东莞市富利环保有限公司内部标准 FL-SJ02
环保项目方案设计技术导则 燃烧烟气治理
为了规范燃烧烟气治理方案的设计,提高工作质量,制定本标准。
1 主题内容与适用范围
1.1 主题内容
本标准规定了燃烧烟气治理方案设计的一般性原则、方法、内容及要求。
1.2 适用范围
本标准适用于发电机尾气,锅炉烟气,热水炉、压铸机、搪胶炉、溶铝炉废气,厨房火烟等燃烧烟气治理的方案设计。
2 设计风量的确定
2.1 发电机组排烟量
(1)根据发电机组的型号查阅产品说明书确定排烟量。
(2)无法确定发电机组型号,则根据发电机的排烟管规格按下式估算排烟量:
)40~30(36004
14.32
????=D n Q ………………………………………………① 式中:Q —发电机组排烟量,m 3
/h ;
n —排烟管的数量,个;
D —排烟管的直径,m ;
30~40—烟管内的排气速率,m/s 。
2.2 锅炉排烟量
(1)已安装引风机以风机铭牌上的额定风量为准。风机数据无法找到,按下式进行估算: )30~20(36004
14.32
???=D Q ……………………………………………………② 式中:Q —锅炉排烟量,m 3
/h ;
D —排烟管的直径,m ;
20~30—烟囱内的排气速率,m/s 。
(2)按锅炉型号(蒸发量)估算,0.5t/h 锅炉2000m 3/h ,1t/h 锅炉3000~4000m 3/h ,
2t/h 锅炉6000~8000m 3/h ,3t/h 锅炉9000~10000m 3/h ,4t/h 锅炉12000~15000m 3/h 。
2.3 厨房火烟废气治理
(1)按炉头计算,每个炉头排烟量:800~1200m 3/h 。
(2)根据排烟管的直径按②式计算。
2.4 热水炉、压铸机、搪胶炉、熔铝炉排烟量
一般排烟量很小,没有装引风机(靠高温排气),量取排气管的直径按②式计算。
2.5 现场勘察应量取排烟管的周长,通过计算确定直径,不可毛估。
2.6 确定设计风量的同时应选取所配风机的型号,风量应匹配,风量无法匹配以风机的额定风量为准。
3、排放标准
发电机尾气执行国家标准(GB16297-1996)《大气污染物综合排放标准》中的二级排放标准;其余燃烧烟气一律执行广东省地方标准(DB44/27-2001)《大气污染物排放限值》中的二级标准。
4 设计工艺的确定
4.1 基本原则
一般采用喷淋洗涤湿式除尘,加碱脱硫工艺。喷淋液循环使用,定期外排,一般不配套废水处理设施(用户特别要求的除外)。
烧柴废气烟气较黑,只进行洗涤,但除尘效果要好;燃油(柴油)废气在洗涤的同时应加碱脱硫;燃煤、燃重油项目东莞已禁止报批。
4.2 发电机尾气治理工艺
4.2.1 工艺的确定原则
(1)发电机尾气靠背压排气,一般不加引风机,治理系统尽量简化,以减少系统阻力。
(2)燃烧效果较好的发电机一般只在开机时烟气较黑,不必设置太复杂的工艺。
(3)根据用户的经济实力确定工艺,工程预算应在用户可承受范围内。
(4)根据项目的具体特点确定治理工艺。
(5)原则上每台发电机组配置1套治理系统,以免引起发电机组“回水”。
(6)不推荐采用填料塔、旋流板塔等阻力大、易堵塞的设备。
(7)尾气治理时因喷淋洗涤、烟气扩容等因素,本身有很好的降噪效果,不必在尾气管上再加装消声器,以免增大阻力。
(8)要求较严的企业,可以配套废水处理系统,或设置简单的干化池过滤废水。
4.2.2 发电机尾气治理可根据具体情况,选用以下工艺:
(1)燃烧效果较好,烟气较白,用户要求投资额较小的项目,采用较简单的“水浴冲击法”或“空心喷淋法”工艺。
(2)发电机组数目较少,要求治理效果较好,采用“水浴+喷淋”一体化成套设备工艺。
(3)发电机组数目众多,采用“旋风水漠除尘”工艺,每台机组设置1个旋风塔,多个塔共用1个循环水池和1套加药装置,每塔配1个循环水泵。尾气管上已安装二级消声器,高度较大,应选用“上进风”旋风水膜除尘工艺。
(4)发电机组燃烧效果较差,或用户要求较高的除黑烟效果时,选择“旋流板塔除尘脱硫”工艺。
4.3 净化系统设计
目前东莞市环保局认可、推荐的工艺为“旋流板塔除尘脱硫工艺”。烧柴锅炉只需保证洗涤除尘效率,燃油锅炉需加碱脱硫。
4.3 其它燃油烟气治理工艺
厨房燃烧烟气在经济许可的情况下,可以采用“炉头改造”工艺。烧柴或不进行炉头改造的项目,可采用“双层喷淋塔”、“填料塔”等工艺,需加引风机。
热水炉、压铸机、搪胶炉、溶铝炉等其它燃油废气,类似于锅炉废气治理,风量较小(小于5000m 3/h )的项目采用“填料塔”工艺,风量较大的采用“旋流板塔”工艺,均需加引风机。
5 治理系统设计
5.1 排烟管
排气流速:20~30m/s (取低值可降低排气噪声但投资增大)
排气管直径按下式计算:
1000)30~20(14.336004????
