265孔55米捣固焦炉地面除尘站技术方案设计.docx

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265孔55米捣固焦炉地面除尘站技术方案设计

一、技术案综述…………………………………………………2

二、燃烧导烟车……………………………………………………16

三、皮带提升小车………………………………………………17

四、炉口罩技术性能及参数………………………………………18

五、炉顶装煤烟尘集尘干管及支架技术性能及参数……………19

六、出焦烟尘集尘干管及总管道支架技术性能及参数………20

七、蓄热式冷却器…………………………………………………22

八、低压长袋脉冲除尘器技术性能及参数…………………………24

九、风机机组、烟囱技术性能及参数……………………………28

十、输送机及储灰斗………………………………………………32

十一、预喷涂装置……………………………………………34

十二、大炉门密封装置………………………………………35

十三、电控系统操作说明………………………………………36

十四、土建说明……………………………………………………42

十五、供货设备界面划分及明细表………………………………44

十六、运行成本………………………………………………48

十七、施工组织设计………………………………………………49

一、技术案综述

1、焦化工业粉尘与废气的来源及危害

1.1焦化工业粉尘与废气的来源

焦化生产排放的有害物主要来自于备煤、炼焦、化工产品回收与精制车间，气体污染物的排放量由煤质、工艺装备水平和操作管理等因素决定。

（1）备煤车间。

产生的污染物主要为煤尘。

备煤过程向大气排放煤尘，其数量取决于煤的水分和细度。

（2）炼焦车间。

炼焦车间的烟尘来源于焦炉加热、装煤、出焦、熄焦、筛焦过程，主要污染物有固体悬浮物（TSP）、苯可溶物（BSO）、苯并芘（BaP）、SO2、NOX、H2S、CO和NH3等，其中BSO、BaP是重的致癌物质，导致焦炉工人肺癌的发病率较高。

炼焦车间产生的污染主要由以下几面引起：

第一，装煤过程。

污染物排放约60%。

装煤操作中会排出很多CnHm化合物，而CnHm化合物对人体健康影响重，所以一定要控制好装煤烟尘的排出。

第二，推焦过程。

污染物排放约30%。

第三，熄焦过程。

熄焦水喷洒在炽热的焦炭上产生大量的水蒸气，水蒸气中所含的酚、硫化物、氰化物、一氧化碳和几十种有机化合物与熄焦塔两端敞口吸入的大量空气形成混合气流，夹带大量水滴和焦粉从塔顶逸出，形成对大气的污染。

第四，筛焦工段。

主要排放焦尘。

（3）化工产品回收车间。

排放的有害物主要来自化学反应和分离操作的尾气，燃烧装置的烟囱等。

主要污染物为NH3，H2S，HCN，C6H5OH，C5H5N，苯族烃等。

（4）精制车间。

每t焦的气体排放量约为4900m3，其中H2S为2100g，HCN为6.9g，烃类为8400g，焦油车间排放萘为1900g。

1.2焦化生产中粉尘与废气的危害

（1）粉尘的危害

工业废气中的颗粒物即粉尘，粒径围为0.001~500μm。

所谓降尘是指直径大于10μm的粉尘易于沉降；所谓飘尘是指直径小于等于10μm的粉尘以气溶胶的形式长期漂浮于空气中。

直径在0.5μm～5μm的粉尘对人体危害最大。

在焦化生产中粉尘主要是煤尘和焦尘。

作业场所空气中的粉尘浓度不得大于10mg/m3，外排气体的含尘浓度应符合现行的工业三废排放标准。

焦化生产中粉尘与废气的危害主要表现在：

第一，人吸进呼吸系统的粉尘量达到一定数值时，能引起鼻炎、各种呼吸道疾病以及肺癌等；

第二，粉尘与空气中的SO2协同作用会加剧对人体的危害；

第三，人吸进含有重金属元素的粉尘危害性更大；

第四，粉尘能吸收大量紫外线短波部分，当粉尘浓度达到2mg/m3以上时，对人伤害很大；

第五，烟尘使光照度和能见度减弱，重影响动植物的生长，也影响了城市交通秩序，造成交通事故的多发；

第六，某些粉尘当浓度达到爆炸极限时，若存在足够的火源将引起爆炸。

粉尘的粒径越小，粉尘和空气的湿度越小，爆炸的危险性越大。

（2）废气的危害

第一，SO2是一种无色、不燃、有恶臭并具有辛辣味的窒息性气体，车间空气中SO2最高容浓度为15mg/m3。

SO2对人眼及呼吸道黏膜有强烈的刺激作用，大量吸入可引起肺水肿、喉水肿、声带痉挛而致窒息；大气中的SO2在、水气和飘尘的作用下，生成的SO3与水滴接触形成酸雾，遇雨则形成酸雨（PH＜5.6），酸雾和酸雨对自然界、人体都有重危害。

