粉尘治理正文 1Word格式.docx
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《采暖通风与空气调节设计规范》（GB19-87）（2012新版）
《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012）
《关于推行清洁生产的若干意见》（国家环保总局环控[1997]0232号）
《河北省大气污染防治条例》
1.5项目提出的背景
人口、资源、环境成为新世纪的三大主题，未来社会与经济的发展，将给以消耗资源、能源为代价，承受巨大环境压力的传统制造业提出更高的要求。
降低能源消耗，提高能源利用率，减少环境污染以及节约有限资源是当今人们所面临的一个十分重要而紧迫的问题。
公司自建成投产以来，为国家生产了大量工业原料，对国家和地方经济的发展做出了贡献。
但因建厂初期，环保设施有缺陷，造成整个生产过程中产生的大量粉尘、废气等污染物无序排放，对周围环境造成了污染和破坏，为了企业的生存发展，为了工人和居民的身体健康，为了造福子孙后代，如何彻底治理焦化粉尘污染已成为各焦化厂刻不容缓的环保课题。
1.6项目实施的必要性
随着国家环境管理力度不断加大，焦化行业排污费征收额度逐年提高，石家庄新世纪煤化实业集团有限公司积极响应国家和河北省有关环保产业政策，领导层在组织正常生产的同时对焦炉产生污染源的除尘治理给予了极大的关注，主要包括以下三个方面：
1）备煤工序的精煤破碎、转运过程产生的大量颗粒物粉尘；
2）焦炉在装煤过程中由于采用侧装捣固装煤，装煤时大炉门密封不严，产生大量的烟尘和SO2等有害物质，而且缺少有效的环保措施，污染周围环境；
焦炉炉顶的炉口在装煤过程打开，有大量的荒煤气排到大气中；
并且，推焦过程中红焦遇空气燃烧产生的烟尘也没有采取有效治理措施；
3）筛贮焦工序的颗粒物粉尘及废气等污染物的排放。
因此，对本企业的焦炉生产系统进行净化处理，是环境保护的必要措施,故公司决定进行焦化粉尘治理。
1.7研究范围
本项目建议书的主要研究范围是：
根据石家庄市井陉矿区的自然气候条件，在充分考虑炼焦生产过程排出的烟尘、粉尘和气态污染物的特性以及现有除尘净化技术的适应性的基础上，对公司焦炉烟气粉尘及备煤、筛贮焦工序粉尘的治理项目提出切实可行的技术方案。
以确保现有生产设备全部实现连续稳定运行，烟气粉尘主要特征污染物实现稳定达标排放。
本可研的重点是论证项目的工艺技术方案，做出项目的投资估算，进行项目的效益分析。
1.8研究工作概况
本项目建议书编制工作开始于2015年8月，主要工作阶段划分如下：
1）基础调查
石家庄新世纪煤化实业集团有限公司有关环保技术人员对本公司99万吨/年焦炉备煤、装煤、出焦、储运焦生产运行情况进行了摸底调查，明确了目前运行存在的主要问题。
这些问题可归纳为：
a.备煤过程中精煤在破碎时无收集设施，产生大量颗粒物粉尘；
b.装煤过程中大炉门无密封设施，产生大量烟尘及有害物质；
c.焦炉顶部炉口在装煤过程中为开放式，产生大量的烟气；
e.所排废气中含有大量的BSO、BaP及煤焦油等有机物，现有治理技术很难使之净化完全；
f.在调查中还发现，装煤烟尘中含有大量碳黑和少量的焦油，冷却后极易形成粘稠状物质。
气速低时将造成集气管堵塞现象，在工艺选择时应特别引起注意；
g.筛焦过程中焦炭筛分破碎无收集设施，产生大量颗粒物粉尘。
2）工艺设备考察、调研
摸清基本情况，找出现存主要问题后，公司有关部门技术人员进行认真调研。
对焦化企业目前采用的烟气粉尘净化设施进行多方面的技术、经济比较，获得了一些先进工艺、设备的运行资料，加深了感性认识，为本项目工艺路线的确定和设备的选型打下了良好的基础。
3）技术方案的确定
在充分调查研究的基础上，本着技术可靠、投资省、运行费用低、便于维护的原则，初步确定：
