第一篇:焙烧烟气净化预案演练步骤
焙烧分厂净化工反事故应急预案演练详细步骤
一、由车间相关管理人员管领学烟气净化着火及炉面停电应急预案。1 烟道着火
烟道着火主要原因为烟道墙壁沥青积聚过多和烟气温度过高。现象净化烟囱颜色不正常出现黄烟逐渐变成弄黄烟、黑烟。净化烟气进口温度高。
① 烟道墙壁沥青积聚过多主要原因有两个。
第一个原因是在排烟架处沥青就开始挥发,挥发份燃烧不充分就进入烟道,遇到明火燃烧,也有可能引起爆炸。采取的措施:移炉前,合理的挥发点应该为2P前端和3P末端处,料箱火道温度在700℃左右,为此要选择采用经济合理的升温曲线。第二个原因是烟道清理不及时,日积月累就会积聚一层沥青与粉尘的混合物,遇火或高温就会燃烧,采取措施:定期清理排烟架及烟道。暂定于每月15日、30日对排烟架开始进行清理。每年清理一次烟道时间待定。
②烟气温度过高主要是排烟架处温度和负压过高,为此要控制排烟架温度,使排烟架最高温度不高于220℃,个支管温度不高于620℃; 2 风机着火
风机着火主要原因是风叶上积聚沥青过多。采取预防措施为:定期清沥青,并曾加一套喷淋装置,以备着火时灭火用;风机设有观察孔,便于清理沥青及救火。另风机下部增加排污口。
2.1防火工作的要求
①分厂备用好消防水袋和消防扳手等,保证在使用的时候能够立即取出。②岗位人员应及时发现风机外壳温度过高的现象且及时的排放风机内的沥青。③发生火灾应立即通知分厂值班领导及班长并组织现场救护。
④分厂内成立防火领导组和工作组,领导组和工作组成员要保证在发生事故时及时到达现场(3分钟内)。
⑤所有人员要临危不乱,统一指挥,及时做好事故记录并对事故现场进行清理。2.2应急处理预案
①事故发生后根据现场的现象,立即判定着火的位置,并根据着火的位置采取相应的处理方法。
②总烟道着火,启动喷淋系统,对总烟道处的明火进行灭火。喷淋系统不能扑灭的情况下观察温度是否上升,若持续上升打开就近人孔相烟道内部进行注入消防水。若温度不在上升无需使用消防水。
③对电场着火,启动电场喷淋系统灭火,净化岗位工切换至备用电场运行,对已着火的净化电场进出口的蝶阀关闭,看温度的情况,如果温度不再升高,无须进行消防灭火;若温度继续上升不止,岗位工采用消防水进行灭火,切不可打开人孔门。若两个电场同时着火分别关闭电厂进出阀门,调整到旁通模式,进行如上述程序对电场灭火。
④风机着火,岗位工打开风机喷淋系统,如不能起到相应的作用,不能灭火,切换到备用风机,停止着火风机运行,采用消防水向对应的风机观察孔喷水的方法灭火。若两个风机同时着火调整直排模式对风机进行灭火。
⑤对烟道其他部位的灭火,通知班长和炉面,同时停止风机运行,调整到直排模式。炉面接到通知后和天然气站联系停止燃烧架,班长立即组织人员灭火,打开邻近的观察孔进行用消防水灭火的方法灭火。
⑥值班人员应坚守岗位,并按操作规程规定,正确及时处理,防止事故扩大。⑦处理过程中,值班人员应有明确分工,并将处理过程详细记录。
二、演练过程中安全方面注意事项及各项安全措施。安全注意事项:
1、发现净化系统某部位异常必须第一时间联系炉面调温工并通知班长。
2、必须劳保佩戴齐全
3、冬天注意防滑、防冻。
4、夏季注意高温烫伤、中暑。
5、对已停止的风机必须挂牌,并坚持“谁停电、谁送电”的原则。
6、进入管道内部灭火必须佩带防毒口罩,并保持管道通风。
7、所有打开或关闭的蝶阀操作后必须确认是否到位。安全措施:
