除尘脱氟技术方案（共3篇）
技术方案
盐城市天澄环保设备有限公司 盐城天澄环保工程技术研究所
二〇一六年十二月 电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化方案
1、总则
2、概述
.1、项目背景 2 铝是国民经济建设和国防科技工业发展不可缺少的重要基础原材料，广泛应 用于电力、军工、航空航天、交通运输、建筑、包装等领域。铝工业是战略性产 业。2010年我国电解铝产量为1577万吨，居全球第一位。预计到2015年我 国电解铝消费量将达到2400万吨左右，年均增长约8.6%，电解铝产量2400万 吨左右，年均增长8.8%。
-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
中国铝工业经过40余年的发展，整体技术达到国际先进水平，随着技术的 进步，主要工业污染物如含氟气体的排放得到有效的治理，但废气中二氧化硫治 理相对滞后。国家2010年9月发布实施《铝工业污染物排放标准》
（GB25465-2010），新标准规定，电解铝工业企业生产过程烟气二氧化硫排放
浓度限值从400mg/m3 调整到200mg/m、3 氟化物浓度从4mg/m调整到3 3mg/m，3 粉尘浓度排放限值为20mg/m，并于2012年1月1日起按新标准执行。国内 整个电解铝行业节能减排任务繁重。
-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
.2、项目概况 2 铝电解尾气通过设备上部周围的密闭集气罩，将含硫、氟烟气收集后送往用 氧化铝作吸附剂的烟气干法净化系统处理，载铝氟化物一部分返回设备中使用，一部分继续参与循环吸附，净化后的烟气经排烟风机引出后从60米烟囱排放。
铝电解过程电解槽散发的有害物的量与电解温度、电解质成分、所采用原料 氧化铝和氟化盐的成分等有关，原料氧化铝和氟化盐中水份含量的增加、电解温 度的升高、电解质中过量氟化铝含量的增加都会使氟化氢气体的含量增加；粉尘 散发量的多少与原料氧化铝的粒度分布有关，原料的粉化会增加电解烟气中粉尘 的排放量；电解烟气中二氧化硫含量的多少与阳极中硫含量的多少有关。
3、工程基本条件
.1、场址 3
本项目现场勘察场地较紧凑，在烟囱左边布置脱硫工序设备，烟囱右边宽 m长方形场地上布置脱氟工序设备，氨水工序设备布置在进厂大门道路旁空地。8 详见各工序平面布置图。.2、烟气参数 3
-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
本项目按处理电解槽烟气量200000Nm/h设计，烟气波动范围150000～ 2 00000Nm/h考虑。烟气参数表 项目 SO(mg/Nm)2
设计值 400 5 40 69
最大值 400 5 40
最小值 150 2 15 F(mg/Nm3)烟尘(mg/Nm3)烟气温度（℃）.3、工程气象资料 3 项目所在地属西南季风气候区，夏秋多雨，冬无严寒，夏无酷暑，雨热同季，干湿两季分明。根据多年来的气象观测资料，现将相关的气象指标统计分述如下：
气温 相对湿度 大气压 海拔高度.4、工程地质 3 根据钻探及土的室内分析试验，将场地划分出单元层，单元层的划分按地基 土的沉淀环境所形成的不同成因类型为主，将场地划分为四个单元层：(1)第四 系人工堆积层；(2)第四系坡洪积层；(3)第四系坡残积层；(4)泥盆系中统。土的 分类及定名主要依据其塑性指标。各单元层的岩性特征按地质单元层代号自上而 下如下：
第四系人工堆积杂填土：局部地表系砼地坪，其余多由建筑垃圾及少量粘性 土组成，结构松散；
第四系坡洪积粘土：褐红色，含少量角砾及铁锰质结核，硬塑～坚硬状态，稍湿；
第四系坡残积层：粘土，褐红色，局部含少量角砾，硬塑～坚硬状态，稍湿； 或局部少量碎石，可塑状态，湿；
泥盆系中统东岗岭组灰岩：青灰色，隐晶质结构，厚层状构造；中等微风化，溶蚀情况较为发育，溶隙多被硬塑状粘土充填。多年平均温度为18.6℃。多年平均相对湿度为70％。年平均：865hPa。按厂区标高
-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
.5、公用工程耗量 3 ◆ 水 工艺用水： 低硬度水： 本项目消耗工艺水量约4m/h 氨水配制需低硬度水0.35 m/h（10%浓度氨水）循环冷却水：液氨稀释及其它设备共需要循环冷却水130 m/h 消防用水： 从厂区消防主网接引 ◆ 电
脱硫脱氟工序常用容量共647KW，备用容量共192KW，计算有功负荷 20KW，计算无功负荷303Kavr，计算总负荷602KVA，计算电流914A。5 氨水工序常用容量共83KW，备用容量共41KW，计算有功负荷66KW，计算无功负荷50Kavr，计算总负荷83KVA，计算电流126A。
电源供给：由业主方分别对应脱硫脱氟工序和氨水站工序提供两路 20V/380V/电源。2 ◆ 气
氧化空气：（0.2MPa）约10m/min（连续使用），由业主提供。仪表空气：（0.6MPa）约20m/h（连续使用），由业主提供。.6、设计参数 3 烟气量：200000 Nm/h。烟气波动范围按150000～200000Nm/h3 考虑。3 烟气温度：69℃ 烟气成分（设计值）：
项目
SO2
F 5 0.0004 %
20.00 %
78.00.20731.7783 %
%
％
O2
N2
CO2
HO
飞灰 40 3 污染物浓度（mg/Nm）400
0.014 体积分数
%
注：根据实测数据，F含量在2～5mg/Nm之间。
根据业主要求，烟气温度考虑最高到150℃的安全防护措施，当烟气温度在 50℃烟气量可按减少10％考虑。脱氟工序按SO浓度为800mg/Nm时处理 1 2 量设置。
.7、项目设计能力 3
-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
序号 1 2 项目 处理烟气量 回收SO2 回收AlO3 2
单位 Nm/h t/a t/a t/a t/a t/a t/a
数值 200000 608 38.4 6.4 3586 10 338.7
备注
烟气波动按150000～200000Nm/h考虑
脱除F-3 产液体硫铵 产冰晶石 液氨耗量
浓度420 kg/Nm，折固体硫铵1254 t/a
99％
4、设计原则及标准规范
.1、编制依据 4 铝业有限公司烟气参数监测结果、铝业有限公
司提供的烟气条件、“铝业有限公司电解槽烟气治理工艺研究尾气监测报 告”。.2、编制原则 4 1)、选用氨法烟气脱硫脱氟工艺，不解吸(SO、不产生废水，并重视技术方案的优化，结合具体情况，在考虑技术先进性 的同时，采用在生产实践中已证明成熟和可靠的工艺技术。)、对电解烟气中SO进行处理，脱硫的同时实现烟气中粉尘和F的回收(2 利用。
3)、选择的技术有利于促进企业清洁生产、物料及能源的合理利用，有利(于循环经济发展，使资源、环境与经济发展相协调发展。
4)、根据企业具体情况合理配置自动化装置，在确保装置的可靠安全运行(的前提下，尽量减少人员配置。
5)、设计中积极采取节能、节水措施，避免脱硫、脱氟、除尘过程中带来(新的环境污染。
6)、净化装置的设置以不影响业主主体装置的正常运行为前提进行设计。(.3、标准与规范 4 本项目烟气治理工艺的确定、工程设备的设计、制造、安装和调试等过程严 格按照ISO9001：2008最新版质量体系进行管理，并严格遵照以下规范和标准：
0-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
《铝工业污染物排放标准》
《 恶臭污染物排放标准》 《硫酸铵》
《 钢制压力容器》 《钢制焊接常压容器》
《钢制塔式容器》
《 钢制化工容器设计基础规定》 《钢制化工容器材料选用规定》
《压力容器涂敷与运输包装》
《钢制压力容器焊接规程》
《压力容器无损检测》
GB25465-2010 GB14554-1993 GB535-1995 GB150-1998 JB/T4735-1997 JB/T4710-2005 HG20580-1998 HG20581-1998 JB/T4711-2003 JB/T4709-2000 JB/T4730-2005 《 压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG20660-2000 《工业金属管道工程施工及验收规范》 GB50235-2010 《 钢制管法兰、垫片、紧固件》（欧洲体系）HG/T20592~20614-2009 《 玻璃纤维制品代号命名方法》 《 中碱无捻玻璃纤维布》
《 纤维增强塑料性能试验方法总则》 《玻璃纤维增强塑料拉伸性能试验方法》
《玻璃纤维增强塑料压缩性能试验方法》
《玻璃纤维增强塑料层间剪切试验方法》
《玻璃纤维增强塑料冲压式剪切强度试验方法》
《玻璃纤维增强塑料筒支架冲击式韧性试验方法》
《玻璃纤维增强钢环形试样拉伸试验方法》
《玻璃纤维增强钢环形试样剪切试验方法》
《玻璃钢树脂含量试验方法》
JC 286 JC 287 GB1446 GB1447 GB1448 GB1450.1 GB1450.2 GB1451 GB1458 GB1461 GB2577 《 玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)用液体不饱和聚酯树脂》GB8237 《玻璃钢化工设备设计规定》
《玻璃钢管和管件》
《 化工装置管道机械设计规定》
HG/T20696-1999 HG/T21633-1991 HG/T20645-1998
1-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
《设备及管道保温技术通则》
《 设备及管道保温设计导则》 《 设备及管道保冷技术通则》
《 工业设备及管道绝热工程质量检验评定标准》
《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》 《工业金属管道工程施工及验收规范》
《工业设备及管道绝热工程设计规范》 《化工设备、管道外防腐设计规定》
《石油化工设备与管道涂料防腐蚀技术规范》
《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》
《自动化仪表选型设计规定》
《 控制室设计规定》 《 仪表供电设计规定》 《 仪表供气设计规定》
《 信号报警安全连锁系统设计规定》 《仪表配管配线设计规定》
《 仪表系统接地设计规定》
GB/T4272-2008 GB/T8175-2008 GB/T11790-1996 GB50185-2010 GBJ 126-89 GB50235-2010 GB50264-97 HG/T20679-1990 SH3022-1999 HG/T20505-2000 HG/T20507-2000 HG/T20508-2000 HG/T20509-2000 HG/T20510-2000 HG/T20511-2000 HG/T20512-2000 HG/T20513-2000 《用安装在圆形截面管道中的差压装置测量满管流体流量》
GB/T2624-2006
SH3063-1999 《石油化工企可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》 《 分散型控制系统工程设计规定》 《化工自控专业工程设计文件深度的规定》
《化工自控专业设计标准》
《 自控安装图册》 《 自动分析器室设计规定》
《 自动化仪表工程施工质量验收规范》
《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》 《石油化工装置基础设计内容规定》
《工业自动化仪表工程施工及验收规范》
HG/T20573-95 HG/T20638-1998
HG/T20505～20516-2000
HG/T21581-2010 HG/T20516-2000 GB50131-2007 HG/T20505-2000 SHSG-033-2008 GB50093-2003