? ?????=Q D …………………………………………………③ 式中:D —排气管直径,mm ;
Q —设计风量,m 3/h 。
根据计算结果圆整,也可以按《全国通风管道计算表》选取。
风管采用厚无缝钢管(外壁刷黑色高温防锈漆),或采用1.2~2.0厚的304(或316)不锈钢管。
5.2 喷淋塔
5.2.1 空塔气速V
填料塔: V=2.0~3.0m/s (适用于小烟量的厨房火烟或压铸机、搪胶炉等废气) 旋流板塔: V=2.5~4.2m/s (适用于大烟量的锅炉废气,烧木柴取低值)
旋风水膜塔:V=3.5~4.5m/s (适用于发电机尾气)
空心喷淋塔:V=3.0~4.0m/s (适用于发电机尾气)
5.2.2 停留时间T
烟气在塔内停留时间:T=1.2~1.8s
5.2.3 塔体直径D 计算
100014.336004????
? ?????=V Q D …………………………………………………④ 式中:D —喷淋塔直径,mm ;
Q —设计风量,m 3/h ;
V —空塔气速,按5.2.1条选取,m/s 。
根据计算结果,并按下式核算周长(L )进行调整:
1000
14.3D L ?=………………………………………………………………………⑤ 式中:L —设备断面周长, m ;
D —设备直径,mm ;
微调设备直径,使周长为整数,如:2.5,3.0,3.5,4.0等等,以免浪费材料。
5.2.4 设备高度计算
喷淋塔高度H 按下式计算:
???
? ???÷??? ???=414.336002D T Q H …………………………………………………………⑥ 式中:H —设备高度,m ;
Q —设计风量,m 3/h ;
T —废气在塔内停留时间1.2~1.8s ;
D —设备直径,m 。
设备不建议太高(3.5~4.5m 高左右),如太高应调小空塔气速。同时,筒体高度应为1.0(或0.5)的整数倍,以免浪费板材。
5.2.5 喷头设置
一般采用0.5英寸的螺旋喷嘴。材质为铜或不锈钢。
喷嘴数量按下面两种方法计算:
① 按塔体直径计算:
2.0414.321÷???
? ???=D n ……………………………………………………………⑦ 式中:n 1—喷嘴数量,个;
D —设备直径,m ;
0.2—单个喷嘴的服务面积,0.2m 2/个。
②按液气比计算:
7.210002÷÷?=L Q n ……………………………………………………………⑧
式中:n 2—喷嘴数量,个;
Q —设计风量,m 3/h ;
L —液气比,取值1~2L (水)/m 3(气)·h ;
2.7—喷嘴的额定流量,2.7m 3/h
上述两种计算结果应互相校核,当n 1比n 2小得多时,以n 2为准,需设置2(或3)层喷头;当n 1比n 2大得多时,以n 1为准。
喷头的间距为250mm 。
喷头的布置方式有以下几种:
①一字形(2~3个);
②十字形(3~5个);
③环形(3~5个);
④同心圆(4~6个)
⑤梅花形(6个以上)。
根据喷头的数量选取不同的布
置方式,如图1所示。
喷头的数量和布置方式,决定
了洗涤效率的高低,必须高度重视。
旋流板塔外内不设施喷头,靠
高速旋转的气流使液滴雾化。
喷头处应设置检修孔。 图1 喷头的布置方式
5.2.6 脱水器
喷淋后的废气应进行脱水,常用的脱水方式有以下几种:
(1) 加大塔径,降低流速脱水,流速为2~2.5m/s ;
(2) 设置波纹板脱水,间距为20~30mm ;
(3) 设置填料、或几层格网脱水(效果较差);
(4) 反向安装旋流板脱水(适应于有风机、流速较大的塔体)。
5.2.7 旋流板部件计算
旋流板如右图所示:
旋流板筒体直径D 按④式计算。
旋流板叶片直径D 1按下式计算: )4.11.1(1~D D ÷=……………………………⑨
盲板直径D 2按下式计算: 124131D ~D ??
? ??=………………………………⑩ 图2 旋流板 式中:D —塔体直径,mm ;
D 1—叶片直径,mm ;
盲板 叶片 罩筒
集液槽
D 2—盲板直径,mm 。
罩筒高度h 按下式计算:
ξ+??
