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2015年12月26日,白鴿集團有限責任公司委托我公司生產的1×5000KVA及1×10000KVA棕剛玉冶煉傾倒爐配套高溫煙氣除塵工程進行設計、制作、安裝及調試。
截止目前該工程已順利完工,經調試后運行正常。古縣白鴿森潤磨料磨具有限公司新上棕剛玉冶煉爐除塵項目,包括為1臺5000KVA及1臺10000KVA傾動式棕剛玉冶煉爐配置消煙除塵系統。
基本情況:
我國棕剛玉年生產能力已超過350萬噸,年產量約150萬噸。冶煉棕剛玉時,煙塵的排放濃度很高。經測定,一臺5000kVA冶煉爐在剛玉冶煉中,煙塵濃度為1553mg/m3。
按剛玉年產量估算,我國每年向大氣排放的剛玉煙塵量約8~11萬噸。棕剛玉傾動式冶煉爐的設計煙氣出口溫度350℃,5000KVA冶煉爐工況煙氣流量為98000m3/h ,10000KVA冶煉爐工況煙氣流量為165000m3/h ,煙氣黑度:格林曼2~4級,排放煙氣含塵量大于1500mg/m3,無法達到環保排放標準。
棕剛玉生產是以鋁礬土為原料,以優質無煙煤和鐵屑為主要配料,在電弧爐內經2050℃高溫冶煉而成。棕剛玉冶煉環節煙塵來源主要有兩部分,(1)、冶煉過程中產生的煙塵;(2)、冶煉完成后倒爐環節產生的煙塵,此環節煙氣具有溢出速度快、溫度高等特點。
棕剛玉冶煉煙氣粉塵特性如下表:
表1 煙氣組成 質量百分比%
成 份 |
SiO2 |
Fe2O3 |
Al2O3 |
K2O |
CaO |
MgO |
C |
含 量 |
35.85 |
4.43 |
25.77 |
20.33 |
1 |
0.5 |
0.93 |
表2 煙塵粒徑分布組成 質量百分比%
粒徑(μm) |
< 1 |
1~3 |
3~6 |
6~10 |
10~15 |
15~20 |
>20 |
含 量 |
32.29 |
20.68 |
9.68 |
2.98 |
1.93 |
3.34 |
5.19 |
由以上分析可以看出剛玉冶煉時產生煙塵的主要特點為:
※ 煙塵粒度細,吸附力強
煙塵粒徑在10μm以下占多數。由于塵粒細,比表面積大,吸附力強;
※ 溫度高,治理難度大
煙氣溫度一般為300~1000℃,煙氣溫度波動性大,對降溫系統有特殊要求。
※ 煙氣的陣發性強,無組織排放多
冶煉時工藝步驟較多,其煙氣的產生具有陣發性,而且隨著冶煉過程的不同,散發煙氣量也不同,波動極大。煙氣高發期如果除塵系統配置偏小的話,煙氣會從電極孔及爐門位置溢出,形成無組織排放。
※ 粉塵成分復雜
剛玉冶煉時煙塵的主要成分為Al2O3占25%、SiO2占35%、K2O占20%;
工藝流程
設計煙氣溫度為350℃,高于濾筒式除塵器的穩定工作溫度(低于135℃),故煙氣無法直接引入除塵器,需先進行降溫后進行除塵。高溫煙氣從爐頂吸塵罩先經機力冷卻降溫裝置,進行降溫及大顆粒粉塵的預處理,將煙氣溫度降低,然后再進入濾筒除塵器進行二次除塵。
粗顆粒粉塵在機力降溫裝置時,由于重力、慣性力等作用粗粒粉塵留在降溫裝置的灰斗內,而那些超細粉塵在進入濾筒式除塵器時被過濾下來,干凈空氣由引風機引出排放。
本系統選用脈沖式濾筒除塵器,除塵器凈化效率>99.6%,除塵后煙塵排放濃度低于50 mg/m3,煙氣黑度林格曼0級。清灰方式設定為分室離線自動循環清灰,煙氣進入除塵系統前采用機力冷卻器捕集火花、降低溫度并收集一部分粉塵??刂葡到y結合冶煉工藝采用手動控制變頻器工作來達到節能目的。
針對倒爐時產生的高溫煙氣,擬增加一臺輔助風機,為控制成本不再增設除塵器,靠短時間內提高濾布的過濾風速來提高抽風量,原則上輔助風機開啟后除塵器濾布的過濾風速不超1.2m/min,兩臺爐子同時出爐的偶然情況,本方案暫不作考慮。
10000KVA棕剛玉冶煉爐除塵器設計參數如下:
項目 |
名稱 |
單位 |
參數 |
處理煙氣量 |
Q |
M3/h |
183000 |
電機功率 |
KW |
355 |
|
風機型號 |
Y6-51 NO 18D |
||
煙氣進口溫度 |
T |
。C |
<130 |
進口含塵濃度 |
C’ |
g/Nm3 |
~24.66 |
出口含塵濃度 |
C’ |
mg/Nm3 |
<50 |
除塵器效率 |
% |
大于99.8 |
|
除塵器阻力 |
Pa |
<1500 |
|
除塵器漏風率 |
% |
<2 |
|
除塵器耐壓強度 |
K |
KPa
|
-6~+6 |
過濾速度 |
V |
m/min |
0.67 |
總過濾面積 |
F1 |
M2 |
5040 |
有效過濾面積 |
F2 |
M2 |
4536 |
濾筒材質 |
/ |
防水防油腹膜聚酯纖維(過濾精度<1微米) |
|
濾筒規格 |
D*L |
Mm |
325*1250 |
濾筒數量 |
N |
個 |
360 |
控制方式 |
PLC控制噴吹,變頻控制啟動 |
||
清灰方式 |
/ |
高壓逆噴脈沖清灰 |
|
壓縮空氣壓力 |
P |
MPa |
0.45~0.65 |
降溫方式 |
強制機力風冷列管降溫 |
||
壓縮空氣耗量 |
G |
M3/min |
~2.5 |