铸造企业冲天炉粉尘废气治理设备改造方案

  泊头市志新环保有限公司是集产品设计、制造、安装调试及售后服务于一体的环保产品开发、生产基地。主营产品为大中小型袋式除尘器、湿电除尘器、静电除尘器、塑烧板除尘器、钢厂发电厂脱硫塔、脱硫脱硝设备、有机气体净化器等系列产品。公司有可靠的产品开发能力、丰富的制造经验、多种多样的安装方式，根据客户要求以先进的技术，进行非标设计、制造、改造。同时，公司生产各类除尘周边产品、除尘配件，大幅降低客户运行费用。
冲天炉废气成分复杂，主要污染物为颗粒物、SO₂、NO_X，冲天炉烟气成分复杂、温度高、污染物浓度变化大、烟气腐蚀性强等特点，治理难度大。冲天炉污染物排放全面执行新建标准使污染物排放标准大幅提高，冲天炉治理问题日益突出。我公司自2015年以来开始投入大量资金对冲天炉烟气治理进行研发，开发了专门针对冲天炉的组合式袋式除尘器颗粒物净化装置和高效联合脱硫装置，烟气污染物排放浓度可以全面达到《中国铸造协会铸造行业大气污染物排放限值（T/CFA 030802-2-2017）》要求，成为绿色铸造企业。
 1设计原则
1.1达标排放。确保冲天炉烟气全面、长期、稳定达标，企业开炉必用、用必达标。
1.2价格低廉。除尘、脱硫联合运行，综合治理，充分考虑技术方案经济性，降低工程造价,减少企业治理费用。
1.3运行费用低。降低能耗、物耗，维护调整简单，无故障运行时间长，降低了铸造企业生产成本，减少企业治理运行费用。
1.4运行简便。充分考虑系统的安全性、可靠性及易操作性，操作简单，一键启动，无使用技术障碍 。
1.5兼容性好。不影响生产工况，对原生产设施结构调整最小化。
1.6占地小，适合小企业。设备占地小，不影响企业生产布局。
1.7本设计按冬季冲天炉停产设计，气温0度前，应采取所有设备放水的方式进行防冻。如冬季不停产，水泵，管道等所有产生冰冻部位均应采用伴热带保温。
2设计依据
1、《中华人民共和国大气污染防治法》
2、《环境空气质量标准》
4、《--脱硫工程技术规范》 
5、《袋式除尘工程通用技术规范》 
6、《除尘装置系统及设备设计选用手册》
8、《大气污染治理工程技术与实例》
9、《供配电系统设计规范》                       
10、《通用用电设备配电设计规范》                       
11、《钢结构设计规范》               
12、《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》
13、《大气污染治理工程技术导则》
14、《工业建筑防腐蚀设计规范》                  
15、《冲天炉设计手册》               
16、《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》                       
3设计参数
3.1冲天炉参数
冲天炉形式：内热风冲天炉；小时熔炼量为7-10t/h；炉前有球化工艺，采用冲球法，球化废气不含二氧化硫，另行安装除尘设备。
日熔炼量确定为20吨，生产周期为生产1天，检修2天，每周期生产3h/d，根据以上企业情况，确定设计参数如下：
3.2风量估算
根据铸造防尘技术要求计算：
公司冲天炉类型为：加料口敞开且加料口上部抽风；
公司5t内热风冲天炉熔化率为3-5t，烟气量为20000m³/h。
3.3烟气参数
烟气量：20000m³/h
烟气颗粒物浓度：2000-5000mg/Nm³
烟气含硫量：890-3700mg/Nm³
烟气温度：120℃-160℃（熔炼过程）；500-1200℃（打炉阶段）；
焦炭采用铸造焦，含硫量：0.3-1%左右。
以铸造焦含硫量1%计算，熔炼量确定为7t/h，碳铁比8:1，转化率100%，烟气量为35000mg/Nm³，则1台冲天炉烟气小时二氧化硫产生量为8kg，则冲天炉标况烟气含硫量为890mg/Nm³。
4治理技术 
4.1采用如下工艺流程：火花捕集器+烟气冷却+布袋除尘器+脱硫排放。
冲天炉应设火花捕集器进行粗颗粒沉淀，然后用水冷或风冷将冲天炉烟气冷却到100℃以下，之后采用布袋除尘器或电除尘器，将烟粉尘过滤到小于30mg/m³。滤料材质要适应除尘环境。风机的风量和风压要经过正确计算，应选用高温风机。脱硫宜选用碱性湿法喷淋方式，二氧化硫浓度小于30mg/m³排放标准。控制系统应采用自动控制或远程控制。排灰系统宜在密闭环境下进行，有条件的企业要采用气力输送系统输送到集尘箱内。除尘系统离心风机选用低噪节能优质产品，并配置减振座架、软接头等；风机和除尘器工艺布置尽量设置在车间外或两车间夹廊中，减少对车间的影响。冲天炉炉渣必须经过粒化或膨化处理。
4.2现场调查治理设施情况
我公司对委托方进行了实地考察和测量，全面了解了企业冲天炉现有烟气治理设施情况，确定现有烟气处理流程为：旋风除尘器+空冷降温塔 +袋式除尘器+脱硫塔（顶部设排气筒）。
表1  现有冲天炉及除尘设备配置清单