除尘器

某铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

作者:广州新瑞环保    来源:www.xinruiep.com    发布时间:2018-11-28 10:47:43

摘要:某大型铅锌冶炼厂建于20世纪80年代,其烧结车间原工艺配置和设备设计都存在一定的缺陷,造成现场扬尘点多面广。通过分析烧结车间污染源和原有通风除尘设施工况及存在问题,对改进设计进行优化,彻底改善车间生产环境,并能够达标排放。保护大气环境的目的。文章对技改设计和设备选型作了详细介绍。

关键词:铅锌冶炼;烧结车间;技术改造;通风除尘;除尘设备

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

1问题的提出

某大型铅锌冶炼厂建于20世纪80年代,其烧结车间原工艺配置和设备设计都存在一定的缺陷,造成现场扬尘点多面广。如烧结机采用弹性密封,密封性差,漏风率高,二氧化硫烟气及含尘气体在车间四处弥漫;除尘设备运行性能差,除尘效率低,使大量粉尘和二氧化硫气体排向大气,严重污染环境,并造成大量铅锌金属流失。整个烧结车间充斥着大量含硫烟尘气体,地面积灰厚度达1~3cm,工作环境非常恶劣。由于设备密封性差,跑冒严重,每年约有7000t硫随外泄烟气带走,车间区内SO2浓度高达1.8mg/m3,超出新污染源大气污染物排放限值(SO40.4mg/m3)4.5倍。工作现场、休息区及生活区等均严重污染,直接影响到职工的身体健康,一些主体岗位工人铅中毒比例已超过70%。因此,对该厂烧结车间通风除尘系统进行技术改造已刻不容缓。

2技改前通风除尘系统状况和分析

原烧结车间设置两套通风除尘系统,基本处于失效运行状态。

2.1烧结机头通风除尘系统状况

原烧结机头独立设置一套四筒旋风除尘器和过滤面积为1000m2的布袋除尘器二级除尘系统,采用反吹风清灰方式,布袋过滤风速为1.6m/min。烧结机头除尘系统1000m2的布袋除尘器烟气监测见表1。

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

除尘离心风机:G4—73NO14D型

风量:109550m3/h

压头:6442Pa

电动机:Y355M2-4型

功率:280kw

反吹清灰风机:7—29NO11D型

风量:23000m3/h

压头:5099Pa

电动机功率:75kw

此套除尘系统除尘效率90%~90.3%,漏风率36.6%~28.6%。

2.2烧结机尾大烟罩及机尾下部一号链板通风除尘系统状况

烧结机尾大烟罩烟气由除尘管道引入惯性沉降室与机尾下部一号链板、齿辊破碎机3处抽风点的烟气混合后经6000m2布袋除尘器除尘,布袋过滤风速为0.35m/min。6000m2布袋除尘器烟气监测见表2。

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

除尘离心风机:G4—73NO14D型

风量:135000m3/h

压头:5919Pa

电动机:Js138—4型

功率:300kw

反吹清灰风机:9—23NO10D型

风量:30053m3/h

压头:6229Pa

电动机功率:75kW

此套除尘系统除尘效率90~90.4%,漏风率21_4~23.8%。

2.3技改前烧结车间通风除尘系统问题分析

经分析,烧结车间两套除尘系统漏风率分别达36.6%~28.6%和21.4%~23.8%,而且风机始终处于高能耗低效率运行状态。除尘设备均为厂方早年自行制造,设备阻力非常大,达到了3500Pa,加上设备和管道受未脱硫烟气腐蚀,维护又不到位,除尘系统末端抽风罩密封性差,从而导致除尘系统漏风严重,降低了除尘系统各抽风点的设计排烟量。另外,烧结机密闭性差,在工艺鼓风机鼓风下,从烧结机缝隙散发出大量铅尘,致使铅粉尘弥漫烧结车间和沉积在车间地面。烧结机头附近的作业区粉尘浓度达4.21mg/m3,超出工业场所有害因素职业接触限值(铅粉尘0.5mg/m3)8.42倍;烧结机尾作业区粉尘浓度3.94mg/m3,超出工业场所有害因素职业接触限值(铅粉尘0.5mg/m3)7.88倍。系统管道腐蚀破损严重,管道漏风,随着风量的变化,管道内风速高低起伏不定,造成管道内严重积灰,给管道清理工作带来极大不便。由于两套除尘系统未设置脱硫设施和除尘设备密封性差,造成冬天冷空气和雨水渗透进入布袋除尘器,导致含硫烟气降温结露。使用的涤纶滤料受腐蚀破损,使得烟气未能完全得到过滤净化,烟气排放浓度不达标。

