沭阳机制木炭烟气处理方案

1技术卷沭阳有限公司机制木炭烟气除尘项目初步方案上海超清环保科技有限公司技术部2016.06.232目录第一部分项目概述-----------------------------03第二部分设计依据-----------------------------03第三部分设计原则-----------------------------04第四部分设计参数-----------------------------04第五部分工艺方案-----------------------------05第六部分工艺装置-----------------------------05第七部分设备与预算---------------------------15第八部分特点与优势---------------------------163第一部分项目概述根据客户需求，本项目方案须达成如下目的：结合甲方生成工艺及装备特性，对炭化炉及相关烟气排放点进行论证。提出更合理的方案，以便于甲方选择。每套烟气治理设备的设计理论烟气量为42000m3/h，旋风分离器装置处理前烟尘浓度预估450mg/m3，包括少量SO2、少量CO、木醋酸、焦油等废气与粉尘；由于具体CO浓度与生产工艺相关，本项目设备不包括对CO和其他易燃气体的处理，本项目设备按最大处理烟气量60000m3/h设计，则旋风除尘系统允许烟气温度小于170℃。湿法除尘系统出口排烟小于60℃，湿法高压静电除尘系统出口烟气温度小于50℃.设备年利用时间按5500小时计算；烟尘排放浓度小于20mg/Nm3，格林曼黑度1级；机制木炭行业烟气性质分析及特点：木炭窑热解木材时，废气中主要包括液体（冷凝后）、气体、烟尘；其中液体成分主要是冷凝木醋液和木焦油与大量水气，气体产物主要包括二氧化碳、一氧化碳、甲烷、乙烯等。对于易燃烟气，建议客户通过回收再利用的方式，燃烧处理，燃烧后的废气导入到本系统装置中。其烟气性质主要是高油性呈黏性、高水分易结露粘附、腐蚀性强、极易阻塞烟道及管路，造成清理困难；根据目前甲方公司已经安装的装备条件，结合烟尘排放情况，要达到烟囱出口排放深度净化的要求，必须在湿法除尘系统后设置烟气深度净化装置（即湿式高压静电除尘器）。第二部分设计依据2.1通风管路技术规程（JGJ141-2004）；2.2电除尘器（DL/T514）2.3钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2002）2.4钢结构设计规范（GB50017-2003）42.5声环境质量标准（GB3096-2008）2.6工业企业厂界环境噪声排放标准（GB12348-2008）2.7机械设备安装工程施工及验收规范（GBJ231-75及GB50231-1998）；2.8工程施工及验收规范（GBJ204-83）；2.9沭阳XX有限公司提供的有关资料。2.10室外排放标准符合：《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）第三部分设计原则3.1严格执行国家安全及环境保护相关法规，按照规定的排放标准进行设计，处理后的粉尘污染成分达到相关环保排放标准；3.2采用先进合理、成熟可靠的处理工艺，使工艺设计和设备选型能够在实际生产和运行过程中具有调节性和灵活性；3.3工艺流程合理、流畅，平面布置紧凑，尽量减少占地面积；3.4便于操作管理、系统维护、节省动力消耗及运行费用，尽量本着投资小，效果佳来设计本方案。第四部分设计参数项目单位数值备注理论烟气量m3/h42000设计烟气量m3/h60000（设计工况）系统除尘效率%96%格林曼黑度级1烟囱出口粉尘浓度mg/Nm320标态5第五部分工艺方案根据客户甲方生产工艺及设备特点制定烟气治理工艺如下：工作原理：根据以上流程图，烟气由引风机引出，先经过集尘罩（位置由甲方工艺确定）通过烟道进入旋风除尘装置，大颗粒粉尘从旋风除尘下部出口汇总经过电动锁风阀进入客户物料循环系统，含细微颗粒粉尘从顶部出口经烟道进入引风机，由引风机鼓入湿法除尘系统，湿法除尘系统采用专门设计，允许引风机并联鼓入烟气综合治理，湿法水洗之后的烟气经过烟气均布系统进入湿法高压静电除尘装置，经静电除尘除雾后通过烟囱达标排放。