a.精煤破碎及焦炭筛分破碎分别设置布袋式脉冲除尘器一套，对粉尘进行收集；
b.焦炉装煤出焦采用两座焦炉配置两台装煤除尘导烟车、两套机侧大炉门密封装置、两套高压氨水系统、炉顶除尘孔水密封装置两套、对原有集气管压力平衡装置在原有基础上进行更新；
c.地面除尘站选用脉冲长袋除尘器一套。
1.9可行性研究结论
1.9.1研究结论及主要技术经济指标
在前期较广泛的讨论、调研和考察基础上，对工艺路线参数及经济指标进行了论证，最终确定技术工艺路线为：
精煤破碎及焦炭筛分破碎采用布袋式脉冲除尘器各一套，两座焦炉配置两台装煤除尘导烟车、两套机侧大炉门密封装置、两套高压氨水系统、炉顶除尘孔水密封装置两套系统，地面除尘站选用脉冲长袋除尘器一套用于焦炉生产过程烟气粉尘的技术治理思路。
项目治理完成后，可使公司99万吨/年焦炉在生产过程中产生的烟气粉尘全部得到有效捕集和高效净化。
烟气中颗粒物排放浓度下降到30mg/m3以下，BaP排放浓度下降到0.003mg/m3以下，SO2下降到50mg/m3以下,全部达到国家污染物排放标准。
减少烟尘排放量十分显著，同时可回收大量的焦粉煤粉作为燃料使用。
工程建成投入运转后，可实现，颗粒物减少排放量1188t/a，BaP减少排放量1.05t/a，大大减轻了对周围环境的污染。
本技术方案的实施与现有国内外相关技术比较具有投资省、动力消耗低、运行管理简单、净化效率高等优点。
同时还保证了焦炉的稳定生产，使企业适应环境的能力得到加强。
综上所诉，本项目的环境、社会效益显著。
1.9.2资金来源、投资构成及主要经济指标
a.资金来源
本项目总投资1767万元，拟申请银行贷款1000万元，剩余部分企业自筹。
b.投资构成
设备及工器具购置费、建筑安装工程费、其它费用、建设期贷款利息、流动资金等，其中，其他费用包含设计费、环境评估费用、安全评价费用、不可预见费等。
c.主要经济评价指标
表1-1主要经济指标
序号
指标名称
单位
指标
备注
一
生产规模
冶金焦
t/a
99万吨
已形成能力
节约标煤
1380
按每年回收煤粉、焦粉折算
操作时间
h/a
8000
二
动力消耗
电
kwh/a
1.84x106
蒸汽
300
水
1100
压缩空气
m3/a
1×
105
三
建筑面积
m2
834
四
劳动定员
人
8
五
总投资
万元
1767
其中：
固定资产投资
1757
铺底流动资金
10
六
财务指标
年销售收入
62.10
按节约标煤计算
年成本费用
155.91
2.现有工程基本情况及治理工程实施条件
2.1现有工程基本情况
2.1.1项目地理位置
井陉矿区位于河北省的中南部，太行山的东麓，石家庄市西50km处。
地理位置为东经113°
58′～114°
06′，北纬37°
59′～38°
08′之间。
矿区四周低山丘陵环绕，中间为盆地，属石质丘陵山区，矿区四周均与井陉县接壤。
石家庄新世纪煤化实业集团有限公司位于石家庄市井陉矿区工业区内，本工程在现有厂区内建设，不新增占地。
2.1.2烟气治理现状
a.备煤精煤破碎及焦炭筛分破碎粉尘无捕集设施；
b.在装煤过程中，由于采用侧装捣固装煤，装煤时从炉门及炉顶处产生大量的烟尘和SO2等有害物质，而且没有有效的环保措施，污染周围环境；
焦炉炉顶的炉口在装煤过程中打开和燃烧，有大量的荒煤气排到大气中；
2.2治理工程实施条件
2.2.1自然条件
2.2.1.1地形地貌
井陉矿区地形特点是西北高东南低，西部为低山丘陵区，属太行山余脉，山峦起伏叠嶂，基岩裸露陡峭，沟谷发育成熟，绝对高程300～500m，东部为山前冲洪积平原，地势开阔平坦。
井陉矿区的地质单元主要属太行山东麓山前倾斜平原中的滹沱河冲积扇，地层为滹沱河漫滩沉积物，主要沉积物有粉土及砂类土，自上而下，粉土厚1.3～3.6m，细砂厚0.4～4.7m，中砂厚2～7.5m，粗砂大于1.5m。