1、净化工或班长操作阀门必须一人监护一人操作。
2、手动操作高高处蝶阀必须系安全带。
3、对于卡死或冻住的阀门禁止野蛮操作,以防减速机破裂或阀门扳手脱落伤人。
三、模拟操作:
1、烟道某个部位高温。采取措施:开启高温部位的反气流方向的就近喷淋使喷淋水或蒸汽随气流对高温部位进行降温灭火。同时对高温部位外表进行降温处理防止管道高温变形。
2、风机着火
着火现象:风机外壳温度瞬间上升或风机进出口蝶阀温度瞬间上升并伴有刺激性气味,烟囱烟气颜色由黄色变成铁锈色最终变成浓黑色。(1)1#风机着火
采取的措施:发现高温1#风机高温报警,及时联系炉面调温工停止燃烧系统并通知班长。开启1#风机喷淋系统,逐渐降低1#风机的变频,同时开启2#备用风机变频提升到10HZ。然后关闭1#风机进口7#蝶阀、出口12#蝶阀,同时打开2#风机出口11#蝶阀、进口6#蝶阀。并观察2#风机各测温点温度,2#风机温度无异常与炉面调温工密切配合将变频提升到满足炉面升温要求,路面调温工启动炉面燃烧系统。若2#风机打开不久各测温点温度出现异常,打开2#风机喷淋并降低2#风机频率直至停止,同时打开8#蝶阀、10#蝶阀5#蝶阀调整到直排模式进行灭火,在依次关闭2#风机进出口蝶阀及停掉电场关闭相应的进、出口蝶阀。(2)、2#风机着火
采取的措施:发现高温2#风机高温报警,及时联系炉面调温工停止燃烧系统并通知班长。开启2#风机喷淋系统,逐渐降低2#风机的变频,同时开启1#备用风机变频提升到10HZ。然后关闭2#风机进口6#蝶阀、出口11#蝶阀,同时打开1#风机出口12#蝶阀、进口7#蝶阀。并观察1#风机各测温点温度,1#风机温度无异常与炉面调温工密切配合将变频提升到满足炉面升温要求,路面调温工启动炉面燃烧系统。若1#风机打开不久各测温点温度出现异常,打开1#风机喷淋并降低1#风机频率直至停止,同时打开8#蝶阀、10#蝶阀关闭5#蝶阀调整到直排模式进行灭火,在依次关闭1#风机进出口蝶阀及停掉电场关闭相应的进、出口蝶阀。
3、电场着火
着火现象:电场内部高温或瞬间达到高温,而进口烟气温度远远低于电场温度,烟囱烟气颜色从黄色变成铁锈色最终变成浓黑色。(1)1#、2#电场着火
发现电场内部温度过高,开启电场内部喷淋及时联系调温工并通知班长。启动3#、4#电场,打开1#、2#蝶阀同时关闭3#、4#蝶阀。并观察1#、2#电场温度情况若温度不在上升无需进行消防灭火。若温度持续上升则打开消防水从消防孔进行灭火,切不可打开人孔。若3#、4#电场温度打开不久出现着火现象立即打开喷淋,打开9#蝶阀调整到旁通模式,同时关闭1#、2#蝶阀,在对3#、4#电场进行灭火。(2)3#、4#电场着火
发现电场内部温度过高,开启电场内部喷淋及时联系调温工并通知班长。启动1#、2#电场,打开3#、4#蝶阀同时关闭1#、2#蝶阀。并观察3#、4#电场温度情况若温度不在上升无需进行消防灭火。若温度持续上升则打开消防水从消防孔进行灭火,切不可打开人孔。若1#、2#电场温度打开不久出现着火现象立即打开喷淋,打开9#蝶阀调整到旁通模式,同时关闭3#、4#蝶阀,在对1#、2#电场进行灭火。
4、非计划停电
当分厂或公司出现非计划停电时,净化岗位工首先通知班长同时手动打开8#、10#蝶阀,关闭5#蝶阀。留岗等待查明停电原因及恢复送电后对净化系统的恢复。
5、净化系统的启动
