锌铝合金压铸废气设计方案文档格式.docx
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◇（DB44/27-2001）；
◇环境空气质量标准（GB13223-1996）；
◇工业企业噪声控制设计规范（GB87-85）；
◇电气装置安装工程及验收规程（GBJ232-82）；
◇《中华人民共和国环境保护法》（1989.12）；
◇《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2-2002）；
◇其他有关设计规范和设计手册。
1.4设计原则
◇采用高效节能、成熟可靠的工艺技术，确保烟气、粉尘处理的效果；
◇选用先进、优质的专用设备，把本工程建设成一个优秀示范工程；
◇优化工艺流程，合理布局，减少工程投资，节约日常运行管理费用；
◇结合本工程实际，采用安全可靠的控制系统，做到技术可靠，经济合
理，操作管理方便；
昊轩金属制品有限公司熔铝压铸机烟气净化处理系统初步设计方案-----------
1.5设计指标
通过对污染烟气实施有效的环保治理措施，可以使排放到大气中的污
染物量得到有效控制。
根据铧伟司所处的位置（为二类区），本项目执行第二
时段三级标准，各项污染物的最高允许排放标准，按中华人民共和国国家
标准《新污染源大气污染物排放限值》（GB16297-1996）标准执行，具体
数据如下：
表1-1：
项目治理后污染物排放指标
指标名称
最高允许排放浓度
最高允许排放速率
（mg/m3）
（kg/h）
烟尘排放速率
kg/h
2.9
烟尘排放浓度
mg/Nm3
50
烟囱最小高度（离地）
米
15
林格曼黑度
级
I
二、熔铝压铸机产生的烟气特点
2.1烟气污染物之来源
目前，常用的压铸工艺有热室压铸和冷室压铸。
冷室压铸以液态金属
为原料，喷射进入模具压铸成型，模具壁由循环冷却水冷却。
热室压铸是
将金属切屑成粉状，经预加热后注入模具压铸成型，预加热和模具加热一
般采用电加热。
在压铸生产的过程中，会产生烟气、热量、粉尘等，这些
废气和烟尘中含有各种金属氧化物和非金属氧化物，同时还可能含有有害
物质，这些都可能对环境产生污染。
温州昊轩金属制品熔铝压铸机烟气净化处理系统初步设计方案-----------
2.2烟气的成分特点
根据环保部门之规定，工业部门产生的废气可以分为：
含颗粒物废气
和含气态污染物废气两大类。
本项目熔铝压铸机在生产过程中主要产生有
含颗粒物废气和含气态污染物废气，颗粒状废气主要是熔炼过程中产生的
金属氧化物和非金属氧化物，如：
Mg、Zn、Ca、Al、Fe、Na、Mg、K的
氧化物和氯化物，还有大量碳粒灰份等，以上构成了工艺粉尘；
少量污染
物废气主要是熔炼过程中产生的CO、CO2、NOX、SO2、碳氢化合物以及易
挥发的金属氧化物等等。
根据有关生产经验的总结和厂方提供的数据，给合烟气的特点，本项
目处理工艺需综合考虑气态污染物废气和颗粒物废气的治理。
三、工艺选择
3.1工艺选择原则
选择适宜的烟气处理工艺应当根据处理规模、原烟气成分、治理效果，
用地条件、工程地质，环境等条件作慎重考虑。
故各种工艺都有其适用条
件，必须在生产实践上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。
废气处理工艺选择原则为：
（1）技术成熟，对烟气变化适应性强，运行稳定；
（2）经济节约，电耗少、造价低、占地少；
（3）易于管理，操作方便，设备性能稳定；
（4）重视环境，噪声控制，环境协调，清洁生产。
3.2净化处理工艺选择
3.2.1几种烟气净化工艺的路线简介
（1）吸收法净化气体污染物
吸收法：
是选用合适的液体吸收剂处理混合物，以除去其中一种或几
种有害气体的净化气态的污染物最常用的方法。
常用吸收液有：
酸碱液、
水溶液、氧化剂溶剂、有机溶剂等。
可净化的气体有SO2、NOX、HF、SiF4、
HCl、Cl2酸雾、沥青烟和多种组分的有机蒸气的废气。
同时，利用含尘气
流与水或者其它液体的接触，可将粉尘捕集下来从而达到除尘的目的，除
尘效率能达到80%左右。
且吸收法的效率高，设备简单，工程造价及运营
