立拓回转窑除尘说明.docx
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立拓回转窑除尘说明
11通风除尘
11.1概述
11.2回转窑除尘系统
11.1概述
设计依据及执行标准
——《钢铁企业采暖通风设计手册》
——《工业企业噪声控制设计规范》（GBJ87-1998版）
—《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002）
——《工业企业设计卫生标准》GBZ1-2002
—《工业炉窑大气污染物排放标准》（GB9078-96）
——《环境空气质量标准》（GB3095-1996）
——《冶金工业环境保护设计规定》（YB9066-95）
——《钢铁工业污染物排放标准》（GB123456-92）
——《大气污染物综合排放标准》（GB16297-96）
——《采暖通风与空气调节设计规范》（GB50019-2003）
——工艺及各有关专业设计委托任务书
—《通风与空调工程施工质量验收规范》GB50243----2002
气象条件
设计原则
——为了便于除尘系统的维护管理，除尘系统尽量采用集中式系统；
——对物料在转运、筛分过程中的扬尘点，在工艺对其设备严格密闭的条件下设置抽风点，含尘气体通过管道进入除尘器进行净化处理；
——由于吸尘点多，且又不同时工作，对不同时工作的各吸尘点采用电动阀门进行切换，并与工艺设备联锁，减少系统风量，降低动力消耗，确保除尘效果。
——在高温和辐射热影响的操作地点，为改善其操作环境，在操作点处设移动式轴流风机；
——在集中式除尘系统风机出口设置消声器，以减轻风机噪声对环境的影响；
——为了避免二次扬尘，对集中式除尘系统各除尘器排下的灰尘均采用密闭气力输送或加湿后回收或用汽车运走。
——除尘管道的弯头、异型管及三通管等易磨损处均采用耐磨陶瓷内衬复合管。
——风机出风口加装风机消音器，以减轻风机噪声对环境的影响。
——除尘风道通常采用焊接，与设备连接的风管或须拆卸的风管可用法兰连接。
11.2回转窑除尘系统
11.2.1回转窑通风除尘主要设计内容
（1）工艺废气净化处理系统；
（2）配料料及转运站除尘系统；
（3）辅料受料槽及转运站除尘系统；
（4）各休息室，操作室分别设通风、空调。
11.2.2工艺废气净化处理系统
来自回转窑、干燥窑的废烟气（正常温度在150℃以下，最高可达230℃）汇集后，经低压脉冲布袋除尘器、主引风机、烟道通过烟囱外排。
排放浓度≤30mg/标m3
11.2.2.1工艺废气除尘系统
设置四套除尘系统，每套除尘系统选用低压脉冲布袋除尘器静电除尘器1台，除尘风机选用Y4-73No.25F型离心风机1台，设计总风量36×104m3/h，设计总压力6000Pa
除尘系统工艺流程：
→至废气脱硫
工艺含尘废气→脉冲布袋除尘器→除尘风机→烟囱（排放浓度≤30mg/Nm3）
除尘系统的输灰流程
除尘器灰斗→输送机→气力输灰装置（仓泵）→配料室灰仓→回收
11.2.2.2工艺废气脱硫工艺
a.项目概况
根据具体要求和具体情况，拟设置喷淋吸收塔作为吸收设备、石灰石作为脱硫剂的石灰石-石膏法脱硫工艺对烟气进行脱硫处理，使烟气达标排放。
拟设计流程为：
回转窑烟气→增压风机→脱硫装置→烟囱，保证烟气中SO2的达标排放。
本技术方案在给定条件下，按二氧化硫排放浓度<1200mg/Nm3进行整体设计。
b.设备使用的环境及现状
原始参数一览表
项目名称
型号
回转窑
备注
数量
1台
烟气原始参数
烟气温度
150℃
极限温度230℃
烟气量
360000m3/h
拟建
脱硫工艺
烟气流程
回转窑、干燥窑烟气→增压风机→脱硫装置→烟囱
脱硫工艺
石灰石-石膏法
脱硫剂
石灰石
副产物
石膏
脱硫塔
配置方式
一机一塔
材质
碳钢内衬玻璃鳞片
b.脱硫工艺简介