恢复送电后密切与调温工联系,选择所要启动的风机的变频器,先将变频器启动到10HZ,打开5#蝶阀关闭8#、10#蝶阀。逐渐按调温工提示提升变频器频率直至满足炉面启动要求。
四、总结
由分厂领导及职能科室相关人员对此次演练进行点评,指出存在问题,并提出改进措施。
焙烧分厂
二0一二年十一月二十五日
第二篇:碳素焙烧炉沥青烟气高压静电净化技术
碳素焙烧炉沥青烟气高压静电净化技术
简
介
该技术采用电除尘器对焙烧炉排出的高温烟气进行粉尘预处理,再经自动全雾化喷淋冷却装置进行降温、调质,然后进入电捕焦油器。电除尘器采用2×2MV串列静电加速器,电捕焦油器采用宽间距(2b>400mm)、高电压等级(80~100KV)。设备处理烟气量可达96100Nm3/h。使用该技术后,粉尘去除率达到99%以上,沥青焦油95%以上,排放浓度≤30 mg/Nm3。该技术适用于石墨电极、碳素制品、冶金、建材、电力、硅铁等多种行业工业炉窑的粉尘治理。
第三篇:电捕法在炭素焙烧炉烟气净化中的运用研究
电捕法在炭素焙烧炉烟气净化中的运用研究
[摘 要]对炭素焙烧炉的烟气特点进行归纳整理后,采用电捕法净化炭素焙烧炉中的烟气。使之能够达到高效有效的净化烟气的目的。
[关键词]炭素焙烧炉;烟气净化;电捕法
中图分类号:X701 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)16-0104-01
引言:
目前来看,炭素制品的生产过程中会产生许多废气,这些废气会对环境造成危害,成为环保方面的棘手问题。炭素生产过程中最重要的工序就是焙烧,炭素制品的焙烧就是分解、加热等对沥青进行的多重化学反应,也就是使粘结剂沥青焦化的过程。而在这个过程中,会排放出大量烟气,其中主要是烟尘、沥青烟和二氧化硫和多环芳烃等。并且排放量较其他更大,污染也更严重。这些气体的排放会导致严重的大气污染,并且对人类的生长发育有着极大的不良影响,是呼吸道疾病甚至癌症的主要诱因。由此可见,对焙烧烟气的治理是非常需要引起重视的。下面就论述了电捕法对于炭素焙烧炉烟气净化中的运用研究。
一、烟气产生情况
(一)烟气源生原理
在生产用于电解铝的碳阳极时,以石油焦炭为主要原料,以沥青为粘合剂,并加入残余物残留的氟含量,由于与沥青混合后的15U比例焙烧过程通常一半结为焦炭,其余的以大量黄色烟雾(沥青烟)形式排出,使炉内烟气中含有氟,硫,焦油,粉尘等有害物质。阳极生产污染防治的重点是阳极煅烧烟气净化处理。
(二)烟气主要成分
沥青生产工艺将生产沥青烟气,烟气主要成分包括非甲烷总烃类和微量苯并芘等。非甲烷总烃是指环境空气中存在的甲烷以外的烃类的总量,包括烷烃,烯烃,芳烃,炔烃和含氧烃等。大气中多环芳烃的存在是呼吸系统癌症发病率增加的重要原因。苯芘类致癌物,在沥青烟气中通常与直径为8.0μm或更小的颗粒相连。在焙烧尾气中,除了燃料燃烧产物和夹带的填料粉尘外,还含有大量的粘合剂热解产物。大量的低碳链烃和少量的氮,硫,杂环化合物和多环芳烃等是热解产物的主要组成部分。
二、烟气净化工艺
国内外焙烧烟气净化方法为干吸,电捕法,燃烧(燃烧)法,吸收(洗涤)法。(干碳,焦炭粉,氧化铝等)作为吸附剂的是干吸法,物理吸附沥青烟雾,但由于系统阻力大,需要使用大风量的风扇,同时更换过滤材料的成本较高,经营成本也高。它也可以提供很大的负压。吸收方法主要用于汽油和柴油领域。电捕法采用高压静电收集烟气中的焦油和灰尘。它的运行费用较低并且对粉尘的净化量也较大。吸收法以液体作为吸收剂,也可用水洗,但净化效率低,存在二次污染问题。因此常采用电捕法作为烟气净化的主要方法。