2-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
《供配电系统设计规范》
《 10kV及以下变电所设计规范》 《低压配电设计规范》
《 电力装置的继电保护和自动装置设计规范》 《建筑照明设计标准》
《 电力工程电缆设计规范》 《 建筑物防雷设计规范》
《 电力装置的电测量仪表装置设计规范》 《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》
《钢制电缆桥架工程设计规范》
《通用用电设备配电设计规范》
《三相交流系统短路电流计算》
《电测量及电能计量装置设计技术规程》
《化工企业腐蚀环境电力设计规程》
《房屋建筑模数协调统一标准》
《建筑设计防火规范》
《 石油化工企业设计防火规范》 《工业建筑防腐蚀设计规范》
《建筑结构可靠度设计统一标准》
《建筑结构荷载规范》
《 建筑抗震设计规范》 《 建筑地基基础设计规范》 《 混凝土结构设计规范》 《 工业建筑防腐设计规范》 《 房屋建筑模数协调统一标准》 《工业氨水》
《 建筑工程设计文件编制深度规定》（2003年版）
5、工程范围.1、设计范围和F捕集溶解在吸收液中，最终形成以NHF和（NH）SO 4 4 为主要成份的合2 4 格母液送入后续脱氟工序处理。
A、烟气系统
7-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案 技术协议
本装置全系统阻力小于1.5kPa。
本项目不需另设置增压风机，利用原有风机余压直接将烟气就近引至脱硫系 统。根据现场进行的阻力测试情况，按业主要求保证原
系统净化装置前的负压小于1600Pa，满足电解铝装置的生产要求。将来脱硫装 置生产运行后利用原有风机余压，可满足脱硫装置运行阻力。根据阻力情况烟气 波动范围在150000～200000Nm之间。B、洗涤降温
电解铝烟气首先进入洗涤吸收塔，与从上部喷淋的硫酸铵溶液逆向接触，通 过喷淋洗涤，洗去了烟气中的粉尘，烟气在此过程中因绝热蒸发而冷却，温度由 ~69℃迅速降到~30℃，释放的热量使溶液中水分蒸发，通过反复循环洗涤蒸发，使硫铵溶液浓度提高，达到工艺要求的浓度指标后通过洗涤泵打入脱氟工序旋 流、分离、干燥产出固体硫铵。
C、SO的吸收
采用低浓度SO吸收专利技术。烟气在洗涤 吸收塔洗涤段经洗涤降温后进入吸收段。烟气就在吸收段完成脱硫过程。
烟气自下而上穿过两级吸收段，在两段不同浓度的吸收液吸收下，烟气中的 大部分SO被脱出，其SO脱出率不小于97%。净化烟气经塔体上部除雾器去 2 2 除夹带液沫后，由塔顶烟囱排放。
本项目净化后烟气温度~30℃，基本接近环境温度。烟气中的水分与环境空 气中的水分含量相差不大，因此本装置的净化烟气排放不会出现白雾现象。
两段不同浓度的吸收液混合后进入洗涤吸收塔下段氧化槽，在氧化槽内大部 吸收液由一级吸收泵加压后送入第一吸收段，循环喷淋吸收SO；少部分吸收液 上升到氧化塔中部，由二级吸收泵抽出送第二段。随着吸收过程的进行，吸收液 成分不断发生改变，使吸收能力降低，为保持吸收效率，不断补充新的脱硫剂—— 氨水，使吸收剂得到再生。氨水的加入由氧化塔内pH值检测调控。
D、吸收液的氧化
吸收液的氧化主要在吸收塔下部氧化槽内完成。在氧化槽中部通入压缩空气（必要时加入微量催化剂），氧化塔内吸收液中的亚硫酸铵被氧化为硫酸铵，亚 盐氧化率可达到98%以上。
8-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
当达到一定浓度的合格硫酸铵溶液通过泵打入脱氟工序进行脱氟处理。而加 入氧化塔的剩余氧化空气进入吸收塔最终随净化烟气一起排放。
吸收液的氧化过程化学反应为：(NH)SO+O=2(NH)SO 4232424 为提高整套系统氨综合利用率，本项目从以下方面加强：
◆ 采用高效吸收塔，控制烟气流速，减少净化烟气中的气液夹带。◆ 控制操作工艺，控制吸收液主要成份为亚硫酸盐，而非氨水吸收。◆ 减少净化后烟气中氨的逃逸量，为此采取强化出塔烟气的除雾措施。在 塔顶部配置高效除雾器，配套工艺水冲洗装置，每层都配有工艺水冲洗喷淋器，喷淋器冲洗是分区按时序控制的，以防止除雾器堵塞，同时保证除雾效率，减少 系统逸氨量，提高系统氨利用率。能确保逸氨量远低于《恶臭污染物排放标准》（G B14555-93）中的排放限值。
◆氨水制备工序，采用新型氨稀释器设备，液氨直接在密闭设备内部制成 氨水。不采用将液氨气化为气氨，气氨再与水混合循环稀释的传统制氨工艺。新 型氨水制备工艺液氨制氨水的热量在氨稀释器内就被循环冷却水带走，温度低气 氨分压小，氨逃逸量小，氨水储槽设置水封，进一步防止氨水中的氨逃逸量。
◆ 脱氟工序产出的冰晶石及氧化铝粉尘滤渣在滤后设置冲洗水和吹扫压缩 空气，可将滤渣中夹带的硫酸铵充分回收。
设置集液池及检修槽，可将装置中跑、◆ 整套工艺考虑废液收集回收措施，冒、滴、漏的液体收集回收。
上述措施从“天上、地下、操作”等各环节控制氨耗，提高氨的利用率。.2.2、脱氟工序 6
-本工序的主要作用是将脱硫工序送来母液中的F及AlO与硫酸铵溶液分 2 3 离，产出冰晶石及AlO 2 滤渣，滤渣经干燥运送到电解铝车间配料后循环利用。3 在脱氟的同时考虑生产固
体硫铵的工艺路线，即将脱氟滤液送至脱硫工序浓缩，再回到脱氟工序生产固体 硫铵。
A、脱氟处理
9-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
脱氟工序设置有中间槽、脱氟槽等。从脱硫工序来的合格母液进入本工序中 间槽缓存后进入脱氟槽，在脱氟槽内，分别控制不同脱氟剂的添加顺序、添加量，以及脱氟剂与母液的反应时间，最终生成脱氟产物冰晶石（NaAlF）。因脱氟反 3 6 应为间断操作，设置中间槽可起缓冲调节作用。
B、脱氟产物和粉尘的回收利用
经过脱氟工艺处理后，含冰晶石（NaAlFAlO2）粉尘的反应 3）及氧化铝（6 3 液用泵打入过滤器除渣，最终过滤出来的冰晶石及氧化铝混合渣经人工干燥后送 电解铝配料后循环利用。
脱氟后的滤液自流进入硫铵液槽储存，送云南源鑫炭素有限公司生产固体硫 酸铵化肥。并可以送回脱硫工序浓缩后再打回脱氟工序生产固体硫铵。
.2.3、氨水工序 6 氨水工序的设备配置考虑了液氨卸车、调配氨水、氨水的储存以及给脱硫工 序供氨等功能。
A、液氨卸车
液氨槽车送来液氨到达氨站卸车场，接通槽车与氨水工序液相管路，利用槽 车内压力将液氨送入稀氨器。
氨水工序共设置一台4 t/h氨稀释器，满足液氨卸车需要。B、氨水调配
本工艺设置一台液氨稀释器，利用甲方提供的低硬度水直接与液氨在卸车的 同时调配成为一定浓度（约～10％）的氨水后储存。将液氨直接调配为氨水储 存，将火灾危险性分类为乙类的液氨转变为一般工业原料氨水储存，氨站将无苛 刻的消防安全场地要求，减少了脱硫装置占地面积，也大大降低了储存液氨的安 全隐患。利于企业的安全生产。
本装置采用在生产实践中应用数年的成熟氨水制备流程。该流程只需设置氨 稀释器、氨水贮槽和氨水输送泵，不设置液氨储罐、氨压缩机等压力容器。氨水 制备可控制进入氨稀释器的低硬度水流量，可及时分析氨水浓度，达到指标后的 氨水进入氨水贮槽储存。制备氨水过程中稀释释放的液氨溶解热，用循环冷却水 换热冷却，保证进入氨水槽的氨水温度在正常范围内。氨水浓度可根据脱硫实际 生产需要进行灵活调整。配制好的氨水用氨水泵送至脱硫工序。
0-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
.3、工艺技术特点 6 本项目采用的净化工艺具有以下技术特点：.3.1、余热利用技术 6 本工艺利用低浓度的硫铵溶液洗涤冷却电解铝热烟气，使烟气增湿、降温，有利于提高下级吸收阶段的脱硫率，同时充分利用烟气余热，使硫铵液水分蒸发，母液浓度不断提高。
.3.2、SO的高效吸收、严密的氨雾控制技术 6 2 根据SO吸收的基本原理，(NH)SO 2 42 和NH3 对SO均具有较强的化学吸3 2 收作用，但NH在溶液中的NH平衡分压大，而(NH)SO42 分解的3 3 3 NH平衡分 3 压小。
本项设计在SO吸收上既要保证高的吸收效率，又要保证NH逸出少，减 2 3 少氨耗。操作工艺以及设备上，主要利用(NH)SO 4 2 的吸收功能，补充氨是作为3 吸收剂的再生原料。吸收过程和吸收剂的再生过程形成如下循环：
在洗涤吸收塔分三段布液：
第一段以(NH)SONHHSOSO； 4 2、3 4 为主体浓度高的吸收液最大限度吸收3 第二段喷淋以含(NH)SO(NH)SO、4 2 为主体的氧化液，该溶液含一定量的4 42 3 NHHSO，能吸收第一段吸收剩余的SO，并捕集上升气体中夹带液滴；第三 4 3 2 段除雾器（塔气体出口前）喷淋系统补水（工艺水），进一步洗涤烟气中夹带的 微量NH雾（NH的平衡分压极低），并防止除雾器阻塞。3 3 各级吸收液严格控制不同的工艺参数，达到较好的吸收率和保证了NH逸 出最低。这一高效吸收工艺及塔设备在云维股份等多个工程上实施，排放烟气中 的SO浓度＜25mg/Nm，NH浓度＜10mg/Nm。3 2 3 该吸收工艺及塔设备具有很好的操作弹性，吸收工艺具有自适调节控制的特 点，能满足烟气量、烟气SO浓度频繁大幅度变化及烟气温度变化时的高效脱 硫与除尘，允许烟气量负荷波动50%~120%、SO浓度0~8000 mg/Nm。3 2 本项工艺对F也有很强的脱除能力，能适应干法氧化铝脱氟能力降低时，烟
1-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
.3.3、高效除雾技术 6 脱硫除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的核心装置，除雾器除雾效率的高低 直接影响到经脱硫装置的氨利用率，除雾器压降的大小直接影响到脱硫装置能 耗。
除雾器设置在脱硫塔的上部，采用亚太环保自行设计生产的除雾器可大大提 高了除雾效率。综合考虑除雾效率和压降因素，除雾器采用两级结构，通过除雾 器后的雾滴含量平均值小于100mg/Nm（雾滴粒径大于15μm）。烟气通过除雾器前、后的压降越大，能耗越高。压降的大小不仅与烟气流速、波形板结构、间距、烟气带水负荷等因素有关，而且与除雾器波形板上的烟尘及 铵盐结垢状况密切相关。当结垢严重时系统压降会明显提高，所以通过监测压降 的变化可有效地撑握系统的运行状态，做到及时发现问题，及时冲洗。除雾器冲 洗水量一方面应满足除雾器自身冲洗效果的要求，另一方面还需考虑系统水平衡 的要求。
脱硫系统补水从工艺水冲洗装置补入，由此将除雾器捕集铵盐返回脱硫系 统，可有效提高氨的利用率。
.3.4、氧化技术 6 本项目采用氨法脱硫技术，得到的硫酸铵溶液外送处理。由于亚硫酸铵易分 解，要求脱硫装置送出的硫酸铵不能混有亚硫酸铵，对亚硫酸铵在脱硫装置中的 氧化率要求极高。）、氧化反应特征 1 空气氧化亚硫酸铵属液膜控制，影响氧化因素有以下几点： ◆ 气液接触表面积大，气液接触的表面更新，湍动大 ◆ 控制吸收液的组成，物理性质对氧化吸收效率的影响 ◆ 溶液呈酸性，密度较小，有利于氧气在溶液中的溶解吸收）、实现高氧化率的措施 2 脱硫工艺及设备的配置应使脱硫工艺全过程实现优化控制，技术经济指标先 进合理。本项目就采用吸收、氧化各功能分开实现的分槽工艺技术，便于吸收、氧化系统控制。）、高氧化率的操作条件 3
2-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
实现高氧化率的基本条件： ◆浓度条件
氨法吸收液亚盐的氧化与催化剂和吸收液浓度有关，在要保证亚盐的高氧化 率（99%以上）需溶液浓度控制在一定浓度。
◆ 温度条件
氧化液温度应满足一定温度。温度低，氧化时间过程长，氧化塔容积过大； 温度高，亚盐易分解，生产二次污染，同时氨耗增大。
◆ pH值条件
要保证高氧化率，pH值要低，pH值越高其氧化率越低。
根据多年的研究经验和工程实践，根据具体烟气条件选择合理的设 备形式和结构，通过对反应机理的反复推敲充分发扬利于亚盐氧化条件，保证氧化率大于98%可提升至99%以上，在亚盐氧化得到 的硫酸铵溶液中检测不到亚盐成分，不增加设备。