石灰石-石膏法基本工艺原理
烟气中SO2，SO3和HCl在脱硫反应塔吸收过程中发生的主要化学反应如下：
（1）气体从气相主体到液体表面气膜的扩散
XYm（气相主体）→XYm（气膜）（XYm代表SO2、SO3、HCl）
（2）XYm从气膜穿过气液界面的扩散与溶解
XYm（g）→XYm（aq）
（3）溶解后的气体的水合过程
SO2（aq）+H2O→H2SO3
SO3（aq）+H2O→H2SO4
（4）溶液中的离解、氧化
HCl→H++Cl-
H2SO3→H++HSO3-
HSO3-→H++SO32-
HSO3-+1/2O2→HSO4-
SO32-+1/2O2→SO42-（部分）
（5）在液相中，CaCO3溶解与电离
CaCO3→Ca2++CO32-
CO32-+H2O→HCO3-+OH-
HCO3-+H2O→H2CO3+OH-
（6）产生的OH-发生中和反应
H++OH-→H2O
（7）盐的形成
2H2O+SO42-+Ca2+→CaSO4·2H2O（s）
1/2H2O+SO32-+Ca2+→CaSO3·1/2H2O（s）
CaSO3·1/2H2O+1/2O2+3/2H2O→CaSO4·2H2O（s）
c.设计技术方案
（1）脱硫工艺概述
在工艺先进、运行可靠和经济合理的原则下，为了最大限度的减小一次性投资、节能降耗和系统维护方便，设计了如附图所示工艺流程。
本脱硫系统主要有烟气系统、吸收系统、脱硫剂制备及供给系统、石膏脱水系统、工艺水系统、事故浆液系统及电气控制系统组成。
回转窑烟气经过除尘器除去粉尘后，经增压风机加压进入脱硫系统。
烟气在脱硫塔内与从上而下的、由喷嘴充分雾化的脱硫液逆向对流接触，脱硫液充分吸收烟气中的SO2后进入除雾器除雾，净化并除雾之后的烟气，由烟道引至烟囱排放。
同时本系统设置100%的烟气旁路，保证脱硫系统不影响回转窑的正常运行。
脱硫液采用内循环吸收方式。
吸收了SO2的脱硫液流入塔釜，由循环液泵从塔釜打到喷淋层上，在喷淋层被喷嘴雾化，并在重力作用下落回塔釜。
同时为了控制脱硫浆液的浓度，用浆液排出泵外排一部分浆液至渣处理系统排渣。
另外根据塔釜浆液的pH值变化，控制石灰石浆液泵的转速，控制加入塔釜的石灰石浆液量，实现对脱硫液中脱硫剂浓度和pH的相对稳定的控制，保证脱硫效率。
为确保脱硫效率和防止塔内结垢，需将脱硫产物亚硫酸钙氧化成硫酸钙。
本方案在吸收塔底部鼓入空气对脱硫液进行氧化，保证吸收塔中硫酸钙的含量达到合理的控制范围，并在吸收塔底部合理位置由浆液排出泵将脱硫渣浆液（主要成分为CaSO4·2H2O）排出到石膏脱水系统进行出渣。
脱硫剂制备及供给系统包括一套石灰石制浆系统。
石灰石制浆系统包括石灰石储仓、仓顶除尘器、电动锁气器、计量螺旋、仓底流化风加热器、石灰石浆液罐和石灰石浆液泵等设备，外购石灰石粉经气力输送至石灰石储仓内储存。
通过这些设备和相关控制，脱硫剂制备及供给系统可以稳定地为系统提供恒浓度的脱硫剂浆液，通过石灰石浆液根据塔釜pH值定量输送至塔釜，控制脱硫系统的pH，保证整个系统的稳定运行。
石膏脱水系统包括真空带式过滤机、石膏旋流站等设备。
吸收塔外排浆液首先通过石膏旋流站进行预处理，之后在通过真空带式过滤机进行出渣，含水量较低的脱硫渣储存于渣库中，滤液回用化浆，一部分废水外排至厂区废水处理系统。
由于吸收塔内水蒸发和脱硫渣带水等，必须对系统进行补水，以维系系统水平衡。
根据系统的需要，工艺水的补充方式为：
对除雾器进行冲洗的方式补水；调节石灰石浆液浓度，对石灰石浆液罐进行补水。
（2）烟风系统
本工程中在回转窑各工况条件下，脱硫系统的烟气系统都能正常工作，并留有一定余量。
利用吸收塔具有高效传质的特点控制液气比、使用高效的折流式除雾器，确保脱硫效率不低于90％，并保证经除雾器后的烟气含水量不大于75mg/Nm3。
