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烟气治理范文1
根据江苏省危险废物处置设施的统筹规划,结合镇江市环境保护“十二五”规划,镇江市拟在丹阳经济开发区建设9000t/a焚烧处置设施。焚烧炉拟采用北京机电院技术股份有限公司的回转窑设备,根据其提供的烟气检验报告,给出了焚烧炉焚烧烟气排放源强,对烟气处理的工艺和达标排放的可行性进行了分析。
1焚烧系统工艺
1.1焚烧系统工艺流程本项目焚烧处理的物料是危险废物,有固态、半固态和液态,因此要求焚烧炉炉型对需处理的物料有广泛的适用性和灵活性[1],才能保证焚毁去除率。项目拟建设1台日处理量为30t的回转窑型焚烧炉及其配套设施。焚烧系统组成:废物进料系统、焚烧系统、助燃系统、余热利用系统、烟气处理系统、灰渣处理系统等[2]。采用分系统进料方式,按液体废物、固体废物分别进料设计。液体废物经废液喷枪直接喷入回转窑及二燃室内,其他固体废物则通过两级密封门,由推料机构送入回转窑。废物在回转窑的倾斜方向缓慢移动,经约1h的充分燃烧,残渣掉进水封刮板由除渣机带出,延期进入二燃室进一步充分燃烧。经二燃室充分燃烧的高温烟气进入余热锅炉进行热量回收,产生的蒸汽供内部烟气再加热利用。烟气经过急冷、脱酸、除尘、加热的净化系统后排放。焚烧工艺流程见图1。
1.2主要设计参数回转窑主体工程设计参数见表1。
2烟气污染物产生源强
2.1酸性气体HCl:固废中主要含氯有机物焚烧热分解产生,如PVC塑料、含氯消毒或漂白的废弃废物。HF:来自含氟碳化合物的燃烧。SO2:一部分来自固废中含硫化合物的热分解和氧化,另一部分来自辅助燃料(轻柴油)燃烧。NOx:主要来自含氮化合物的热分解和氧化燃烧,少量来自空气成分中氮的热力燃烧。CO:一部分来自固废碳化物的热分解,另一部分来自不完全燃烧,固废燃烧效率越高,排气CO含量就越少。
2.2烟尘烟尘是焚烧过程中产生的微小颗粒性物质,主要是被燃烧空气和烟气吹起的小颗粒灰分;未充分燃烧的碳等可燃物;因高温而挥发的盐类和重金属等在烟气冷却处理过程中又冷凝或发生化学反应而产生的物质。
2.3重金属本项目焚烧前对废物进行鉴别,禁止含重金属废物进入焚烧系统,因此废气中重金属含量很小。
2.4二恶英类物质1)废物本身成分:由于废物种类繁多、成分复杂,如杀虫剂、除草剂、防腐剂、农药、喷漆等有机溶剂及其他工业废物,可能含有PCDDs/PCDFs,其中以塑料类含量较高,因PCDDs/PCDFs的破坏分解温度并不高(750~800℃),若能保持良好的燃烧状况,由废物本身所夹带的PCDDs/PCDFs物质,经焚烧后大部分应已被破坏分解。根据欧洲各国的研究,垃圾中塑料含量与焚烧炉烟道气中二恶英含量并无直接的统计关联性。2)炉内形成:废物化学成分中C、H、O、N、S、Cl等元素,在焚烧过程中可能先形成部分不完全燃烧的碳氢化合物(CxHy),当CxHy因炉内燃烧状况不良(如氧气不足、缺乏充分混合及炉温太低等因素)而未及时分解为CO2和H2O时,可能与废物中的氯化物结合形成二恶英、氯苯及氯酚等物质。其中氯苯及氯酚的破坏分解温度高出100℃左右,如炉内燃烧状况不良,尤其在二次燃烧段内混合程度不够或停留时间太短,更不易将其除去,因此可能成为炉外低温合成二恶英的前驱物质。3)炉外低温再合成:由于完全燃烧并不容易达成,氯苯及氯酚等前驱物质随废气自燃烧室排出后,可能被废气中的碳元素吸附,并在250~400℃(300℃时最显著)条件下,在灰分颗粒所构成的活性接触面上,被金属氯化物催化反应生成二恶英。此种再合成反应的发生,除了需在特定温度范围内由飞灰所提供的碳元素(飞灰中碳的气化率越高,二恶英类的生成量越大)、催化物质、活性接触面及前驱物质外,废气中充分的氧含量、重金属、水分含量也是再合成的重要角色。焚烧炉焚烧烟气排放情况见表2。
3烟气治理工艺
3.1二恶英控制烟气由燃烧室进入余热锅炉内一次冷却,然后再进入急冷塔,用雾化液急冷,烟气从550℃降为195℃,此换热过程需0.6~0.8s,换热后水分全部蒸发,进入烟气中。可有效防止二恶英的再生成。为使PCDD/PCDF的最终排放浓度小于0.5ng/m3,采取了如下措施。1)保证二燃室温度在1100℃以上,烟气在二燃室停留时间大于2s,确保进入焚烧系统的危险废物能够充分燃烧,使烟气中的微量有机物及二恶英充分分解,分解效率超过99.99%。2)对二燃室排出的烟气采用余热锅炉回收热能,将烟气温度从1100~1200℃降至530℃左右,再对烟气采取骤冷措施(急冷塔),使烟气在3)将活性炭喷入布袋除尘器前的管道中,用以吸附烟气中的二恶英及重金属,再由布袋除尘器将吸附二恶英的活性炭捕集。废烟气经治理后达标排放。
