磁材煅烧废气设计方案

1磁材煅烧废气治理工程设计方案设计单位：电话：地址：日期：2015年03月21.项目概况该厂磁材煅烧车间产生一定的生产废气，原有一套废气处理设施，由于年限已久设施老化及操作问题，现已无法达到处理标准，废气排放口可见一定浓度的青烟，并可闻到一定的刺激性气味，对周边环境及居民生活影响较大。因此特委托我司对该厂原有废气处理设施进行整改。根据我们掌握的部分资料，此废气处理采用我司特制定如下初步设计方案供贵公司参考。2.设计依据2.1废气中所含污染物种类、浓度及温度废气成分：SO2、H2S、NOx、HCl、NH3等。煅烧原料及废气排放相关属性见下表：煅烧原料成分及含量（煅烧原料中cl-含量2000ppm左右）风机风量（m3/h）工作时间（h）Fe2O3（70%）Mn3O4（23%）ZnO（7%）胶（6‰）柠檬酸二铵4000×224废气温度：100-150℃废气溶于水后PH值≈2总风量：8000m3/h原设施废气处理工艺：废气-离心风机布袋过滤器活性炭吸附器排放32.2设计规模废气处理量：1套处理设施：设计处理风量：8000m3/h；2.3设计范围从车间排气管汇合后出口开始，经装置入口至排放出口之间，所有工艺设备、连接管道、管件、阀门、风机、电气装置、自动控制污水处理设备等。2.4处理后气体排放浓度废气排放标准应执行广东省地方标准《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）第一时段之一级标准，具体见表1。序号污染物最高允许排放浓度，mg/m3最高允许排放速率，kg/h无组织排放监控浓度mg/m3排气筒高度，m一级标准1SO2550151.400.50202.20307.502NOx240150.400.15200.65302.203HCL10015禁排0.2520304颗粒物120151.805.00203.003012.05H2S15禁排0.03203042.5设计参考资料以及法规标准《涂装作业安全规程——涂漆工艺通风净化》GB6515-86《通风除尘技术》《工业通风》《环保设备材料手册》《建设项目环境保护管理条例》中华人民共和国国务院令第253号1998《中华人民共和国环境保护法》（1989年12月）《工程施工及验收规范》《三废处理工程技术手册（废气卷）》，化学工业出版社《大气污染物排放限值》（DB44/27-2001）2.6控制系统系统采用自动控制，以实现治理系统的操作最优化，降低运行费用，增加设备运行的可靠性。3.工艺设计3.1设计原则1.严格执行国家环境保护有关法规，按规定的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于标准指标。2.采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。3.工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地，确保达标排放。54.在运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。3.2废气处理方法选择传统有机废气污染物治理技术1、吸附吸附法是利用某些具有吸附能力的物质如活性炭、硅胶、沸石分子筛、活性氧化铝等吸附有害成分而达到消除有害污染的目的。吸附法适用于几乎所有的废气污染物，一般是中低浓度的废气污染物；吸附效果取决于吸附剂性质、废气污染物种类和吸附系统的操作温度、湿度、压力等因素，具有去除效率高的优点，从而使其成为去除废气污染物较为常用的方法，但存在投资后运行费用较高且有产生二次污染的缺陷。活性碳的多孔性对某些有害气体（主要是有机物）有很强的吸附能力，废气通过活性碳层时被碳表面存在的未平衡分子吸引力或化学键力吸附在活性碳上，从而达到废气净化。活性碳吸附法适用于大风量、低浓度，温度不高的废气治理。此法工艺成熟，效果可靠，因此被广泛地应用于化工、喷漆、印刷、冶炼等行业的废气治理。吸附是一种广泛使用的污染物排放控制手段。