化工公司持续清洁生产焙烧窑含铬粉尘无组织排放污染控制实施方案.doc

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1、化工公司持续清洁生产焙烧窑含铬粉尘无组织排放污染控制实施方案红矾钠生产工艺过程中铬铁矿粉料从回转窑窑尾进入回转窑经过约1100的高温进行氧化焙烧，窑尾尾气约500，经过沉降室、余热锅炉、旋风除尘器、电除尘器、引风机进入烟囱排入大气。窑体与沉降室间是动态连接，采用迷宫式密封室。目前，该处粉尘泄漏情况非常严重，通过采样检测及物料衡算得，吨红矾钠粉尘泄漏量约63kg，含铬(以Cr2O3计)约8%。多年来，企业多次进行过改造，但至今仍然未得到彻底解决。窑尾无组织排放的粉尘中含有六价铬，六价铬有毒，含铬粉尘严重危害周边居民特别是企业职工的身体健康，污染极大，同时还造成物料的大量损耗。迫切需要采取措施来控

2、制企业回转窑含铬粉尘的无组织排放问题。1.1 焙烧窑无组织排放的原因分析1.1.1 除尘设备企业现有1.826m、2.336m、3.045 m回转焙烧窑各一套，对三套回转窑窑尾无组织排放的大量含铬粉尘均分别采用三级除尘系统经重力沉降室、旋风除尘器和电除尘器进行捕集治理，但效果并不理想。除尘系统设备见表620。表6-20 除尘系统设备一览表序号窑型设备3.045 m2.336m1.826m1沉降室1112余热锅炉113旋风除尘器14电除尘器1115引风机111三套设备的引风机参数见表621。表6-21 引风机参数一览表3.045m窑2.336m窑1.826m窑型号4-73-11NO12DY5-4

3、7-9C4-72-8风压3600Pa2500 Pa156206mmH2O风量130000m3/h40268 m3/h1620027990 m3/h电机功率90Kw45Kw45Kw备注2006年8月改进风机2.336m窑和3.045 m窑余热锅炉参数见表622。表6-22 余热锅炉参数一览表3.045m窑2.336m窑额定蒸发量（t/h）33蒸汽压力（Mpa）1.251.25额定蒸汽温度（）193193给水温度（）2020受热面积（m2）390390进入锅炉烟气流量（N m3/h）2500025000进入锅炉烟气温度（）500500外形尺寸694823463594694823463594厂家武汉

4、天元清江市江星锅炉型号Q25/500-3-1.25Q25/500-3-1.25排烟温度（）250250锅炉本体烟气阻力（Pa）10001500100015003.045 m窑旋风除尘器各项参数见表623。表6-23 3.045m窑旋风除尘器参数一览表项目参数筒径1410mm筒的个数4个单筒进口风速2022m/s净化能力6000072000 m3/h进气温度300除尘器总阻力80120 mmH2O三套设备的电除尘器参数见表624。表624 电除尘器参数一览表3.045m窑2.336m窑1.826m窑处理烟气量（m3/h）57000724003500035000电场有效截面积（m2）201515电

5、场风速（m/s）0.60.80.70.90.70.9同极调距（mm）150600600除尘阻力30 mmH2O300 Pa300 Pa电场数（个）222允许入口浓度（g/ m3）103030出口排放浓度（mg/ m3）200150150允许入口温度（）300250250设计除尘效率（%）9899.599.5设备总重量64.5512828型号SWB20JDN-35/15JDN-35/151.1.2 系统压力损失现分别计算三套回转窑除尘收集系统压力损失。12.336m焙烧窑除尘系统压力损失计算（1）除尘系统图图6-6 2.336m窑除尘系统示意图02 沉降室，截面，直弯90o 1个23 800，弯

6、头90o 2个，直管8500mm45 800，弯头90o 1个，直管4000mm67 800，弯头90o 4个，直管24800mm89 800，弯头90o 2个，垂直管4800mm1011 烟囱高45000mm，弯头90o 3个（2）管内烟气流速计算：按管内径800mm计，烟气流量Q40000m3/h（3）拟定管道内气体平均温度为200，按锅炉烟气标况下的密度为则烟气密度为 （4） 直管摩擦压损系数，取=0.045（5） 局部压力损失系数，取直角弯头1=0.60，引风机进口2=0.70，烟囱进口3=1.40（6）压力损失计算 直管压力损失：已知：d=0.80m L=8.5+4+24.8+4.8

7、+45=87.1(m) v=22m/s 90弯头局部压力损失：已知：1=0.60，s=0.773 ， v=22m/s 引风机进口压损：2=0.70 烟囱进口压损: 3=1.40（7）烟囱自生通风力: H=45m ， 0=1.20 , s=0.773(kg/m3)（8）设备压损：沉降室 550pa 余热锅炉 1250pa电除尘器 300pa共2100 pa全系统压力损失（未加保险系数）：21.826m焙烧窑除尘系统(1) 除尘系统图图6-7 1.826m窑除尘系统示意图02 沉降室连接，截面，弯头直角1个23 700，弯头90o 3个，垂直管2000mm，平直管2000mm45 700，弯头45

8、o 2个，平直管9000mm67 700，弯头90o 2个，垂直管4000mm89 700，弯头90o 1个，垂直管11000mm(2) 管内烟气流速：已知d=0.7 m， Q27990m3/h(3) 拟定管道内气体平均温度为200，求烟气密度。kg/m3(4) 直管摩擦压力损失系数，取=0.045,弯头8个(5) 局部压力损失系数，取 直角弯头1=0.60，引风机进口2=0.70，烟囱进口3=1.40(6) 管道、管件压损计算：L=4+9+4+11=28(m)(7) 自生通风力:(8) 全系统压力损失：沉降室压损：500pa， 电除尘压损300pa(引风机 Q=1620027990，P=15