3除尘系统技改设计分析

烧结车间通风除尘系统存在如何减少SO2排放、防腐、烧袋等问题。本次技改还存在管道走向和设备布置等均受老厂房空间和厂区用地限制等问题,技改设计难度进一步加大。在设计过程中,既要考虑节约技改成本又要达到节能降耗,根治污染的目的。经充分研究分析,烧结车间技改工艺流程见图1。

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

3.1烧结机头除尘系统Pc-1技改设计

烧结机头点火炉处设置整体大烟罩,利用原有离心风机进行抽风。废除原有机头老旧破损的1000m2布袋除尘器和旋风除尘器,新设一台1800m2低压脉冲布袋除尘器。由于烧结机头烟气含SO2,温度在70~100℃之间波动,滤料选用经过耐酸处理、能适应脉冲清灰的涤纶滤料。经布袋除尘器过滤后的烟气利用厂区里原有120m高防腐砖烟囱排放。

3.2烧结机尾除尘系统Pc-2技改设计

机尾单辊破碎处设置一整体密封罩,鉴于以往设计的整体密封罩抽风口过低,抽风罩口面积过小,罩口速度过大,造成大量高温铅粉尘被吸走,极易烧破布袋除尘器滤袋的经验,此次设计加高抽风口中心距离,并考虑在罩口下沿加设简易挡板,阻挡部分破碎扬起的大颗粒高温粉尘进入除尘系统。

烧结机尾骨架处,原来也有大量高温烟气散发至车间,此次技改设计增设了局部抽风罩,未采用整体通风罩,因为在该部位有一些工艺机械设备传动装置,如设整体通风罩,会使灰尘沉降在机械设备和传动转置上,从而影响设备运行和使用寿命。

机尾骨架除尘点和机尾大烟罩合为一套除尘系统,采用旋风除尘器和1700m3布袋除尘器,因受场地限制,只得就近设置在烧结车间一号链板上部平台上。利用厂区里原有40m高防腐钢烟囱排烟。

机头和机尾除尘系统的大部分烟气返至工艺鼓风机,降低烟气排放量和二氧化硫对大气的污染。

3.3烧结机尾下部及1号和2号链板尾部除尘系统Pc-3技改设计

机尾下部及1号和2号链板尾部合设一套除尘系统。此套除尘系统工艺生产线较长,沿线热烧结块散发出大量无组织烟气,抽风点较分散。为达到良好的抽风效果,实现车间生产卫生达标和节能降耗的目的,该除尘系统沿工艺设备采取整体密封,在整体密封罩上预留抽风口,各抽风口离产尘点水平距离1.5~2m,高出链板600mm,罩口风速0.5~1.0m/s,避免吸走大颗粒高温物料。除尘系统采用旋风除尘器和1000m2布袋除尘器进行二级除尘,车间环境大为改善。利用厂区里原有40m高防腐钢烟囱排烟。

4除尘器设计选型分析

根据烧结车间烟气性质,布袋除尘设备本体要做好相应的防腐、保温、防水措施。经现场察看,烧结车间原两台布袋除尘器,本体受酸水锈蚀比较严重,滤袋头部受酸水腐蚀较大,滤袋表面破损,导致过滤效果极差,经常更换滤料,经济损失大。

