熔铝烟气管理方案计划目标(送审稿).doc

/佛山市顺德区铧伟五金配件有限公司熔铝压铸机烟气净化处理系统初步设计方案(22000m3/h，送审稿) 佛山市XXX环保工程有限公司二零一三年三月佛山市顺德区铧伟五金配件有限公司工程名称： 熔铝压铸机烟气净化处理系统工程编号： Q08-03-17HW设计单位： 总 经 理： 高级经济师总工程师： 高级工程师项目负责人： 工程师设计人员： 工艺： 土建： 机电： 设备： /目 录一、概述11.1工程概况11.2设计基础参数11.3设计依据21.4设计原则21.5设计指标2二、熔铝压铸机产生的烟气特点32.1烟气污染物之来源32.2烟气的成分特点3三、工艺选择43.1工艺选择原则43.2净化处理工艺选择43.3工艺流程及说明8四、设计计算94.1处理风量的设计计算94.2旋流塔的设计计算94.3循环泵的设计计算104.4管道系统的设计计算114.5风机的设计计算11五、公辅设施125.1给排水125.2土建13六、电气仪表设计136.1设计范围136.2供电电源及电压136.3配电、保护136.4供电负荷的计算14七、通风降噪处理措施14八、工程概算158.1土建构筑物概算158.2主要工艺设备材料概算158.3工程总投资概算16九、技术经济分析179.1总装机容量179.2净化系统运营费用17十、劳动安全与环境保护1810.1环境保护1810.2劳动保护和安全生产19十一、工程工期、服务承诺2011.1项目实施工期表2011.2工程保修承诺及具体措施20十二、附图21/佛山市顺德区铧伟五金配件有限公司熔铝压铸机烟气净化处理系统初步设计方案一、 概述1.1 工程概况佛山市顺德区铧伟五金配件有限公司（以下简称为“铧伟公司”）位于勒流龙眼工业区，该企业主要生产各类五金压铸零件及开发压铸模具。现有熔铝自动压铸机7台，尺寸为2.90.91.5（H）m，在同一车间一字形摆放，相距3米，在生产的过程中，金属的熔炼过程、润滑剂的喷涂、金属液和模具的热辐射、压铸机的运转等，会产生少量的烟气、粉尘、热量及有害气体等，如不经处理，这些都对环境和人体健康产生影响和污染。根据环保部门有关规定：铧伟公司熔铝压铸机产生的烟气、粉尘等污染物需经收集净化处理后达标排放。我公司特此根据铧伟公司提供的有关资料，对其熔铝压铸机产生的烟气进行净化处理系统方案设计，以供业主决策参考。在本方案资料收集过程中，铧伟公司相关领导给我们提供了详细的资料和帮助，在此表示衷心感谢！1.2 设计基础参数根据铧伟公司提供的资料及现场有关情况，共有熔铝自动压铸机7台，尺寸为2.90.91.5m，在同一车间一字形摆放，相距3米，产生的污染物主要为少量的烟气、粉尘。1.3 设计依据 中华人民共和国大气污染物综合排放标准（GB16297-19960）； 广东省大气污染物排放限值（DB44/27-2001）； 环境空气质量标准（GB13223-1996）； 工业企业噪声控制设计规范（GB87-85）； 电气装置安装工程及验收规程（GBJ232-82）； 中华人民共和国环境保护法（1989.12）； 工作场所有害因素职业接触限值（GBZ2-2002）； 其他有关设计规范和设计手册。1.4 设计原则采用高效节能、成熟可靠的工艺技术，确保烟气、粉尘处理的效果；选用先进、优质的专用设备，把本工程建设成一个优秀示范工程；优化工艺流程，合理布局，减少工程投资，节约日常运行管理费用；结合本工程实际，采用安全可靠的控制系统，做到技术可靠，经济合理，操作管理方便；1.5 设计指标通过对污染烟气实施有效的环保治理措施，可以使排放到大气中的污染物量得到有效控制。根据铧伟司所处的位置(为二类区)，本项目执行第二时段三级标准，各项污染物的最高允许排放标准，按中华人民共和国国家标准新污染源大气污染物排放限值（GB16297-1996）标准执行，具体数据如下：表1-1：项目治理后污染物排放指标指标名称最高允许排放浓度（mg/m3）最高允许排放速率（kg/h）烟尘排放速率kg/h2.9烟尘排放浓度mg/Nm3120烟囱最小高度米15林格曼黑度级I二、 熔铝压铸机产生的烟气特点2.1 烟气污染物之来源目前，常用的压铸工艺有热室压铸和冷室压铸。