2.2.1.2气候气象
井陉矿区位于我国大陆东部中纬度地带，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多风、夏季湿润多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷干燥。
年平均气温12.9℃，极端最高气温41℃，最低气温-16.8℃。
年平均降水量523.2mm，年日照时数2709h。
当地常年主导风向为SW风，频率为9.55%，次主导风向为NE风和SSW风，频率均为7.32%，夏季主导风向为E风，其他季节均为SW风；
当地静风频率为34.34%，静风频率较高。
年平均风速1.66m/s，最大风速季节春季平均风速为2.34m/s。
2.2.2场地及公用工程
1）场地
根据厂区现有情况综合考虑，本技术方案主要净化设施置于厂区焦炉焦侧空地处，精煤破碎粉尘治理设施设在破碎楼内，筛贮焦粉尘治理设施设在筛焦楼内。
2）公用工程
现有公用工程的容量均有富裕，可满足本次治理工程的需要。
因此，本次工程不再新增公用工程设施。
3.治理工程技术方案
3.1方案特点
1）焦炉上四种烟气都在控制范围内:
a.出焦时产生的烟气;
b.焦侧炉门附近溢出和升腾的烟气;
c.装煤时炉顶放散孔溢出的烟气;
e.装煤时机侧炉门溢出的烟气;
2）备煤精煤破碎及焦炭筛分破碎转运集尘捕集有特殊设计，使捕集率达到95%以上，所用风量在最经济范围，运行成本低，投资低。
3）采用全干法除尘，排放浓度＜30mg/m3，除尘率≥99%。
4）采用最先进的工艺和技术，使二次污染降到最低，运行平稳，减少维修，降低总装机容量。
5）整个控制操作系统自动化程度高，动作灵敏可靠，操作简单。
3.2主要内容
1）在备煤工序精煤破碎机处及筛贮焦工序焦炭分级筛、破碎机处各采用一套布袋式除尘器，用于煤粉及焦粉的治理；
2）在焦炉炉顶增加导烟车，采用H型导烟管加水密封的装置将装煤产生的烟气导入结焦末期的相临炭化室；
通过高压氨水喷射产生的负压进入集气管系统，用于装煤过程的烟气治理；
3）新增大炉门框密封装置，用于装煤过程烟气治理；
4）采用地面站净化系统，用于装煤过程炉头烟气和推焦过程的烟气捕集和净化。
3.3基本要求
1）彻底治理焦炉生产过程中产生的烟气粉尘，实现达标排放。
2）确保生产及治理设施的长期稳定运行，实现焦炉烟气粉尘达标排放和满足清洁尘产的要求。
3）满足化产对焦炉煤气质量的要求。
3.4治理工程设计基本参数的确定
3.4.1设计标准要求
精煤破碎、焦炭筛分、破碎、转运、焦炉炉顶烟气颗粒物、BSO、BaP的无组织排放，应满足GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》表6中标准，标准值见表3-1。
表3-1炼焦化学工业污染物排放标准
单位：
mg／m3
污染物排放环节
颗粒物
二氧化硫
苯并[a]芘
精煤破碎、焦炭破碎、筛分及转运
30
--
装煤
50
100
0.3ug/m3
推焦
3.4.2烟气粉尘主要参数
1）备煤工序精煤破碎粉尘
粉碎时颗粒物产生速率：
36kg/h
颗粒物产生浓度：
3.0g/m3
废气排放量：
12000m3/h
2）筛焦工序焦炭筛分破碎粉尘
粉碎筛分时颗粒物产生速率：
19kg/h
1.3g/m3
13000m3/h
3）荒煤气主要参数
干煤气：
30073Nm3/h;
焦油：
100g/Nm3
粗苯：
30.49g/Nm3
硫化氢：
4.06g/Nm3
氰化氢：
1.56g/Nm3
氨：
8.41g/Nm3
萘：
9.94g/Nm3
4）废气污染物排放量
表3-2废气污染物排放量
污染源名称
组成及特性数据
排放
1
装煤烟气
颗粒物:
1.8-3.2kg/hBaP:
0.281kg/h
SO2:
0.0373kg/hBSO:
1.02kg/h
间断
2
推焦烟气
0.7-1.2kg/hBaP:
0.0075kg/h
0.028kg/hBSO:
1.27kg/h
3
炉顶逸散
0.82kg/hBaP:
0.0039kg/h
0.032kg/hBSO:
1.024kg/h
4
炉门逸散
1.024kg/hBaP:
1.262kg/h
3.4.3烟气治理设施净化效率的确定
装煤推焦过程中，颗粒物的浓度大约在1500～5000mg/m3之间，初始浓度较高，尤其装煤颗粒物碳黑含量较大，不宜去除。
装煤过程中，BaP的浓度约0.281kg/h；
推焦过程中，BaP的浓度约0.0075kg/h；
要达到本项目确定的污染物排放二级标准要求，最终确定的烟气净化设施净化效率为：
装煤烟气捕集效率大于95%。
3.4.4治理工程烟气粉尘净化设施选取原则及工艺流程
1）精煤破碎及焦炭筛分破碎设施选取原则
粉尘的治理以除尘器为主，除尘器的种类很多，但除尘效率能达到98%以上的只有电除尘器和布袋式除尘器，电除尘器投资大，运行费用高，不适合焦化厂使用。
布袋式除尘器投资不大，操作简单，还可回收那些比电阻高度粉尘，动力消耗低，回收后的粉尘便于综合利用，故本工程选用布袋式除尘器。
2）装煤过程烟气净化工艺选取原则及工艺流程
a净化工艺选取原则
针对装煤过程中排放的烟尘及气态污染物，目前国内外主要采用的净化技术有：
夏尔克侧吸管集气、高压氨水喷射并结合顺序装煤技术；
燃烧法干式地面站技术；
非燃烧法干式地面站技术；
车载式非燃烧法干式净化技术；
燃烧法湿式地面站净化技术等。
方案比较见表3-3
表3—3国内现行装煤烟尘治理技术与本方案比较
工艺名称
5
U型导烟管净化系统
地面站洗涤净化除尘系统
地面站干式净化除尘系统
烟尘不燃烧的地面站干式除尘系统
装煤车上带燃烧、洗涤、文丘里净化的除尘系统
技术特征
装煤车采用侧吸管将烟尘排入相邻炭化室
装煤车上烟尘燃烧、洗涤，地面站用两级文丘里净化，配套水处理站
装煤车上烟尘燃烧不洗涤，地面站用袋式除尘器
装煤车上烟尘不燃烧、不洗涤，地面站用袋式除尘器
装煤车上烟尘燃烧、洗涤，车上一级高效文丘里洗涤净化器
除尘效果
烟气捕集效率98%，烟尘与Bap在相邻炉室高温燃烧，处理效率为100%，保证达标排放
烟气捕集效率80～90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜0.3×
10-3mg/m3,处理效果好
烟气捕集效率90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜0.3×
烟气捕集效率80～90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜30×
10-3mg/m3,不能保证BaP排放浓度达标
烟气捕集效率70-85%，颗粒物排放浓度100～200mg/m3,Bap排放浓度＜0.5×
10-3mg/m3,不能保证颗粒物、Bap排放浓度达标
投资
600万元/套
2100万元/套
2000万元/套
1800万元/套
1000万元/套
运行费用
低
高
较低
操作管理
容易
有难度
有一定难度
适用范围
大中型焦炉
中小型焦炉及捣固侧装焦炉
应用情况
阳光焦化厂
宝钢二期
本钢1#2#焦炉
山焦二期厂、太钢焦炉
梅山焦化厂、山西东盛焦化厂
通过方案的比较，本着技术可靠、投资省、运行费用低、便于维护的原则。
初步确定了在装煤时采用导烟车设置侧吸管集气系统。
b净化工艺流程
3）装煤过程大炉门密封及工艺流程
装煤时，机侧大炉门处于打开状态，在煤饼送入炭化室过程中，炭化室的温度很高，当有一定湿度的煤饼送入炭化室时，就会迅速产生大量水蒸汽和烟气。