.3.5、既脱硫又脱氟的工艺技术，节约资源。6 本工艺经过大量系统论证及试验验证，确定出一套即可脱硫又可脱氟的氨法 烟气治理工艺，在脱除电解铝烟气中的有害物质SO及氟化物的同时，烟气治 理产物硫酸铵化肥可出售、冰晶石、氧化铝粉尘可送主厂回收利用。回收利用资 源。
.4、工艺主要设备表 6.4.1、脱硫工序主要设备表 6 序号 设备名称
规格及型号
主要材料单位数量
备注
一、标准设备
Q=200m/hH=26m N=45kwn=1450r.p.m 2
Q=15m/hH=40m N=11kwn=1450r.p.m 3 Q=500m/hH=31/31/35/35m
N=90/90/110/110kW 3 1 洗涤泵 2605N 台 1用1备
晶浆泵
2605N
台 吸收泵
2605N
台
3用1备
3-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
n=1450r.p.m
Q=10m/hH=26m 4 检修泵
N=7.5kWn=1450r.p.m 插入深度：L=1500 5 6 工艺水泵 双百叶挡 板门 密封风机 膨胀节 空气储罐 搅拌器
电动葫芦吊
Q=15m/hH=46m
2605N 台 1
N=11kWn=1450r.p.m
2.80m×1.70m 过流部件材质：316L
碳钢 台 2 2
1用1备 含电动 执行器，风机挡 板配套
组合 碳钢
套 台 套 套 台 台 7 8 9 1 0 11 2 1 1 1
2.80m×1.70m
15m3 顶进式，3kW 起吊重量2吨
非金属 碳钢 组合件
桨叶及
轴衬胶
二、非标设备 1 2 3 4 5 6 7 吸收塔 浓缩槽 工艺水槽 集液池 检修槽 烟囱 SO蒸发槽
Φ5.0m；H=~36m Φ3.6m；H=4.6m Φ3m；H=4.5m Φ2m；H=1.5m 4mx8mx6.0m 排气筒2.8m；L＝～24m
Φ0.6m；H=1m
FRP FRP 碳钢 FRP/砼 FRP/砼 FRP 碳钢
台 台 台 台 台 台 台 1 1 1 1 1 1.4.2、脱氟工序标准设备 6 序号 设备名称
规格及型号
主要材料单位数量
备注
一、标准设备
脱氟剂 加入装置
Q=120L/h
附：搅拌N＝0.37kw； 计量泵N＝0.25kw
4-1
组合 套 2 电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案 脱氟泵
Q＝5m/h，H=64m，N=11kWn=2900r.p.m
PVDF 台 1 3 硫铵液泵
Q＝5m/h，H=17m，N=3kWn=1450r.p.m
PVDF 台
1用1备 机架外 压滤机
过滤面积20m2（暗流、嵌入式滤布滤板）Q=0.2t/h，N=144kW 含给水泵、给水箱、控制等
组合件
套
包不锈 钢 电加热装置 组合 套 1
桨叶及 轴衬胶 6 搅拌器
顶进式，3kW
组合件 台
处理能力：Q=13m/h 7 旋流器
进口含固量5％ 出口含固量30％以上
处理量1t/h 离心机
主电机N=22kW 油电机N＝2.2kW 9
处理量1t/h 振动流化床
N=1.5x2kW 1 0 送风机
4-72№4A N=5.5kW 1 1
4-72№2.8A 送风机
N=1.5kW 2 1 13 14 15 16
9-26№9D 引风机
N=18.5kW 螺旋输送机 旋风除尘器 空气加热器 板秤
N=3kW DN700 SRZ10X7D
称重50kg/包，精度0.2kg
321 321 组合 321/组合
台 台 台 台 1 1 1
321
台
碳钢
台
碳钢
台
组合件
台
组合件
台
组合件
台
5-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案 手提式缝包机 组合 台 1
二、非标设备 1 2 3 4 5 中间槽 脱氟槽 硫铵液槽 稠厚器 渣斗
Φ2.5m；H=2.7m Φ2.5m；H=2.7m Φ3.2m；H=4.4m Φ1.0m；H=0.6m 1.9mx0.85m；H=3m
FRP FRP FRP 316L 321
台 台 台 台 台 1 1 1 1.4.3、氨水工序主要设备 6 序号 设备名称
规格及型号
主要材料
单位数量
备注
一、标准设备 1 2 液氨装卸臂 氨稀释器 软水泵
AL2503 SXAQ-400 Q=50m/hH=28m N=7.5kWn=1450r.p.m
防爆电机 Ｑ＝5m/hH=51m N=11kWn=1450r.p.m
防爆电机
X-I型
DN40 3
304 321/组合 碳钢
台 套 台 1
带温密计 1 4 氨水泵 淋浴洗眼器 冷却水塔
PVDF 304 FRP/组合 碳钢
台
1运1备 6
台 台 1
处理量Q=130m/h 7 冷却水泵a
Q=130m/hH=15m N=15kWn=1450r.p.m
台 8 冷却水泵b
Q=180m/hH=35m N=37kWn=1450r.p.m
碳钢 台 1
二、非标设备 1 2 氨水槽 软水槽
Φ5m；H=7m Φ4.5m；H=6.0m
碳钢 碳钢
台 台 1 注：设备根据实际可能有调整，以最终施工图为准。
7、设备
.1、洗涤吸收塔 7
6-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
洗涤吸收塔是烟气脱硫工程的核心设备，该塔是一种多功能塔，它集烟气降温、硫酸铵溶液浓度提升、SO吸收、亚硫酸铵氧化、烟气除雾及烟气排放于一体。下段为吸收液储槽、中段为洗涤液循环浓缩段，上段为SO吸收及烟气净化除
雾段。结构上属于塔槽一体，各槽功能分开。
吸收机理：电解铝烟气送入洗涤吸收塔后，在上升的过程中与该段顶部向下 喷淋的稀硫铵液逆向接触，烟气中的微量烟尘被洗除。由于绝热蒸发，烟气温度 由~69℃迅速降到~30℃，释放出的显热把稀硫铵液中的水分大量蒸发，硫铵溶 液的浓度不断提高。上升的含SO的烟气穿过升气板后进入本塔吸收段，与自 上而下喷淋的的吸收液进行逆向传质吸收，脱除SO的烟气经过顶部的除雾器 后由烟囱排放，生成含亚硫酸铵的母液进入下段吸收液储槽。
洗涤吸收塔塔体材质为整体机械缠绕成型玻璃钢（FRP）。塔体树脂采用美 国陶氏进口树脂，可满足-45~180℃的使用温度。
洗涤吸收塔在烟气干湿过渡段考虑接口向下具有一定倾角，并考虑相当长度 的玻璃钢接管，能有效保护接口处碳钢烟管不被腐蚀。
洗涤吸收塔的选材及结构设计在亚太环保已建多个项目中已获得成功应用。.2、高效除雾器 7 脱硫除雾器是烟气脱硫系统中非常重要的核心装置。亚太环保研究和开发高 性能的除雾器，其除雾效率高，系统阻力降小（压降一般小于0.2KPa）。
除雾器设置在洗涤吸收塔的上部，除雾器的作用就是除去烟气中的雾滴。烟 气经过吸收段与吸收液进行中和反应后夹带雾滴，雾滴随烟气上升至除雾器区 域，当含有雾滴的烟气流经除雾器通道时，因雾滴的撞击作用、惯性作用、转向 离心力及其与折流板的摩擦作用、吸附作用使得雾滴被除雾器捕集；除雾器折流 板的多折结构增加了雾滴被捕集的机会，从而大大提高了除雾效率。综合考虑除 雾效率和压降因素，除雾器采用两级结构，通过除雾器后的雾滴含量平均值小于 00mg/Nm(雾滴粒径≥15um)。1 7.3、泵、管道等材质选择
◆ 泵
氨法脱硫工艺介质腐蚀性强，加上含有烟尘，对装置内关键设备—泵的材
7-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
质选择尤为重要，特别是在利用烟气余热蒸发浓缩、结晶硫铵液的部分，由于溶 液的水分大量蒸发，使补充水以及烟气中的微量氟、氯离子得到缓慢富集，最终 达到较高浓度，对设备腐蚀性很强。金属泵有效率高，耐高温的优势，但普通不 锈钢泵常被高浓度氯、F离子腐蚀；非金属泵虽耐腐耐氟、氯离子，但有不耐高 温、泵效率较低的缺点，特别在大流量、高扬程泵上其缺点明显，可靠性差。
本项目洗涤、吸收、晶浆泵等关键循环泵材质选择2605特种渗氮不锈钢材 料，从亚太环保多个工程验证，有效解决氨法脱硫关键泵既要耐高浓度氯、氟离 子腐蚀、耐高温，又要效率高的问题。
◆ 管道
本项目管道及非标设备等选用玻璃钢材料制作，可有效抵御酸性及F等腐 蚀。
◆ 烟气挡板门
本项目烟道系统如下设置：原烟道从业主指定烟管就近接引，吸收后净化湿 烟气从塔顶烟囱直接排放。烟囱材质为FRP，可有效抗腐蚀。
吸收塔进口烟气温度为69℃，为避免烟气中的SO与水接触产生的冷凝酸
-腐蚀阀门，本项目挡板门过流部件均选用316L材质。.4、主要设备优势和特点 7.4.1、特种玻璃钢防腐技术
（1）玻璃钢结构分层设计：
玻璃钢结构从内到外由内层（防腐层），次内层（抗渗层），强度层，和外层
（抗老化层）四层组成。
◆ 内层
内层为防腐蚀层，针对性选用耐腐蚀树脂及玻璃钢材料制作。此层不仅防腐 防渗，而且气密性好、光洁度高。
树脂在玻璃钢耐腐蚀中起着决定性作用，因此高的树脂含量是保证耐腐蚀的 有效保证。否则会出现表面毡浸涌不够，出现干斑等缺陷，降低防腐性能；但若
8-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
采用纯树脂层则易出现裂纹，必须用玻璃钢材料进行增强。
◆ 次内层
次内层为防渗层，该层同样具有防腐蚀作用，并可有效防止内表面层微细裂 纹向外扩展、对内表面层起到有效保护。
内层、次内层构成防化学腐蚀、防渗功能，根据使用部位温度、固体微粒等 情况选用不同性能和耐温能力的树脂及添加其它材料，提高设备内壁的耐磨性，确保塔体的使用寿命。
◆ 强度层
该层对内层和次内层起加强作用，抵抗塔体所受外界荷载，保证塔体刚度和 强度。本层选用特定玻璃钢成份和比例，采用特殊制作工艺。可有效防止环向裂 纹的产生。
◆ 外表面层
外表面层为抗老化层，在玻璃钢材料中加入抗紫外线吸收剂、及其它物质，减缓设备在室外紫外线辐射作用下产生的老化作用。
以上各层紧密结合，在物理结构上形成有机整体，不会出现分层或脱落现象。（2）玻璃钢性能优点 ◆ 耐腐蚀性能强、耐高温。
内衬层基体材料选用进口的改性树脂，具有优越的耐腐蚀性能，抗氟离子及 氯离子性能强。并可在～180°C（干态烟气）和～130°C（湿态烟气）温度下长 期使用。
◆ 耐磨损，树脂中添加金刚砂，使设备具有良好的耐磨损能力。◆ 抗紫外线、抗老化。◆ 抗拉强度优异。
8、总图布置
.1、一般原则 8 脱硫装置的总体布置原则是工艺流程合理，烟道短捷；交通运输方便；合理 利用地形、地质条件；充分利用场内公用设施；节约用地，工程量少，运行费用 低；符合环境保护、劳动安全和工业卫生条件要求。.2、总平面布置 8
9-电解铝烟气脱硫脱氟除尘一体化工业试验示范装置 技术协议
铝业有限公司电解槽尾气脱硫脱氟除尘一体化示范项目属于
改扩建项目，场地共分为三块，分别布置了脱硫工序、脱氟工序、氨水工序的建、构筑物，平面布置图是根据业主指定位置、范围和现场实测尺寸绘制，在烟囱附近集中布置在线分析室一间、60m高排气筒钢塔架、吸收塔、浓缩槽、检修槽、工艺水槽、洗涤泵、吸收泵、工艺水泵等脱硫工序的设备；在烟囱另外一侧布置 了SO加入仓库一幢，脱氟楼一幢，脱氟槽、硫铵液槽、药剂装置、脱氟泵、硫铵液泵、空气储罐等脱氟工序设备。在电解铝车间外侧靠进厂入口道路旁比较 空旷的一块场地上布置了氨水工序的围堰、氨水储槽、氨水泵、软水罐、软水泵、氨稀释器、液氨装卸臂等设备。
三块场地的总占地面积为1146m，三块场地均满足本项目的用地要求。
平面布置中，充分考虑到脱硫、脱氟装置的特点，最大限度地满足工艺流程 的要求，根据工艺和各相关专业提的条件，本项目处理的烟气来自建设方指定烟 道，为缩短烟气管长度，将脱硫、脱氟工序紧靠原有烟囱布置，与厂区道路相邻，满足总图布置原则，脱硫装置的配电、控制系统与厂区原有配电室、主控室共用，同时也保持了相对独立的使用功能。
本工程平面布置中，在满足生产工艺要求的前提下，遵守总图布置的相关规 范要求，平面布置紧凑，用地面积较小，做到了既节省用地，又方便生产管理，平面布置的原则和功能如下：
1)防腐区域划分及道路布置，在尊重业主方总体布局的前提下，完成合理(的工艺布局，本着节约用地的原则合理利用厂区现有场地；
2)平面布置中对消防要求所采取的措施：三块场地分别与厂区道路形成了(消防车道，满足消防道路布置要求，并考虑了与周围建筑的防火间距，各建筑之 间的防火间距均满足《建筑设计防火规范》（2010版）的要求；