气体流量和浓度的波动对吸附器的操作影响较小，设备的尺寸取决于处理的气量和浓度。系统投资费用中等，操作灵活，净化效率为99以上，是目前处理有机废气最为成熟和可靠的技术，且副产混合溶剂。目前，常采用各种新型吸附剂与吸附和再生解吸工艺复合，以减少设备投资和降低运行费用。该工艺特别适合废气中低浓度、小气量、负荷波动大；操作要求灵活等有机废气治理。62、吸收法吸收法是通过让污染物废气和液体（如水和有机溶剂等）吸收剂充分接触而达到使污染物从废气转移到液相的一种操作过程。吸收过程的主体是填料塔、板式塔或喷雾塔等吸收装置。吸收装置可用来处理大气量的污染物，浓度范围500~5000PPm不等，去除率根据吸收剂和污染物组分不同，吸收效率差异较大，一般大于30%以上，也可高达98%。该工艺本身是一个典型的分离问题。因此，存在吸收液的再生与处理装置，以及浓集气流的二次污染问题。实际应用于有机废气治理的工程较少。采用低挥发或不挥发溶剂对废气污染物进行吸收，再利用有机分子和吸收剂物理性质的差异进行分离的废气污染物控制技术。该法适用于浓度较高、温度较低和压力较高情况下废气污染物的处理。3、燃烧法燃烧法多用于有机废气处理，利用有机废气污染物易燃烧性质进行处理的一种方法。其中，直接燃烧法，又称火焰燃烧法，它是把可燃的有机废气污染物当作燃料来燃烧的一种方法。该法适合处理高浓度有机废气污染物，燃烧温度控制在1100℃以上，去除效率达95％以上。燃烧法工艺主要经历了高温直接燃烧法、热力燃烧法、蓄热式燃烧法和催化燃烧法等发展阶段。其中高温直接燃烧法工艺最为成熟、稳妥，它是我国50、60年代广泛采用的一种处理高浓度有机废气的一种高温下氧化分解工艺，反应温度介于600~800℃之间。这种治理方法的优势是净化效率高（可达99%以上）、设备构造简单，装置维护容易，但也存在二次污染严重、装置的自控要求高、缺氧燃烧时脱除率大大下降。运行费高等不7足，特别不适合处理废气气量和浓度变化幅度大废气。近年来已经很少应用。热力燃烧法是在废气中可燃污染物浓度低时添加燃料以帮助其燃烧的方法，常用装置有焚烧炉和脱臭炉，其对各类挥发性污染物消除效率为95~99%，适宜的设计气量2000~1000000m3/h，浓度范围100~200ppm，通常的燃烧温度700~1000℃，停留时间为0.5~1.0s，常需要配置相应的热回收系统来减少运行费用。该工艺在国外和国内的石化企业中应用很广。但外加燃料费用高、运行费用高，并伴有SO2、NOx等二次污染物大量产生，它是处理低浓度有机污染物废气的古老方法，已逐渐被催化燃烧和蓄热式燃烧法取代。催化燃烧法包括直接催化燃烧法和吸附浓缩催化燃烧工艺两种。它是系统中使用适合催化剂，使废气中污染物在300~450℃下氧化分解，与热力燃烧系统一样，也是一种燃烧，不同之处在于，燃烧的温度低。催化燃烧适合处理气量2000~200000m3/h,污染物浓度在100~200ppm,常用于气体流量与污染物浓度波动较大的场合，净化效率大于90%；但对处理对象要求苛刻，要求污染物废气的温度高，污染物成分单一，且一次性投资大。3.3系统工艺流程根据该厂的实际情况，要提高废气的处理效率，需加强以下两方面的工作：一是废气的收集，尽可能将废气收集到处理装置中；二是对收集的废气采用适当的方法进行处理与回收。根据我们的综合分析,由于车间煅烧所产生废气溶于水后呈一定的酸性，因此采用溶剂吸收+后期活性炭吸附法处理。并利用原有的废气处理设施整改。8工艺流程如图3-1所示：图3-1系统工艺流程图工艺流程说明1.布袋过滤除尘器除尘器的主要目的是拦截大颗粒的污染物。对大颗粒的污染物去除率可达80%。布袋除尘器是一种结构简单，造价低，便于现场制作的净化设备。含颗粒污染物的气流经进气管后，在布袋除尘器较大的颗粒物被被布袋捕集和清理。气流经除尘后进入下一级处理设备。布袋过滤除尘器1#碱性洗涤塔活性碳吸附器2#喷淋洗涤塔废气排放收集管排放口循环水池1离心风机循环水池2脱雾器92.喷淋洗涤塔主要功能废气经过布袋除尘器后由离心风机抽送到喷淋洗涤塔进行吸收和处理。