(一)烟气净化原理
当高温烟气从地下烟道收集到主烟道时,烟气温度高于300℃。管状冷却器安装在主烟道中,通过烟气温度的变化,可以调节冷却器的高压喷入的雾化水的水量。雾化水吸收烟雾,烟气温度降至80?90℃,而且可以除去大颗粒的粉尘和SO2气体,废水进入沉淀池,在沉淀池中加入石灰(?CaO),中和后,进行沉淀处理,循环利用,不向外排放废水。管冷却器后烟气温度约为80?90℃,高于煤沥青软化点温度,烟气比电阻也降至2.0×1010Ω.Cm以下,有利于电动捕获收集沥青烟雾。烟气通过气流分布板进入电捕器的高压电场,沥青烟气,聚合物有机油雾和粉尘颗粒是电晕线释放的电子电荷在电场作用下向阳极靠近的作用,在阳极板,电荷中和,颗粒附着在阳极板的表面,以为液体糊状物的形式从集尘器表面流下,进入收集室底部的集尘器中,需要手动去除污垢,净化焙烧炉沥青气体。
(二)烟气净化过程
在风机的负压作用下,从炭素焙烤炉排出的高温烟气,由地下烟道聚集到主烟道,然后通过风量控制阀进入管冷却器,其作用是雾化加湿,即令雾化水和烟气接触,一方面可以降低烟气的温度,使烟气温度保持在80?90℃,降低烟气的气体阻力,易于颗粒物质和沥青烟雾在电场中充电;另一方面可以在烟气中除去较大的粉尘和SO2,完成预处理;烟气经过预处理后进入电捕器,烟气中的微粒在电捕器中充电,收集,净化烟气,通过烟囱进行高空排放。收集到集尘板中的粉尘颗粒和焦油沥青沿着沉淀板流入除尘器下部的集尘室。
(三)电捕焦油器净化构造
电捕焦油器是立式多管静电除尘器。整个集尘器分为上,中,下三段。上部和中部部分为高压静电场,下部为集灰室,外壳为方形结构。焙烧炉烟气从下面的侧面进入,净化后从上面排出清洁气体,除尘室底部的砖混结构为除尘器,结构比较符合性能的要求,节省投资,易于保养。空气入口底部为可变控制管,入口配有两层多孔板型配气板,使气体均匀分布在电场中,中部设有高4m的高压静电场,横截面结构为49个正方形,其面积为400×400mm平方。在集尘器中,每个立方体阳极板及其中心的电晕线形成电场,以确保阳极收集的沥青和粉尘处于流动状态,不会残留在阳极表面,在除尘设备的外表面用蒸汽进行保温隔绝。水蒸气从工厂一个锅炉房,采用温控装置自动调节蒸汽温度,蒸汽温度在控制在90℃左右。使得焦油收集在阳极板上,沥青在流体状态下存在,重力自动流入集灰室。蒸汽保温加层温度过高(高于100℃),电场粉尘比电阻下降,除尘效率低;温度过低(80℃以下),沥青烟容易凝结成糊状,影响系统的正常运行。可以看出,要使除尘器稳定,可靠和有效运行,控制电场内的温度是关键。
三、结论
针对以上对碳素焙烧炉中烟气的产生,如何产生及产生的成分做了详细的论述,分析理论电捕法作为当今常用净化烟气的方法的优势及其工作原理。对电捕法需要用到的电捕焦油器的构造和原理也进行了详细的阐述。对电捕法有了更深一步的研究。
参考文献
[1] 史宝成,徐光,刘景泰.沥青烟化学组分的气相色谱-质谱联?机分析[J].环境化?W,2011,20(2):200-201.[2] 洪志琼.催化燃烧法处理沥青烟气的研究[J].重庆环境科学,2014,23(6):55-57.[3] 高明峰,高国纯.云南铝厂阳极焙烧炉沥青烟气治理[J].环境工程,2016,21(5):29-31.