3.2布袋除尘在除尘器前的烟气管道中加入活性炭,用于加强对二恶英和铅等重金属的去除率。烟气净化处理系统中采用碱液、活性炭喷入的供料装置,反应部设置在急冷塔与布袋除尘器之间,使吸收剂均匀地混合于烟气中,并在布袋除尘器袋壁上沉积,形成滤饼,使沉积的吸收剂继续吸收烟气中气态污染物。采用气箱式布袋除尘器,本系列收尘器由壳体、灰斗、排灰装置、支架和脉冲清灰系统等部分组成,采用分室工作,分室反吹方式。当含尘气体从进风口进入收尘器后,首先碰到进出风口中间的斜隔板,气流便转向流入灰斗,同时气流速度变慢,由于惯性作用,使气体中粗颗粒粉尘直接落入灰斗,起到预收尘的作用。进入灰体的气流随后折向上通过内部装有金属骨架的滤袋,粉尘被捕集在滤袋的外表面,净化后的气体进入滤袋上部的清洁室,汇集到出风管排出。每个收尘室装有1个提升阀,清灰时提升阀关闭,切断通过该收尘室的过滤气流,随即脉冲阀开启,向滤袋内喷入高压压缩空气,以清除滤袋外表面上的粉尘。各收尘室的脉冲喷吹宽度和清灰周期由专用的清灰程序控制器自动连续运行。本除尘装置具有以下特点:布袋除尘系统采用离线清灰方式,分室工作,分室反吹方式,漏风率≤4%;系统安全可靠、除尘效率高,系统阻力小;布袋除尘器采用电热风保温,防止低温腐蚀;布袋滤袋骨架采用防腐制品,布袋采用特种针刺玻璃毡茶寮,可防酸;灰渣存储仓采取必要的保温措施以保证里面存放的飞灰不会出现受潮和板结现象;空气反吹用压缩空气系统;采用五室除尘,采用顶部更换方式,布袋更换方便;正常使用温度160~200℃;布袋除尘器采用PLC全自动控制。
3.3干湿法组合脱酸干法脱酸:在急冷塔出口烟道设文丘里管,喷入石灰粉,石灰粉与烟气混合后,进入脱酸膨胀反应器降速,增加反应时间,可大大提高反应效率。混合均匀后的烟气进入袋式除尘器,被吸附到滤袋表面,在滤袋表面继续吸附,从而提高酸性气体的去除效率。湿法脱酸:烟气经袋式除尘器后进入湿法脱酸塔,进一步吸附酸性气体。烟气进入多级洗涤塔,进行碱洗去除酸性气体。湿法脱酸塔中喷入30%NaOH溶液,去除前段未完全去除的酸性气体和有害物质。碱洗后再进入除尘、除雾器,以去除酸碱反应中可能产生的微小颗粒。洗涤塔排放的污水泵送至急冷塔利用。
3.4烟气再加热器经过湿法脱酸后的烟气由于含有大量的水汽,因此经过引风机后会在引风机中造成积水,并在经过烟囱后形成白烟,对周围的环境造成严重污染。为了解决白烟的问题,在湿法脱酸后设置了烟气加热器(采用余热锅炉蒸汽加热),将脱酸后约74℃的烟气升温到约130℃,解决了烟气中水汽对引风机和烟囱的腐蚀及烟囱冒白烟的问题。
3.5烟气在线监控在烟囱上设置烟气监测系统,实时监测向大气中排放的废气成分,如NOx、CO、CO2、SO2、HCl、NH3、粉尘等。当其中某项指标超限时,在控制室产生声光报警,同时启动联锁保护程序,使整个焚烧系统处于正常工作状态。
烟气治理范文2
关键词:烧结,烟气,治理,除尘器
1概述
含铁原料、溶剂、燃料等经过配料、混料,经布料器,均匀布置在烧结机台车上,混合料经点火后开始燃烧,抽风带式烧结,空气从混合料层的上部抽入,燃烧过程产生大量的烟气中夹带粉尘被抽到烧结机台车下方,进入大烟道(重力沉降管),再经过除尘净化后由主抽风机通过高烟囱排入到大气中。
2烧结机头烟气的特点及污染物参数[1]
2.1烟气特点
2.1.1烟气量大、含湿高
每生产1t烧结矿约排出烟气3600-4500m3。烟气中所含粉尘的磨啄性强,除尘应采取防磨措施。含湿量高,烟气中含有SO2,其露点温度高,除尘设备应采用保温,以防止烟气结露腐蚀设备和粉尘粘结。
2.1.2废气中SO2含量高
烧结过程中混合料中80%-90%的硫燃烧转化为SO2,通过机头烟囱排入大气,其浓度与原料的含硫有关,浓度一般为600-800mg/m3。钢铁企业大气污染物中的SO2主要是烧结过程排出的。
2.1.3烟尘危害性大
烧结烟气中的粉尘分散度高,粒度小于10цm的占30%左右,长期接触粉尘容易患尘肺病。
2.1.4烟尘中含铁量高,具有较高回收利用价值
烧结机烟气是整个烧结工序最主要的粉尘污染源,每生产1吨烧结矿产生的烟气中含粉尘约6-20kg,烧结烟气粉尘中铁元素烧结矿相近,回收后作为烧结原料,重新参加利用,提高了资源利用率。
2.2污染物参数
2.2.1烟气成分 烟气中含有空气中带来的氧和氮,混合料水份蒸发和燃烧产生的水蒸气,烧结过程中产程的粉尘、SO2、NOX、CO2等。
2.2.2烟气温度 90-180℃,平均140℃。
2.2.3含尘浓度 根据操作状况,烟气含尘浓度约0.5-5g/m3。