3)运输线路的布置使物料流程顺畅、短捷，避免了折返迂回；((4)运输线路及消防道路的组织：整个场地能够满足设备安装、运输和消防 要求；
5)遵守防火规范要求，重视风向及建筑朝向对建筑功能的影响。(.3、竖向布置 8 本工程各场地范围内平均坡度较小，采用平坡式比较合适，场地标高以原有
0-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
场地标高为同一标高；场地高于相邻厂区道路标高，高差为150mm，场地与厂 区内的主干道自然平接，场地内地表雨水经汇集后就近排入原有道路水沟即可。.4、主要技术经济指标 8
脱硫工序技术经济指标表
指标名称 脱硫工序总占地面积 建、构筑物占地面积 建筑密度
单位 m2 m2 %
数量 296 163 0.55
备注 备注
脱氟工序技术经济指标表
指标名称 脱氟工序总占地面积 建、构筑物占地面积 建筑密度
单位 m2 m2 %
数量 280 188 0.67
氨水工序技术经济指标表
指标名称 氨水工序总占地面积 建、构筑物占地面积 建筑密度
单位 m2 m2 %
数量 570 210 0.37
备注
.5、防护设施及其它 8 为确保安全，新建装置与周边分界防护均采用绿化带，界区所有设施均在绿 化带范围内。.6、场内外运输 8 本工程建设的设备材料可以通过公路运抵厂区。卸氨场地紧靠厂区主干道，运输条件优越。
本工程货物运输量见下表：
工程货物运输量表
运输方式
货物名称
运输量(吨/年)
公路
形态
运输工具
备注
1-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
运入量 运出量 液氨 硫酸铵溶液
338.7 3586 10 38.4
液体 液体 固体 固体
罐车 罐车 手推车 手推车
厂内转运 厂内转运 脱氟产物冰晶石 除尘氧化铝
根据目前厂内现有的运输能力，并结合厂区所在地的交通状况，本工程采用 公路运输方式。其中，液态原料——液氨属危险品，可由供货商专用槽车运到厂； 硫酸铵溶液不属于危险品，只考虑抗腐蚀罐车即可运输。
9、土建
.1、概述 9 本项目的土建工程主要包括了三个部分：脱硫工序、脱氟工序、氨水工序 的建、构筑物。
.1.1、脱硫工序： 9 脱硫工序的主要建、构筑物包括：在线分析室一间、60m高排气筒钢塔架、吸收塔基础、4台吸收泵基础、浓缩槽基础、两台洗涤泵基础、工艺水槽基础、两台工艺水泵基础、地下集液池、地上检修槽、烟管支架及管架等，总占地面积： 2 96m；
.1.2、脱氟工序： 9 脱氟槽、硫铵液槽、药剂装置、脱氟泵、泵硫铵液、空气储罐
脱氟工序的主要建、构筑物包括：SO2加入仓库一幢，脱氟楼一幢、脱氟 槽、硫铵液槽、药剂装置、脱氟泵、泵硫铵液、空气储罐基础及管架等，总建筑 面积：280m。
.1.3、氨水工序： 9 氨水工序主要建、构筑物包括：氨水槽基础（两个）、两台氨水泵基础、软 水槽基础、软水泵基础、氨稀释器基础、液氨装卸臂基础、1m高围堰及管架等，总建筑面积：570m。.2、抗震设计 9 本工程根据《中国地震动参数区划图》，地震基本烈度8度，设计基本地震 加速度值为0.20g，分组为第三组。.3、地基与基础设计 9
2-2 2 电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
地基处理：对荷载大、沉降敏感的建、构筑物，考虑采用桩基（人工挖孔 桩），其它采用复合地基或天然地基；
大型设备基础采用C30钢筋混凝土，泵基础采用C30钢筋混凝土或C25 素砼；
在线分析室、SO2加入仓库一幢，脱氟楼一幢采用钢筋混凝土独基。.4、建筑设计 9 建筑设计是在满足业主使用功能和使用需求的前提下，按照生产工艺，设 备布置及检修的要求，贯彻安全、经济、实用、美观的建筑方针。
主要建筑材料：钢材、木材、水泥均可由市场供应，地方性建筑材料：砖、石、石灰、砂等可由当地供应，为确保工程质量，所选用的建筑材料必须符合国 颁材质标准的要求。
◆ 钢材：
钢筋：普通钢筋采用HPB235、HRB335级和HRB400级钢筋，吊钩等采用 HPB235级钢筋。
型钢、钢板、钢管一般采用Q235、Q345钢。焊条：Q235钢采用E43型焊 条，Q345钢采用E50型焊条。
螺栓：一般用C级螺栓，高强螺栓采用承压型8.8、10.9级。◆ 混凝土：
混凝土强度等级：采用C30或C25，垫层采用100mm厚C15砼；.5、结构设计 9 结构设计是在满足工艺和使用要求的前提下，根据功能要求、设备荷重（含 物料重量）、设备振动和冲击荷载、介质性质进行结构选型。建、构筑物结构形 式尽量选择结构简单、受力明确、安全可靠的结构，且与周围环境协调。在结构 计算中对主要承重构件考虑附加安全系数，按结构构造要求，控制各构件的裂缝 宽度和强度，满足8度抗震要求；受力筋的砼保护层厚度按规范设置；结构构件 上的预埋件和孔洞，均在施工时预埋或预留。设计的原则是在充分熟悉相关设计 规范的基础上，因地制宜、就地取材、合理设防，正确选择建筑材料，严格按照 设计规范及材料的说明书要求具体设防，面层材料根据工艺专业提供的腐蚀性介 质的类别、性质及设备安装和生产过程中的机械磨损等要求正确选材。在计算时
3-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
考虑最不利的荷载组合，并保证结构有足够的强度、刚度、稳定性和耐久性，尽 量做到经济合理、安全可靠、施工方便，主要建、构筑物及结构类型的确定：
◆ 大型设备基础：采用C30钢筋混凝土，泵基础采用C30钢筋混凝土或 C25素砼；不做动力计算的小型设备基础，可按工艺提供的平面尺寸设计，但基 础的自重应大于设备自重的3~5倍。预埋螺栓中心线距基础边缘应不小于4倍 的螺栓直径。予留孔边距基础边缘应不小于100mm。设备基础底座距基础边缘 不小于100 mm，基顶面的二次灌浆层，除工艺有特殊要求外，一律予留50mm。并根据工艺提的介质性质作相应的防腐设计。
◆ 地上式检修槽采用钢筋混凝土结构，混凝土强度等级C30，抗渗等级为 P6，有防水要求的混凝土中内掺12%的UEA水泥膨胀剂，并根据工艺提的介质 性质作相应的防腐设计。.6、建、构筑防腐设计 9 工业建筑的防腐设计为设计重要部分，本工程防腐设计是在充分熟悉防腐 工程设计和施工规范的基础上，因地制宜、合理设防。防腐材料的构造，严格按 照《工业建筑防腐设计规范》及材料的说明书要求执行，并根据不同部位具体设 防，防腐设计选用国家建筑标准设计图集《建筑防腐蚀构造》（08J333）的统一 做法。
地面防腐：地面面层材料根据工艺专业提供的腐蚀性介质的类别、性质、浓度及设备安装和生产过程中的机械磨损等要求，地面面层选用耐酸瓷砖面层防 腐。
设备基础防腐：设备基础防腐同相应区域地面的防腐做法。
10、电气部分
0.1、设计依据及设计采用的标准规范 1 设计依据：本工程设计依据是云南涌鑫铝业有限公司和相关工艺专业提交 的条件。设计采用中华人民共和国国家标准及行业标准规范。0.2、工程范围和分工 1 工程范围为：本工程项目的配电、动力、电控、照明、防雷与接地等(不含 变压器)属承包方范围，电源由业主方提供380V/220V供电电源，脱硫脱氟工序 用电引自业主方指定配电室。业主方提供抽屉位（或接线位）。
4-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案置
氨水工序用电由承包方提供配电柜放在业主空压站冷却循环水站配电室 中，电源由业主方提供，电缆由承包方负责。业主方提供抽屉位（或接线位）。0.3、电源供给及供给方式 1 本工程装置内按总图位置划分，分为脱硫脱氟装置区和氨水站装置区两个 用电区域，两个用电区域分别独立引取电源供电，脱硫脱氟用电区域在脱氟楼内 设置低压配电室，脱硫脱氟工序所有用电均引自该配电室。
氨水站工序设置XL21（G）型动力配电箱，动力配电箱放置在业主方空压 站冷却循环水站配电室中，不另外设置配电室。氨水工序的所有用电设备均引自 该配电室。
0.4、用电负荷、负荷等级及功率因数补偿 1 0.4.1、脱硫脱氟工序共有用电设备39台(含照明、检修、仪表用电)，均 1 为380V低压用电设备；常用用电设备31台，备用用电设备8台；装机总容量 共839KW，其中常用容量共647KW，备用容量共192KW，计算有功负荷 20KW，计算无功负荷303Kavr，计算总负荷602KVA，计算电流914A。5 80V低压电机单台最大容量为110kW。3 整个装置380/220V系统功率因数经补偿后不低于0.92。计算补偿容量为 150Kavr。详见负荷计算表1。-0.4.2、氨水站工序共有用电设备8台(含照明、检修)，均为380V低压用 1 电设备；常用用电设备6台，备用用电设备2台；装机总容量共124KW，其中 常用容量共83KW，备用容量共41KW，计算有功负荷66KW，计算无功负荷 0Kavr，计算总负荷83KVA，计算电流126A。5 80V低压电机单台最大容量为37kW。3 无功补偿由业主方负责，详见负荷计算表2。0.5、装置供、配电系统 1 根据总图布置及电源状况以及装置区内用电负荷类型及分布情况，在脱氟 楼内设一个380/220V低压配电室。为脱硫脱氟装置提供电源。
氨水工序的用电设备设置XL21-(G)型动力配电箱提供电源。动力配电箱放 置在业主方空压站冷却循环水站配电室中。
脱硫脱氟配电室内的低压开关柜选用MNS型抽屉柜，柜中断路器、交流接
5-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
触器、综合保护器等主要电器元件采用ABB品牌。其余元件采用国产名优产品。
低压配电系统采用放射式方式。低压配电柜组预留15％的备用回路 0.6、工厂环境及主要设备选型 1 脱硫、脱氟工段属2类强腐蚀环境。低压开关柜防护等级IP30，防腐等级 F2。现场控制箱、照明配电箱、检修电源箱选用防水防尘防腐型，防护等级IP54，防腐等级F2。脱硫工段现场控制箱、照明配电箱、检修电源箱选用防水防尘防 腐型，防护等级IP65，防腐等级WF2。电缆桥架选用玻璃钢材质，钢制热镀锌 支架。动力和控制电缆选用阻燃型铜芯交联聚乙烯电缆，穿线管选用热镀锌钢管。灯具选用防水防尘防腐型，防护、防腐等级：室内IP54，F2。室外IP65，WF2。
氨水站等防爆区域，使用防爆灯具、防爆现场操作箱。0.7、主要设备选型： 1 低压开关柜：MNS 氨水工序配电柜：XL21-(G)现场控制箱：FXK-L 氨水工序现场控制箱：BZC-A3D3X/G11/2“G1” 照明控制箱：FXM-S 检修电源箱：FXD-S-T 0.8、控制、信号及计量 1 工艺有要求的低压电动机的运行信号送PLC或DCS显示，电机联锁通过 PLC或DCS的逻辑功能或直接通过电气方式来实现。控制均采用机旁按钮手动 控制或控制室内PLC（DCS）上控制方式，具体控制方式根据工艺要求定。所 有运转状态、运行电流采用MODBUS通过网络方式送中控计算机，起停控制信 号、紧急停止信号使用一对一硬接点方式送中控。
0kW及以上的低压电动机或工艺有特殊要求的电动机在现场及配电柜上 3 装设电流表。
低于90KW的低压电动机采用直接起动方式，大于等于90KW的低压电动 机采用软启动器启动。
低压进线柜设置电能计量，以便于考核，降低能耗。
IP30 IP30 IP65WF2 IP65WF2防爆 IP65WF2 IP65WF2
6-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
0.9、继电保护 1 80/220V用电设备的保护有短路保护、过负荷保护及断相保护，短路保护 3 由低压断路器的瞬时脱扣器实现，过负荷、接地及断相保护由电机综合保护器实 现。
0.10、电力设备过电压保护 1 为防止雷电侵入波过电压，380/220V母线侧装设氧化锌避雷器及防雷模 块，在配给仪表及PLC(DCS)系统的供电电源部分设置二级防雷模块。0.11、操作电压 1.4kV低压用电设备操作电压为交流220V 0 0.12、电缆敷设 1 电缆敷设方式主要采用沿电缆桥架敷设，再穿桥架引下装置或保护钢管敷 设至各用电设备。动力电缆线采用阻燃交联聚乙烯绝缘电力电缆（ZR-YJV型），控制电缆采用聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套控制电缆（ZR-KVV型），电缆敷设方式 主要采用沿电缆桥架敷设，再穿桥架引至装置或保护钢管敷设至各用电设备。
