鑄造企業沖天爐粉塵廢氣治理設備改造方案

  泊頭市志新環保有限公司是集產品設計、制造、安裝調試及售后服務于一體的環保產品開發、生產基地。主營產品為大中小型袋式除塵器、濕電除塵器、靜電除塵器、塑燒板除塵器、鋼廠發電廠脫硫塔、脫硫脫硝設備、有機氣體凈化器等系列產品。公司有可靠的產品開發能力、豐富的制造經驗、多種多樣的安裝方式，根據客戶要求以先進的技術，進行非標設計、制造、改造。同時，公司生產各類除塵周邊產品、除塵配件，大幅降低客戶運行費用。
沖天爐廢氣成分復雜，主要污染物為顆粒物、SO₂、NO_X，沖天爐煙氣成分復雜、溫度高、污染物濃度變化大、煙氣腐蝕性強等特點，治理難度大。沖天爐污染物排放全面執行新建標準使污染物排放標準大幅提高，沖天爐治理問題日益突出。我公司自2015年以來開始投入大量資金對沖天爐煙氣治理進行研發，開發了專門針對沖天爐的組合式袋式除塵器顆粒物凈化裝置和高效聯合脫硫裝置，煙氣污染物排放濃度可以全面達到《中國鑄造協會鑄造行業大氣污染物排放限值（T/CFA 030802-2-2017）》要求，成為綠色鑄造企業。
 1設計原則
1.1達標排放。確保沖天爐煙氣全面、長期、穩定達標，企業開爐必用、用必達標。
1.2價格低廉。除塵、脫硫聯合運行，綜合治理，充分考慮技術方案經濟性，降低工程造價,減少企業治理費用。
1.3運行費用低。降低能耗、物耗，維護調整簡單，無故障運行時間長，降低了鑄造企業生產成本，減少企業治理運行費用。
1.4運行簡便。充分考慮系統的安全性、可靠性及易操作性，操作簡單，一鍵啟動，無使用技術障礙 。
1.5兼容性好。不影響生產工況，對原生產設施結構調整最小化。
1.6占地小，適合小企業。設備占地小，不影響企業生產布局。
1.7本設計按冬季沖天爐停產設計，氣溫0度前，應采取所有設備放水的方式進行防凍。如冬季不停產，水泵，管道等所有產生冰凍部位均應采用伴熱帶保溫。
2設計依據
1、《中華人民共和國大氣污染防治法》
2、《環境空氣質量標準》
4、《--脫硫工程技術規范》 
5、《袋式除塵工程通用技術規范》 
6、《除塵裝置系統及設備設計選用手冊》
8、《大氣污染治理工程技術與實例》
9、《供配電系統設計規范》                       
10、《通用用電設備配電設計規范》                       
11、《鋼結構設計規范》               
12、《工業設備、管道防腐蝕工程施工及驗收規范》
13、《大氣污染治理工程技術導則》
14、《工業建筑防腐蝕設計規范》                  
15、《沖天爐設計手冊》               
16、《一般工業固體廢物貯存、處置場污染控制標準》                       
3設計參數
3.1沖天爐參數
沖天爐形式：內熱風沖天爐；小時熔煉量為7-10t/h；爐前有球化工藝，采用沖球法，球化廢氣不含二氧化硫，另行安裝除塵設備。
日熔煉量確定為20噸，生產周期為生產1天，檢修2天，每周期生產3h/d，根據以上企業情況，確定設計參數如下：
3.2風量估算
根據鑄造防塵技術要求計算：
公司沖天爐類型為：加料口敞開且加料口上部抽風；
公司5t內熱風沖天爐熔化率為3-5t，煙氣量為20000m³/h。
3.3煙氣參數
煙氣量：20000m³/h
煙氣顆粒物濃度：2000-5000mg/Nm³
煙氣含硫量：890-3700mg/Nm³
煙氣溫度：120℃-160℃（熔煉過程）；500-1200℃（打爐階段）；
焦炭采用鑄造焦，含硫量：0.3-1%左右。
以鑄造焦含硫量1%計算，熔煉量確定為7t/h，碳鐵比8:1，轉化率100%，煙氣量為35000mg/Nm³，則1臺沖天爐煙氣小時二氧化硫產生量為8kg，則沖天爐標況煙氣含硫量為890mg/Nm³。
4治理技術 
4.1采用如下工藝流程：火花捕集器+煙氣冷卻+布袋除塵器+脫硫排放。
沖天爐應設火花捕集器進行粗顆粒沉淀，然后用水冷或風冷將沖天爐煙氣冷卻到100℃以下，之后采用布袋除塵器或電除塵器，將煙粉塵過濾到小于30mg/m³。濾料材質要適應除塵環境。風機的風量和風壓要經過正確計算，應選用高溫風機。脫硫宜選用堿性濕法噴淋方式，二氧化硫濃度小于30mg/m³排放標準。控制系統應采用自動控制或遠程控制。排灰系統宜在密閉環境下進行，有條件的企業要采用氣力輸送系統輸送到集塵箱內。除塵系統離心風機選用低噪節能優質產品，并配置減振座架、軟接頭等；風機和除塵器工藝布置盡量設置在車間外或兩車間夾廊中，減少對車間的影響。沖天爐爐渣必須經過粒化或膨化處理。
4.2現場調查治理設施情況
我公司對委托方進行了實地考察和測量，全面了解了企業沖天爐現有煙氣治理設施情況，確定現有煙氣處理流程為：旋風除塵器+空冷降溫塔 +袋式除塵器+脫硫塔（頂部設排氣筒）。
表1  現有沖天爐及除塵設備配置清單