2.2.4粉尘成分 粉尘成分取决于烧结原料(精矿或富矿粉)、燃料(焦粉或煤粉)、溶剂(石灰石粉、白云石粉、生石灰)及燃烧工艺等,一般含有Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MnO、FeO等。粉尘组成见表1。
2.2.5粉尘比电阻 烧结机烟气温度在140℃左右,此温度下的粉尘比电阻较高,一般接近或大于1010Ωcm,高时可达到1013Ωcm。
表1粉尘化学组成表
烟气治理范文3
关键词:燃煤锅炉 烟气治理 需求与评估
中国是燃煤大国,燃煤占一次能源消费总量的75%左右。随着经济发展,煤炭消费量增长,二氧化硫排放量不断增加,已连续多年二氧化硫排放量超过2000万t,居世界首位,致使我国酸雨和二氧化硫污染日趋严重。目前我国降水pH小于5.6的国土面积,已占总面积的30%左右,已有约60%的城市环境空气中二氧化硫年平均浓度超过国家《环境空气质量标准》的二级标准值或日均浓度超过三级标准值[1]。
据报道,到2000年底全国火电厂装机容量和发电量分别达到3.19亿kW和1.37万亿kW·h,每年耗用煤炭近5亿t,排放二氧化硫约800万t[2];全国现有燃煤工业锅炉50余万台,年耗用煤炭4亿t,排放二氧化硫约640万t[3]。上述两种燃煤锅炉二氧化硫排放量约占全国二氧化硫排放量的70%,是影响我国城市空气环境质量和形成酸雨、二氧化硫污染的主要污染源。
1 中国燃煤锅炉烟气污染治理技术的需求
1.1 “十五”期间大气污染的治理目标与任务
据“十五”规划,2005年,二氧化硫、尘(烟尘及工业粉尘)等主要大气污染物排放量将比2000年减少10%。二氧化硫排放量控制在1800万t;尘(烟尘和工业粉尘)排放量控制在2000万t。酸雨控制区和二氧化硫控制区二氧化硫排放量比2000年减少20%,排放量控制在1053万t以内。工业二氧化硫排放量控制在1450万t;烟尘排放量控制在850万t;粉尘排放量控制在900万t。保护城市环境,改善重点地区的环境质量,70%以上的城市空气中二氧化硫浓度达到国家空气环境质量二级标准;50%地级以上城市空气质量达到国家二级标准。
1.2 “十五”期间大气污染治理投资预测
中国以燃煤为主的能源构成决定了防治烟尘和二氧化硫污染是防治大气污染的重点。《国家环境保护“十五”重点工程项目规划》中重点工程项目约1137个,总投资为2620亿元。其中,大气项目182个,投资为974亿元,占总投资的37.2%。目前大气项目已完成投资197.5亿元,占大气项目总投资的20.3%。大气项目中包括清洁能源替代项目84个,需投资482亿元,占大气项目投资的49.5%;集中供热项目47个,需投资230亿元,占大气项目投资的23.6%;污染治理项目51个,需投资261.6亿元,占大气项目投资的26.9%。从大气项目投资的地区分布来看,改善北京市大气环境的项目25个,投资466亿元,占全国总投资的47.8%;建设“两控区”内37个燃煤电厂的脱硫工程,削减二氧化硫排放量能力105万t/a,需投资120亿元。
1.3 火电厂烟气污染治理市场预测
按照国家环保总局《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》,采取的有关火电厂脱硫措施是:(1)严格控制新建火电厂二氧化硫排放。“十五”期间两控区内将投产燃煤火电厂的装机容量为36050 MW,其中计划脱硫的机组装机容量为11924 MW。(2)有效削减现有火电厂约3000万kW机组二氧化硫排放,实现达标排放。“十五”期间,除采取换烧低硫煤和关停小火电机组外,预计约有1/4的机组需进行烟气脱硫。
据此两项估计需安装脱硫设施的火电机组装机容量,按照各种脱硫工艺单位造价平均为600元/kW计算,我国两控区2001~2005年火电厂脱硫市场需求见表1[4]。
烟气治理范文4
【关键词】炭素;沥青烟;苯并[α]芘;炉内焚烧;治理
1 前言
预焙阳极炭块生产焙烧产生的烟气中,最不易处理及对环境危害最大的是沥青烟气;沥青烟气是沥青、石油、煤炭等原料在高温焙烧下,逸散到环境空气中的一种烟雾状物质。这些原料在650~900℃温度下及氧气供应不足而未能深度氧化时最容易产生沥青烟[。沥青成分复杂,且不同的沥青之间成分差别很大,因而各种沥青烟的成分也相当复杂且存在差别。总体上沥青烟组成与沥青相近,是一种含有大量多环芳烃P(AH)以及少量氧、硫、氮的杂环混合物,通常以气溶胶形式存在,其粒径多在0.1-1.0μm之间。将沥青烟样品进行色质联机分析,共检出196种主要有机污染物,其中含量较高的能被确认的共有81种,主要是多环芳烃 。
2 沥青烟气净化方法