第四篇:焙烧炉烟气净化系统技术协议范本
林丰碳素焙烧炉烟气净化系统技术协议
甲方:河南林州市林丰碳素责任有限公司 乙方:郑州市净天环保设备有限公司
甲方新建 5料箱38 室焙烧炉一座,需要安装焙烧炉烟气净化系统,根据甲乙双方互利共盈的原则,达成如下协议:
一、承包范围及承包方法:
1、电捕焦油器、水洗塔、净化系统的设计,电捕焦油器的制作、安装、调试。
2、3、配电柜及配套电器的、安装、调试。
本工程采用包工包料的方法,乙方提供书面设计方案经甲方认可签字后生效。
二、工艺流程:
焙烧炉产生的废气,经烟斗进入炉中间Φ1200㎜钢制烟道,在炉东端
mm引出,在距离焙烧车间南外墙
mm处引向烟囱,经引风机向烟囱排放(检修时应急使用),另一路进入水洗塔脱硫塔进行脱硫降温处理,处理后的烟气进入电捕焦油器烟气通过电捕焦油器净化后经风机进入风机烟道排放。
三、技术参数:
3.1、焙烧炉烟气净化系统应达到:GB9078-1996工业窑炉大气污染物二级排放标准:粉尘含量:≤120mg沥青烟含量:≤40mg;二氧化硫含量:≤550mg。
3.2.1、水洗塔由单体砖混结构组成,塔体几何尺寸为
5m×7m×13m,水洗脱硫塔温度控制50°----120°。(由甲方建设)
3.2.2、内设21个不锈钢雾化喷头,外设自动火警报警和自动温控喷雾系统。(保留手动控制,便于调试、检修)3.3.1、型号: JFD548--A 型电捕焦油器 3.3.2、筒体直径 8600mm,八区双电场工作。
3.3.3、沉淀极(电场工作区):蜂窝数 548 个,公称直径300㎜,净化效率≥99%.3.3.4、气体分布器和配气板,可使入塔体气体均匀分布。3.3.5、有效吸附面积:3354 m2,单电场截面积:42.7 m 3.3.6、工作温度:
3.3.7、高压发生器输入电压:380V 输出电压:0—72KV 输出工作电流:0—1000mA
3.3.8、电捕焦油器排泄物质:沥青、焦油、粉尘、水等。
3.3.9、采用微机智能硅整流控制装置,在运行中出现负载短路过压时,可有效切断电源并发出报警信号。
3.4.1、Y6—48 13.5D 风机,280KW 电机。电器控制部分要求设置现场功率补偿,提高功率因数。(由甲方采购)3.4.2、风量 120000--158000 m³∕h。
3.4.3含尘气体在电捕塔内流速为 0.813m∕s,电场长度为 6m,气体在电捕塔内滞留时间约为7.38s
四、验收标准:
4.1、水洗塔及电捕焦油器验收标准:按照GB9078—1996工业窑炉大气污染物二级排放标准验收(若有与现行法律法规发生冲突的,以国家最新标准为准)。
4.2、水洗塔及电捕焦油器验收程序:工程竣工后,由乙方提交竣工报告、技术文件及全套交工技术资料、操作规范,并申请甲方验收,甲方在该设备投入正常运行一个月内,申请环保部门进行验收,作为验收依据。若设备正常运行60天,经乙方提示甲方仍不予组织环保部门验收的,可视为该设备合格。
4.6、设备制作完毕要求去除毛刺、铁锈,刷铁红防锈漆两遍,灰色面漆两遍。
五、设备安装及施工安全:
5.1、除尘设备由乙方设计、制作、安装,均由乙方负责,施工用辅材(电焊条、乙炔、氧气等)、设备(焊机、焊枪、安全带、葫芦等)及脚手架由乙方自备。
5.2、生活由乙方自理,甲方提供水电及乙方施工人员住所。5.3、施工安全:施工人员安全由乙方全部负责,甲方不负任何责任。