低压动力电缆敷设可利用业主方电缆地沟、桥架。其余电缆由承包方自行 敷设桥架。0.13、照明系统 1 照明系统设置正常照明和应急照明，正常照明采用金属卤化灯和荧光灯，灯具的防护等级符合现场的防护需要。
在主通道、出入口和楼梯间设置应急灯，电源就近接自交流照明网络，当 正常照明电源失电时，由自带蓄电池供电，构成疏散应急照明。0.14、防雷、防静电及接地 1 脱硫界区内的建筑物按三类防雷建构筑物设防。低压电网接地方式TN-S。为避免直接遭遇雷击，脱硫界区内的建筑物采用避雷带进行保护，利用四 角钢筋混凝土柱至少两根焊接连通主筋作为引下线，钢筋混凝土地梁及基础中钢 筋作为接地极。脱硫塔排气筒顶部安设置避雷针，避雷针用两根φ12热镀锌圆 钢与脱硫塔钢架焊接连通，利用钢架作为引下线，钢架钢筋混凝土基础中钢筋做 为接地极。
露出屋顶的所有输送流体的金属管道均作防静电接地。
7-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
防雷、保护、防静电接地共用一接地体，接地电阻≤1Ω，如达不到要求需补 打接地极。
10.15、电气主要设备表
主要电气设备表
序号 1 名 称 低压进线柜 250A 2 电容补偿柜
MNS600×1000×2200
50Kvar 1 出线柜
MNS600×1000×2200
带综合保护器
MNS600×1000×2200 软启动柜
软启动器PST210
台
台
台
台
型号规格 MNS600×1000×2200
台
单位数量
备注 ABB元件 IP30 ABB元件 IP30 ABB元件 IP30 ABB元件 IP30 ABB元件 IP30
台 台 台 台 台 7 14 2 2 1 3
IP65WF2防爆 IP65WF2 IP65WF2 IP65WF2 IP65WF2 3 5 动力配电箱
XL21-(G)FXK-L-A2D3 FXK-L-A2B1D4 FXK-L-A2D4 FXD-S-T FXM-S BZM-DIP10 6 7 8 9 10 1 1 12 现场控制箱 现场控制箱 现场控制箱 烟道阀电源箱 照明控制箱
照明开关 检修电源箱
防爆防尘防腐防水
FXD-S-T
台 台
IP65WF2 IP65WF2 注：表中数据可能有调整，以施工图为准。0.16、负荷计算表 1 0.16.1脱硫脱氟装置 1
安装台数
序号用电设备组名称 一 脱硫工序
总的常用
设备容量需要
总的常用系数COSφPjs 千瓦千瓦Kc
计算负荷 Qjs
SjsIjs
(KW)(Kvar)(KVA)(A)电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.4 二 2.1 2.2 三 3.1.2 3 3.3 3.4 3.5 3.6 洗涤泵
吸收泵 吸收泵 检修泵 搅拌器 工艺水泵 小计 烟道暖通 密封风机 电动风阀 小计 脱氟工序 药剂装置 脱氟泵 硫铵液泵 压滤机 电加热装置 脱氟槽搅拌器 2 2 1 1 2 10 2 2 4 2 1 2 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 17 1 1 2 2 2 8 39 2 1 1 1 1 7 1 2 3 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 15 1 1 2 2 0 6 31
550.800.8044 33 66 5 2 7
84
1801800.800.80144108 2201100.800.8088 8 3 22 3
0.800.80 0.800.80 2 9 293220 9 5 14
0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 0.800.80 9 2 2 2 2 2 1 1 4 1 4 10 1 7 2 2 0 2 13 1 2 1 1 3 1 11 46 5 5 9 0 36 4 13 6 0 27
180273 110167 8 3 11 5 17
110.800.80
543367 22 6 28 2 11 6 3 3 22 4 3 2 2 6 2 19
110.800.80 6 17 2 3 3 3 2 3 2 2 6 2
0.800.80
367557 11 6 17 2 11 3 3 3 22 2 3 2 2 6 2 19 9 26 2 17 5 5 5 33 3 5 2 2 8 2 28
110.800.80
1441440.801.00115
220.800.8018
115175 3.7离心机（油电机）
（主电机）3.8 螺旋输送机（2#电机）
送风机 冷风机 引风机 小计
四 4.1.2 4 4.3 4.4 4.5 五 公共用电
仪表用电 UPS用电 分析小室电源
照明 检修电源 小计 合计.9振动流化床（1#）3 3.10.11 3.12 3
190.800.8015
2272210.000.97177 6 6 20 60 42 6
0.850.80 0.850.80
183278 6 6 21 11 0 45 10 32 16 0 68
200.850.8017 100.850.80 0 42
0.000.80
8396470.000.86520303 602914 0.16.2氨水站装置 1 用电设备组 序号
名称 一 1.1 1.2 氨水工序 软水泵 氨水泵
安装台数 总的常用
设备容量需要
总的常用系数COSφPjs 千瓦千瓦Kc 15 22
7.50.800.80 110.800.80
计算负荷 QjsSjs
(KW)(Kvar)(KVA)(A)6 9 7 11
Ijs 2 1 1 11 17 电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
用电设备组
序号
名称 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 冷却水泵a 冷却水泵b 冷却风机 检修电源 照明 合计
安装台数 总的常用 1 1 1 1 1 8 1 1 0 1 6
设备容量需要 总的常用系数COSφPjs 千瓦千瓦Kc 15 37 11 30 2 132
150.800.80 370.800.80 110.800.80 0 2 83
0.000.80 0.800.80 30 9 0 1 66
计算负荷 QjsSjs
(KW)(Kvar)(KVA)(A)22 7 0 1 50 37 11 0 2 83
Ijs 23 56 17 0 2 126 注：表中数据可能有调整，以施工图为准。
11、仪表和控制
11.1、设计依据
本设计是根据电解铝烟气SO处理过程生产特点及工艺专业操作控制要求、国家控制环境污染的有关规定及规范，本着经济实用，力求稳妥可靠，尽可能的 保证自动化操作、保证生产和设备的安全运行原则而设计的。11.2、设计采用的标准、规范
11.2.1本项目仪表的设计、选型、采用下列标准、规范： 《过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号》
《 自动化仪表选型规定》 《控制室设计规定》
《 仪表供电设计规定》 《 仪表供气设计规定》
《 信号报警、安全联锁系统设计规定》
《仪表配管配线设计规定》 《 仪表系统接地设计规定》 《 仪表隔离和吹洗设计规定》 《分散型控制系统工程设计规定》
《化工装置自控工程设计规定》
《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规定》
《化工自控安装图册》
HG/T20505-2000 HG/T20507-2000 HG/T20508-2000 HG/T20509-2000 HG/T20510-2000 HG/T20511-2000 HG/T20512-2000 HG/T20513-2000 HG/T20515-2000 HG/T20573-95 HG/T20636～20639-1998
GB50058-92 HG/T21581-95 《 石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-2009 ISO5167节流装置计算
0-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
ISA美国仪表学会标准 ANSI美国国家标准化协会标准 IEC国际电工委员会标准 11.2.2设计采用工程单位
设计使用国际标准、工程单位，如下表：测量参数
液体
流量 气体 蒸汽
温度
表压
压力 真空 绝压
液位
单位 m3/h Nm3/h Kg/hor T/h ℃ KPa、MPa KPa KPaabs mormmor%
刻度 Direct Direct Direct Direct Direct Direct Direct Direct or%
备注
表中未列的工程单位按S.I国际标准执行。1.3、设计范围 1 根据工艺对自控设计的要求，本自控设计的范围为：电解铝烟气脱硫工序、脱氟工序、氨水工序的自动控制、DCS系统、现场检测仪表。11.4、过程控制特点
电解铝烟气SO的处理受制于上游工序的生产情况，是被动地接受上游车 间的含硫烟气，因而不具有独立开车的能力。但装置本身又相对独立，电解铝烟 气的气量、物理状态及化学成分与电解铝的生产有着密切关系，不可避免的会有 变化，有时甚至会有较大的波动，其间的传质、传热和动量传递都会直接影响到 整个脱硫系统的生产过程。因此，对烟气治理工艺过程操作控制必须尽可能地适 应这些变化和波动。烟气中的SO从气相—液相的整个工艺过程中，烟气脱硫 是非常关键的环节。因此控制系统设置、仪表选型等方面都需要充分考虑这一特 点。
泵等负载类设备的运行电流、工作状态等电气运行信号传输给DCS显示、记录。
1-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
氨水工序设置氨气泄漏监测报警仪，信号送控制室监视。1.5、环境特征及仪表选型 1
（1）烟气SO处理的生产环境和介质虽无高压、无易燃易爆介质，但是烟2 气中SO从气相—液相的整个工艺过程和生产环境所产生的中间介质具有很强 的腐蚀性，使现场的检测、控制仪表很容易腐蚀损坏，而且由于电解铝厂存在很 强的电磁场，造成信号传送不可靠和中断，影响整个过程检测控制系统的监测和 控制。本设计在现场仪表的选型、安装材料等方面都注意了防腐蚀、抗干扰这些 关键环节，尽可能确保现场检测信号的可靠。
氨水工序的氨稀释器及氨水槽区域根据相关防爆区域组别划分
（ExdⅡBT4），本设计在仪表选型及安装材料的选用方面都考虑了这一特点。
（2）仪表选型立足于国内采购，主体仪表选型按引进国外技术国内生产供 货，特殊仪表选用原装进口设备。
◆ 温度仪表的选型：
集中检测与控制的温度测量选用国产耐蚀铂热电阻，信号传送到控制室，就地温度检测选用耐蚀双金属温度计。
◆ 压力仪表的选型：
集中压力检测选用引进技术生产的智能型电动压力变送器；微压力及差压测 量选用差压变送器；现场变送器带显示功能，便于操作人员外出巡查。
就地压力检测，对腐蚀性介质选用隔膜压力表，一般介质选用不锈钢压力表。◆ 流量仪表的选型：
导电液体选用电磁流量计，空气流量采用V形环锥流量计。◆ 物料位仪表的选型：
物料位检测选用雷达液位计。仪表带现场就地显示功能，便于操作人员外出 巡查。
氨水区物料料位检测选用就地显示的磁翻板液位计，根据工艺需要带隔爆远 传装置。
◆ 分析检测仪表的选型：
脱硫装置烟道出口安装烟气在线检测系统（CEMS）。在线烟气监测系统采 用性能指标满足HJ/T75-2007《固定污染源烟气排放连续监测技术规范》、2-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
