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