第二，NO2。

车间空气中NO2最高允浓度为5mg/m3。

二氧化氮对肺组织产生剧烈的刺激和腐蚀作用，形成肺水肿；接触高浓度二氧化氮可损害中枢神经系统。

第三，H2S是无色透明的气体，有臭鸡蛋味，车间最高允浓度为10mg/m3。

H2S是强烈的神经毒物，对黏膜有明显的刺激作用。

第四，CO是无色、无臭、无刺激性气体，是一种窒息性毒气，空气中控制标准为小于30mg/m3。

空气中CO浓度达到1.2g/m3时，短时间可致人死亡。

第五，NH3是一种无色、强烈刺激性气体，对人的上呼吸道有刺激和腐蚀作用。

车间允浓度为30mg/m3。

第六，多环芳烃，包括苯并芘、7，12—二甲基苯并蒽、3—甲基胆蒽等约100多种，其中已被证实的致癌物有22种。

苯并芘（BaP）是焦化生产中排放量最多的多环芳烃，具有致癌性，潜伏期可长达10~15年，人们易淡化病情而导致重后果。

2、焦炉在装煤和出焦过程中产生的烟尘及特点

2.1装煤过程中烟气中可燃成份的变化情况

2.1.1焦炉装煤过程中，从装煤口向炭化室装煤时，煤料突遇高温产生大量黄荒煤气和烟气，炭化室压力突增，喷出大量的烟尘，炭化室装煤时的烟尘主要来自以下几面：

（1）炭化室煤料置换出大量空气，且装煤开始时空气中的氧气和入炉的煤料燃烧生成炭黑而形成黑烟。

（2）装煤时湿煤与高温炉墙接触升温，产生大量水汽和荒煤气。

（3）上述水蒸汽和荒煤气同时扬起的细煤粉以及装煤末期时带出的细煤粉。

（4）因炉顶空气瞬时升温而喷出的荒煤气。

焦炉装煤过程中向外排放的污染物占炼焦过程中全部排放物的50%~60%。

装煤烟尘中粉尘的散发量为0.2kg/t，按这个数字计算，一年产焦炭40万吨（成焦率按75%计）的小型焦化厂，每年仅装煤一项散发到大气中的烟尘量就达106t之多。

2.1.2装煤过程中散发的烟尘有以下特点：

（1）烟气温度高，正常操作时一般在500~600℃。

（2）瞬间散发量大，污染物多。

（3）烟气成份复杂，危害性较大，气体中含有煤尘及多种化学物质，主要有害气体组成为硫化物、氰化物、一氧化碳及苯可容物，微细的粉尘具有吸附苯可溶物的性能，从而增大了这类废气的危害性。

