项目所在位置概况及自然条件精.docx

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项目所在位置概况及自然条件精

1.5项目所在位置概况及自然条件

1.5.2自然条件

（１）气象、水文

本区地处亚热带向暖温带过渡地带，属于典型的季风型大陆性半湿润气候，阳光充足，雨量充沛，四季分明。

冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨。

降雨多集中在5—10月，暴雨多出现在6—9月，12月—次年2月降雨量最少，秋季多连阴雨天气。

多年平均气温：

15.8℃（1959～1970）

极端最高气温：

42.6℃

极端最低气温：

-13.2℃

多年平均降水量：

804.3mm

夏季平均降雨量：

360.4mm

月最大降雨量：

　　　　　　　374.2mm（1963.8），

一日最大降雨量：

111.0mm（1985.5.11）

无霜期：

288天

全年最多风向:

夏季风向：

E—SE最大风速12m/s

冬季风向：

W—NW最大风速18m/s

历年平均气压:

1015.1mb

历年平均相对湿度:

69%

多年平均风速：

1.8m/s

累年最大风速：

17m/s

（２）地形地貌、地质条件

淅川县属扬子地层区南秦岭分区淅川小区。

境内地层发育较齐全，从古元古界到新生界地层大部都有出露。

县境北部分布有多期次、不同规模的岩浆岩体。

按境内岩土体成因及工程地质特征分为侵入岩组、变质岩组、碳酸盐岩组、碎屑岩组、松散土体五个工程地质岩组（图1）。

其中变质岩组及碎屑岩组分布区地质灾害多发。

淅川县地处华北板块与扬子板块碰撞接触带南侧。

受板块运动的作用，境内经历了多次构造运动，形成了复杂的地质构造。

区内构造线方向大体呈北西-南东向展布。

由于长期受到近南北向水平应力的挤压，致使境内褶皱大部倒转，断裂力学性质复杂，挤压破碎带十分发育，规模大，连续性强，延伸远。

境内北部还伴随有多期次岩浆岩侵入，而使构造显得破碎和复杂化。

3．项目技术方案及分析

3.1电石生产工艺

生产方法有氧热法和电热法。

一般多采用电热法生产电石，工业用炭化钙生产基本工艺是碳素原料（兰碳、冶金焦、无烟煤）和石灰（CaO）按比例加入电石炉中，，依靠电弧高温熔化反应而生成电石。

主要生产过程是：

原料加工、配料、通过电炉上端的入口或管道将混合料加入电炉内，在开放或密闭的电炉中加热至2000℃左右，依下式反应生成电石：

GaO+3C→CaC2+CO。

熔化了的碳化钙从炉底取出后，经冷却、破碎后作为成品包装。

在半密闭炉中，反应中生成的一氧化碳的一部分被安于炉上的吸气罩抽出，剩余的部分仍在料面燃烧。

其生产工艺流程图如下。

图2电石生产工艺流程图

3.2烟气净化系统

3.2.1烟气和烟尘的性质

通常电石炉产生的高温炉气为可燃气体，主要成分为：

（1）电石粉中含有大量的可燃物质和微量氰化物；

（2）烟气中粉尘粒径大约在1—50微米之间。

具体来讲，半封闭式电石炉产生的高温炉气可燃气体主要成分为：

CO、H2、CH4等。

其特性见下表：

表3-1可燃气体主要成分表

焦油露点温度

露点温度

含湿量

含尘浓度

烟气温度

烟气量

150℃

40-60℃

1-10%

50-110g/Nm3

450-500℃

3-8Nm3/KVA

电石粉中含有大量的可燃物质和氰化物（微量）。

如表3-2

表3-2电石粉成分表1

成分

CO

H2

CH4

CO2

N2

气化焦油气

粉尘

%

70-80

5-15

1-2

1-3

10-13

少量

50-150g/Nm3

表3-3电石粉成分表2

成分

C

MgO

SiO2

Al2O3

CaO

CaC2

%

15-20

10-18

13

5

25-30

1-5

烟气中粉尘粒径大约在1-50微米之间。

见表3-4

表3-4粒径分布表

粒径范围m

<10

>10