六、技术培训及售后服务:
6.1、乙方负责免费培训甲方操作、维修人员。
6.2、售后服务:本工程质保期为经环保部门验收合格后一年,期间因乙方原因造成的质量问题,乙方包修包换,因其他因素造成的质量问题由乙方提供服务,费用由甲方承担。
6.3、服务承诺:不限期内乙方接到电话通知后48小时内到达甲方现场提供技术服务。(服务电话:0371-68945508
68945509)
七、未尽事宜经双方协商解决。
八、本协议壹式二份,双方各执一份。
甲方:河南林州市林丰碳素责任有限公司
代表签字(盖章):
乙方:郑州市净天环保设备有限公司
代表签字(盖章):
2011年10月30日
第五篇:工业硅冶炼电炉烟气净化技术
利鑫源微硅粉专业微硅粉生产商
工业硅冶炼电炉烟气净化技术
内容提要:工业硅冶炼电炉烟气净化技术难度大,治理困难,对工业硅电炉烟气净化技术进行研究刻不容缓。本文介绍了工业硅电炉冶炼烟气的性质和特点,烟气治理的设备工艺和技术方法。进入滤袋前的烟气降温是工业硅冶炼烟气治理技术的关键问题。
关键词:工业硅冶炼烟气净化
一、前言
工业硅又称结晶硅或金属硅。工业硅是一种高耗能,高污染的冶炼产品。我国目前工业硅生产技术大多采用苏联50年代工艺技术,产品质量低,消耗高、污染严重,市场无竞争能力。近年来,各级政府认真贯彻国家宏观调控政策,牢固树立科学的发展观,对于浪费资源,污染环境的企业进行清理整治,促进了工业硅冶炼企业进行环保治理工作。但是,近两年笔者到过国内近百家企业进行考察,大都没有采取环保治理措施,有的企业被政府环保部门下令停产治理,促进了部分企业进行烟气净化治理,在治理过程中,由于对工业硅烟气治理技术缺乏系统研究,使得工业硅烟气治理技术效果不佳,有的厂家6300KVA电炉投资200多万元搞烟气净化,经生产实践无法达到排放标准,且投资大,设备维修困难,耗电量大,造成资源的极大浪费。因此,对工业硅电炉烟气治理回收进行经济技术研究工作刻不容缓。笔者对工业硅烟气的性质进行分析,认真对国内外治理技术进行比较,请教在国外的老师,引用其他行业的先进技术原理,研究出一套较适合我国的中小型工业硅厂家的投资少,设备简单,耗电少,操作维修方便,净化效果好的电炉烟气温度,采用大布袋除尘器。6300KVA电炉烟气粒,降低烟气温度,采用大布袋除尘器。6300KVA电炉烟气净化投资,一般投资60~80万元,可以完全达到排放标准。
二、工业硅冶炼原理
工业硅冶炼是用硅石和炭质原料在电弧炉中靠电弧放电作用,把电能转变成热能,供给加热熔炼物料所需的热生产的,炼硅的过程是无渣过程。在工业硅冶炼过程中,应严格保持炉料中碳与二氧化硅的分子比等于2。这样在冶炼过程中就不会出现剩余SiC和SiO2,可保证冶炼过程中有高的硅产出率。正确的配料是保证炉况稳定的先决条件。炉料配比应根据化学成分、粒度、含水量及炉况经计算及经验而定。电炉生产工业硅时,炉况容易被动,较难控制。因此,必须正确判断,及时处理。炉况正常的标志是:电极深而稳地插入炉料,电流电压稳定,炉内电弧声响低而稳,冒火区域大而均匀,炉料透气性好,料面松软而有一定的烧结性,各处炉料烧空程度相差不大,焖烧时间稳定,基本上无刺火踏料现象,电炉烟气量小,消耗低。出硅时,炉眼好开,流头开始较大,然后均匀变小,产品质量稳定,经济效果较佳。
三、电炉烟气产生的原因