4.1防结露

除做好3套除尘系统布袋除尘器保温外,并要求除尘器生产厂家在布袋除尘器顶部加设相应的遮雨盖,或者将上部箱体顶部设计为斜坡形式,以免顶盖积水,防止雨水、冷风侵入布袋除尘器与烟气中的SO2结合产生酸水。

4.2清灰方式

3台布袋除尘器布袋均采用低压脉冲清灰,清灰强度大,效果好。避免使用反吹风清灰方式造成冬季大量冷空气与烟气混合使烟气降温结露腐蚀滤袋和布袋除尘器钢体。

4.3滤料和笼骨

(1)除尘系统Pc-1除尘器入口SO2:烟气温度在70~100℃之间,含水量及温度波动较大,滤料采用耐酸涤纶针刺过滤毡。

(2)除尘系统Pc-2和Pc~3除尘器入口SO2的烟气温度一般在200~300℃左右,两套除尘系统均采用耐高温耐强酸型氟美斯针刺滤料。

(3)除尘器布袋笼骨都应进行热镀锌处理,且光滑、无脱焊、虚焊和漏焊,骨架撑环采用圆形结构,避免磨损滤袋。

4.4二级除尘

除尘系统要避免风速过大,离产尘点过近造成大量高温颗粒进入除尘器烧破滤袋,在除尘系统Pc-2和Pc-3各增设一套旋风除尘器,除去大颗粒高温颗粒。

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

5除尘风机设计选型分析

5.1烧结机头除尘风机选型

烧结机头烟气温度70~100℃,根据新设计的除尘系统最不利环路阻力计算,得出所需风机性能参数为:

转速:1450r/min

风量:89872m3/h

全压:4805Pa

利用原有G4—73—12NO14D型旧风机即可满足设计要求。

风量:109500m3/h

全压:6442Pa

转速:1450r/min。

电动机型号:Y355M2—4

功率:280kW

5.2烧结机尾大烟罩除尘风机选型

机尾大烟罩除尘系统烟气温度高,一般在200~300℃左右,波动范围大。经过详细计算和风机电动机温度修正以满足标况运行条件,得出所需风机性能参数为:

风量:108654m3/h

全压:4462Pa

功率:280kW

利用原有G4~73NO14D型旧风机即可满足设计要求。

5.3烧结机尾下部及1号和2号链板尾部风机选型

机尾下部及1号和2号链板尾部除尘系统风机选型同机尾大烟罩除尘系统,得出所需风机性能参数为:

风量:85154m3/h

全压:4727Pa

功率:200kW

利用原有G4—73一11NO12D型旧风机即可满足设计要求。

6除尘系统技改前后收尘效果对比

除尘系统技改前后收尘效果对比见表3、表4。

对比表3、表4,技改后的3套除尘系统的烟尘的排放浓度低于国家排放标准,达到了保护环境的目的。

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造

7结语

烧结车间原有除尘系统经技改后,3台布袋除尘器滤料总面积为4530m2,比原过滤面积7000m3少2470m3;电动机总功率715kw,比原电动机总功率少15kw,降低了年运行费用。技改仍利用原有旧风机和旧烟囱,大大降低了技改初投资。3大除尘系统比原除尘系统运行稳定可靠,降低了系统维护量,滤料使用寿命长,除尘器结露、腐蚀和烧袋问题得到了解决。

在对通风除尘系统进行技改的同时,将工艺烧结机改为刚性滑道密封、柔性传动、夹套换热器、尾部移动架、变频调速,完善头尾部密封,调整风箱隔板等;结合工艺生产情况采取了烟气返回工艺流程,降低了SO2排放量,并能达标排放;点火炉改吊挂式为坐式,采用密闭节能型;完善整个系统的通风收尘,彻底根治了车间粉尘四处飞扬问题,整个烧结车间环境得到了极大的改善。技改设计设备配置紧凑,很好地解决了用地紧张问题。

(本文作者:王江峰,刘光大,《工程设计与研究》2008年12月)

有关更多铅锌冶炼厂烧结车间通风除尘系统改造的信息,请联系广州新瑞环保的工程师13322814846。