某焦化廠的除塵脫硫設(shè)計(jì)方案

學(xué)

校：

吉

首

大

學(xué)

專(zhuān)

業(yè)：

環(huán)

境

工

程

一、概論

4二、設(shè)計(jì)依據(jù)

42.1廢氣中所含污染物種類(lèi)、濃度及溫度

42.2設(shè)計(jì)規(guī)模

42.3設(shè)計(jì)范圍

42.4處理后氣體排放濃度

52.5設(shè)計(jì)指標(biāo)

52.6控制系統(tǒng)

5三、工藝設(shè)計(jì)

63.1設(shè)計(jì)原則

63.2焦?fàn)t廢氣處理方法選擇

63.21除塵工藝的選擇

63.22脫硫工藝選擇

73.3系統(tǒng)工藝流程

93.3.1概述

93.3.2

工藝流程圖

9四、流程圖分析

94.1概述

94.2文丘里洗滌器除塵系統(tǒng)

104.3文丘里除塵器工藝流程

104.2常規(guī)吸灰系統(tǒng)

114.3脫硫工藝簡(jiǎn)介

114.4脫硫工藝流程

124.5主要參數(shù)計(jì)算

13五、主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)

145.1文丘里洗滌器

145.11文丘里除塵器除塵原理

145.12文丘里洗滌器主要特點(diǎn)

155.13文丘里洗滌器除塵工藝流程

155.2氧化鎂的用量設(shè)計(jì)

155.3除霧區(qū)中除霧器的主要性能與設(shè)計(jì)參數(shù):

16六、附屬工程設(shè)計(jì)

166.1強(qiáng)制化氧罐前的氧化泵

166.2強(qiáng)制氧化罐

176.3壓濾機(jī)

176.4結(jié)晶器離心機(jī)烘干器

176.5自動(dòng)控制系統(tǒng)

176.6煙氣系統(tǒng)

18七、勞動(dòng)定員

19八、投資預(yù)算

19九、效益估算

209.1環(huán)境效益

209.2經(jīng)濟(jì)效益

20十、參考文獻(xiàn)及相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

20十一、附

圖

21一、概論工業(yè)排放到大氣中的污染物種類(lèi)繁多，性質(zhì)復(fù)雜，有煙塵、硫的氧化物、氮的氧化物、有機(jī)化合物、鹵化物、碳化合物等。其中有的是煙塵，有的是氣體。

焦化廠是以原料煤為主的大型綜合利用加工廠，主要生產(chǎn)煤氣、焦炭和煤化工產(chǎn)品20多種。煤氣供應(yīng)城市使用，焦炭和煤化工產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。北京焦化廠的生產(chǎn)時(shí)間為6:00~22:00，生產(chǎn)工藝中將產(chǎn)生焦?fàn)t廢氣。該焦化廠主要以煤氣，焦炭等為主要燃料，可以看出，在產(chǎn)生的焦?fàn)t廢氣中含有大量的二氧化硫和粉塵的煙氣，該廢氣若不經(jīng)處理直接排入大氣，不僅會(huì)污染周?chē)沫h(huán)境，而且導(dǎo)致了極大的原物料消耗，同時(shí)對(duì)企業(yè)的形象也會(huì)造成一定的影響，為此，必須對(duì)其進(jìn)行處理。二、設(shè)計(jì)依據(jù)2.1廢氣中所含污染物種類(lèi)、濃度及溫度主要污染物：SO2

、粉塵。污染物排放量：最大廢氣排放量為70000m3N/h，初始SO2濃度為10.6g/m3。焦?fàn)t粉塵濃度為6g/m3。初始廢氣溫度：393K。2.2設(shè)計(jì)規(guī)模廢氣處理量：70000m3N/h；初始SO2濃度：10.6g/m3

二氧化硫的物質(zhì)的量n:n=70000*10.6/(3600*64)=3.22mol/s（備注：本方案按最大值計(jì)算。）2.3設(shè)計(jì)范圍焦化廠的主要生產(chǎn)車(chē)間：備煤車(chē)間、煉焦車(chē)間、煤氣凈化車(chē)間及其公輔設(shè)施的等。設(shè)計(jì)范圍是從從車(chē)間排氣管匯合后出口開(kāi)始，經(jīng)裝置入口至排風(fēng)機(jī)出口之間，所有工藝設(shè)備、連接管道、管件及控制設(shè)備等。2.4處理后氣體排放濃度根據(jù)《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB

16297-1996得出表1參數(shù)：表1二氧化硫最高排放濃度及允許排放速率

最高排放濃度(mg/m3)最高允許排放速率(kg/h)煙塵180.85二氧化硫9604.3

注：二氧化硫與煙塵最高允許排放濃度采用的是現(xiàn)有大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)中的國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。最高排氣濃度采用現(xiàn)有大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)。排氣筒高度20米。2.5設(shè)計(jì)指標(biāo)按表1可知，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為：煙塵≤18mg/m3，二氧化硫≤960mg/m3。由此可以計(jì)算出相關(guān)的除塵效率和脫硫效率：總除塵效率計(jì)算：按照總除塵效率公式：η=（Gc/Gi)×100%=[(Gi-Go)/Gi]×100%其中：Gi、Go、Gc：分別為除塵器進(jìn)口、出口和落入灰斗的塵量，單位是mg/m3。解得：η=[(6000-18)/6000]×100%≈99.7%總脫硫效率計(jì)算：φ=(Ci-Co)/Ci×100%其中：Ci、Co、Cc：分別為吸收塔進(jìn)口和出口處二氧化硫的含量，單位是mg/m3解得：φ=[(10600-960)/10600]×100%≈90.9%2.6控制系統(tǒng)本脫硫工藝采用PLC控制系統(tǒng)，脫硫裝置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、顯示、記錄整個(gè)工藝過(guò)程，運(yùn)行人員在脫硫控制室內(nèi)通過(guò)操作監(jiān)控界面完成對(duì)脫硫裝置的起停操作，脫硫裝置的控制均能夠自動(dòng)運(yùn)行。從而達(dá)到了操作最優(yōu)化，運(yùn)行費(fèi)用較低，增加了設(shè)備的可行性的目的。三、工藝設(shè)計(jì)3.1設(shè)計(jì)原則1.嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家環(huán)境保護(hù)有關(guān)法規(guī)，按規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，使處理后的廢氣各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到且優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。2.采用先進(jìn)、合理、成熟、可靠的處理工藝，并具有顯著的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。3.工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中具有較大的靈活性和調(diào)節(jié)余地，確保達(dá)標(biāo)排放。4.在運(yùn)行過(guò)程中，便于操作管理、便于維修、節(jié)省動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。3.2焦?fàn)t廢氣處理方法選擇在燃燒后廢氣中仍含有大量粉塵，而焦?fàn)t氣是混合物，其主要成分為氫氣（55%~60%）和甲烷（23%~27%），另外還含有少量的一氧化碳（5%~8%）、C2以上不飽和烴（2%~4%）、二氧化碳（1.5%~3%)、氧氣(0.3%~0.8%))、氮?dú)?3%~7%)。其中氫氣、甲烷、一氧化碳、C2以上不飽和烴為可燃組分，二氧化碳、氮?dú)?、氧氣為不可燃組分。以上氣體大部分為污染物氣體，故在排放前應(yīng)先除塵，再處理廢氣。3.21除塵工藝的選擇根據(jù)除塵效率的要求，可以在該焦化廠使用的除塵方法有濕式除塵、機(jī)械除塵、電除塵和袋式除塵等，在該焦化廠的煙氣除塵中，選擇文丘里除塵器。除塵工藝及粉塵吸收器比較選擇：根據(jù)2.4設(shè)計(jì)指標(biāo)中的計(jì)算，我們可以知道該項(xiàng)目為達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)必須滿(mǎn)足除塵效率達(dá)到99.7%以上。然而,不同的除塵器的除塵效率是不同的，選擇除塵器必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇。表1各種除塵器的總效率表除塵器名稱(chēng)普通的旋風(fēng)除塵器長(zhǎng)椎體旋風(fēng)除塵器噴霧塔洗滌器總效率(%)65.384.294.5除塵器名稱(chēng)文丘里洗滌器電除塵器袋式除塵器總效率(%)99.597.099.7

由上表可知，文丘里洗滌器與袋式除塵器效率較高，其中袋式除塵器的效率高于2.4設(shè)計(jì)指標(biāo)中的效率，文丘里洗滌器則稍微低于要求。在廢氣中粉塵濃度為6g/m3

，倆種除塵器均可滿(mǎn)足要求。而，焦化廠煙氣溫度較高，不宜采用袋式除塵器，且煙氣中含有氣態(tài)污染物，故使用濕式除塵器較好。此二者除塵效率相差不大，綜合上述方面原因，選擇文丘里洗滌器。a)除塵器的壓力損失：壓力損失1000~10000Pa，阻力較高。b)溫度要求：使用溫度要求較低，一般情況下，均可滿(mǎn)足。c)經(jīng)濟(jì)指標(biāo):設(shè)備投資費(fèi)用較低，設(shè)備費(fèi)少，運(yùn)行費(fèi)用較高，占地面積少，使用時(shí)限長(zhǎng)。3.22脫硫工藝選擇目前,世界上煙氣脫硫工藝有上百種,但具有實(shí)用價(jià)值的工藝僅十幾種。根據(jù)脫硫反應(yīng)物和脫硫產(chǎn)物的存在狀態(tài)可將其分為濕法、干法和半干法3種。濕法脫硫工藝應(yīng)用廣泛,占世界總量的85.0%,