----所有不可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，用碳钢制作。
所有可能接触到低温饱和烟气冷凝液或从吸收塔带来的雾气和液滴的烟道，采用玻璃鳞片进行防腐保护。
烟道的布置能确保冷凝液的排放，不会有水或冷凝液的聚积。
在脱硫装置停运期间，烟道（包括旁路烟道）将采取适当的措施避免腐蚀。
烟气系统的设计保证灰尘在烟道的沉积不会对运行产生影响，在烟道必要的地方（低位）设置清除粉尘的装置。
另外，对于烟道中粉尘的聚集，考虑到附加的积灰荷重。
合理布置在原烟道和净烟道的仪表测量接口和取样接口，满足整个烟道范围内测量及取样要求，并设置操作平台。
烟道保温采用50mm厚保温岩绵，外表面敷设蓝色彩钢板，板厚0.35mm。
----挡板门
设计原则
挡板的设计能承受各种工况下烟气的温度（包括事故烟温）和压力，并且不能有变形或泄漏。
挡板和驱动装置的设计能承受所有运行条件下工作介质可能产生的腐蚀。
烟气挡板满足以下技术要求
烟气挡板能够在最大的压差下操作，并且关闭严密，不会有变形或卡涩现象，而且挡板在全开和全闭位置与锁紧装置能匹配，烟道挡板的结构设计和布置可使挡板内的积灰减至最小。
每个挡板的操作是灵活方便和可靠的。
---风机
新增脱硫塔设计阻力不大于1200Pa，烟风阻力估算为700Pa。
脱硫系统设置增压风机，烟气经增压风机加压后再进入吸收塔。
（3）脱硫液循环系统
------设计原则
为了实现工艺的需要，在本技术方案中，脱硫液循环系统设计遵循以下原则：
●为了保证烟气达标排放，设计液气比为12L/Nm3
●脱硫液主循环系统按三层/塔进行设计
●脱硫液主要以内循环为主，仅外排少量浆液至石膏脱水系统，并根据脱硫浆液pH的变化变频补充脱硫剂浆液以供脱硫系统使用
●脱硫液循环系统浆液管道要求能防止磨损和腐蚀，选用衬塑（或衬胶）钢管，并防止浆液沉淀的形成。
浆液管配备冲洗和排水系统。
在装置关闭和停运期间，对浆液管道系统的各个设施进行排放和冲洗。
甚至在短期停运时，也进行必要的排放和冲洗。
●水泵及驱动电机能适户外露天布置的要求，电机防护等级为IP54。
------核心设备——循环泵
采用单流和单级卧式离心泵，包括泵壳、叶轮、轴、导轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门及就地仪表和电机。
工作原理是叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都能得到提高，从而能够被输送到高处或远处。
同时在泵的入口形成负压，使流体能够被不断吸入。
由耐磨材料制造的浆液循环泵配有油位指示器、联轴器防护罩和泄露液的收集设备等，配备单个机械密封，不用冲洗或密封水，密封元件有人工冲洗的连接管。
轴承型式为防磨型。
（4）脱硫剂制备及供给系统
根据工艺需要，业主需提供90wt%，95%过325目的的石灰石粉作为脱硫剂，外购石灰石粉经气力输送至石灰石储仓内储存，通过自动化灰系统稳定地为系统提供恒浓度的脱硫浆液，石灰石浆液泵则把石灰石浆液罐中的石灰石浆液输送至脱硫系统。
根据塔釜内脱硫液的pH值高低，由变频器控制石灰石浆液泵的流量。
设计的脱硫剂制备及供给系统完全实现全自动化控制，可大幅度降低劳动强度，充分保证石灰石浆液浓度的稳定性，现场也非常整洁。
本系统考虑配置一套石灰石制浆系统。
（5）氧化风机
氧化风机用来不断向吸收塔塔釜鼓入新鲜空气，将浆液中的亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙。
右图为氧化风管的安装形式。
氧化风机能保证将脱硫产物氧化，而不需添加任何化学添加剂。
风机运行在最高效率点上。
风机要有几乎平坦的效率特性曲线，以保证运行时机组在各种负荷下都有最佳的效率。