沥青烟气的净化方法主要有干法和湿法两种,干法净化流程相对于湿法流程来说大为简化,设备较少,占地面积小,不会对环境带来二次污染问题,整个净化过程投资少,运行费用低、操作及维修保养容易等优点。目前正在研究或得以应用的净化方法主要有以下四种类型,即焚烧法、电捕法、吸收法和吸附法,而前三种方法主要是针对浓度较高的沥青烟。
3 几种治理方法对比
目前从净化效果看,湿式、粉料吸附及袋式除尘的组合工艺较理想,烟气中各主要污染物排放指标均达到国家排放标准要求,但运行费用较高;如能采用已获得国家专利的“炉内焚烧法”新技术,不仅其净化效果相同于吸附袋式法,又没有二次污染,且运行费用较吸附袋式法等其他几种处理方法大为降低,便于企业推广应用;“炉内烟气焚烧法”与其他治理方法的对比见表1。
4 炉内烟气焚烧法净化工艺
炉内焚烧法不同于普通的焚烧法,炉内焚烧法是采用煤气作燃料,通过加热燃料燃烧,提高焙烧的温度由常温加热至1200℃左右,同时保持炉内烟气中含氧比在6%以上及烟气停留时间大于2S,可将所有的有机物燃尽,即使生阳极碳块经过焙烧逸出的沥青烟及少量苯并[α]芘在炉内进行充分焚烧,由于焚烧的沥青烟又产生大量的热能,可提高焙烧炉的炉温,焙烧每吨阳极耗煤降至250~300 kg,节约了燃料,同时降低了SO2和烟尘的产生量。因此,既节约了燃料,又降低了沥青烟和烟尘等污染物的排放。净化方法为将碳阳极焙烧产生的沥青烟控制在炉内需要加快升温速度的区域火道中燃烧。可以在加热炉室的低温区和挥发物大量排出区之间的火道上,增加一个小型燃烧架和助燃器向火道提供火源和适量空气。用本发明的方法治理沥青烟,从废气中捕集焦油效率达98%以上,排空废气中含沥青量大大小于国家规定标准50mg/m3。而且由于充分利用了废气燃烧的热量,满足了低温碳块软化阶段快速提温的要求,对阳极的产量和质量及其他生产技术指标起到明显的促进作用。该技术特点是在生阳极焙烧过程中产生的沥青挥发分利用其理化成分与焙烧烟道热能促使沥青燃烧。
5 分析方法
沥青烟分析方法为重量法;采样和分析方法均按国家环保部颁发的《环境监测技术规范》、《空气和废气监测分析方法》(第四版)及《环境空气质量标准》(GB3095-1996)中的相关规定进行。
实验中浓度测定方法描述如下:
在实验中采用装有1g脱脂棉的U型管中进行捕集得到颗粒状液态烃类物质。方法原理是将排气管中的沥青烟收集于己恒重的内含脱脂棉的U形管中,由采样前后U形管的增重计算沥青烟的浓度。为了检验脱脂棉对沥青的吸收效果,把采样管后的尾气通入环己烷中,使环已烷吸收。并用紫外分光光度计对吸收了尾气的环己烷和干净的环已烷在波长为150nm~300nm之间进行吸光度测定,两种环已烷的吸光度变化很小,说明尾气中不含有沥青。(以环己烷作吸收液捕集到的蒸汽态沥青烟各种成分在波长为150~300nm范围内有各自的特征吸收峰,可用紫外分光光度法测定)。
沥青烟浓度的计算公式为:
沥青烟(mg/m3) = W/(Qv×T)
式中:W-采样U形管中的增重量(即沥青烟的重量),mg;
Qv -标准状态下的采样体积流量,m3/ h;
T-采样时间,h。
6 监测结果
该项技术已在平果县强强碳素制品有限公司投入使用,经百色市环境监测站及广西区化工环保监测站对该公司焙烧炉处理前后沥青烟气排放量、废气中有害物质含量进行连续3天监测监测,依据GB16157-1996 固定污染源排气中颗粒物测定与气态污染物采样方法,执行GB16297-1996 大气污染物综合排放标准及GB25465-2010 铝工业污染物排放标准,其部分监测结果见表2。从表中可看出炉内焚烧后烟气各污染物排放指标均达到国家排放标准要求。
7 节能降耗
炉内烟气焚烧法,将有害的可燃烟气转化为热源代替燃料燃烧,焙烧每吨阳极耗煤降至250~300 kg,节约了燃料,同时降低了SO2和烟尘的产生量。能节约原煤20%,使生产每吨预焙阳极产品的综合能耗达到0.364t标煤(不含石油焦、沥青本身所含能源),远低于《有色金属工业节能设计技术规定》中综合能耗指标。
8 结论
采用炉内焚烧法新技术,对预焙阳极生产焙烧产生的沥青烟气中的沥青、苯并[α]芘等较难处理污染物进行净化处理,处理后沥青烟气排放指标均达到《大气污染物综合排放标准》GB16297一1996国家排放标准限值,不仅净化效果相同于采用生石灰吸附袋式除尘法等处理效果很好的组合工艺,又没有排渣、排水等二次污染,且炉内焚烧法运行费用比上述其他净化处理方法大为降低,该技术处理工艺简单可靠,处理成本低;还可以使预焙阳极生产吨产品耗煤降至250~300 kg,节约原煤20%,同时降低了SO2和烟尘的产生量,具有较高的经济效益和社会效益,便于企业推广应用。
参考文献:
[1]刘平,李六一,周英涛等.炭素焙烧沥青烟气的治理[J].化工环保, 2000(5).