成本低。
（2）静电除尘器净化污染物
静电除尘器的除尘机理是利用除尘器内电场的库仑力的作用实现粉尘
颗粒、气态污染物与气流的分离，从而达到除尘净化的目的。
静电除尘器
的优点有：
a）设备阻力低，一般静电除尘器的设备阻力在300Pa左右；
b）
除尘效率较高，一般可以达到80%左右；
但是静电除尘器在使用中存在许
多不足：
a）随效率的提高,设备造价也随之提高；
b）管理操作难；
而且静
电除尘器对烟气的比电阻变化非常敏感，对过细粒径、密度又小的粉尘，
容易产生二次扬尘，影响净化效率；
c）运行不够稳定。
各吸收器性能比较详见下表：
吸收器类型
持液量
逆流接触
防堵性能
操作弹性
阻力
除尘性能
文丘里
低
否
较好
差
高
好
喷淋塔
是
中
填料塔
湍球塔
筛板塔
旋流板塔
通过以上净化设备的比较，本方案选用旋流塔作为该工程的吸收设备。
3.2.4旋流塔主要特点
·
传质、传热效果好，净化效率可达到90%以上。
操作弹性宽、适用范围广，操作管理方便；
气液负荷高，雾沫夹带少；
压降低，系统阻力小，运行费用低；
3.2.5旋流塔工作原理
旋流塔板工作时，烟气由切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋
转上升。
逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的
接触面积。
液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，
最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被
气流雾化而进行气液接触。
由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中
废气被液体吸收的效果好；
旋流板塔同时具有很好的除尘除雾效率，保证
高效的除雾性能，以避免风机带水问题。
3.2.8工艺流程图
本项目净化系统主要包括：
废气捕集装置、气流管道、净化装置、风
机、烟囱和电控系统等。
工艺流程如下：
压铸机—集气罩—旋流塔—引风机—达标排放
3.2.9工艺流程说明
本方案的工艺流程为熔铝压铸机在作业的过程中主要产生含颗粒物等
的烟气被净化系统吸收罩捕集直接进入排风支管，经各自调节阀门由排烟
温州昊轩金属制品有限公司熔铝压铸机烟气净化处理系统初步设计方案-------
总风管汇入吸收旋流塔预处理，废气流由旋流塔下部切向高速进入，在塔
板叶片的导向作用下旋转上升。
逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴
状，使气液间有很大的接触面积。
液滴在气流的带动下旋转，产生的离心
力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到
下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。
由于塔内提供了良好的
气液接触条件，气体中的废气及粉尘被液体有效的吸收之后，防止部分雾状吸收液被带入风机。
四、设计计算
4.1处理风量的设计计算
根据现场环境条件和业主提供的资料，废气源的烟温比环境温度要高，
具有一定的抬升力，因此，本方案采用上部吸气罩，利用烟温产生的动力，
将废气引入系统管道，可减少系统的能量损失，降低电耗。
根据现场产生废气源的区域，设计吸气罩的罩口断面积F=0.36m2，选
取罩口断面气流控制风速Vx为1.8m/s，则可计算得处理风量Q为
Q=F气流断面积×
Vx气流控制风速
=0.36×
1.3m/s
=0.468m3/s
=1684m3/h
4台压铸机共用一套净化处理系统，考虑到安全风量问题，选取处理风
量的10%作为安全风量，则本方案的总设计处理风量Q总为
Q总=4×
3684×
1.12
=16504m3/s
4.2旋流塔的设计计算
4.2.1设计原则
旋流塔体材料采用PPR材质，塔数量1个，双层布置。
旋流塔设计成气密性结构，防止液体泄漏。
塔体上的人孔、通道、连接管道等需要在壳体穿孔的地方将进行密封，防止泄漏。