HJ/T76-2007《固定污染烟气排放连续监测系统技术要求及检测方法》要求，并 取得国家环保局证的产品。
pH分析仪、密度计采用进口产品； ◆ 控制调节阀：
开关控制阀采用电动蝶阀、球阀，调节阀采用带电动执行机构的电动调节阀。对腐蚀性介质选用衬塑阀门，一般介质阀芯采用304SS、316SS，阀体采用WCB 材质的阀门。管道内含有颗粒物质的采用V型或O型切断阀。
（3）仪表的防腐
根据工艺介质的物理性质和腐蚀特点，与介质直接接触的检测元件分别选用 16L，304不锈钢，哈氏合金，衬聚四氟乙烯等材质。3（4）仪表的防爆
对于防爆区域所使用的仪表，按照相关防爆区域划分的要求，选用符合相关 防爆要求的仪表及相关连接附件。1.6、DCS控制系统 1 本工程DCS控制室布置于脱氟工序。控制室内设置DCS控制柜，采用国 标信号传输；仪表计量单位按照国标法定计量单位执行。）DCS系统功能技术方案 1 ◆ 泵、调节阀等的DCS远程停止控制以及运行状态显示功能。
◆ 压力、温度、流量、液位、PH值、密度、电机电流等模拟量的显示、记录、历史记录查询、动态数据分析功能
◆ 重要参数、控制量的自动控制及手动控制功能 ◆ 参数超限报警、故障报警功能 ◆ 历史查询功能 ◆ 系统组态功能 ◆ 信息管理功能 ◆ 通讯功能
在系统的组态画面上可以方便进行控制方案的生成，用户流程图及各类图形 的生成，可以使用通用高级语言或专用高级语言生成各类记录。同时为系统的二 次开发及优化控制的实现提供相应的语言和接口，组态画面包括下列各类：
3-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
◆ 脱硫工序组态界面（含报警及故障显示）◆ 脱氟工序组态界面（含报警及故障显示）◆ 氨水工序组态界面（含报警及故障显示）◆ 历史记录查询界面 ◆ 系统组态界面 ◆ 操作记录界面 ◆ 报表生成画面
系统软件对系统进行组态、参数设定及调试采用系统全局数据库。硬件组态、过程控制编程、操作站编程一体化。具有用户自定义接口，可以开发用户专用功 能块；具备在线调试功能，带PID参数整定功能；能够在全系统范围内自动生 成报表文档。对系统进行诊断和系统内部自诊断的结果显示在系统诊断画面上，如果诊断出故障则以声、光报警提示。
系统诊断报警应包括下列内容： ◆ CPU模件故障诊断报警 ◆ I/O卡件故障诊断报警 ◆ 通讯模件故障诊断报警 ◆ 电源组件故障诊断报警 ◆ 软件故障诊断报警（2）硬件配置
DCS系统主要由一个操作站、一个工程师站、一个控制站和网络通信系统 组成。
DCS系统的控制站由各种控制模块单元、CPU单元、电源单元、网络通信 单元、辅助单元构成。机柜内的模件支持带电插拔而不损坏，且不会影响其它模 件正常工作。并带有故障自诊断、LED显示、报警，能参与编程和故障输出状 态的设置。用于自动回路调节控制的模块带有PID参数整定功能，并支持模件 的即插即用功能。
DCS系统的工程师站、操作员站由工业计算机、22”彩色液晶显示屏，宽行 激光打印机构成。
（3）系统余量
4-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
DCS系统的I/O备用点数不低于15%，系统不低于15%的可扩展容量。（4）网络通讯
根据实际情况，本DCS系统可以设置网络通讯功能，选用适当的网络通讯 模块和通讯协议，可以实现与工厂内其它系统进行数据交换。11.7、动力供应
11.7.1电源
仪表用电源由电气专业经双回路电源切换模块送到仪表控制室。
烟气在线分析仪（CEMS）用电由电气专业提供双回路电源直接送至分析间 和监测平台。用电量约12KVA。
仪表用电电源等级220±10VAC50±1HZ。负荷等级与工艺主机用电等级 相同。
11.7.2用电量
总用电量约计17KVA（其中12KVA为CEMS用电），总供电及仪表用电单 元的供电，都设有专用的用电分配开关，总开关和分开关设有过流短路等保护措 施。
11.7.3仪表用气
仪表压缩空气要求业主引至界区外1米，气源质量及用气量要求如下： 仪表用气量：～10Nm/h（连续使用）压力：0.6～0.7MPa(表压)温度：30℃
露点：气源在操作压力下露点比环境温度低10℃ 含尘量：含尘粒直径小于3μm，含尘量小于1mg/mЗ 含油量：含油量小于3ppm 1.8、自控主要设备表 1 1.8.1脱硫、脱氟工序、氨水工序主要仪表自控设备 1 脱硫、脱氟、氨水工序主要仪表自控设备
序 号 仪表名称
设备规格及材料
单
数量 位
备注
5-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
序 号 仪表名称 设备规格及材料
单
数量 位
备注
保护套管材料：316SS衬F46 装配式铠芯热电阻Pt100DN50PN1.6MPaFF法
兰式安装L/l=550/400温度范 WZP
围：0-300℃ 保护套管材料：316SSPt100 装配式铠芯热电阻DN25PN1.6MPaFF法兰式安 WZP装L/l=400/250温度范围：
-300℃（其中隔爆一支）0 保护套管材料：316SS 双金属温度计温度范围：0-100℃万向式表头 WSS
DN25PN1.6MPaRF法兰式 安装插入长度：L/l＝300/150mm 隔膜型式：法兰式
隔膜材料：316SS衬F46DN25 PN1.6MPaRF0-1MPa 隔膜型式：法兰式
隔膜材料：316SS衬F46DN25 PN1.6MPaRF0-1MPa
支 4
安徽天康或江
苏红光
支
安徽天康或江
苏红光
支
安徽天康或江
苏红光 耐震式隔膜压力表
YTNP-100HF2 隔膜压力表
台 5
台 YTP-100HF2 6 7 8 9 1 0 1 1 不锈钢耐震压力表主要材料：304SS YTN-100H M20X1.50-1MPa
主要材料：304SS 不锈钢压力表
台 台 台 台 台 2 2 2 7
上海赛途或西
仪
YTF-100H
M20X1.50-1MPa 不锈钢氨用压力表主要材料：304SS
M20X1.50-2.5MPa YTAF-100H 不锈钢耐震氨用压主要材料：304SS 力表YTAN-100H 差压变送器
M20X1.50-1MPa
测量元件：哈C带阀组 排气排液阀和接头：哈C 压力变送器
测量元件：316L带阀组
排气排液阀和接头：316SS（其 台 中隔爆型2台）
PN1.0MPaDN150RF输 出4~20mA水滴形天线 ～4500mm 0
～3000mm 0
～3800mm 0
～3500mm 0
～4000mm 0
～5500mm 0
～1500mm 0
EJA或霍尼韦
尔 2 雷达液位计 套 1 2 1 1 1
上海科隆或 E+H
6-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
序 号 仪表名称 设备规格及材料
浮子、本体及法兰材料:316L 输出信号：4~20mA侧安装式 法兰标准：PN1.6 DN50RF L=6000mm（电阻式）（隔爆）L=5500mm（电阻式）（隔爆）L=2000mm
电极材料：316L带连接电缆及 附件输出4~20mA DN65 DN15
PN1.0MPa PN1.0MPa
PN1.0MPa（隔爆）
单
数量 位
备注 3 磁翻板液位计
套 2
上海信东或承 德克罗尼 1
台
上海科隆或 E+H 1 1 4 1 4 电磁流量计
DN80
电极材料：80％铂带连接电缆、接地环及附件输出4~20mA DN80PN1.0MPa DN250PN1.0MPa
DN300PN1.0MPa
配套EJA或霍尼韦尔差变，带 安装附件 5 环锥流量计 DN150 PN1.6MPa DN80PN1.6MPa
DN25PN1.6MPa
测量电极形式：复合电极
Inpro4262/425/pt100带安装 附件InTrac777e-P200/PVDF 伸缩护套EasyClean150清洗 控制器显示仪表：M400输出 信号：4-20mA
触液部件哈C 衬F46PN1.6 MPaRF法兰连接
带AUMA电动执行机构手轮 DN40PN1.6MPa阀体/阀芯: 3 04SS/316L
DN50PN1.6MPa阀体/阀芯: WCB/316SS
DN65PN1.6MPa阀体/阀芯: WCB/316SS
DN15PN1.6MPa阀体/阀芯: WCB/316SS
台 1 1
上海库科或上 海科洋 6 PH测量仪
台 1 梅特勒-托利多 7 密度测量仪
套
SMAR或罗斯
蒙特 无锡卓尔或无 锡工装
套 1 1 1 8 电动调节阀 9 电动球阀
带AUMA电动执行机构手轮
阀体/阀芯:WCB/316SS DN50PN1.6MPa
套 3 电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
序 号 仪表名称 设备规格及材料
带AUMA电动执行机构手轮 阀体/阀芯:304衬F46DN50 PN1.6MPa
单
数量 位 套
备注 0 烟气在线检测仪
多通道分析（国家环保总局认
证,带预处理，标气，校验气、机柜、后台PC及分析软件及与 环保传送数据的GPRS装置。
套
分析参数：SO、NO、O、2 X 2 HF、烟尘、温度、压力、流量 等），带modbus输出接口，配 套空调，A4打印机1台
岛津或西克曼 哈克 1 DCS控制系统
DCS控制系统JX-300XP或
（具体系统构成根HOLLIAS-MACS 据点数按照DCSJX-300XP或HOLLIAS-MACS 厂方的构成方式（要求电源、CPU、网络均为 定）冗余配置，正版软件，配置
modbus通信接口卡及相关软 件，以便于与主系统及烟气在 线监测系统进行通信）
RTD:10点AI:86点AO:7点 DI：90点DO:40点
工程师站（兼操作站功能，含 操作系统软件）： Intel®Core™2Duo2.8GCPU/ 1 024M-DDR/200G-HDD/ 1 0-100LIN/21”宽屏TFT/
USB-Key/USB-Mouse/冗余网 卡
操作员站（含操作系统软件）： Intel®Core™2Duo2.8GCPU/ 1 024M-DDR/200G-HDD/ 1 0-100LIN/21”宽屏TFT/
USB-Key/USB-Mouse/冗余网 卡
套
套
浙大中控或和 利时
套 1
控制站：含机笼、控制器、直
流电源、电源模块、I/O模块、套 断路器、隔离器、继电器、交 换机及相关辅材等 DCS机柜
激光打印机HP5100
操作台（含打印机台1个，带 座椅）
门 台 个 1 3
惠普 国产 电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
序 号 仪表名称 设备规格及材料
空调（3匹）UPS5KVA/0.5h
单
数量 位 台 套 套 1 1
备注 国产 山特 上海科力恒 含探头3个，报 警监视器1台 2 2 氨气泄漏监测报警
系统
REGUARDNH3(隔爆)气体探 头:电化学式要求配套监视 报警器SP1003 部分设备可能调整，以施工图为准。
12、劳动安全和卫生
2.1、生产过程中的主要职业危害因素 1 电解铝烟气脱硫生产中过程中，主要有以下一些因素可能造成职业危害及安 全事故：
含SO烟气及氨气对人体及其他动植物的危害； 转动设备的噪声危害及对人体机械伤害的危险； 高温设备及管道，存在烫伤的危险；
供、配电及高低压用电设备，存在不安全因素； 吸收液、硫铵溶液等介质，存在化学腐蚀性危害； 玻璃钢设备、管道和氨站，存在火灾的危险； 地沟、平台、楼梯，存在人身跌落伤害的危险； 设备及管道的跑、冒、滴、漏，存在不安全因素。2.2、设计采取的安全、卫生措施 1 针对上述危害因素，除操作人员必须接受安全教育，持证上岗外，在设计中 采取一下相应的安全保护，卫生防护措施，以实现安全、文明生产：
2.2.1、防火、防爆 1 新建（构）筑物的安全间距和耐火等级，按其在生产过程中的火灾危险性，将满足《建筑设计防火规范》的规定；
各新建（构）筑物之间根据生产、消防的需要设置车行道、人行道和消防通 道；
电缆采用阻燃电缆。局部电缆沟、段、分支处设置防火隔墙，电缆竖井采用 耐火隔板，涂防火涂料等措施，盘、柜小孔洞用防火材料封堵。