烟气治理范文5
[关键词] 环保;节能;烟气治理系统;防水卷材;生产
[中图分类号] TU57 [文献标志码] A [文章编号] 1003-1324(2102)-02- 0072-04
0 前言
改性沥青防水卷材是一种可应用于工业与民用建筑上,性能优异的防水材料。由于生产改性沥青防水卷材所用改性沥青涂盖层在高温搅拌配料和生产过程中会产生烟气,通过分析证明沥青烟气的主要成分为酚类化合物、蒽、萘、吡啶等,沥青及其所含蒽、菲、吡啶等均系光毒物,在紫外线作用下可引起光生物效应,反应生成的自由基、过氧化物引起细胞损伤,是一种非免疫性疾病,加热沥青产生的烟气即污染环境又危害人体健康,需要进行治理。但由于生产改性沥青涂盖层在搅拌配料和生产过程中产生的烟气除沥青油烟外,还有机油烟气、水蒸气、填充料粉尘、胶粉粉尘、机油油烟等,成分复杂,在通过管路时容易混合形成污泥使管路堵塞,从而导致整个烟气治理系统无法正常运转,并且沥青混合烟气刺激性气味很大,所以改性沥青防水卷材在高温搅拌配料和生产过程中产生的沥青烟气很难治理。原来治理沥青烟气的原理大致可分为湿法和干法两大类,湿法治理是将收集起来的沥青烟气经喷淋水净化后在高压风机的作用下进入吸附除味装置,除掉烟气中的刺激性气味,最后通过烟筒排入大气,湿法处理的优点是设备简单,节省投资,但是物化的油滴难溶于水,只能靠油雾降温,积聚成大的油滴后与空气分离除油的效率很低,含油的烟气进入到除味装置后,也会加快活性炭的失效,失去除味作用。干法治理是将收集起来的沥青烟气进入冷凝器,使高温烟气冷却下来,汽化油变成油滴流到放油口,冷凝处理后的烟气在高压风机的作用下进入吸附除味装置,除掉烟气中的沥青异味,最后通过烟筒排入大气。干法处理的优点是采用烟气不和冷却水直接接触的冷凝原理回收烟气中的油份,不会造成冷却水的二次污染,但此方案由于烟气中含有粉尘很容易造成冷凝器中的烟管堵塞,而降低降温效果,需要多级冷凝器降温才行,投资较大且需要经常维护清理,实践证明,干法治理也不是最佳方案。近年来,以牺牲环境为代价来换取GDP增加的办法,政府不允许,广大群众也不答应,因此很多改性沥青防水卷材企业迫于环保的压力,不能正常生产。良友公司生产改性沥青防水卷材已有多年,在烟气治理这方面做过许多探索,但是效果总是不好,气味处理不了,影响了周围居民,不能保证正常的生产经营,2011年七月份良友公司技术中心建立课题进行攻关研究,请教了国内知名的烟气治理专家和相关科研院所,参观了国内大型卷材生产企业的环保设备,咨询了多家环保设备制造商,制定了分类收集、降温、除油、去味的干湿综合治理方案,2011年10月试机成功。良友公司采用的烟气治理系统设计合理、运行可靠、性能稳定、容易操作、节省投资,在实际生产中效果显著。
1 烟气治理系统的设计方案
改性沥青防水卷材生产中,各工序产生烟气的浓度、温度不同,所以采用分类收集、区别处理、除油去味、废物回收的工艺过程,从而实现达标排放的治理方案
1.1 分类收集
在改性沥青防水卷材生产过程中,产生烟气的部位主要是:改性沥青罐、沥青池、计量罐、浸油池、涂油池、撒砂机。我们把改性沥青罐、沥青池、计量罐的烟气浓度大、温度高、含滑石粉、橡胶粉粉尘,这部分烟气在高温状况下易着火,所以把这部分产生的烟气集中在一根烟管中,称作高温沥青烟。浸油池、涂油池、撒砂机部位产生的烟气温度低、浓度也低,这些烟气中含有尘土,将这些烟气合并集中在一根烟管中,称作低温沥青烟。在高温沥青烟盒低温沥青烟的收集过程中,各支路烟管上均设可调节风门,在控制烟气不自由散发的前提下,将风门调节到最小状态,从而将烟气的风量降低到最小化,以减轻烟气处理工序的负荷量。
1.2 区别处理
由于高温沥青烟气易着火、温度高、浓度大、含粉尘的特点,将高温沥青烟气收集到同一根烟管后,立即进行管道喷淋和塔式喷淋处理,通过水淋,一方面降低了烟气温度利于下道工序的处理,另一方面也有效阻止了着火现象,还使烟气中的粉尘吸水变重、凝聚与烟气分离,烟气中的油雾也通过水淋降温而凝聚成大油滴而与气体分离。这样高温沥青烟气经水淋降温初步净化后与低温沥青烟气合并,进入电捕焦油器除尘系统。改性沥青罐内的温度随着改性工序的推进,而不断降低,产生烟气的温度也不断降低,当罐内物料温度降到190°С以下时,高温沥青烟气的喷淋水可以停止,这时烟气也不会着火。
1.3 去油除味
去油环节,我们设计选用立式电捕焦油器,立式电捕焦油器其工作原理是:在金属导线和金属管壁施加高压(10S·V)直流电,以维持足以使气体产生电离的电场,使阴阳极之间形成电晕区,正离子吸附于带负电的电晕极,负离子吸附于带正电的沉淀极,所有被电离的正负离子均匀充满电晕极和沉淀极之间的整个空间。当含焦油雾滴、粉尘等杂质的烟气通过该电场时,吸附负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下,移动到沉淀极释放出所带电荷,并吸附于沉淀极上从而达到净化气体的目的。当吸附于沉淀极上的杂质质量增加到大于其附着力时,会自动向下流淌,从电捕焦油器底部排出,净化后的气体则从电捕焦油器上部离开进入下道工序。除味环节设计采用活性炭双层塔式过滤器,炭床1*1米,炭层0.3m厚,双层炭床。沥青烟经过水淋降温初步净化,电捕焦油器除油除尘后,焦油及粉尘的捕集效率达到99.5%,但是净化后的气体中仍含有异味,本设计使含有异味的空气以端截面均匀的风速通过炭床,使空气中的异味吸附于活性炭表面,达到进一步净化的目的。净化后的空气达到GB16297-1996大气污染物排放标准,目测排气烟筒出口处,无肉眼可见烟气,距车间50m的居民闻不到沥青烟气的气味。