塔体的喷嘴采用雾化喷嘴,塔体设计将尽可能避免形成死角及堵塞。
吸收塔底面设计能保证完全排空净化液。
塔的整体设计将方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且设有通道以便于清洁。
吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔没有泄漏。
4.2.2设计参数
本方案设计采用水溶液吸收法加等离子处理法，气液接触时间2-6S，
其主要设备参数如下：
吸收旋流塔
1台
处理风量：
15000（m3/h）
空塔气速：
2.0m/s
液气比：
2L/m3
每台外形尺寸：
φ1500×
4300
等离子处理风量:
15000（m³
/h）
4.3循环泵的设计计算
吸收塔循环泵满足如下特殊要求：
吸收塔循环泵将水箱内水溶液送至每层旋流，二层旋流板共用1台主循
环泵，每层的旋流循环液流量通过阀门进行调节。
循环泵为液下化工泵，叶轮由耐磨耐腐高分子材料制成。
循环泵设计便于拆换和维修。
据此选用达意牌液下化工泵，其性能参数如下表所示:
表3-3：
循环泵性能参数
型号
转速
流量
扬程
配套电机
规格
r/min
m3/h
m
功率（Kw）
GD80-30
2900
45
20
2.2
4.4管道系统的设计计算
气流管路材料采用碳钢，气流在管道中的输送速度为10～22m/s
的范围，选取初选流速V=19m/s，则主风管管径D为：
D=（4Q/πV）1/2≈500mm
水流管路材料采用焊接钢管，选取水流在管道中的输送速度为1～2m/s
的范围，可计算得净化系统的水管规格及其数量。
4.5风机的设计计算
（1）风机所需风量根据设计参数Ｑ＝20000Nm3/h
（2）系统管网阻力
根据设计手册，选取初选ΔPg≈800（Pa）
（3）烟囱摩擦阻力烟囱磨擦阻力计算公式：
ΔPm=λ/D·
v2ρ/2·
H≈60（Pa）
（4）吸收塔阻力
吸收塔的阻力为：
300～800Pa
综合上述计算可知：
烟气净化系统风机所需全压为：
∑P≥1.1×
（800＋60＋800）=1826（Pa）
根据以上数据，选用4-72-8.0C型离心通风机，其性能参数如下
表所示:
表4-2：
风机性能参数
全压
风机重量
功率
m3/min
mmaq
（不包机）Kg
（KW）
4-72-7.0C
1600
18000
1890
Y180M-2
五、公辅设施
5.1给排水
本设计主风机轴承座可不设冷却水。
如需：
用水量按1m3/h计，水压
≥0.2Mpa，出水温度≤40℃，水质要求：
总硬度<
10度，悬浮物≤100mg/l。
本项目净化系统用于洗涤废气的自来水需由厂方提供至我司设备现场
的循环水箱处。
净化塔废水由厂方自行安排处理，如有污水处理系统，建
议厂方设置排水管网排至污水处理系统处理。
5.2土建
本项目净化系统主要承受荷载项目有：
吸收塔、水泵、风机、烟囱及
风管支架等，我司负责提供其配合土建条件图，厂方负责进行荷载校核及
基础施工。
六、电气仪表设计
6.1设计范围
本工程电气设计包括净化系统的动力、照明设计，主要内容如下：
◇废气处理系统用电设备的电气负荷计算；
◇低压供、配电系统设计；
◇废气处理系统用电设备的电气控制；
◇动力电缆和照明电缆（线）的敷设；
6.2供电电源及电压
供电电源由厂方引来380V电源，引至净化系统设备现场电控柜。
净化系统配电电压为交流380V，50Hz，配电系统采用TN-S系统，按
三级负荷供电。
6.3配电、保护
（1）配电
全部动力设备均经断路器、交流接触器和热继电器（带断相保护）控
制，提供短路、过载、缺相和欠压保护。
照明供电电源从动力照明配电柜中引出单相交流220V，动力照明配电
柜中设置单独的空气开关（低压断路器）。
。
（2）保护
电气工程采用TN-S系统。
在配电柜电源进线处作重复接地，接地电阻
<
4Ω。
所有动力设备的金属外壳、配电柜、控制柜、电缆桥架和金属保护套
管均应与PE线连接，不能与工作零线相混淆。
6.4供电负荷的计算
设备功率
工作
备用
装机
运行功
每天累计运
日电耗
序号
设备名称
数量
率KW
行时间（H）
KWH
KW
1.