脱硫系统脱硫渣的成分主要为硫酸钙、亚硫酸钙、粉煤灰和石灰石引入的杂质。
（6）工艺水系统
吸收塔塔内的水蒸发和脱硫渣带水会造成脱硫系统水流失，为了维持整套脱硫系统的水平衡，必须对脱硫系统进行补水。
根据工艺的需要，补水主要用于除雾器的冲洗、石灰石浆液罐补水及管道、罐体冲洗。
本系统工艺水直接采用厂区工艺水，要求工艺水[Cl-]≤100mg/L，压力约为0.3MPa左右，由业主负责引至脱硫塔10m的范围内。
工艺水管路采用碳钢材质，在必要的地方设置检修隔离阀，Y型过滤器等。
同时为保证除雾器用冲洗水，在吸收塔边单独设置工艺水箱和除雾器冲洗水泵。
管道防止磨损和腐蚀，防止浆液沉淀和结垢的形成。
管配备冲洗和排水系统。
在装置关闭和停运期间，对管道系统的各个设施进行排放和冲洗。
（7）搅拌设备
吸收系统所有储存浆液的箱、罐、池和容器配有搅拌设备，以防止浆液沉降结块。
所有搅拌器能连续运行。
尽可能采用具有合适特性的标准型搅拌器，提供可靠制造商和成熟形式的产品。
搅拌器安装有轴承罩，主轴和搅拌叶片及马达。
搅拌器轴为固定结构，转速适当控制，不超过搅拌机的临界速度。
搅拌器设计时考虑浆液中氯离子浓度为20g/l。
搅拌器采用全金属或衬胶结构，所有接触被搅拌流体的搅拌器部件，必须选用适应被搅拌流体的特性的材料，包括具有耐磨损和腐蚀的性能。
搅拌器部件和辅件。
由专门适于被搅拌流体的条件和性质的材料构造，而且能耐侵蚀和腐蚀。
每台搅拌器和其附属设备的布置方式便于进行操作，维修和拆卸等工作，而且不中断装置的运行。
提供便于装卸搅拌器和其组件所必需的吊耳、吊环及其他专
（8）负荷计算
脱硫系统负荷计算
脱硫低压负荷计算
序号
设备名称
单台功率（kW）
数量
Pe（kW）
计算系数
有功功率Pjs（kW）
视在功率Sjs（kVA）
常用
备用
常用
备用
Kx
cosφ
1
进口挡板门
1.1
1
0
1.1
0
0.01
0.8
0.011
0.01
2
旁路挡板门
1.1
1
0
1.1
0
0.01
0.8
0.011
0.01
3
出口挡板门
1.1
1
0
1.1
0
0.01
0.8
0.011
0.01
1
1#循环泵
75
1
0
75
0
0.9
0.8
67.5
84.38
2
2#循环泵
90
1
0
90
0
0.9
0.8
81
101.25
3
3#循环泵
110
1
0
110
0
0.9
0.8
99
123.75
5
密封风机
2.2
2
2
4.4
4.4
0.9
0.83
3.96
4.77
6
氧化风机
45
1
1
45
45
0.9
0.83
40.5
48.80
7
塔釜搅拌
3
3
0
9
0
0.9
0.8
8.1
10.13
8
浆液排出泵
5.5
1
1
5.5
5.5
0.6
0.8
3.3
4.13
9
仓顶除尘器
2.2
1
0
2.2
0
0.05
0.8
0.11
0.14
10
电动锁气器
1.5
1
0
1.5
0
0.5
0.8
0.75
0.94
11
螺旋称
1.5
1
0
1.5
0
0.5
0.8
0.75
0.94
12
仓底流化风加热器
11
1
0
11
0
0.5
0.8
5.5
6.88
13
仓底流化风机
3
1
0
3
0
0.5
0.8
1.5
1.88
14
石灰石浆液罐搅拌
5.5
1
0
5.5
0
0.9
0.8
4.95
6.19
15
石灰石浆液泵
1.1
1
1
1.1
1.1
0.8
0.8
0.88
1.10
16
真空皮带过滤机
3
1
0
3
0
0.6
0.8
1.8
2.25
17
真空泵
37
1
0
37
0
0.9
0.8
33.3
41.63
19
滤液罐搅拌
5.5
1
0
5.5
0
0.9
0.8
4.95
6.19
20
滤液泵
4
1
1
4
4
0.2
0.8
0.8