含污废水经过快速沉降过滤，其通过过滤系统的喷淋水可循环喷淋使用，轻质浓相油水由电动刮板刮入处理箱，重质浓相污泥经过澄清定期排放入泥箱。第六部分工艺装置简要说明（可由甲方根据使用要求具体选择）6.1旋风除尘装置：特制并联旋风除尘器，碳钢或316L不锈钢制作，厚度不低于4mm；用于6烟气的预处理，自带振打电机，落料口配锁风阀，落料由贵司负责处理回收（蛇皮袋或收集桶）。工作原理：烟气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。旋风除尘器本体：设备型号：XCL-60K型除尘设备本体设计耐压:10000Pa设备数量：1套本体材质：SUS316L*4mm；旋风除尘器尺寸(D*H)：φ1000*4284mm（四式并联）7除尘总效率：≥90%旋风分离器切向入口处配置可调节阀设备处理风量：60000m3/h6.2湿法除尘装置：定制非标湿法除尘装置，除尘效率不低于70%。自带喷淋系统，迷宫设计，高液气比，水泵采用耐腐蚀化工离心泵，带电动刮板，带电动阀门，带高效自清洁过滤装置，工业自动控制系统控制，采用碳钢材料制作，主体厚度不低于6mm，内部防腐处理，按方便清理与使用进行设计，轻重质污泥分离储存，便于集中处理。6.3湿法高压静电除尘系统（卧式板式）定制非标高压静电除尘装置，碳钢壳体，内部防腐，阳极板用1.2mm316L不锈钢板制作，放电阴极采用1.5mm2205合金制作，高压电源采用三相电源（工频、高频、恒流可选）建议采用高频恒流电源，静电除尘装置包括：本体、烟气均布装置、电极系统、绝缘系统、吹扫系统、喷淋系统、连锁保护装置等；湿式电除尘器的进口处配备有均流装置，使烟气能均匀地通过电场。均8流装置、导流板等与烟气接触的部件选用耐磨耐腐蚀材质，以满足脱硫后湿烟气的运行环境，并要求防腐。除尘器内部有防止烟气短路的阻流装置。湿式电除尘器设计有独立的壳体。外壳已考虑到膨胀要求。为达到密封、防雨的效果，壳体设计圆滑，不存在死角或灰尘积聚区，且顶部不积水。在除尘器的电场前后装有人孔门和通道。人孔门有可靠的接地和安全连锁装置，在除尘器顶部有检修孔，以便对电极悬吊系统进行检修。人孔定为800mm。人孔需开关简单方便并严密不漏，采用防腐材质。湿式电除尘器绝缘子室设有绝缘子密封风机系统及绝缘子加热装置。壳体、装置及辅助设备均可靠接地，接地电阻小于2欧姆。湿式电除尘器本体设有检修维护平台，所有平台均设栏杆和护沿。平台载荷为4kN/m2，栏杆高度为1200mm，平台宽度不小于1000m，平台采用热镀锌钢格栅板。设置相应明显规范的荷载和标高指示牌。平台扶梯的设计按照《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》（DLGJ158－2001）的要求。扶梯满足到各层需检修和操作的作业面，扶梯载荷为2kN/m2。扶梯宽度为800mm，扶梯角度不大于50°。除尘器出口烟道上设有流量测量装置。设备支撑件的底座考虑到了地震力加速度对它的作用。湿式电除尘器本体设有防风、防雨、防腐蚀的措施。湿式电除尘器设计寿命不小于20年，内部极板使用寿命大于3年，易耗件质保1年。湿式电除尘器本体出口烟道采用钢结构，湿式电除尘器及烟道需要设置保温。保温、外护板及金属构件的设计、供货均由制造方负责。通向每一高压部分的入口门应与该高压部分供电的高压电源的主电源开关有电气和机械联锁，以免发生高压触电事故。除尘器内部的所有配管均为耐腐蚀材质。湿电顶部绝缘瓷套内外表面均设置节能型自调控恒温电加热器装置，电加热装置应选用耐腐蚀材料；按照设计的阴极悬挂系统，可保证绝缘瓷套在9不进入湿电本体内部的情况下可以擦拭内外表面。工作原理：湿式静电除尘器（WESP）部件构成及工作原理与干式静电除尘器(ESP)相近。