冷室压铸以液态金属为原料，喷射进入模具压铸成型，模具壁由循环冷却水冷却。热室压铸是将金属切屑成粉状，经预加热后注入模具压铸成型，预加热和模具加热一般采用电加热。在压铸生产的过程中，会产生烟气、热量、粉尘等，这些废气和烟尘中含有各种金属氧化物和非金属氧化物，同时还可能含有有害物质，这些都可能对环境产生污染。2.2 烟气的成分特点根据环保部门之规定，工业部门产生的废气可以分为：含颗粒物废气和含气态污染物废气两大类。本项目熔铝压铸机在生产过程中主要产生有含颗粒物废气和含气态污染物废气，颗粒状废气主要是熔炼过程中产生的金属氧化物和非金属氧化物，如：Mg、Zn、Ca、Al、Fe、Na、Mg、K的氧化物和氯化物，还有大量碳粒灰份等，以上构成了工艺粉尘；少量污染物废气主要是熔炼过程中产生的CO、CO2、NOX、SO2、碳氢化合物以及易挥发的金属氧化物等等。根据有关生产经验的总结和厂方提供的数据，给合烟气的特点，本项目处理工艺需综合考虑气态污染物废气和颗粒物废气的治理。三、 工艺选择3.1 工艺选择原则选择适宜的烟气处理工艺应当根据处理规模、原烟气成分、治理效果，用地条件、工程地质，环境等条件作慎重考虑。故各种工艺都有其适用条件，必须在生产实践上总结优化，提出适合于具体项目的工艺。废气处理工艺选择原则为：（1）技术成熟，对烟气变化适应性强，运行稳定；（2）经济节约，电耗少、造价低、占地少；（3）易于管理，操作方便，设备性能稳定；（4）重视环境，噪声控制，环境协调，清洁生产。3.2 净化处理工艺选择3.2.1 几种烟气净化工艺的路线简介(1) 吸收法净化气体污染物吸收法：是选用合适的液体吸收剂处理混合物，以除去其中一种或几种有害气体的净化气态的污染物最常用的方法。常用吸收液有：酸碱液、水溶液、氧化剂溶剂、有机溶剂等。可净化的气体有SO2、NOX、HF、SiF4 、HCl、Cl2 酸雾、沥青烟和多种组分的有机蒸气的废气。同时，利用含尘气流与水或者其它液体的接触，可将粉尘捕集下来从而达到除尘的目的，除尘效率能达到80%左右。且吸收法的效率高，设备简单，工程造价及运营成本低。(2) 静电除尘器净化污染物静电除尘器的除尘机理是利用除尘器内电场的库仑力的作用实现粉尘颗粒、气态污染物与气流的分离，从而达到除尘净化的目的。静电除尘器的优点有：a）设备阻力低，一般静电除尘器的设备阻力在300Pa左右；b）除尘效率较高，一般可以达到80%左右；但是静电除尘器在使用中存在许多不足：a）随效率的提高,设备造价也随之提高； b）管理操作难；而且静电除尘器对烟气的比电阻变化非常敏感，对过细粒径、密度又小的粉尘，容易产生二次扬尘，影响净化效率；c）运行不够稳定。(3) 吸附法净化气态污染物有害气体的吸附法是利用多孔性固体吸附剂处理气体混合物，脱除气态污染物中的水份、有机溶剂蒸气、恶臭和其他有害气相物质。工业用的吸附剂种类很多，包括各种活性土、活性炭、活性氧化铝、硅酸等。活性炭是常用的吸附剂，具有性能稳定、抗腐蚀等优点。由于它的疏水性，常被用来吸附低浓度的有机溶剂、恶臭物质等。吸附法目前在我国主要用来吸附有机溶剂。工业上采用最多的是固定床吸附装置。固定床吸附装置的优点是设备结构简单，操作方便，吸附剂磨损小，缺点是需周期性更换。3.2.2 烟气净化工艺的选择根据各种因素并综合比较各种净化技术方案后，结合本项目的烟气特点，在此方案中，我公司选择吸收法净化工艺。3.2.3 吸收塔型式确定吸收塔的选择原则主要是看气液接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。气液接触条件直接影响净化效率；设备阻力大需增加引风机电耗；吸收液循环量大需增加水泵电耗。目前常用的吸收设备有喷淋塔、水膜塔、筛板塔、文丘里、填料塔及旋流板塔等。其中喷淋塔液气比高，水消耗大；水膜塔气液接触面积小，脱硫效率低；筛板塔及填料塔阻力较大，防堵操作弹性低。