2.2.2、防毒 1
9-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
本工程使用的原料氨为有毒物料，国家标准规定，生产场所空气中NH的 最高含量为30mg/m。为此，氨水工序应配备过滤式防毒面具、橡胶手套、防 护眼镜、隔离式氧呼吸器等劳动保护用品。
为防止含SO气体对人体的危害，输送SO气体管道尽量采用焊接连接，2 2 并经严格的焊缝检查，以免含SO气体泄漏，危害人体健康。3 2.2.3、防腐蚀 1 吸收液、硫铵溶液管道、阀门等处跑、冒、滴、漏的酸液及地面冲洗水均有 一定的腐蚀性，为避免腐蚀危害，有针对性地采用了不易泄漏的防腐设备和管道；
硫铵包装间的墙裙、地面均考虑防腐措施；
排水坑采用环氧玻璃钢防腐；地面和建、构筑物做了防腐处理。2.2.4、防电伤 1 电气设备采取必要的机械、电气联锁装置以防止误操作； 电气设备设计严格按照带电部分最小安全净距执行；
电气设备选用有五防设施的设备，对配电室加锁，严格执行工作票制度； 在高压电气设备的周围按规程规定设置栅栏，遮拦或屏蔽装置；
紧急事故采取声光显示及必要的其它知识信号，设置自动联锁装置以给出处 理事故的方法；
各元件的控制回路均设有保险、信号、监视、跳闸等保护措施；
在潮湿环境和需要在金属设备内进行检修的场地，其局部照明采用安全电压 供电。
为防止电器设备对人员造成伤害，所有电器设备均设置了接地保护装置。电 机采取了过流自动断电保护装置。
2.2.5、防机械伤害 1 所有转动机械外露部分均加装防护罩或采取其它防护措施； 设备布置设计时留有足够的检修场地。2.2.6、防噪声、防振动 1 设备订货时提出设备噪声限制要求，在设备选型上要求选用符合国家有关标 准的设备，以便从根本上根治；
对于长期连续运行产生高噪声的场所采取消声、隔声措施，装设防噪声罩或
0-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
消音器；
控制室和值班室采用隔声性能良好的门窗及有较好吸声性能的墙面材料，使 其噪声满足《工业企业噪声卫生标准》的要求；
设备的基础及平台的防振处理，符合《作业场所局部振动卫生标准》和《动 力机器基础设计规范》。
2.2.7、防雷、防静电 1 生产区的建构筑物及户外金属设备都按有关规程进行防雷设计，对高大设备 进行防雷接地。
所有电气设备有防雷击设施并有接地设施。低压380/220V系统采用接零保 护，配载采用三相四线制，第四根线用作接零连接线；电气设备的不带电金属外 壳都进行接地保护，厂房配电室设重复接零装置。
2.2.8、抗震 1 当地地震基本烈度8度，建筑物、构筑物按地震烈度8度进行抗震计算和 抗震设防。
2.2.9、防其它伤害 1 所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒。
所有楼梯、钢梯、平台、走道边缘设置保护沿和栏杆，以防高处跌伤，保证 运行人员安全。
为防止有小动物进入有电力设施的房间，保证运行安全，门窗设不锈钢纱窗 保护。
高温设备及管道，采取露天布置，并有隔热保护措施。2.3、设计采取的消防措施 1 本工程没有明火作业。整个装置均在厂区内，建筑物面积并不大，建筑体积 也小，就其生产规模不设消防站，只考虑装置内的消防措施。
本项目按《GB50016-2010建筑设计防火规范》划分，本项目所有工序生产 类别为戊类，建筑物耐火等级为二级，同一时间火灾次数为一次，火灾延续时间 为2小时。
根据装置生产类别和建筑物耐火等级，消防措施如下：
（1）操作控制室、配电室根据工作环境特点，设置各种便携式灭火器。具
1-电解铝烟气脱硫脱氟除尘方案
体见下表：
设置场所 中控室 配电室 脱氟楼二层 脱氟楼三层 灭火器型式 手提灭火器 手提灭火器 手提灭火器 手提灭火器
灭火器类型 干粉（磷酸铵盐）干粉（磷酸铵盐）干粉（磷酸铵盐）干粉（磷酸铵盐）
灭火剂充装
量（kg）6 6 6 6
数量（具）2 2 2 2
备注
（2）氨水工序设消火栓1个，消防管与厂区管网相接，用水量按15l/s计 算。
13、承包人向业主提交的技术资料及交付进度
3.1、设备资料（各专业）1 3.1.1、设备（含配套附、构件）的随机资料。1 3.1.2、标准及非标设备设备总装图。1 ◆ 设备组装图、主要部件图。
◆ 设备易损件的零件图、生产消耗件零件图。3.1.3设备随机资料： 1 ◆ 检验合格证。◆ 设备装箱单
◆ 设备零部件清单（目录）◆ 设备随机部件清单（目录）◆ 设备随机工、器具清单（目录）◆ 设备重要零部件组装及试车记录资料。3.1.4设备安装资料 1 ◆ 设备开箱、检验记录。
◆ 设备安装过程、安装技术资料。◆ 设备安装后单机试运转资料。◆ 设备安装后联动试运转资料。
1 输煤系统粉尘的危害
在输煤系统正常上煤过程中, 由于各段皮带通过落料管衔接各皮带机, 以完成煤流的连续。但在燃煤通过落料管时, 由于落料管存在的落差, 造成煤粉在落料管处的粉尘飞扬是输煤粉尘污染工作环境的主要来源;燃煤通过卸煤设备流落到输送带的过程中, 也是产生粉尘飞扬的另一个重要因素;另外燃煤在输送过程中, 其它因素也会产生粉尘的轻度飞扬, 粉尘的飞扬造成输煤栈桥空气浓度超过标准值 (大10mg/m3) , 严重影响输煤值班人中的身心健康, 长期从事输煤运行工作的人员, 患肺矽病的人员达到了15.6%, 而且很大程度缩短了病人的寿命;粉尘的飞扬造成煤粉堆积, 为输煤埋下了安全隐患, 有些老厂发生的皮带着火着火事故也大都是粉尘积久的原因造成的;粉尘飞扬也给现场文明生产和经济效益带来一些负面影响, 所以, 粉尘的治理是每个发电企业非常重视的一个治理项目, 但目前一些除尘效果并不理想。
2 粉尘飞扬的产生过程和原因分析
1) 煤在落料过程中, 通过对落料管和皮带的撞击, 加之重力势能, 积聚了较大的动能, 使煤流在沉落在皮带的瞬间, 使体积较小的煤粒或煤粉产生强烈的动力, 在这个过程中煤粉便飞起溶入空气中。2) 煤在落煤管落到皮带的过程中会带入大量的诱导风, 诱导风量的大小主要取决于落煤量、落差、及落煤管的角度等方面。诱导风进入导料槽内部后势必会产生一个局部的正压区, 含尘气体从导料槽头尾两侧喷出, 其中尤其在导料槽出口处所喷出的粉尘飞扬最为严重, 这也是造成现场环境污染的主要原因。3) 导料槽中未设计分流装置, 粉尘气流在诱导风量及皮带煤流带动下, 以高速从导料槽出口喷出, 在吸尘点处只有少量的细颗粒粉尘被收集, 使大量粉尘从导料槽前端或两侧外益。4) 从收集的大量资料和实践表明, 煤质过于或煤粒过细是粉尘恶化的主要原因。
3 粉尘超标对安全、经济运行和环境影响分析
1) 输煤除尘系统自2009年11月投入运行以来, 虽然安装调试后进行了消缺和小技小改, 但除尘效果较差, 现场粉尘浓度大, 能见度低。尤其是冬季供地煤时, 段内粉尘超标严重。2) 粉尘治理是企业减少设备损害外在环境的需要。段内粉尘积落在电气设备上, 导制电气元件烧损, 造成设备事故停机, 增加非计划停机次数和设备损坏。3) 粉尘治理是提高企业等级, 改善工作环境的需要。粉尘浓度大, 段内能见度低, 严重威胁检修和运行人员的人身健康和生命安全。4) 治理粉尘也是现场安全文明生产, 落实大塘公司安全反措的要求。粉尘堆积在外界因素影响下, 导致火灾。5) 对段内粉尘的有效治理, 既可以降低员工的劳动强度, 又可以改善工作环境, 避免火灾事故的发生, 减少设备损害。
4 多点负压水浴除尘技术应用情况
投产时输煤系统应用的与除尘器相配的单层导料槽, 不能在导料槽内有效的形成负压腔, 而且吸风管为单点, 安全位置离落料管较远, 不能有效地吸引导料槽粉尘飞扬较重的点, 另外导料槽内没有设立隔离腔, 导致大量粉尘外益, 这些都是除尘效果的主要原因, 所以要彻底治理粉尘问题, 必须从除尘系统着手, 而粉尘飞扬又是源头, 只有控制好源头, 才能控制好整个除尘过程, 从现场研究和外部先进的“输煤皮带落料点多点负压水浴除尘系统”技术资料看, 该系统在吉林长山电厂、内蒙古通辽电厂、元宝山电厂、山东黄台电厂、石横电厂、莱城电厂、山西漳泽电厂、河南开封电厂、天津军粮城电厂、黑龙江亚电鑫宝热电有限责任公司等实际投入运行可靠, 防尘效果明显。技术指标达到了:室外排放气流粉尘浓度小于150mg/m3, 达到环保规定的排放标准;室内空气的含尘浓度低于10mg/m3, 达到劳动部门的要求。
5 新型输煤皮带落料点多点负压水浴除尘系统的特点
新型输煤皮带落料点多点负压水浴除尘系统, 将导料槽设计成双层。内层是正压区, 落煤管与正压区相通, 内层的正压就是靠落煤管中下来的源源不断的诱导风形成的。另外通过在导料槽内部加装控制诱导风装置, 使诱导风量减少到一定程度 (约3000~4000m3/h) 。正压区的四周 (两侧和前后) 是与抽风管连接的负压区, 从正压区漏出的风粉, 以及从室内进入导料槽的空气都只能进入负压区, 然后由抽风管进入除尘器, 净化后的气体排向室外。由于对诱导风量进行了控制, 导料槽内部的含尘气体水平流速大大降低, 负压区前后两端各有一根抽风管, 向前流动的气体只有总风量的一半, 所以水平流速可以降到1m/s以下, 低于抽风管入口设计流速, 这样粉尘不会由出口喷出。现有抽风管路直径为450mm, 管内流速低于设计值, 容易积灰。
6 技术实施方案
根据吉林长山电厂、内蒙古通辽电厂、元宝山电厂、山东黄台电厂、石横电厂、莱城电厂、山西漳泽电厂、河南开封电厂、天津军粮城电厂、黑龙江亚电鑫宝热电有限责任公司改造的成功经验, 根据资料的研究和对比分析, 提高治理粉尘的原则, 结合七台河发电公司的实际情况, 在保留原有的除尘器的基础上, 有将各转运站的导料槽更换为双密封导料槽, 并对原有的管道更换, 同时增加吸尘点。输煤除尘系统技术实施如下:1) 将各转运站的导料槽更换为双密封导料槽, 共计90节。 (1200*2000*600) 。2) 将个除尘器吸风管道改为直径300mm, 提高管内流速, 防止管道积灰堵塞。3) 将每个皮带机导料槽用橡胶板隔成若干个区, 从而减少粉尘飞扬的空间。4) 将除尘器吸粉口设置滤网和清理检查门, 便于日常维护清除吸入的杂物。
7 技术经济指标对比
1) 综合生产能力与经济效益计算分析。输煤除尘效率提高, 减小环境污染, 减少检修人员劳动量, 同上年相比可节约检修费用15万元。2) 经济运行状况、社会环境对比分析。此技术应用以后, 可使输煤栈桥室内空气的含尘浓度低于10mg/m3, 达到劳动部门的要求室外排放气流粉尘浓度小于150mg/m3, 达到环保规定的排放标准;对段内粉尘的有效治理, 既可以降低员工的劳动强度, 又可以改善工作环境, 避免火灾事故的发生, 减少设备损害。3) 安全状况对比分析。防尘效果明显。技术指标达到室外排放气流粉尘浓度小于150mg/m3, 达到环保规定的排放标准;室内空气的含尘浓度低于10mg/m3, 符合安全性评价环保的要求, 无论从设备安全和人身安全上都很大程度提高了安全系数。
8 评价结论
粉尘治理是企业减少设备损害外在环境的需要。段内粉尘积落在电气设备上, 导制电气元件烧损, 造成设备事故停机, 增加非计划停机次数和设备损坏;粉尘治理是提高企业等级, 改善工作环境的需要。粉尘浓度大, 段内能见度低, 严重威胁检修和运行人员的人身健康和生命安全;治理粉尘也是现场安全文明生产, 落实大塘公司安全反措的要求。粉尘堆积在外界因素影响下, 导致火灾。
从此技术在大唐哈尔滨第一热电厂的应用, 从经济效益计算分析可见, 年节约检修费用可达30万元;从综合生产能力上提高除尘效果, 提高设备使用率, 保证输煤设备正常使用;从安全、经济运行状况、社会环境的对比分析对段内粉尘的有效治理, 既可以降低员工的劳动强度, 又可以改善工作环境, 避免火灾事故的发生, 减少设备损害。
摘要：介绍了职业安全健康管理体系 (OSHMS) , 与安全性评价作了分析比较, 阐述了公司输煤除尘现存的问题, 并详细进行了技术分析, 提出了新型输煤皮带落料点多点负压水浴除尘系统推行的必要性, 通过科学数据结合它厂实践经验, 制定了可行方案, 从而提高燃料作业环境, 完善环保体系。
关键词：OSHMS,环境保护,除尘,分析,应用
参考文献
[1]安全性评价[Z].
[2]多点负压水浴除尘技术说明[Z].