导烟车要把此炭化室的烟导至相邻的结焦后期的炭化室中，由于煤饼与焦炉炉门之间有一定距离，烟气以及水蒸汽就会携带大量的烟尘以及有害物质从缝隙中冒出来，因此，确定要配套大炉门框密封装置。
炉门密封的工艺流程为：
3.5方案的提出
本方案是根据现有生产工艺流程及设备特征、场地情况并结合自身技术特点提出的，现详述如下：
3.5.1出焦烟气处理方案
赤热的红焦从炭化室推出后，发生破裂，并在空气中燃烧，产生大量的阵发性烟气。
这部分烟气含焦尘量大。
大部分烟气由熄焦车内升腾而上，由随拦焦车一起移动的大型吸烟罩捕集，另一部分烟气，沿炉门上升，由设置在拦焦车上与炉门顶部相配形的吸风罩捕集，通过专门加设的小风机送入大型吸烟罩顶部，保证出焦时产生的阵发性烟气95%以上被捕集。
拦焦机二次对位后，位于移动小车与大型吸烟罩之间的切换阀开启（另一个切换阀关闭），同时向地面除尘系统发出无线电讯号，通风机由变频器控制开始由低速向高速运行。
然后推焦杆进行推焦，出焦时产生的大量阵发性烟尘，在热浮力及风机的作用下收入设置在拦焦机上的大型吸烟罩；
炉门口顶部逸散的烟尘由炉门顶侧吸风罩通过小风机吸入，送入拦焦吸烟罩出口处。
此两股烟尘经移动通风小车送入皮带密封通风槽，由通风槽送入蓄热式冷却器冷却并进行粗分离，经袋式除尘器最终净化后，由风机经排气筒排入大气。
出焦结束后，地面除尘系统接受无线电讯号，地面站主风机转入低速运行，侧吸小风机停止转动。
这样一次出焦除尘结束。
3.5.2出焦除尘由三部分组成
第一部分是收集部分，即固定在拦焦车上并随拦焦车一起移动的大型吸烟罩和炉门顶侧吸风罩风机系统。
第二部分是转送部分，负责将烟气由集尘罩送到地面除尘站，即移动通风小车、切换阀和移动通风槽以及与地面站导通的连接管道。
第三部分是烟尘净化部分，即设置于地面将烟气进行冷却熄火、净化的最终设备--地面除尘站，包括蓄热式冷却器、脉冲袋式除尘器、通风机组、消声器、排气筒以及输灰系统等。
3.5.3出焦除尘工艺流程图
3.5.4技术参数
处理烟气量：
～230000m3/h
其中焦侧炉顶收尘风量～30000m3/h
烟气温度：
120℃
系统阻力（800℃时）：
6000Pa
烟气入口浓度：
～12g/m3（max）
烟气出口浓度：
≤30mg/m3
出焦时间：
～1min
烟气捕集率≥95%
烟气净化率≥99.5%
3.5.5主要设备选型
3.5.5.1风机机组（利用旧有设备）
1）主风机型号：
G4-73
数量：
1台
流量：
160000～320000m3/h
风压：
4200～5800Pa
转速：
960r/min
小风机型号：
4-72No10C
风量：
30000m3/h
全压：
800Pa
800r/min
2）主电机：
YKK5005-6
功率：
560KW
电压：
10KV
防护等级：
IP44
小电机：
Y160M-4
11KW
380V
3.5.5.2除尘器
型号：
MC3280型
处理风量：
230000m3/h
过滤面积：
3280m2；
双排布置，共8室
过滤风速：
＜1.2m/min
工作温度：
＜120℃
滤袋规格：
Ø
160×
4500mm
设备阻力：
＜1800Pa
设备耐负压：
＜6000Pa
3.5.5.3灭火式冷却器
包括箱体、灰斗、冷却板、进出风管、卸灰装置。
具有火花捕集、冷却、预除尘三种功能。
烟尘进入冷却器中，通过冷却板组，在惯性碰撞和重力作用下，烟气中的大颗粒和带火星的物质直接进入灰斗，烟气在冷却板作用下温度降低，从而保证了除尘器的正常使用。
一个除尘过程结束后，风机低速运行，外部空气进入冷却器中，冷却板的温度得到降低，使除尘器保持一定的温度。
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