WESP由电晕线(阴极)、沉淀极(阳极)、绝缘箱和高压直流供电电源组成。接通高压直流电源后，在两极之间形成了非均匀高压静电场。在电场的作用下，电晕线周围产生电晕层。电晕层中的空气发生雪崩式电离，从而产生大量的负离子和少量的阳离子，这个过程叫电晕放电。烟气进入电场荷电区时，酸雾、烟尘等颗粒被荷电。荷电后的酸雾、烟尘等颗粒静电凝聚作用加强，粒径增大，荷电量增加，在电场力的作用下迅速抵达阳极(沉淀极)。大量的酸雾颗粒不断地被驱向阳极，同时迅速释放电荷，从而达到酸雾、烟尘等气溶胶微粒与烟气分离的目的。然后通过水流冲洗的方法清除。序号项目单位内容1型号CQW60KBW012设计烟气量（湿态、工况）m3/h600003设计烟气温度℃～504湿电出口粉尘浓度mg/Nm3＜200标、干5湿电出口粉尘浓度mg/Nm3＜20标、干6除尘效率%≥90107湿电承受压力Pa±30008设计流速m/s1.29湿电有效截面积m214.410电除尘器阻力Pa＜30011电场长度m4.212电场宽度m4.513电场高度m314间断喷淋水冲洗水耗m3/min～0.5-0.815间断喷淋水冲洗周期2-3次/天，每次5分钟16高压硅整流器型号高频0.6A/60KV-HW17高压硅整流器数量套118设计寿命年2019支撑结构钢结构/钢筋混凝土基础6.4烟道：烟道设计符合《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》（DL/T5121-2000）规定，烟气最大流速不超过15m/s。烟道根据可能发生的最差运行条件（如温度、压力、流量、湿度等）进行设计。烟道接口推力和力矩不能传递到烟囱接口上，热膨胀将通过带有内部导向板的膨胀节进行调节。高温烟道：采用不锈钢316L材质，厚度不低于3mm。低温烟道：采用碳钢防腐处理，厚度不低于4mm。烟道外部及基础设置加固和支撑，以防止颤动和振动，并且设计满足在各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。所有烟道仅采用外部加强筋，没有内部加强筋或支撑。烟道外部加强筋统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸并且尽量减少加强筋的规格尺寸，使敷设在加强筋上的保温层易于安装，加强筋的布置需注意防止积水。11对于烟道中粉尘的聚集，考虑附加的积灰荷重（湿灰荷载），干灰的重力密度为10kN/m3，湿灰的重力密度为15kN/m3，烟道的积灰高度按烟道高度的1/12计，但不小于200mm。烟道的设计布置、形状和内部件（如导流板和转弯处导向板）等均采用优化设计。烟道壁面预留充分的腐蚀余量，内部尺寸精度保证在±0.5%的公差之内。在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处，设置导流板、内部导向板和排水装置，采用耐磨耐腐蚀材料制造。根据要求提供滑动支架，其高度应可调节。为减少烟道中冷凝液伴随的腐蚀问题，并延长内衬的使用寿命，提供的所有烟道和膨胀节，需进行规范的保温。在烟气测量仪采样探头安装点应满足规范要求，在烟道上预留好人工采样孔，包括相应的阀门及检测用平台。烟道荷载标准烟道设计压力：+5/-2kPa。烟道设计考虑所有荷载，如：内压荷载、自重、风荷载、雪荷载、积灰、地震、腐蚀、内衬、保温和外装。6.5膨胀节：膨胀节保证在系统设计最大正压/负压再加上1000Pa的余量和最高温度90℃持续1小时下无损坏，并保持100%的气密性。烟道高温膨胀节：采用不锈钢316L波纹管膨胀节。烟道低温膨胀节：采用耐磨防腐非金属材料制作。水路膨胀节：采用橡胶衬氟膨胀节。金属软管：采用不锈钢带编制网金属软管。接触湿烟气并位于水平烟道段的膨胀节通过膨胀节框架排水，排水孔最小为DN150，排水孔位于水平烟道段的中心线上。排水配件应能满足运行环境要求，由合金材料制做，排水至排水坑。12膨胀节与烟道可采用螺栓法兰连接或焊接，但是位于设备的接口采用法兰螺栓连接方式，确保膨胀节