1.4 废物回收
首先是回收废油,在水喷淋冷却环节和电捕焦油器除油环节进行废油回收,在水喷淋冷却环节产生的含油循环水通过重力沉降法分离,油滴上浮聚集从沉淀池上部取出废油。经过沉降后的循环水含油小于0.5%可以继续循环使用,不外排所以不会造成废水超标排放而污染环境。进入到焦油电捕器的含油、水混合气体经过处理后,油水及无机粉尘颗粒的去除率可达到99.5%,处理下来的油水靠重力作用沉降到除污口,进行回收。通过水淋和电捕焦油器环节回收的废油可以用作生产肥皂、生物柴油,由专业公司回收。其次是失效后的活性炭利用方案:活性炭表面变成灰褐色或灰白色时,说明活性炭已吸附饱满就失去了作用,将失效的活性炭放在室外太阳光下晒7-8h后,可继续使用,这样可循环三次,最终将失效的活性炭作为导热油炉的燃料使用。
2 烟气治理系统的烟气流程图及风网示意图(图1)
3 沥青烟气治理系统的主要技术指标
3.1 沥青烟气风量
沥青烟气风量越低,对于各级处理设备来说负荷越小,因此各个吸风口均设置调风门,在产生烟气设备不向大气自由散发沥青烟的前提下,将各个调风门关到最小,根据生产进程逐步停机的设备,要关掉风门或把风门调节到微启状态。在不影响生产工人操作的前提下各个产生烟气的设备要最大限度的密封,从而降低系统吸风量。本系统设计的烟气总量不大于13000m2/h,
3.2 设计排放浓度
其值≤50mg/m2。
3.3 循环水
不排放废水,喷淋水全部循环使用,油水分离后的冷却水直接泵送到喷淋设备,消耗的喷淋水及时补充。
4 主要设备选型
4.1 通风机
选用的风机为高压离心通风机:型号为9-26NO9D,配用电动机功率为30kW,转速1450r/mio,流量14913 m2/h,最高风压为4869Pa。
4.2 电捕焦油器
选用立式列管电捕焦油器,型号为CY260型,处理风量为13000 m2/h,除尘效率为99.5%,有效截面积为3.6m2,设计排放浓度50mg/m3。
4.3 喷淋器装置
喷淋管道按45度角设计,管道直径400mm,管道长度13m,立式喷淋塔9 m2,喷淋水量0.6 m2/h。
4.4 活性炭吸附装置
设计为两层活性炭床,每层活性炭床厚300mm,截面为1.5×1.5 m。
5 改性沥青防水卷材生产中烟气治理系统的运行维护
该烟气治理系统必须有专人负责,包括高压风机的开关调节、循环冷却水泵的开停控制和循环冷却水的及时补给、电捕焦油器的开停、活性炭的更换、各级风网的风门调节、油水分离、电捕焦油器底部放油。
6 改性沥青防水卷材生产中烟气治理系统的运行带来的社会和经济效益
根据实验数据,该环保配套设备一年可回收轻质油约20t/台,价值10S元。收回的废油价值与该系统的运行电费基本持平,更重要的是从根本上解决了沥青防水卷材烟气污染的问题,这一系统的试验成功,具有理想的社会效益,主要是公司职工及周围居民身体健康得到保障,生产环境得到了净化,公司能正常开展生产和经营活动。
7 改性沥青防水卷材生产中烟气治理系统建设和运行中注意的问题
(1)建设中要根据各企业生产场所的具体情况来确定风机风量和焦油电捕器的处理风量,以保证有充足的动力使烟气能正常循环。
(2)活性炭要及时进行更换、焦油电捕器要及时进行废油回收、喷淋器及时清理沉淀。
(3)必须先开电捕焦油器再开高压风机。
(4)由于在改性沥青防水卷材配料过程中要加机油,机油属于易燃原料在高温配料过程中易着火,本烟气治理系统第一道处理已采用了内有螺旋喷头的倾斜式烟管进行喷淋水降温处理,如果一旦着火可防止火焰被风机引入立式喷淋塔、立式电捕焦油器和活性炭过滤塔,引起整个系统瘫痪,所以要注意及时开启喷淋循环水泵。
8 结束语
烟气治理范文6
关键词:污水处理;自动化控制;网络
Abstract: In recent years, the construction of more engineering of metallurgical industry learn lots of flue gas dedusting knowledge sewage treatment automatic control system. This paper introduces the composition, flue gas dedusting sewage treatment automatic control system control function. This system since its operation, good operation, and has achieved remarkable economic benefits and social benefits.
