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1×5000KVA及1×10000KVA棕刚玉冶炼倾倒炉配套高温烟气除尘

1×5000KVA及1×10000KVA棕刚玉冶炼倾倒炉配套高温烟气除尘

详细介绍

基本情况:

我国棕刚玉年生产能力已超过350万吨,年产量约150万吨。冶炼棕刚玉时,烟尘的排放浓度很高。经测定,一台5000kVA冶炼炉在刚玉冶炼中,烟尘浓度为1553mg/m3

按刚玉年产量估算,我国每年向大气排放的刚玉烟尘量约8~11万吨。棕刚玉倾动式冶炼炉的设计烟气出口温度350℃,5000KVA冶炼炉工况烟气流量为98000m3/h ,10000KVA冶炼炉工况烟气流量为165000m3/h ,烟气黑度:格林曼2~4级,排放烟气含尘量大于1500mg/m3,无法达到环保排放标准。

棕刚玉生产是以铝矾土为原料,以优质无烟煤和铁屑为主要配料,在电弧炉内经2050℃高温冶炼而成。棕刚玉冶炼环节烟尘来源主要有两部分,(1)、冶炼过程中产生的烟尘;(2)、冶炼完成后倒炉环节产生的烟尘,此环节烟气具有溢出速度快、温度高等特点。

棕刚玉冶炼烟气粉尘特性如下表:

                   表1 烟气组成                   质量百分比%

成 份

SiO2

Fe2O3

Al2O3

K2O

CaO

MgO

C

含 量

35.85

4.43

25.77

20.33

1

0.5

0.93

表2 烟尘粒径分布组成             质量百分比%

粒径(μm)

< 1

1~3

3~6

6~10

10~15

15~20

>20

含 量

32.29

20.68

9.68

2.98

1.93

3.34

5.19

由以上分析可以看出刚玉冶炼时产生烟尘的主要特点为:

   1、烟尘粒度细,吸附力强

烟尘粒径在10μm以下占多数。由于尘粒细,比表面积大,吸附力强;

2、温度高,治理难度大

烟气温度一般为300~1000℃,烟气温度波动性大,对降温系统有特殊要求。

  3、烟气的阵发性强,无组织排放多

冶炼时工艺步骤较多,其烟气的产生具有阵发性,而且随着冶炼过程的不同,散发烟气量也不同,波动极大。烟气高发期如果除尘系统配置偏小的话,烟气会从电极孔及炉门位置溢出,形成无组织排放。

  4、粉尘成分复杂

   刚玉冶炼时烟尘的主要成分为Al2O3占25%、SiO2占35%、K2O占20%;

工艺流程

设计烟气温度为350℃,高于滤筒除尘器的稳定工作温度(低于135℃),故烟气无法直接引入除尘器,需先进行降温后进行除尘。高温烟气从炉顶吸尘罩先经机力冷却降温装置,进行降温及大颗粒粉尘的预处理,将烟气温度降低,然后再进入滤筒除尘器进行二次除尘。

粗颗粒粉尘在机力降温装置时,由于重力、惯性力等作用粗粒粉尘留在降温装置的灰斗内,而那些超细粉尘在进入滤筒式除尘器时被过滤下来,干净空气由引风机引出排放。

本系统选用脉冲式滤筒除尘器,除尘器净化效率>99.6%,除尘后烟尘排放浓度低于50 mg/m3,烟气黑度林格曼0级。清灰方式设定为分室离线自动循环清灰,烟气进入除尘系统前采用机力冷却器捕集火花、降低温度并收集一部分粉尘。控制系统结合冶炼工艺采用手动控制变频器工作来达到节能目的。

   针对倒炉时产生的高温烟气,拟增加一台辅助风机,为控制成本不再增设除尘器,靠短时间内提高滤布的过滤风速来提高抽风量,原则上辅助风机开启后除尘器滤布的过滤风速不超1.2m/min,两台炉子同时出炉的偶然情况,本方案暂不作考虑。


5000KVA棕刚玉冶炼炉除尘器设计参数如下:

项目

名称

单位

参数

处理烟气量

Q

M3/h

113000

电机功率


KW

250

风机型号



Y5-51 NO 15D

烟气进口温度

T

C

<130

进口含尘浓度

C’

g/Nm3

~24.66

出口含尘浓度

C’

mg/Nm3

<50

除尘器效率


%

大于99.8

除尘器阻力


Pa

<1500

除尘器漏风率


%

<2

除尘器耐压强度

K

KPa

 

-6~+6

过滤速度

V

m/min

0.62

总过滤面积

F1

M2

3528

有效过滤面积

F2

M2

3024

滤筒材质

/


防水防油腹膜聚酯纤维(过滤精度<1微米)

滤筒规格

D*L

Mm

325*1250

滤筒数量

N

252

控制方式



PLC控制喷吹,变频控制启动

清灰方式

/


高压逆喷脉冲清灰

压缩空气压力

P

MPa

0.45~0.65

降温方式



强制机力风冷列管降温

压缩空气耗量

G

M3/min

~2.5


10000KVA棕刚玉冶炼炉除尘器设计参数如下:


项目

名称

单位

参数

处理烟气量

Q

M3/h

183000

电机功率


KW

355

风机型号



Y6-51 NO 18D

烟气进口温度

T

C

<130

进口含尘浓度

C’

g/Nm3

~24.66

出口含尘浓度

C’

mg/Nm3

<50

除尘器效率


%

大于99.8

除尘器阻力


Pa

<1500

除尘器漏风率


%

<2

除尘器耐压强度

K

KPa

 

-6~+6

过滤速度

V

m/min

0.67

总过滤面积

F1

M2

5040

有效过滤面积

F2

M2

4536

滤筒材质

/


防水防油腹膜聚酯纤维(过滤精度<1微米)

滤筒规格

D*L

Mm

325*1250

滤筒数量

N

360

控制方式



PLC控制喷吹,变频控制启动

清灰方式

/


高压逆喷脉冲清灰

压缩空气压力

P

MPa

0.45~0.65

降温方式



强制机力风冷列管降温

压缩空气耗量

G

M3/min

~2.5

棕刚玉冶炼炉配套除尘设备工作原理: 

   含尘气体由风管引入除尘器后,由于气流断面突然扩大,气流速度减小,其中颗粒粗大的尘粒,在重力和惯性力的作用下沉降于集尘灰斗内;

   粒度细、密度小的尘粒进入过滤室后,通过布朗扩散、筛滤、碰撞、钩挂、静电等综合效应,使粉尘被沉积在滤料表面,而被净化后的气体进入气室,由排风管经风机排出。

   脉冲阀按照设定好的脉冲时间和脉冲间隙按滤筒顺序轮流清灰,清灰过程中,不影响除尘器的正常使用。

部件构成:

   该除尘器由上箱体、中箱体、下箱体三部分组成。

   上箱体内装有引风机,在风机出口有消音装置;中箱体为净气室,内部设置有喷吹管、控制箱和脉冲清灰系统,脉冲清灰系统包括气包、电磁脉冲阀、压缩空气过滤减压两联件、球阀等。

   下箱体为过滤室,底部设置有灰斗,灰斗用于储存收集到的粉尘。


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