综合比较来确定其放散烟囱的通径。34 烟气通过烟囱的温度降当烟气温度 400C500C 时，烟气通过烟囱的每米温度降，金属衬砖烟囱一般为22. 5C,金属烟囱为 34Co3. 5 烟囱扩张式出口的设计为了减小烟气排入大气时的出口动压损失，应减小排出口的速度。烟囱出口气速以不小于4m/s 为宜，一般将烟囱出口设计成扩张式的，以提高烟囱的抽力。3.6 放散烟囱的阀门放散烟囱阀门的设计，要求操作灵活，密封性好，适于多尘条件。当烟气净化系统中的除尘器袋式除尘器进口烟温过高时，烟囱阀门自动开启，放散烟气。4烟气管道的

19、设计4.1 排烟管道的烟气流速合理选取管道中的烟气流速是保证系统正常运行的重要因素，流速过低， 造成管道内积灰，堵塞管道，流速过高，阻力增加，磨损管壁，严重时出现漏风，影响捕集效果。管道的流速范围一般选取为 1626m/so 低速为正常条件，高速为刺火条件。4.2 管道的伸缩节伸缩节应设计成柔性的结构，使管道热变形时引起的推力最小，以简化支架设计。4.3 烟气管道材质的选择对于通过 550 C 烟气的金属管道选材，宜选用低合金高强度钢，输送低于 250 C 烟气的管道选材可用低 碳钢或锅炉钢板。4.4 管道清灰装置 当水平管道过长时，应考虑管道清灰装置在管道附近有压缩空气气源时，可采用在水平管

20、道末端设置喷吹管清除管内的积灰。5烟气冷却器的选择及设计5.1 冷却器的选择半封闭电炉和敞口电炉通常采用袋式除尘器净化。按过滤材质的要求，过滤前必须将烟气冷却，为了 把烟气温度降低到 250C 以下，需要借助冷却器来冷却烟气温度。近年来，国内一般采用空气冷却的 U 型管式冷却方式来冷却电炉烟气，如西北铁合金厂 12500kVA 的硅铁电炉采用了 U 型管式冷却器降温。5.2 U 型管式空气冷却器的设计U 型管式空气冷却器是以高温烟气与冷空气通过自然辐射进行热交换， 使烟气达到降温的一种冷却装 置。 该冷却器制作简单，操作维护方便，但耗费钢材较多。(1 )管式空气冷却器的排数根据烟气在管内的流速

21、来决定；冷却管内烟气的平均流速一般选取范围是2026m/s。集合管内烟气流速一般选取 1020m/s，低速为正常条件；高速为刺火条件；(2)空气冷却器每根管的长度根据传热系数所决定的传热面积来确定；(3)空气冷却器的高度由结构的稳定性确定；最佳高度以不高于17m 为宜；(4)冷却器的管径选取范围一般为500 1100mm 壁厚为 5mm(5)设计空气冷却器的关键因素是正确确定其传热系数，由于影响传热系数的因素很多，如烟气的温 度、比热、导热系数、管壁的热阻、管壁尘垢的热阻、锈垢的热阻等，特别是管壁上尘垢和锈垢的热阻很难正确确定，因此应在理 论计算的基础上，根据相似的设备加以修正，一般传热系数波

22、动范围是k = 13. 9220. 88W/m2- K。（6）平行并列的冷却管束应将其中若干冷却管的出口处设计带有两位切断阀门的结构，其作用是保证 在烟气量变化的情况下，冷却管内的烟气流速近于恒定，以防止冷却管内积灰而降低冷却效果；（7）平行并列管在冷却器的进出口联箱上应错列式布置，有利于提高传热效率，又便于安装施焊；（8）当冷却器处理的烟温为 550C 时，冷却器应设计成两段式的。即高温段与低温段。高温段冷却管 材料宜选用 Corten钢，低温段冷却管材料可选用低碳钢。6袋式除尘器的设计 根据硅铁粉尘轻且细的特点，如果在风机前加一台预除尘器把粗颗粒粉尘分离出来，风机磨损问题可以解决。国外对硅

23、铁电炉烟气的净化，一般采用压入式的袋式除尘器较多，而国内采用吸入式的袋式除尘 器较多。61 对于大型袋式除尘器的单元滤室的划分经技术经济分析，认为单元滤室袋数一般为 140160 条袋子为宜。这样可使除尘器结构轻巧耗钢量低，而且又保证了适宜的反吹风量，使袋式除尘器在清灰与非清灰气布比波动较小，稳定净化系统的运行，保 护滤袋，延长其使用寿命。62 袋式除尘器的清灰方式目前在硅铁电炉烟气过滤中使用脉冲清灰过滤器的情况越来越多，北京铁合金厂两台6000kVA 的硅锰电炉烟气净化均采用了大型低压脉冲清灰除尘器。其特点是：这种负压下运行的高气布比脉冲清灰过滤器，过滤面积比大气反吹布袋除尘器所需要的过滤面积要减少6575%占地面积少，投资省。63 滤袋材质 袋滤式除尘器的工作特性除与除尘器的结构形式有关外，在很大程度上取决于滤布的性质。目前国外 使用比较普遍的还是玻璃纤维，允许使用温度可达 250280C，但玻璃纤维强度较低，允许滤速一般不超过0 5m/min，为了提高玻璃纤维的抗折性，一般要进行硅油和石墨处理，使用这种处理后的布袋，加上合理的反吹制度，布 袋的寿命可达 5 6a 之久。近几年来，国内外开发了一种新型材料，即在玻璃纤维