相比之下，旋流塔具有结构简单、阻力小、可用耐腐蚀材料制作、吸收效果好、装置灵活等优点，适用于快速吸收过程，且净化效率高，各吸收器性能比较详见下表：吸收器类型持液量逆流接触防堵性能操作弹性阻力除尘性能文丘里低否较好差高好喷淋塔高是中较好低差填料塔低是差较好中中湍球塔中是好中中较好筛板塔中是中中中较好旋流板塔高是好好低好通过以上净化设备的比较，本方案选用旋流塔作为该工程的吸收设备。3.2.4 旋流塔主要特点传质、传热效果好，净化效率可达到90%以上。操作弹性宽、适用范围广，操作管理方便；气液负荷高，雾沫夹带少；压降低，系统阻力小，运行费用低；3.2.5 旋流塔工作原理旋流塔板工作时，烟气由切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中废气被液体吸收的效果好；旋流板塔同时具有很好的除尘除雾效率，保证高效的除雾性能，以避免风机带水问题。3.3 工艺流程及说明4.2.1 工艺流程图本项目净化系统主要包括：废气捕集装置、净化装置、气流管道、风机、烟囱和电控系统等。工艺流程如下：4.2.2 工艺流程说明本方案的工艺流程为熔铝压铸机在作业的过程中主要产生含颗粒物等的烟气被净化系统吸收罩捕集直接进入排风支管，经各自调节阀门由排烟总风管汇入吸收旋流塔，废气流由旋流塔下部切向高速进入，在塔板叶片的导向作用下旋转上升。逐板下流的液体在塔板上被烟气喷成雾滴状，使气液间有很大的接触面积。液滴在气流的带动下旋转，产生的离心力强化气液间的接触，最后被甩到塔壁上，沿壁下流，经过溢流装置流到下一层塔板上，再次被气流雾化而进行气液接触。由于塔内提供了良好的气液接触条件，气体中的废气及粉尘被液体有效的吸收。废气气体经净化通过风机、烟囱排入大气。另外，净化塔的顶部设有气体脱水装置，防止部分雾状吸收液被带入风机。四、 设计计算4.1 处理风量的设计计算根据现场环境条件和业主提供的资料，废气源的烟温比环境温度要高，具有一定的抬升力，因此，本方案采用上部吸气罩，利用烟温产生的动力，将废气引入系统管道，可减少系统的能量损失，降低电耗。根据现场产生废气源的区域，设计吸气罩的罩口断面积F=0.6m2，选取罩口断面气流控制风速Vx为1.8m/s，则可计算得处理风量Q为Q=F气流断面积Vx气流控制风速 =0.61.3m/s=0.78m3/s=2808 m3/h7 台压铸机共用一套净化处理系统，考虑到安全风量问题，选取处理风量的10%作为安全风量，则本方案的总设计处理风量Q总为Q总=728081.12=22000m3/s4.2 旋流塔的设计计算4.2.1 设计原则旋流塔体材料采用Q235，塔数量1个，双层布置。旋流塔设计成气密性结构，防止液体泄漏。塔体上的人孔、通道、连接管道等需要在壳体穿孔的地方将进行密封，防止泄漏。塔体的喷嘴采用雾化喷嘴, 塔体设计将尽可能避免形成死角及堵塞。吸收塔底面设计能保证完全排空净化液。塔的整体设计将方便塔内部件的检修和维护，吸收塔内部的导流板、喷淋系统和支撑等尽可能不堆积污物和结垢，并且设有通道以便于清洁。吸收塔配备有足够数量和大小合适的人孔门和观察孔，人孔门和观察孔没有泄漏。4.2.2 设计参数本方案设计采用水溶液吸收法，气液接触时间2-6S，其主要设备参数如下：吸收旋流塔 1台 （顺德亮科） 处理风量： 22000（m3/h） 空塔气速： 2.0m/s 液气比： 2L/ m3每台外形尺寸： 200070004.3 循环泵的设计计算吸收塔循环泵满足如下特殊要求：吸收塔循环泵将水箱内水溶液送至每层旋流，二层旋流板共用1台主循环泵，每层的旋流循环液流量通过阀门进行调节。循环泵为自吸泵，叶轮由耐磨高分子材料制成。循环泵设计便于拆换和维修。据此选用广一集团GD80-30管道离心泵，其性能参数如下表所示: 表3-3：循环泵性能参数型 号规 格转速r/min流 量m3/h扬程m配 套 电 机型 号功率（Kw）GD80-30290054235.54.4 管道系统的设计计算气流管路材料采用Q235，气流在管道中的输送速度为1022m/s的范围，选取初选流速V=18m/s，则主风管管径D为：D=(4Q/V)1/2=650 mm水流管路材料采用焊接钢管，选取水流在管道中的输送速度为12m/s的范围，可计算得净化系统的水管规格及其数量。