还原电炉是工业硅的主要冶炼设备,其主要原料是硅矿石和炭质还原剂。原料入炉后,在矿热炉高达摄氏2000多度的高温下,呈还原反应,工业硅冶炼产生烟气是必然的。冶炼过程中的烟气其主要参数有烟气量、温度、含尘量、化学成分等。参数值的波动主要受冶炼
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炉况和半封闭烟罩操作门开闭状况的影响。当出现刺火和踏料时,烟气量将大幅度上升,烟气温度可上升到600~900℃。电炉烟气量还与采用的还原剂种类有关。工业硅烟气的主要部分由无定形二氧化硅组成。有关资料表明,大部分粉尘的直径为0.25um,并由球形微粒和这些微粒的球团组成,气流中的部分粉尘尺寸小于1um,平均直径为0.4um~0.5um。粉尘的化学组成(%)为;SiO2占90.6~94.1;MgO占0.18~0.34;CaO占0.37~1.34;Fe2O3占0.14~0.30;Al2O3占0.11~1.00;P2O3占0.11~0.20;Na2O占0.06~0.14;C总占6.17~
6.50。当炉料中有木炭(特别是木屑)时,未燃尽的小炭块和小木片会从炉面逸出并在烟气流中燃烧。烟尘的湿润性布好,电阻系数高,容易结团。由于烟尘的分散性高容易堵住过滤材料的孔,降低其透气性,过滤材料的表面会形成流体阻力很高的厚而致密的烟尘层。
工业硅电炉烟尘混合物的组成和物理化学性质决定着它的过滤性。气相的主要组分是空气,它是经过炉罩上的开口被吸入路面上热对流中去的。烟气中含有少量炉料中碳质物燃烧的产物:CO2低于2%,CO约10mg/m³。气体中SO2的含量不大于5mg/m³。烟尘混合物的温度为100~250℃。电炉烟气温度取决于炉子的容量、炉料组成、路面状态和加料周期。烟尘混合物的温度在很大程度上决定了风机的排气量。
四、工业硅电炉烟气的净化技术
工业硅电炉烟气净化,『挪威』埃尔肯姆公司从1950年就从事研究,并与1966年购买一台静电除尘器,除尘效率低,由于二氧化硅粉电阻系数大,不能采用静电除尘器。经20多年的研究实践,从1975年开始设计埃尔肯姆袋室除尘器。除尘器是正压式,分成许多隔室。布袋的清洗用反吹风方法进行。其特点是投资大,工艺复杂,耗电量大,维护保养困难。我国民和镁厂,4台6300KVA工业硅电炉于1994年12月采用了正压大布袋除尘器,取得了较好的效果。2001年吉林翔豪实业股份公司由沈阳铝镁设计院引进挪威埃尔肯姆公司的净化技术进行设计,四台6300KVA矿热炉烟气净化投资高达2600万元,于2002年12月12日建成运行。贵州某厂2台6300KVA的工业硅电炉投资220万元,进行净化处理未达到排放标准。目前,我国工业硅厂家大多以小公司或个人投资为主,现在主要以6300KVA工业硅冶炼炉居多,工厂规模小,生产分散。如都采用埃尔肯姆公司的技术方法,投资大,维修困难,采用其它方法效果差。结合我国目前工业硅厂家的实际情况,从经济技术效益的角度,根据工业硅冶炼烟气的特性,研究出投资少,设备简单,操作维修方便,净化效果豪的烟气净化技术,具有现实意义。
1、工业硅电炉烟气的特点
一是烟气量和热含量大,烟气带走的热量约为输入能量的33%;二是烟尘极细,小于1um的占90%左右,且烟尘容量较轻,仅为200kg/m³;三是烟尘的主要成分为SiO2。
2、烟气净化回收工艺