Keywords: sewage treatment; automatic control; network
中图分类号:U664.9+2
1 问题的提出
为淘汰落后工艺,优化工艺技术装备结构,改善品种结构,提高钢质,建设120t转炉工程。为节能降耗和改善环境,使转炉炼钢生产达到清洁化,对转炉烟气采用二文全湿末燃法(OG)净化。净化的转炉煤气由三通切换阀出来,回收利用。按照冶金工业废水治理的技术政策,要对转炉除尘污水进行高效处理,建立节能环保工程,满足转炉除尘对水质的要求。
2 转炉烟气除尘污水处理工艺简介及控制要求
2.1工艺简介
从烟气净化设施排除的污水经高架溜槽至磁凝聚器磁化处理后,进入粗颗粒分离机,分离出颗粒粒经≥60微米的固体颗粒,最后污水自流进入具有三级沉淀装置的高效斜管沉淀罐,对污水中的悬浮物进行沉降分离,能够有效地分离出水中≥10微米的杂质,保证出水悬浮物SS≤50mg/l,澄清后的水由斜罐顶部溢流排出,再自流进入泵站内热水池,用水泵提升到冷却塔降温冷却后,自流入冷水池,水质稳定后再由加压泵供用户循环使用。高效斜管沉淀罐分离出的污泥浓缩后经底部排泥管道上的泥浆浓度测量计检测浓度后自动排泥到带有搅拌装置的中心集泥池,由泥浆泵经泥浆送到转炉烟气污泥回收处理系统,集中处理,回收利用。
2.2控制要求
污水处理的各道工序通过溜槽或管道连接起来,工艺设备繁多、分布战线长,按功能及区域分为浊环泵站、加药间、粗颗粒机及斜管沉淀罐、污泥脱水间、浓缩池等部分。各部分既相互独立又联系密切;每个工序含400个左右I/O点,设备相对分散。因此自控系统的整体自动控制和PLC的远程控制等要求控制器和网络有更好的集成。
3 自动化控制系统构成
施耐德电气公司生产的适应各种变化系统的Modicon TSX Momentum系统包含4个基本元件(通讯适配器,I/O基板,处理器适配器,可选适配器),可以按不同方式简单地组合起来,形成灵活多用的控制系统或子系统。能够满足本污水处理系统整体分散、局部集中的工艺设备控制的需要。
转炉烟气除尘污水处理自动化控制系统网络构成按系统划分如下:
1)浊环泵站电气、仪表控制系统。(1#PLC)
2)粗颗粒机及斜罐沉淀器等电气控制系统。(2#PLC)
3)污泥脱水间及浓缩池等电气、仪表控制系统。(3#PLC)
4)1#加药机电气、仪表控制系统。(4#PLC)
5)2#加药机电气、仪表控制系统。(5#PLC)
6)3#加药机电气、仪表控制系统。(6#PLC)
7)3套HMI
120t转炉浊环水系统自动化控制系统采用6套基于施耐德电气公司生产的Modicon TSX Momentum自动化平台作为底层控制的主站,应用控制软件的开发采用符合IEC1131-3标准配置的Modicon Concept编程软件包。集中控制室采用CRT监控和操作,不再设操作台操作。每套PLC之间,PLC与上位机之间通过Modbus TCP/IP Ethernet网相连,实现实时数据交换。上位机的开发采用了施耐德电气公司的监控开发软件Monitor Pro V7。3套HMI监控PC站互为备用,共享操作。整个转炉浊环水处理系统通过交换机与精炼连铸、转炉等组成上一级管理网。每个PLC由Ethernet通讯接口提供自己的网络链接Web页,用户可通过浏览器、HTML浏览本系统的运行状况和生产情况。
基础自动化控制系统完成对整个除尘污水处理工艺设备进行在线监控,完成各个工艺设备或者工艺流程的顺序控制及PID调节,实时数据的采集和传送,历史趋势数据和故障报警的处理及显示等。
4 系统主要控制功能
4.1浊环泵站电气、仪表自动化控制系统(1#PLC)主要是确保将斜管沉淀罐澄清后水的压力、温度、流量、水质满足转炉烟气除尘设备的需要下,打入净环循环利用。完成的主要控制功能如下:
(1)热水泵组、冷水泵组、冲洗泵组的控制。每泵出口阀与泵有联锁关系:正常生产时,阀关位,启泵,15S后,开阀;阀关到位后,停泵。工作泵与备用泵能够自动切换,当各泵组供水管上远传压力达到最低时,备用泵启动,30秒后,工作泵(故障)停止运行。其中冲洗泵采用施耐德ATV-68型变频器控制,可根据用户的多少调速,保证管道压力恒定。(2)冷却塔风机控制。(3)自清洗过滤器控制。设置在冷水泵组或冲洗泵组供水总管上,包括定时、压差、人工三种冲洗方式。(4)设备供水总管供水压力、温度显示及上限下限报警(5)供水总管、补水管供水流量显示及累积(6)冷却塔风机减速箱温度显示及上限报警(7)冷水池、热水池水位显示及上限下限报警。