4.5 风机的设计计算(1) 风机所需风量根据设计参数22000 Nm3/h(2) 系统管网阻力根据设计手册，选取初选 Pg800(Pa)(3) 烟囱摩擦阻力烟囱磨擦阻力计算公式：Pm=/Dv2 /2H60(Pa)(4) 吸收塔阻力吸收塔的阻力为：300800Pa综合上述计算可知：烟气净化系统风机所需全压为：P1.1(80060800) =1826(Pa)根据以上数据，选用4-72-8.0C型离心通风机， 其性能参数如下表所示: 表4-2：风机性能参数型 号规 格转速r/min流 量m3/min全压mmaq配 套 电 机风机重量（不包机)Kg型 号功率（KW）4-72-8.0C1600240002400Y180M-230五、 公辅设施5.1 给排水本设计主风机轴承座可不设冷却水。如需：用水量按1m3/h计，水压0.2Mpa，出水温度40，水质要求：总硬度< 10度，悬浮物100mg/l。本项目净化系统用于洗涤废气的自来水需由厂方提供至我司设备现场的循环水箱处。净化塔废水由厂方自行安排处理 ，如有污水处理系统，建议厂方设置排水管网排至污水处理系统处理。5.2 土建本项目净化系统主要承受荷载项目有：吸收塔、水泵、风机、烟囱及风管支架等，我司负责提供其配合土建条件图，厂方负责进行荷载校核及基础施工。六、 电气仪表设计6.1 设计范围本工程电气设计包括净化系统的动力、照明设计，主要内容如下：废气处理系统用电设备的电气负荷计算；低压供、配电系统设计；废气处理系统用电设备的电气控制；动力电缆和照明电缆（线）的敷设；6.2 供电电源及电压供电电源由厂方引来380V电源，引至净化系统设备现场电控柜。净化系统配电电压为交流380V，50Hz，配电系统采用TN-S系统，按三级负荷供电。6.3 配电、保护(1) 配电全部动力设备均经断路器、交流接触器和热继电器（带断相保护）控制，提供短路、过载、缺相和欠压保护。照明供电电源从动力照明配电柜中引出单相交流220V，动力照明配电柜中设置单独的空气开关（低压断路器）。(2) 保护电气工程采用TN-S系统。在配电柜电源进线处作重复接地，接地电阻<4。所有动力设备的金属外壳、配电柜、控制柜、电缆桥架和金属保护套管均应与PE线连接，不能与工作零线相混淆。6.4 供电负荷的计算序号设备名称设备功率(KW)工作数量备用数量装机功率KW运行功率KW每天累计运行时间(H)日电耗KWH1.离心通风机301030302.循环水泵5211053.照明及其它0.10.100.10.14.合计40.135.1七、 通风降噪处理措施根据需要，本方案设计对产生噪声的通风机及循环水泵采取以下措施，使其边界噪声降到60dB(A)以下。(1) 抽风机的进、出风口设消声器，均匀铺设50mm厚超细玻璃棉，用玻璃丝布包裹，内用铝微穿孔板作护面吸声材料。由于采用多孔材料超细玻璃棉，吸声体有很好的吸声效果。(2) 抽风机等的机座处设置V型减震垫。八、 工程概算8.1 土建构筑物概算本系统所有土建项目由厂方负责8.2 主要工艺设备材料概算表8-1：工艺设备材料部分投资概算表序号设备名称规格单位数量单价（万元）总价（万元）生产厂家1.吸收塔20006000台16.706.70亮科环保2.循环水泵GD80-30 5Kw台20.581.16广一集团3.循环水管路65、80项10.850.85亮科环保4.离心通风机4-72-8.0C台11.721.72珠江风机5.电机N=30kW台100配套6. 吸风罩2吨0.81.100.88亮科环保7.主风管、烟囱其及支架6502.5m250.0441.10亮科环保8.支风管1及支架4002.0m200.0240.48亮科环保9.支风管2及支架2802.0m400.0160.64亮科环保10.调节阀280 手动个70. 070.49亮科环保11.电控系统含电缆、线管等套10.750.75德力西等12.合计14.778.3 工程总投资概算表8-2：工程总投资概算表序号项目计算公式价格（万元）1.土建工程(厂方负责)02.