水泥工业GB4915 《水泥工业大气污染物排放标准》一直是我国水泥工业环保发展的指南, 更是我国环保除尘工业发展的写照, 标准经历了多版更新, 总结其历年版各项主要指标控制要求的变化见表1。
mg/Nm3
其中2013 年版变化最大, 不但指标要求大幅度提高, 其控制的排放项目也越来越多。 这样一个变化趋势说明了我国对环保的重视和经济发展转型的决心, 对人民对世界负责任的承诺。 我国经济已经步入新常态, 企业应主动调低对宏观经济增速的预期, 放低自身增长目标, 确立与宏观经济中高速增长新常态相适应的发展规划, 同时提高自身社会责任, 减排、降耗成为我们发展的主题。
中国建材联合会提出的 “第二代干法水泥技术”理念, 环保指标要求提高是其标志之一。 例如水泥窑袋除尘器的主要环保节能指标如下:排放浓度从20~30mg/Nm3降低到5mg/Nm3;本体阻力从1 500Pa降低到1 200Pa;本体漏风率低于3%, 减排与节能并重。
用什么样的技术来达到粉尘排放和除尘器阻力“双降”的目标? 近年来, 工业除尘大都采用了袋除尘器, 原建设的许多不达标的除尘器大都进行了改造, 但真正实现这个“双降”的要求, 许多除尘器并没有达到, 还需二次改造。 根据我们近几年实施的大量改造案例认为, 实现上述要求主要有电除尘器自身改造、电袋复合技术和袋除尘器优化等措施。
2 除尘系统改造方案
2.1 电除尘器的提升改造
目前我国现有处理工业废气的电除尘器有多种技术来源, 主流的和大量应用的主要有Lurgi型和EE型等, 由于设计选型较早, 电场数量较少, 电晕效率不高, 一般只能达到50mg/Nm3的排放限值, 再加上设备老化, 要求再低的排放值必须进行改造升级。
电除尘器升级改造一般遵循以下原则:
1) 完善气体调质系统设备, 使气体粉尘比电阻适应静电场荷电要求;
2) 更换老化的电场构件, 包括极板极线以及振打清灰机构等;
3) 增加除尘面积, 增加电场数量, 降低事故排放风险;
4) 增加必要的减少二次扬尘的装置, 例如出口槽形板等;
5) 更换新型电源, 或增加电流增强器, 拓宽对粉尘比电阻的适应范围。
第5 项应是改造升级重点, 因为我国大量应用的工频高压电源与电除尘器本体的匹配和电晕效率普遍较低, 必须在电源性能提升上下工夫。 高频电源、脉冲电源和电流增强器等拓宽了对粉尘比电阻的适应范围, 确实有很好的效果, 但新型电源的价格是普通工频电源的几倍到十几倍。
对于电除尘器的提升改造, 我们在实际工程应用和改造项目中都有实践, 总的体会是:要想达到理想的效果, 以上5 项原则措施都应考虑, 成本投入会偏高, 而一旦考虑不周或者投入不到位, 设备的运行效果就会达不到目标或运行稳定性不够。
2.2 采用电袋复合技术
在袋室的前部增加电场, 经过电场预除尘除去大颗粒粉尘, 降低后续袋除尘器的负荷, 滤袋只需除去烟气中残余的细微粉尘, 从而降低排放浓度。 这种方法可以改善除尘器的性能, 但从电场和袋室气流合理分布的角度对结构设计要求很高, 所以横插袋的电袋复合除尘器似乎更合理, 其结构示意见图1, 内部流场模拟见图2。
但由于横插袋结构本身清灰效率难以提高, 特别是对于高含尘浓度的工业废气除尘并不适用, 2011年我们曾遇到过横插袋的电袋复合除尘器用于水泥窑尾除尘失败的案例, 后成功改造为纯袋除尘器。
电场+纵插袋的结合是目前我们见到的大多数电袋复合除尘器的结构 (见图3) 。 它很难满足各自的合理流场要求, 如要满足合理流场要求, 理论上必须在电场与袋室之间设计较大尺寸的导流过渡带。 如果没有足够空间, 肯定不能达到电、袋的最佳效能, 甚至会造成早期破袋或滤袋寿命不均, 另外, 从节能及维护简单的角度, 电袋复合除尘技术很难具有优势, 同时对提高除尘器本体成本及工程总造价影响很大, 其流场模拟分析见图4。
简易结构的电袋复合除尘器对于电改袋工程一次投资成本提高不多, 当现有电除尘器电场较多时留下1~2 个电场做预除尘是不错的选择, 我们的改造实践中有不少的案例, 特别是电力系统锅炉电改袋大量采用的所谓电袋复合除尘器都是这种结构。
当电袋分隔板为实隔板时, 我们进行流场分布模拟, 发现很难避免电场后上角及袋室前部的涡流区 (静流区) , 这时电场将不能完全发挥除尘作用, 滤袋的尘负荷也将不均。 当电袋分隔板为多孔隔板时, 虽然对气流分布效果有很大好处, 但实现分布板的合理孔隙率很难做到, 一旦不合理, 照样使滤袋的尘负荷不均, 甚至造成部分滤袋早期破损。
然而, 从我们实际运行检测的结果看, 电场的除尘效果也达不到理论计算, 或者说达不到我们的期望值。 近期在我们实施的台泥 (贵港) 水泥有限公司及台泥 (英德) 水泥有限公司的几台6 800t/d生产线窑尾生料磨高浓度除尘器电改电袋复合除尘器的技术改造中, 其中贵港二线投运初期出现电场故障, 停掉电场期间我们在线观测, 系统总阻力与电场正常运行期间变化不大, 即始终在600~700Pa之间, 粉尘排放监测也未见明显变化。 这虽然不完全是与气流不合理分布有关系, 但更充分说明了这种结构的电袋复合除尘器电场的作用并不大。
当然, 我们可以在电场和袋室之间设置合理的导流过渡区, 流场模拟见图5。
采用多种导流手段, 包括导流板、斜隔板、导流体等, 以保证合理气流分布而尽量缩短过渡区, 但结果是过渡区的长度L≥1/3H (电场高度) 才能合理。
这样需要更大的设备体积, 要有足够的电场空间可利用, 总之实现目标的成本会相对提高。
2.3 纯袋除尘器的结构优化
为实现粉尘排放和除尘器阻力的“双降”, 就要对除尘器本体结构的设计提出更高的要求。 现代设计需要经过计算机数字流场模拟确定合理结构, 才能把单位过滤面积下系统阻力降低。 系统阻力是过滤阻力、本体结构阻力和除尘器前后管道阻力之和, 过滤阻力的降低我们在后面探讨。 要降低本体结构阻力使气体流场更均匀更合理, 我们认为至少要做到:
1) 需要经过计算机数字流场模拟确定合理结构;
2) 总体分风和分室气流必须合理顺畅;
3) 采用低阻力的分室阀门结构;
4) 清灰机构是合理和高效的。
2.4 提高本体和滤袋制造精度
提高精度是保证进一步降低排放的重要途径, 实际案例中, 滤袋与孔板接口不严, 滤袋针孔, 甚至焊缝砂眼都是造成排放超标的常见原因。 因此我们要充分重视。
提高制造精度主要应做到:
1) 孔板加工必须采用激光切割, 保证孔径尺寸精度和加工光洁度, 同时在喷吹箱加工过程中出现应力变形时必须进行矫正, 保证袋孔尺寸与滤袋口密切配合。
2) 所有密封焊缝要经过严格的密封试验检测。 制造车间密封焊容易保证质量, 但大型除尘器几乎都有现场 (工地) 密封焊的工序, 这道工序恰恰需要严格把关, 现场安装工作应本着尽量减少立焊、避免仰焊的原则进行, 例如先组焊后吊装焊接。 最后还要进行严格的渗漏检测, 有问题必须修补直至合格。
3) 提高滤袋的制造精度, 包括提高滤料制造和滤袋缝制精度, 这样可以提高滤袋的过滤效果。 滤袋制作要求采用现代先进的针刺设备、定型设备, 先进的滤料处理工艺, 先进的缝制设备, 甚至应附带针孔自动封堵装置。
滤袋、孔板及袋笼完美的尺寸配合, 对提高过滤效率乃至滤袋寿命至关重要。 从这个意义上讲, 滤袋的采购及质量控制由除尘器制造商OEM是非常必要的, 否则可能无法真正达到要求。
2.5 降低袋除尘器过滤风速
通过对滤料过滤特性的研究知道, 滤料有两种过滤方式, 内部过滤与表面过滤。 内部过滤又称深层过滤, 含尘气体通过洁净滤料, 这时起作用的主要是纤维, 然后阻留在滤料内部的粉尘将和纤维一起参与过滤, 当纤维层达到一定的容尘量后, 后续的尘粒将被阻止通过;表面过滤一般是在过滤基料表面覆盖一层微孔PTFE薄膜, 由于薄膜的微孔径可以很小, 每个微孔直径 (0.1~0.5μm) 比水分子直径 (20~100μm) 小很多, 比水蒸气分子 (0.000 3~0.000 4μm) 大上万倍, 该膜表面每平方厘米能达到十多亿个微孔, 可以使水蒸气通过, 而水滴不能通过, 因此任何微细粉尘均可被阻挡, 且无任何粉尘进入基层滤料, 这就是表面过滤。
不管是深层过滤还是表面过滤, 其过滤精度都可达到很高, 当然不同的过滤机理需要不同的过滤参数的选择。 对于深层过滤, 滤料表面形成粉尘层后, 尘粒渗漏到滤料内部参与过滤阻挡后续粉尘。 产生渗漏的一种原因是清灰后恢复过滤时由于清灰变得松散的粉尘被吹出滤袋, 或者随着附着粉尘的增加, 使得滤料伸长, 以至于原来被捕集的粉尘渗透出去。 在高过滤速度、高压力损失和滤料受振动下, 渗漏将加重。 因为高过滤速度, 将导致粉尘层的压力降增大, 使渗漏增多。 因此降低过滤风速, 将减少粉尘的排放, 特别是对于深层过滤而言。
另外, 过滤阻力是与过滤风速的平方基本成正比的, 就是说降低过滤风速不但会降低粉尘泄漏量, 而且将大幅度降低过滤阻力。 同时对于袋除尘器而言也延长了滤袋寿命, 它们是相辅相成的。
我们研究和实际测试统计了入口含尘浓度达到100g/Nm3水泥窑尾 (生料磨后) 废气除尘的一些参数。表2 是采用深层过滤且在相同的滤料不同的过滤风速下对应的不同粉尘排放浓度, 同时产生不同的过滤阻力。
通过表2 数据推测, 将气布比降到0.8m3/ (m2·min) , 可使袋除尘器的排放浓度绝对低于10mg/Nm3, 即实际过滤风速取到<0.8m/min时超低排放和低阻力的保证是最可靠的。
增加过滤面积的方法可以增加滤袋数量, 依据我们的经验也可适当增加滤袋长度。 但如果是在实际袋除尘器的提升改造中, 简单地增加滤袋数量和加长滤袋提高袋室高度的办法, 可能会使分风均匀性和整体结构阻力变得不尽合理, 甚至造成滤袋早期破损。 因此还需通过模拟试验适当考虑调整除尘器内部分风板角度, 增加分室折流板及挡块等结构。 这样尽管使设备结构重量有所增加, 但对降低阻力和提高滤袋寿命意义重大。
过滤风速的降低和本体结构的合理调整大大降低了除尘器总阻力, 这就是新结构阻力降低的主要原因。
3 实例
要将排放要求降得更低, 甚至同时要求降低某种工艺废气中重金属及其他有机废物排放, 需要采取更先进的技术及系统解决方案。
下面结合2010 年我们参与拉法基公司的美国拉维纳 (Ravena) 5 000t/d水泥熟料生产线生料磨废气处理系统的投标案例进行分析。 我们首先看看美国提出的指标要求 (见表3) 。
由于该公司位于美国纽约州, 是水泥窑协同处理垃圾的项目, 对环保的要求相当高, ≤2mg/Nm3的粉尘排放限值和≤4μg/Nm3汞排放限值比我国GB4915—2013 的要求高很多, 可以认为要求是零排放, 而且在指标的检测要求上环保指标是零容忍。 我们靠什么装备及系统技术方案满足要求呢? 以上所谈措施就是我们的思路, 但另有降汞和有机物的排放指标必须综合考虑。
拉法基公司建议的废气处理设备是 “HYBRID DUST”, 即电袋复合除尘器, 系统工艺是在前除尘器部分要完全去除废气中的粉尘, 为降低阻力用静电除尘, 后部分为袋除尘器, 为最终除尘器, 保证≤2mg/Nm3的粉尘排放限值。 为去除重金属汞和其他有机物, 在袋除尘器之前通入特制活性炭, 通过袋除尘器收集循环使用。
鉴于以上技术分析, 电袋复合除尘器的电场和袋室之间必须要有一个很好的过渡导流段, 才能实现电袋复合除尘器各自的功效, 实际上他们给出的工艺参考图正是这样, 见图6。
我们认为, 此方案由于后续除尘器更重要的作用是进行碳循环吸附有机物及重金属, 因此, 一旦前面电除尘器出现事故排放导致粉尘带入碳粉将使碳粉“中毒”失去活性。
因此, 我们提出了用两台袋除尘器串联的方案, 做到每一台袋除尘器都必须达到≤2mg/Nm3的粉尘排放限值, 且为了降低系统阻力, 希望在第二台除尘器设置旁路, 一旦工艺废气中无重金属及有机物排放时打开旁路, 可降低一半的除尘系统阻力, 总的环保可靠度及系统运行性经济性比“HYBRID DUST”提高很多。 实际上业主采用了我们的双袋除尘器串联的方案, 见图7。
4 结束语
中材装备集团有限公司近几年获得了很多除尘技术服务的机会, 大型除尘器供货近千台, 除尘器改造两百台以上, 由于在除尘系统方案设计中尽可能采用了前述超低排放技术理念, 全部做到了优于最新国标排放限值, 且许多项目做到了超低排放标准, 同时本体运行阻力更低, 这样的案例很多, 例如: 2008 年2 月, 2010 年8 月, 2013 年7 月, 2015 年3 月赞皇金隅水泥有限责任公司水泥3 条生产线窑头、窑尾袋除尘器及电改袋除尘器;2009 年7 月份投产的中材湘潭水泥有限责任公司5 000t/d水泥生产线窑尾除尘器;2010 年8 月投产的LAFARGE遵义三岔拉法基瑞安水泥有限公司及都江堰拉法基水泥有限公司三线5 000t/d水泥生产线窑头、窑尾及水泥磨、煤磨等全厂袋除尘器;2009 年12 月及2014 年3 月分别改造的大连小野田水泥有限公司4000t/d水泥生产线窑尾和窑头袋除尘器;2015 年7~10 月改造完成的台泥 (贵港) 水泥有限公司和台泥 (英德) 水泥有限公司6 800t/d水泥生产线7 台窑尾高浓度袋除尘器。 其排放监测值或环保验收数据粉尘排放均在5mg/Nm3左右, 最低1.4mg/Nm3; 许多除尘器在常规清灰状态下长期运行阻力<700Pa, 滤袋寿命最长达到7 年。
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