>20

>30

>40

>50

质量百分比%

8%

12%

15%

30%

20%

15%

总之,半封闭电石炉烟尘成分复杂、含有微量氰化物、危害性大。

除尘过程中，不仅要去除烟尘，还必须要去除微量氰化物等一些其他物质,使烟气净化比较困难、复杂。

3.2.2电石炉废气治理技术  

3.2.2.1静电除尘

是含尘气体在通过高压电场进行电离的过程中,使尘粒荷电,并在电场力的作用下使尘粒沉积在集尘板上,将尘粒从气体中分离出来。

由于静电力直接作用在粒子上,这使分离粒子耗能低、气流阻力小。

同时对亚微米级粒子也能有效地捕集。

所以静电除尘器是最有应用前景的设备,但是它的弱点是粉尘的比电阻大小直接影响它的捕集效率。

电石炉产生的烟尘比电阻也比较高，处于高比电阻范围内,在静电除尘器中,这些荷负电的粒子到达集尘板后,释放电荷很慢,并残留着部分电荷,这不但会排斥随后而至的带有同性电荷的粒子,影响其沉降,而且随着极板上沉积粉尘层的不断变厚,在粉尘层和极板之间造成一个很大的电压降,以致引起粉尘层空隙中的气体被电离,发生反电晕,它也产生成对的正离子和负离子,正离子穿过板间区域向放电板流动,其结果,使集尘场强减弱,粒子所带负电荷部分被中和,粒子电荷减少,因而削弱了粒子的沉降,捕集效率显著降低，综上，由于电石炉烟气中粉尘颗粒细，比表面积大、电阻率很高、比重小，不适合采用静电除尘。

3.2.2.2湿法水膜除尘

湿法水膜除尘是利用气流与水或溶液的充分接触，使废气中的尘粒和气体污染物吸收、溶解于水中，从而达到去除污染物目的的一种湿式除尘方法。

其去除方式有喷淋法、喷雾法、冲击法、吸收法等种类。

湿式除尘器对废气的温度、湿润度要求不高，适用范围较广，对尘粒的去除效率一般可达90%-95%，并对废气中的SO2等气态性污染物有一定的去除效果，其投资相对较小，运行费用较低。

但从湿式除尘器中排出的泥浆要进行处理，否则会造成二次水污染问题，除尘废水的渣水分离回用亦有一定难度，除尘渣的综合利用途径受到一定限制，单级除尘效率不如袋式除尘器高。

3.2.2.3袋式除尘器

袋式除尘器的工作机理是将尘粒截留在除尘器的滤料表面，烟气净化效率可达到97%以上，粉尘捕集率可达到97%-99.5%，外排粉尘浓度小于200mg/m3。

布袋式除尘器治理电石炉,能够实现电石炉烟尘排放达标，但是，使用袋式除尘器具有以下缺点：

（1）结构庞大，占地面积比较大。

（2）造价比较高，一台12500KVA电炉国内平均投资150万元左右，特别是运行费用每年约10—20万。

（3）不能有效去除烟气中的微量氰化物等有害气体。

（4）用袋式除尘器进行净化时，由于除尘器进气温度超过了滤袋的使用温度上限等各种原因，偶尔会发生“烧袋”现象。

干法袋式除尘器和湿法水膜除尘器性能比较见表3-5

表3-5袋式除尘器和水膜除尘器性能比较表

技术、经济指标

袋式除尘

湿式除尘

捕集粉尘粒度（vm）

0.1～100

0.05～100

阻力损失

较大

大

漏风率%

<5

<10

气体温度（℃）

<200

无要求

气体湿度（%）

<30

无要求

除尘效率（%）

97.0～99.5

90.0～95.0

占地面积

一般

大

气体污染物去除率（%）

无

10～80

二次污染情况

无

水污染

管理及操作要求

严格

较严格

运行费

较高

较低

除尘渣利用效益

较高

较低

投资

较大

小

依据以上特性，结合理论实践，与当地环境状况要求及国家环保相关政策，在保证达标排放的前提下，我们可以采用XLS-20型多级可调旋流除尘设备。

XLS-20型多级可调旋流除尘设备已申报国家专利，并已成功的应用于各种炉窑、锅炉数百台，除尘效率可达到98%以上，脱硫及脱除有害气体效率在80%以上。

它主要是在烟囱上方加装翻板阀，下部引出出风管道，烟气（温度<250℃，含尘浓度<3.0g/m3），使烟气进入旋流装置进行净化，烟气在旋流净化中也对烟气中细粉尘和氰化物进行捕集和吸收，对粉尘的捕集率可达95%以上，使净化后排放的气体含尘量在200mg/m3以下排放。