离心通风机
1
2.
循环水泵
4
4.
合计
17.2
七、通风降噪处理措施
根据需要，本方案设计对产生噪声的通风机及循环水泵采取以下措施，
使其边界噪声降到60dB（A）以下。
（1）抽风机的进、出风口设消声器，均匀铺设100mm厚超细玻璃棉，用玻璃丝布包裹，内用铝微穿孔板作护面吸声材料。
由于采用多孔材料超细玻璃棉，吸声体有很好的吸声效果。
（2）抽风机等的机座处设置V型减震垫。
八、工程概算（详见清单表）
九、技术经济分析
9.1总装机容量
总装机容量：
17.2kwh
9.2净化系统运营费用
9.2.1净化系统用电设备电费
本项目中的主要用电设备功率：
见用电负荷表
合计功率：
∑P=17.2KW
按当地工业用电0.9元/Kw.h计算，用电设备总电费为：
M电费=17.2×
0.9
=15.48元/小时
=154.8元/天（按每天10小时计算）
=4.644万元/年（按每年300天计算）
9.2.2操作工人人工费：
本项目中每班需要1人值班，按1500元/人/月算，每天一班
每年人工费用为：
M人工=1.80万元/年
9.2.3总计运营费用：
本项目每年的总计运营费用为：
1页
M总=M电费+M人工费
=4.664+1.80=6.464万元/年。
总运营费用中未计环保设备的折旧费。
十、劳动安全与环境保护
10.1环境保护
10.1.1建设期间环境影响及防治措施
（1）施工扬尘
施工期间，车辆的出入，设备现场加工时等会造成现场区域环境整洁
不良的影响。
主要防治措施包括：
施工中我公司要求现场施工人员每班结
束施工后对现场进行整理整顿
（2）施工噪音
施工期间的噪声主要来自施工机械和材料的运输等，主要防治措施包
括：
采用低噪声的施工机械和方法或避免夜间施工等。
10.1.2工程建成后的环境影响及防治措施
（1）净化后排放的废气
本工程采用“旋流板塔预处理”治理压铸机烟气，设计中主
要采用高质量设备，自控水平高，能保证废气净化处理设施长期稳定运行，
废气达到排放要求。
（2）噪声
本工程通风机经处理后，基本不产生噪声污染。
10.2劳动保护和安全生产
1995年1月1日，《中华人民共和国劳动法》正式执行，其中对操作
工作的劳动安全生产进行了法律规定，因此，本工程设计中劳动安全卫生
设施必须符合国家规定的标准。
（1）在净化系统运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度。
（2）劳动保护及安全生产方面要加强对职工的法制教育，包括在建设期及运行管理期，其内容如下：
a在建设期编制和执行各种有关施工安全的政策大纲以及各方面应负的责任；
对全员职工进行安全培训，并对事故和偶发事件报告；
配发和使用安全设备，如安全帽、安全鞋等；
制订安全工作措施，如脚手架、壳子板和开挖支撑等；
任命安全监理和安全员。
b运行管理期
对甲方操作人员进行安全操作培训；
为甲方操作制订安全操作规程及紧急反应计划与管理制度。
十一、工程工期、服务承诺
11.1项目实施工期表
表11-1：
工程进度
（单位：
天）
序
项目
3
6
9
12
18
21
24
27
30
号
设计
设备
制作
3.
安装
管道
5.
系统
调试
升级会员 