喷淋洗涤塔是净化废气的主要设备，喷淋洗涤塔分为两部分组成，一级碱性吸收塔和二级喷淋洗涤塔。1#碱性洗涤塔利用碱性NaOH液体吸收废气中含有的SO2，HCl,H2S，NOX等酸性气体，使酸性气体经化学反应转化成Na2SO4,NaCl,Na2S及NaNO2等无污染的化学物质；2#喷淋洗涤塔内过流中性清水，吸收废气中的NH3气体。两套喷淋洗涤塔均配有一套独立的水循环加药系统。在塔体内的一定高度装有塔板，在塔板下方装有支承板。板式塔一般按气液逆流操作，喷漆废气由塔底气体入口进入塔体，自下而上穿过板式塔，最后由塔体气体出口排出。循环水由塔顶通过液体分布器，均匀的喷淋到塔板层中沿着塔板层表面向下流动，直至塔低有排水管排出。由于上升气流和下降吸收剂在塔板表层中不段接触，所以上升气流中有机物的浓度会越来越低，到塔顶时达到吸收要求排出塔外。气流经板式塔后进脱雾器，脱雾器的主要目的是去除水滴。经脱雾器后最后进入活性碳吸附器。3.活性碳吸附器主要功能活性碳吸附器作为保障设备，确保废气稳定达标。活性碳的多孔性对某些有害气体（主要是有机物）有很强的吸附能力，废气通过活性碳层时被碳表面存在的未平衡分子吸引力或化学键力吸附在活性10碳上，从而达到废气净化。活性碳吸附法适用于大风量、低浓度，温度不高的有机废气治理。本方案选用蜂窝活性碳吸附器，蜂窝活性碳是一种高效的吸附材料，其吸附值大，且更换简单。4.工艺系统说明4.1概述本工艺系统可分为如下3个系统：废气收集系统，废气净化处理系统，排风系统。废气收集系统主要包括支风管，主风管，电动风量调节阀，管道。废气净化处理系统主要包括水浴除尘器，板式塔，脱雾器，活性炭吸附装器。排风系统主要包括排风机，电动风量调节阀和排放口。5.主要设备设计说明5.１主要设备1.布袋除尘器2.喷淋洗涤塔根据废气性质和气量，本项目选用板式塔，规格为Ф1500。板式塔除了有长锥体结构外，进气管采用斜面进入以降低设备的阻力系数。具体参数如下：进口风速：10m/s；11处理风量：8000m3/h；壳体材料：A3钢防腐；塔体规格:Ф1500X4500;设备数量:2套;工作压力：0.1－0.3Mpa。3.离心风机具体参数如下：风量：10000m3/h；功率:10KW;数量:1台;4.脱雾器具体参数如下：进口风速：2.2m/s；风量：8000m3/h；处理效率：效率90％－95％。规格型号:3000X2000X1000;设备数量:1套;壳体材料：A3钢防腐；内置不锈钢脱雾器规格：2000X1500X1000mm工作压力：0.1－0.3Mpa。5.蜂窝活性碳吸附器具体参数如下：进口风速：1.1m/s；风量：8000m3/h；12处理效率：效率90％－95％。规格型号:3000X2000X600;设备数量:1套;工作压力：0.1－0.3Mpa。（1）根据废气性质和气量，本项目采用固定床蜂窝活性炭吸附系统。废气处理量为8000m3/h，温度100-150℃。（2）活性炭对苯系物的饱和吸附量计算选用的蜂窝活性炭的参数如下：活性炭堆积密度450kg/m3，pd＝5mm，空隙率＝0.40；活性炭安装规格为2000X1500X600mm，活性炭总用量为1.8m3；净化效率95.6％；活性碳每6个月更换一次。6.循环水池具体参数如下：壳体材料：A3钢防腐；设备规格:2000X1500X2000;设备数量:2套;附属设备：计量加药泵1台，200L/h；配药桶1个：PE－1000L7、提升泵具体参数如下：13设备数量:4台;设备功率:2.2KW;流量:15m3/h;扬程:25m;5.2其他1.电气及自控系统处理系统总装机容量为18.8kW，由集中安装的电控柜进行控制。为了降低能耗，设备的运行采用自动控制。循环水泵使用4台离心清水泵，设计参数为Q=15m3/h，H=25.0m，转速＝2900r.p.m，功率为2.2kW。由于挥发及排污造成损耗，循环水需定期补充或更换。5.3主要设备表序号设备名称型号或规格数量总功率kw备注1喷淋洗涤塔Ф1500mmX45002台2提升泵Q=15m3/h，H=25m