4.2粗颗粒机及斜罐沉淀器等电气控制系统(2#PLC)主要是将转炉除尘污水进行磁化、沉淀、分离处理。完成的主要控制功能如下:
(1)8套斜罐沉淀器控制。斜罐排泥采用时间、浓度两种方式,控制排泥泵运行。排出污泥含水率ρ=60%~75%。(2)粗颗粒分离机控制。采用施耐德ATV-58型变频器控制运行,控制转速为2.5转/分。(3)渣浆泵及泵出口阀控制。渣浆泵与其出口阀联琐:泵开15S后,阀开;泵停, 阀关。(4)排泥罐搅拌机、插板阀、浆液阀控制。(5)集水池潜污泵控制。潜污泵与集水池液位联锁,自动运行。
4.3污泥脱水间及浓缩池等电气、仪表控制系统(3#PLC)主要完成的功能:
(1)皮带输送机与螺旋输送机控制。(2)冲水泵与泵出口阀控制。(3)污泥处理过程控制。(4)卸料阀控制。(5)浓缩池浓缩机控制。要求不可逆运行。(6)浓缩池渣浆泵及泵出口阀。阀与泵联琐:先开出口阀,后启泵。(7)排污泵控制。排污泵与集水池液位联锁,自动运行。(8)潜污泵控制。设在滤液水池内,潜污泵启停受液位控制,高液位启动,低液位停泵。(9)1#-4#压滤机进料管压力检测(10)冲水泵出水总管出水压力及流量检测。
4.4加药机电气、仪表控制系统(4#PLC)主要是对斜罐前污水颗粒进行絮凝抱团分离;并对泵站净水进行水质稳定,以便循环利用。完成的主要控制功能如下:
(1)每套加药设备搅拌罐设液位监测装置一套,实时显示搅拌罐药液的液位,同时根据设定发出上下限位报警信号,由PLC发出指令,控制电磁阀(DN40)的运行。即液位低于某一设定值时补水电磁阀开,出液管电磁阀关。高于某一设定值时补水电磁阀关。(2)每套加药设备储液罐设液位监测装置一套,实时显示储液罐药液的液位,同时根据设定发出下限位报警信号,由PLC发出指令,控制计量泵和出液管电磁阀的运行。即储液罐液位低于某一设定值时,计量泵停泵,阀门开。储液罐液位高于某一设定值时,出液管电磁阀关。(3)搅拌罐搅拌机控制。
4.5 3套HMI功能
3套HMI互为备用,共享操作。主要完成浊环泵站系统、粗颗粒机及斜罐沉淀系统、加药系统、污泥处理间及浓缩池系统工艺参数的采集、设定、显示、声光报警和记录功能以及相关设备的操作和状态监控。
4.6操作方式
每台(套)浊环水处理系统设备配机旁操作箱一台,供设备调试和非正常状态下对设备进行控制,并显示各设备开启及阀门的开关状态。主操作均设在污泥间集中控制室HMI操作站上。现场具有优先操作权,现场操作箱上设置操作权选择开关。
120t转炉浊环水浊环水自动化控制系统设有2地3种操作方式,即转炉浊环水集中控制室HMI上的CRT自动、CRT手动操作方式;机旁现场操作箱就地单机试车和检修手动操作方式。
5 控制系统构成
5.1控制系统构成
(1)浊环水系统自动化及传动控制系统的结构由3级组成,如下表:
(2)自动化及传动控制系统的结构示意图如下:
注:图中LS---限位开关;M---电动机;P/F/T/H---压力、流量、温度、水位
粗颗粒分离机、螺旋输送机等设备分别应用ATV-58型、ATV-28型变频器,采用内置MB+网卡上挂本地PLC的MB+网,与本地PLC进行数据交换,大大提高了系统的分布性和可靠性。
6 系统组态软件
6.1 PLC控制级软件。
采用施耐德公司提供的符合IEC标准的Concept配置开发软件,实现PLC内部硬件组态,网络配置以及系统的各种控制、运算功能。
6.2上位机软件。
采用施耐德公司提供的基于Windows2000工作环境的Monitor Pro V7监控组态软件。本软件有两个功能强大的配置工具---Client Builder和Configuration Explorer。
Configuration Explorer提供一个直观的配置环境,负责Monitor Pro服务器的组态,负责从下位机采集数据,并进行处理和存储(数据获取,报警,历史数据处理,SPC,报表);但不具备图形界面功能;
Client从Server上取得数据,并进行用户画面的组态和运行(图形组态,过程监视与控制,组态和运行环境的完美集成,能够作为WebClient工作);Client没有点数限制;
与Microsoft SQL Server 7.0集成,实现小配置下使用大部分数据库功能的要求