电炉的除尘装置系统为:将来自工业硅生产电炉的烟气,在离心式主风机的抽吸作用下,烟气由半封闭式电炉内引出,沿着烟道首先进入一个二次燃烧室及预除尘器;把粗粒和火星分离开来,使其烟尘充分燃烧,燃烧后的烟气进入一个热交换器降低烟气温度,然后用风机送入袋式除尘器,粉尘滞留在滤袋里,净化的烟气经除尘器顶部排入大气,灰斗下的微粉由人工或机械入袋输出。其工艺流程图如下:
3、烟气净化技术
工业硅电炉的烟气治理,目前各级政府高度重视,各厂家急需解决的首要问题。一谈到烟气治理,大家就想到先进的治理技术和投资,如何去治理的问题。根据多年的生产实践经验证明,烟气量产生的大小与厂家的技术和管理关系很大。生产技术稳定、管理先进的企业,产品质量高,消耗低,除尘效果好,排放达标。技术管理差的企业,产品质量差,消耗高,污染严重。在生产过程中,除设备结构影响外,生产操作技术的控制直接影响电炉烟气量的大小。目前研究回收一吨硅微粉价值的人多,研究在炉内变成一吨硅价值多少的人少。要解决工业硅厂家的经济技术问题,彻底治理烟气,提高经济社会效率,其措施是:
(1)减少烟气量,提高生产操作技术水平。操作技术不当是造成烟气量增大的主要原因。大多厂家存在的问题是电炉结构参数不匹配,高电压、高产量、超负荷错误用电造成了严重刺火,配比不严格,冶炼方法不当造成严重的刺火。工业硅熔炼是在电炉埋弧状态下连续进行的。操作中要做到闭弧操作,适时加料和捣炉,调整炉料电阻和电流电压的比值。闭弧操作的优点是:炉内料层结构能形成一个完整的体系,炉料依次下沉;弧光不外露,保持高炉温;电极消耗平衡稳定,避免发生电极折断;料面温度较低,提高电炉设备的利用率;粉尘量较少,可使电炉操作有一个较好的环境。无论电炉容量大小,都能做到闭弧操作,这是减少烟气量,提高硅回收率,降低消耗,解决操作和烟尘净化之间恶性循环的重要措施。
(2)烟气净化设备的选择。熔炼一吨工业硅约产生2000-2600M³的烟气,经炉口燃烧后混入大量冷空气,硅微粉在空气中停留时间长,不易沉降,比电阻大,硅粉带油性,粘度随温度的增高而增大。因此,要净化收集硅微粉,就要必须对烟气进行二次燃烧降温和预除尘等一系列处理。6300KVA电炉的二次燃烧室选择25-30M³;预除尘器采用二级旋风除尘器;热交换器采用循环给水控制;风机功率选用180-250KVA;除尘器采用正压大布袋除尘器,设备根据实际情况,大多采用非标准件。
(3)净化原理。采用火花捕集装置进行充分燃烧,将未燃尽带有火花的炭粒收集下来,消除了火花烧坏滤袋的可能性,在旋风除尘器中将一些粗大颗粒分离出来,减少粉尘量;通过热交换器进行降温,降低硅尘粘度,然后用风机送入袋式除尘器,硅尘在布袋内过滤,滤后的纯净气体排空。
(4)投资估算:总的投资费用包括钢制烟道、二次燃烧室、换热器、滤袋室、滤袋、辅助设备和土建工程。以6300KVA工业硅炉为例,一般投资只需60万元左右,设备主要有一台高温引风机1台,180-250KVA功率电机。其他设施根据现场实际,采用砖混结构和非标准钢制,建设周期2个月-3个月。8000KVA工业硅电炉需投资在80万元左右。
五、结语
根据工业硅冶炼产生的烟气性质和特点,工业硅生产烟气的净化主要考虑两方面的因素:一是提高工业硅冶炼的操作技术,稳定炉况,减少气体量;二是选择合理的烟气净化工艺和设备。它可以减少烟尘量,提高除尘效率。为了显著减少烟气量,要采用闭弧冶炼操作技术,炉子必须密封,烟气净化进入布袋前必须冷却烟气,这是工业硅烟气治理技术的关键问题。