设备及材料工程14.773.设计费0.504.安装费 (2)8%1.185.采保运输费0.656.调试费0.457.以上小计算17.558.税金(7)7%1.179.合计18.72说明：1. 本预算中不包含土建基础费用，电源接入费用。九、 技术经济分析9.1 总装机容量总装机容量：40.1kwh9.2 净化系统运营费用9. 2.1 净化系统用电设备电费本项目中的主要用电设备功率：见用电负荷表合计功率：P=35.1KW 按当地工业用电0.8元/Kw.h计算，用电设备总电费为：M电费=35.10.8=28.08元/小时=280.8元/天 （按每天10小时计算）=8.42万元/年 （按每年300天计算）9. 2.2 操作工人人工费：本项目中每班需要1人值班，按1500 元/人/月算，每天一班每年人工费用为：M人工=1.80万元/年9. 2.3 总计运营费用：本项目每年的总计运营费用为：M总= M电费+ M人工费=8.42+1.80=10.22 万元/年。总运营费用中未计环保设备的折旧费。十、 劳动安全与环境保护10.1 环境保护10. 1.1 建设期间环境影响及防治措施(1) 施工扬尘施工期间，车辆的出入，设备现场加工时等会造成大量的扬尘，会给附近区域环境整洁带来不良的影响。主要防治措施包括：施工中遇到连续天晴又起风的时候，对推土表面洒水降尘，及时冲洗车辆和道路，对工地环境实施保洁制度等。(2) 施工噪音施工期间的噪声主要来自施工机械和材料的运输等，主要防治措施包括：采用低噪声的施工机械和方法或避免夜间施工等。(3) 生活垃圾及废弃物为加快工程施工，施工时必定会投入更多的人力，且均为临时安置在工地内，因此会产生大量的生活垃圾。如果施工区的生活垃圾及工程废弃物乱放，轻则导致蚊蝇孽生，重则致使施工区工人暴发流行疾病，严重影响施工及附近居民生活环境。主要防治措施包括：及时与当地卫生部门联系协调，及时清理施工现场的生活垃圾，加强员工环境保护教育。施工中遇到有毒有害废弃物应及时停止施工，并与地方环保、卫生部门联系，采取有效措施处置。10. 1.2 工程建成后的环境影响及防治措施(1) 净化后排放的废气本工程采用“予处理+袋式除尘器”治理压铸机烟气，设计中主要采用高质量设备，自控水平高，能保证废气净化处理设施长期稳定运行，废气达到排放要求。(2) 噪声本工程通风机经处理后，基本不产生噪声污染。10.2 劳动保护和安全生产1995年1月1日，中华人民共和国劳动法正式执行，其中对操作工作的劳动安全生产进行了法律规定，因此，本工程设计中劳动安全卫生设施必须符合国家规定的标准。(1) 在净化系统运转之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作规程和管理制度。(2) 劳动保护及安全生产方面要加强对职工的法制教育，包括在建设期及运行管理期，其内容如下：a 在建设期编制和执行各种有关施工安全的政策大纲以及各方面应负的责任；对全员职工进行安全培训，并对事故和偶发事件报告；配发和使用安全设备，如安全帽、安全鞋等；制订安全工作措施，如脚手架、壳子板和开挖支撑等；任命安全监理和安全员。b 运行管理期对甲方操作人员进行安全操作培训；为甲方操作制订安全操作规程及紧急反应计划与管理制度。十一、 工程工期、服务承诺11.1 项目实施工期表表11-1：工程进度 (单位：天) 序号项目1510141822263034384246501.设计2.设备制作3.设备安装4.管道安装5.系统调试11.2 工程保修承诺及具体措施(1) 设备保修期限为一年，自该工程验收合格之日起计算；(2) 保修期内，接到处理故障通知后，24小时内回复处理意见，必要时派人迅速到达现场，对保修设备免费提供备品和备件；(3) 系统运行验收后，派专人定期跟踪两个月，发现问题及时处理；(4) 安装期开始就培训操作及维修人员，直至考核上岗合格；(5) 协助编制操作管理及维护等规程；(6) 建立定期回访制，提供终身技术服务；(7) 长期提供优质、优价的备品和备件。十二、 附图(1) 烟气净化系统图(2) 烟气净化系统平面布置图