1.00
24
除雾器冲洗水泵
11
1
1
11
11
0.6
0.8
6.6
8.25
25
工艺水泵
5.5
1
1
5.5
5.5
0.6
0.8
3.3
4.13
26
事故浆液泵
2.2
1
0
2.2
0
0.1
0.8
0.22
0.28
27
事故浆液罐搅拌器
15
1
0
15
0
0.1
0.8
1.5
1.88
28
集水坑泵
3
1
1
3
3
0.6
0.8
1.8
2.25
29
集水坑搅拌器
1.5
1
0
1.5
0
0.9
0.8
1.35
1.69
30
照明
10
1
0
10
0
0.5
0.9
5
5.56
31
检修箱
30
2
0
60
0
0.1
0.5
6
12.00
32
热控柜
10
1
0
10
0
0.5
0.5
5
10.00
合计
34
9
535.7
79.5
389.453
492.36
脱硫系统总负荷计算
序号
设备名称
单台功率（kW）
数量
Pe（kW）
计算系数
有功功率Pjs（kW）
视在功率Sjs（kVA）
常用
备用
常用
备用
Kx
cosφ
1
增压风机
400
1
0
400
0
0.9
0.83
360
433.73
2
低压变压器
800
1
0
535.7
79.5
6.00
12.00
3
低压变压器损耗
8.00
40.00
合计
2
0
935.7
79.5
374.00
485.73
脱硫系统总装机容量:
1015.2kw
其中备用:
79.5kw
单台电机最大功率：
400kw
按年运行时间8000小时计，脱硫系统运行年耗电量为：
Wn=Pjs×0.7×8000=2.09×106kW·h
11.2.2.3配料料及转运站除尘系统
原料系统仓顶受卸料时产生粉尘，本设计在每一除尘灰仓顶设一台DMC-80风量:
6000m3/h，过滤面积：
60m2单机仓顶布袋除尘器，净化后的空气达标后，高空排放，除尘器收下粉尘直接落入仓内。
共设4台。
配料室内原料在接受、转运、卸料作业中散发粉尘各产尘点。
每一配料室，设置一套除尘系统，除尘器选用1台低压脉冲布袋除尘器，过滤面积：
1700m2。
除尘风机选用G4-73No12D型风机1台，设计总风量100000m3/h，设计总压力3900Pa。
共设4套除尘系统。
除尘系统工艺流程：
各吸尘点→低压脉冲布袋除尘器→除尘风机→烟囱（排放浓度≤30mg/Nm3）
除尘系统的输灰流程
除尘器灰斗→输送机→气力输灰装置（仓泵）→配料室除尘灰仓→回收
11.2.2.4辅料受料槽及转运站除尘系统
辅料受料槽在接受铲车卸料时产生大量的粉尘，设置一套除尘系统，除尘器选用1台低压脉冲布袋除尘器，过滤面积：
1350m2，除尘风机选用G4-73No12D型风机一台，设计总风量80000m3/h，设计总压力3600Pa。
共设1台。
除尘系统工艺流程：
各吸尘点→低压脉冲布袋除尘器→除尘风机→烟囱（排放浓度≤30mg/Nm3）
除尘系统的输灰流程
除尘器灰斗→输送机→气力输灰装置（仓泵）→配料室除尘灰仓→回收
11.2.2.5煤粉仓除尘系统
煤粉经输煤粉管道进入煤粉仓顶受卸料时产生粉尘，本设计在每一煤粉仓顶设一台DMC-80风量:
6000m3/h，过滤面积：
60m2单机仓顶布袋除尘器，净化后的空气达标后，高空排放，除尘器收下粉尘直接落入仓内。
共设4台。
11.2.2.6通风空调设施
（1）原料控制室、风机房操作室、高压开关站控制室、以及有温度要求的办公建筑均考虑空调设施。
（2）高、低压配电室等通风
设计有机械排风系统，排风系统的排风量，均按室内换气次数≥10次设计，排风机采用T35-11轴流风机。
（3）回转窑、干燥窑等高温工作区设置轴流式风机,进行人体通风降温。
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