XLS-20型多级可调旋流除尘设备的优点:

（1）耐高温800℃，不采用降温措施，可节约投资，降低成本。

（2）设备阻力损失小，设备体积小，结构合理，布局紧凑、占地面积小。

（3）气液接触面积巨大，同时由于开孔率较大，允许高速气流通过，处理能量大，不容易堵塞。

（4）操作使用简便、运行稳定可靠、费用低、使用寿命长、方便维修管理。

（5）除尘后的废水经地沟排入沉淀池，经沉淀后的澄清水可以再循环利用，并且沉淀池中的废渣可以再利用。

综上，我们选用XLS-20型多级可调旋流除尘设备进行电石炉烟气的净化。

从清洁生产的角度出发，对粉尘污染的治理不应只停留在除尘器本身上，而应该从半封闭电石炉冶炼工艺的特点出发，将污染物控制由末端治理变为预防污染和实施生产全过程的控制：

（1）可选用已破碎的清洁原料，省去原料破碎工序；

（2）选用粒度适宜的原料，降低电耗，稳定炉况，减少渣量和粉尘的产生量；

（3）科学计算出符合生产实际的电炉参数与炉料性质之间的关系，找出最佳的炉料配热系数，使炉料的熔化速度与其还原反应的速度相匹配。

如果输入的电能过多的消耗在熔化炉料上，熔料速度过快，反应区温度低，还原反应不彻底，渣多而产品少，渣中主元素含量高。

如果炉料熔化过慢，产品过热，有用元素挥发损失增大，单位电耗升高，产量少，粉尘污染物产生量增大；

（4）精心操作，提高资料回收率，减少污染物排放量；

（5）进一步改进半封闭电石炉冶炼工艺，向大型化、封闭化和计算机控制方面发展。

通过以上措施，从生产的各个环节节能降耗，减少污染物的产生量，减轻污染处理负荷，全面做好清洁生产。

生产电石属高能耗重污染行业，应从清洁生产的角度出发，节能降耗，把预防污染和生产全过程控制污染有机结合起来，减少污染物的产生量，实现经济与环境的持续、协调、健康发展。

3.2.3主要设备选型及报价

3.2.3.1主要设备选型及工艺参数

（1）除尘器

表3-6除尘器

项目

12500KVA电石炉用

除尘器名称

多级可调旋流除尘器

除尘器型号、规格

XLS-20型

处理风量M3/h

9-12万m3/h

数量

2台

除尘前烟气流速

9.1m3/s

高度

10m

直径

1.8m

重量

7t

除尘效率

>98%

（2）配套风机

表3-7配套风机

项目

风机

型号

G4-73-10D

数量

2台

流量

52161-56455m3/h

全压

2813-3018Pa

电机

Y250-M37KW

（3）管道：

出气口为980-1000mm,进口为600-1200mm，烟囱：

Φ970；钢板厚度为4mm。

（4）供水管直径Φ100，回水管直径80mm×120mm，排水口径Φ200。

3.2.3.212500KVA电石炉净化系统报价

表3-8电石净化系统报价

序号

代码

名称规格

数量

材料

报价（元）

备注

1

XLS-20

旋流除尘器

2台

碳钢

500000

2

电机

2台

45000

3

风机

2台

4

联轴器

2台

45000

5

污水泵

2台

10000

6

控制柜

2台

9000

7

95#

电缆线

200米

6000

8

4个厚

管道

50米

30000

9

消音器

2个

25000

10

角钢

0.5吨

1800

11

阀兰

钢板

3张

8000

12

安装费

50000

13

运费

3000

小计

732800

14

6%税收

43968

合计

776768

3.2.4烟气净化系统总工艺流程图

　为了便于电炉和除尘器的维护和检修，我们对每台电石炉按照一套相对独立的系统进行设计，为了布置美观和减少占地面积，我们将2台12500KVA电石炉除尘系统并联布置,做成一个整体,每套系统单独配置抽风管道、出风管、风机系统以及控制系统。

其工艺流程如图2:

图2烟气处理工艺流程图