据估测，在无污染控制手段的状况下，每生产1吨焦炭由装煤时所排放的总悬浮颗粒物为：

0.5~1.0kg,；苯并[a]芘量为：

（1~2）×10-3kg。

（4）烟气具有可燃性和爆炸的可能，由于烟气中含有氢气、一氧化碳等可燃成分，当混入空气后，在一定条件下，可能产生燃烧或爆炸。

2.2焦炉出焦过程中产生的烟尘

焦炉出焦过程中产生的烟尘主要来自以下面：

（1）炭化室炉门打开后散发出的残余煤气，及由空气进入使部分焦炭和可燃气体燃烧产生的废气。

（2）推焦时炉门处散发的粉尘。

（3）推焦时导焦槽散发的粉尘

（4）焦炭从导焦槽落到熄焦车中散发的粉尘。

（5）载有焦炭的熄焦车运行过程中散发的粉尘。

推焦时每吨红焦散发的烟尘为0.4kg之多，其中上述

（2）（3）（4）项散发的粉尘为装煤时散发粉尘的一倍以上，尤其是第（4）项，焦炭在落入到熄焦车上由于撞击而产生的粉尘会随高温气流的上升而飞扬。

如果当焦炭成熟度不足时，焦炭中残留的大量热解产物由于与空气接触，燃烧形成大量的浓黑的烟尘。

3、治理重点及治理思想

通过以上的论述和数字，可以看出，焦炉在装煤和出焦中的烟尘治理为废气治理的重中之重。

焦炉在装煤和出焦过程产生的烟尘的阵发性、烟气量大、高温、含有焦油类物质、有可燃成分等特点，又给烟尘治理增加了难度。

我公司通过以往治理焦炉装煤及出焦烟尘的经验，综合环保指标、运行成本、各种不同案的优缺点等，依据相关的设计规，提出本设计案，总体设计案为装煤出焦过程采用二合一地面除尘工作站，装煤和出焦各有一条集尘管道。

4、项目概述

****煤焦化有限公司5.5米、130万吨/年侧装煤焦炉拟采用装煤、出焦二合一无值守地面除尘站系统。

即在焦侧熄焦车轨道外侧设置一条出焦烟尘集尘干管，在焦侧炉顶设置一条装煤烟尘集尘干管，分别用于2×65出焦除尘和装煤除尘。

在炉顶设有专门用于收集装煤烟尘的燃烧导烟车，燃烧导烟车既能收集装煤时炉顶炉口冒出的烟尘，也能收集机侧的炉头烟，燃烧导烟车是燃烧式导烟车，将收集到的炉顶炉口烟及机侧炉头烟进行充分燃烧并冷却后送入炉顶集尘干管。

在地面设置地面除尘站，地面站设有预喷涂、灭火蓄热式冷却器、阻火防爆低压长袋脉冲除尘器、通风机组、配电室、操作室、灰尘处理系统等。

炉顶燃烧导烟车设置有大容积燃烧室及助燃系统能有效改善燃烧条件，可以使苯并芘、焦油气类物质能够充分燃烧、分解，系统始终保持在干燥的环境下运行。

炉顶焦侧有良好的操作视线，操作过程简单，使除尘效果稳定达标排放。

5、设计原则

根据现场实际，设计原则为：

1.捕集率和处理率最优，分别达到97%和99.9%以上，稳定达标排放。

2.系统运行安全、稳定，维护简单。

3.自动化程度高，操作简单。

4.初投资和运行成本低。

5.布局美观。

6、设计依据

****煤焦化有限公司为一组两座2×655.5米捣固焦炉。

其：

焦炉基本参数及装炉煤的质量

年产量

130万吨

炭化室有效容积

36.6m3

数

2×65

炭化室单装煤量

36.6t

炭化室全长

15980mm

单出焦量

27.50t

有效长

15140mm

结焦时间

22.5h

平均宽

550mm

入炉煤水份

10%

锥度

20

细度（＜3mm）

≥90%

全高

5500mm

入炉煤灰份

≤10%

有效高

5200mm

入炉煤硫份

＜0.9%

炭化室中心距

1350mm

入炉煤挥发份

30～33%

7、设计引用标准

《人民国大气污染防治法》

《人民国环境保护法》

《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）

《炼焦炉大气污染物排放标准》（GB16171—1996）

《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93）

《固体污染物排气中颗粒物测定与气态污染物采样法》（GB/T16157-1996）

《采暖通风与空气调节设计规》（GB50019-2003）

《炼焦工艺设计规》（GB50432-2007）

《清洁生产标准炼焦行业》（HJ/T126-2003）

《焦化安全规程》（GB12710-1991）

《钢铁企业采暖通风设计手册》

《机械工程设计手册》

《钢结构设计规》（GB50017-2003）

《一般公差线性尺寸的未注公差》（GB/T1804-1992）

《焊接通用技术条件》（JB/ZQ4000.3-86）

《固定式钢直梯安全技术条件》（GB4053.1-1993）

《固定式钢斜梯安全技术条件》（GB4053.2-1993）

《固定式工业防护栏杆安全技术条件》（GB4053.3-1993）

《固定式工业钢平台安全技术条件》（GB4053.4-1993）

《工业锅炉烟箱、钢制烟囱技术条件》（JBT1621-93）

《优质碳素结构钢技术条件》（GB699-88）

《合金结构钢技术条件》（GB3077-88）

《标牌》（GB/T13306-91）

《工业企业噪声控制设计规》（GBJ78-85）

《工业企业厂界噪声标准》（GB12348-90）

《混凝土结构设计规》（GB50010-2002）

《建筑地基基础设计规》（GB50007-2002）

《建筑抗震设计规》