9、602060pa)33.045m焙窑除尘系统(1) 除尘系统图图6-8 3.045m窑除尘系统示意图03 沉降室连接，截面3.53.5m拱型，垂直折流板，直弯90o 4个45 800 垂直管3500mm 平直管9000 mm 弯头90o 2个46 700 垂直管5000mm 平直管10000 mm 弯头90o 1个 三通1个67 1200 垂直管33000mm 弯头90o 3个89 1200 平直管4000 mm 垂直管6000mm 弯头90o 4个1011 弯头90o 2个 烟囱高55000mm(2) 气体流速计算：已知：1200管共43m 700和800并联管折算为1060管13m 取管道

10、内气体流量 Q=70000m3/h 摩擦压力损失系数0.045 则：1200管内气体流速： 1060管内气体流速：(3) 拟定管道内气体平均温度为200，求烟气密度。kg/m3(4) 直管摩擦压力损失系数，取=0.045,弯头8个 (5) 局部压力损失计算：已知90弯头13个 局部压力损失系数：直角弯头10.60 引风机进口2=0.70 烟囱进口31.40 局部压力损失： (6) 烟囱自生通风力的计算：已知烟囱高度为55m (7) 设备压力损失：沉降室：1001000Pa 取550Pa余热锅炉：10001500Pa 取1250Pa旋风除尘器：1180Pa电除尘器： 300Pa(8) 系统总压力

11、损失：4.系统压力损失汇总表6-25系统压力损失及风机压力汇总表序号压力损失点3.045m窑2.336m窑1.826m窑1沉降窑100-1000100-1000100-10002换热器/3余热锅炉1000-15001000-1500/4电除尘3003003005旋风除尘1180/6直管道293911.5278790弯头144513447428风机进口130130.51089烟囱进口26026121610自生通风力-230-188-4611总压力损失49784364214812引风机风压360025001530由表6-25可知，系统管道配置不合理，流体压力损失大，焙烧窑系统无负压是造成粉尘泄漏的

12、根本原因。1.2 焙烧窑无组织排放治理方案及技术可行性分析1.2.1焙烧窑粉尘无组织排放治理方案要解决焙烧窑无组织排放问题，必须减少系统流体的压力损失，使系统形成负压，可采取在系统中加接旁路以降低压损。根据企业实际生产情况，考虑能量综合利用，对于3.045m焙烧窑除尘系统，可由沉降室引出旁路管至列管式换热器，再由换热器连接到电除尘器，在减少管道压力损失，解决焙烧窑漏灰现象的同时回收焙烧窑尾气余热进行铬粉干燥。如图6-9虚线所示。图6-9 3.045m焙烧窑除尘系统改建示意图1.2.2 旁路管道初步设计与压力损失计算1设计参数旁路管道基本参数见表6-26。表6-26 旁路管道基本参数一览表沉降室

13、至换热器管道换热器至电除尘器管道直径（mm）16001200长度（m）122090弯头（个）13换热器基本参数见表6-27。表6-27 换热器基本参数一览表换热器进口换热器出口烟气量(m3/h)7234646157温度()50025通风截面积(m2)1.732压力损失计算(1) 管道风速计算：DN1600管内风速：DN1200管内风速：换热器内风速：(2) 气体密度计算：管道内气体在t1=500和t2=220时的密度：（按标况下气体密度为=1.34计） (3) 压力损失计算：直管摩擦压力损失，取=0.045L1=12m，L2=20+5=25m，d1=0.8m，d2=0.6m局部压力损失，取局部

14、压力损失系数直角弯头1=0.60，引风机进口，2=0.70，烟囱进口3=1.40烟囱自身通风力：H=45m，2=0.742，3=1.20设备压力损失：沉降室电除尘器傍路系统总压力损失系统总压力损失较小，风量可达到设计要求，焙烧窑内为微负压，可改善现有焙烧窑窑尾漏灰的现象，此方案在技术上是可行的。1.3 焙烧窑无组织排放治理方案经济效益分析实施此方案后，不但可以有效改善焙烧窑无组织排放含铬粉尘问题，同时换热器回收焙烧窑尾气余热进行铬粉干燥，可给企业带来较好的经济效益。1通过计算分析，在重力沉降室后加接旁路，可改善“冒灰”现象，回转窑无组织排放含铬粉尘量将降低80%左右，吨红矾钠无组织排放粉尘量减

15、少约0.05t,铬元素(以Cr2O3计)流失减少约0.004t，折算为标矿(含Cr2O350%)，则吨产品铬铁矿消耗降低0.008t，年生产成本将减少约40万。2焙烧窑除尘系统旁路安装列管式换热器，窑内高温气体（约500）由换热器顶部进入，通过列管内下行，经低部侧孔进入管道，再通过电除尘器由风机送入烟囱排入大气。环境空气进入换热器通过管间进行加热，热空气送至铬粉车间用于铬粉的烘干，取代柴油燃烧烘干。目前烘干1t铬粉需耗柴油0.067t，实施此方案后，可减少能源消耗费用约300万。因此，此方案具有良好的经济效益。1.4焙烧窑无组织排放治理方案环境效益分析经取样检测，无组织排放粉尘中六价铬含量（以Cr2O3计）为8.19%，毒性重，焙烧车间操作环境恶劣，危害严重工人身体健康。在焙烧窑除尘系统加接旁路和换热器，改善了系统内气体的流通性，维持窑尾密封室内微负压状态，大大降低了含铬粉尘泄露量，使工人生产操作环境得到较大改善，环境效益显著。