????????????? ???=a m D h sin 14.31………………………………………………………⑾ 式中:h —罩筒高度,mm (一般为50~120mm );
D 1—叶片直径,mm ;
m —叶片数量,一般为24片;
α—叶片仰角,一般为250;
ξ—板材厚度,不锈钢2~3mm ,钢板4~6mm 。
集液槽宽度B 按下式计算:
()21÷-=D D B ……………………………………………………………………⑿
两层旋流板的间距为:300~450mm
塔体总高度:3500~4000
5.2.8设备村质
发电机尾气因温度很高,腐蚀速度较快,宜采用316不锈钢材质(只在工程投资不允许时才采用304或A3钢材质)。
其余燃烧烟气治理宜采用304不锈钢材质,条件要求较高时采用304材质,投资较低时采用钢防腐结构甚至砖混结构。
6 循环水泵
一般采用316(或304)不锈钢耐腐蚀离心水泵。
泵的扬程取15~25m 。
泵的额定流量Q 泵按循环水流量Q 水的1.1~1.2倍选取,即:
()水泵Q ~Q ?=2.11.1………………………………………………………………⒀
循环水量Q 水按下述两种方法计算:
①安装有喷头的按喷头数量计算:
7.2?=n Q 水…………………………………………………………………………⒁ 式中:Q 水—循环水总流量,m 3/h ;
n — 喷头的数量,个;
2.7—单个喷头的额定流量为2.7 m 3/h 。
②不安装喷头的(如旋流板塔或穿孔管喷淋)按气液比计算:
1000)21(÷?=~Q Q 水……………………………………………………………⒂
式中:Q 水—循环水总流量,m 3/h ;
Q — 设计处理风量,m 3/h ;
(1~2)—液气比取值1~2L /m 3·h 。
每套治理装置单独设置1台循环水泵,如果泵的连续运行时间经常超过6小时,应考虑设置备用水泵。
水泵应设置液位控制,低水位自动停泵,并考虑与发电机或引风机联锁,以实现自动
运行。
7 循环水池
单个喷淋塔宜与循环水池组合在一起,以形成一体化装置。
多个喷淋塔宜共用1个循环水池(特别是需要脱硫的项目),共用1个水池只需配置1套加药系统,可以节省投资。
循环水池的容积V 按下式计算:
()10~560?÷=水Q V ……………………………………………………………⒃
式中:V —循环水池的容积,m 3;
Q 水—循环水的流量,m 3/h ;
(5~10)—避免泵频繁启动的停留时间。
计算出容积后再确定循环水池的尺寸。长度、宽度一般取板材宽度(1.0m 或1.22m )的整数倍。如布置在楼顶(需考虑负荷),高度为0.5~1.2m ,布置在地面(或地下),高度为1.2~2.5m 。条件允许的情况下,循环水池尽量布置在地面(或地下)。
循环水池的材质可以采用以下几种形式:
① 钢防腐结构(需脱硫的项目内壁应贴玻璃钢);
② 304或316不锈钢材质(适应于投资较大或要求较高的工程);
③ 楼面、地上(或地下)砖混结构(需脱硫的项目内壁应贴玻璃钢);
④ 地上(或地下)钢筋混凝土结构(需脱硫的项目内壁应贴玻璃钢)。
循环水池内应设置格网拦渣,以保护循环水泵的正常运行。
需设置浮球自动补水装置。需设置溢流、排空管道。尽量不封闭以利于散热。
循环水管采用PPR 耐高温工程塑料管或不锈钢管。
8、加碱装置
烧柴烟气不必配置加碱装置,其余的燃烧烟气需配置加碱装置脱硫。
多套治理装置可共用1个循环水池和1套加碱装置。
投加药剂为烧碱(NaOH ),药溶液箱采用外购定型水箱(PP 材质),投资额较大(或要求较高)的工程,药箱内应配置搅拌机。
药剂采用计量泵或磁力泵投加。
设置pH 控制器实现自动加碱,pH 值小于6时启动加碱泵,pH 值大于10时自动停泵。 投资额较大或要求较高的工程加碱泵和pH 控制器采用进口设备。
9、引风机
发电机尾气治理不需设置引风机,其余没有设引风机的燃烧烟气治理均应置引风机。 选择4-72中高压离心风机,风压为800~1500Pa ,风量与设计烟量匹配。
风机放在净化装置之后,可以提高其使用寿命。
10、排气筒(烟囱)
排气筒的断面面积按下式计算:
V Q A ÷??
? ??=3600………………………………………………………………………⑨ 式中:A —排气筒的断面面积,m 2;
Q —设计排气流量,m 3/h ;
V —设计排气流速,m/s ,发电机尾气8~12m/s ,其它按16~18m/s (发电机尾气取较低的排气流速以降低噪声)。
排气筒高度为(5~15m ),加上楼层高度宜超过15m 。
排气筒采用厚无缝钢管,或采用1.2~2.0mm厚的不锈钢管。