废碱焚烧装置粉尘治理改进

学术论文罗玉玲 2018-11-30 08:53:09
    1、固碱碳酸钠粉料包装装置现状
    1.1 碳酸鈉粉料包装现状

    废碱焚烧装置建设第二套13万吨/年的废碱焚烧炉时,曾安装有一台由烟台未来自动装备有限责任公司生产的粉料包装机。由于碳酸钠的特殊物性,在包装机包装的过程中螺旋输送给料装置内的螺旋片经常被碳酸钠粉尘抱死,导致包装机不能正常工作,截止至2017年4月一直采用碳酸钠粉尘直接从料仓底部直接排放到地面,再人工装袋的方式,给周围环境、操作人员均造成极大的危害。该作业点粉尘监测数据高达44.9mg/m3,国家职业卫生接触限值为16 mg/m3,作业环境明显不符合职业卫生防护要求,必须尽快予以整改。
    1.2 碳酸钠干燥现状
    废碱焚烧装置对从废碱焚烧炉炉底流出的熔融碳酸钠实现了回收,但其回收方式为湿法回收,该法的长处是:实现全机械化生产满足装置长周期运行、占地面积小设备易于布置且回收率较高;不足的是:回收的碳酸钠含水较高,若不加以处理则会造成二次污染。目前回收方法是将回收后的碳酸钠经刮板机下料口至螺杆输送机到筛网堆积,再人工装到推车送至堆料场,待流尽表面水后装车外销。高碱性、有腐蚀的碳酸钠饱和水在在筛网堆积处、在人工推车至堆料场途中、堆料场处等环节流到地面造成污染,水分挥发后形成含碱灰尘,影响职工身体健康。
    2、碳酸钠粉料包装项目改造方案
    2.1 碳酸钠粉料包装项目改进方案
    碳酸钠粉料包装机采用CD50-M型包装机为半自动包装,该机适合于粉体物料敞口袋的定量灌装,适用于各种堆积密度较大、流动性较差的粉状物料,如化工原料、颜料、染料、石膏粉、炭黑、石墨、钛白粉、干混砂浆等化工、建材、冶金、矿产等行业,适应物料范围广泛。根据考察结果适应碳酸钠粉料包装。
    2.2 碳酸钠干燥项目改造方案
    2.2.1 项目改进方案
    为消除现有固碱干燥系统的弊端,使之能稳定正常工作,必须在此基础上进行整改。项目建议采用埋刮板机作为固碱干燥机,具体情况介绍如下:
    2.2.1.1 原理描述
    埋刮板输送机是刮板输送机大类中的一类,与刮板输送机一样,也是借助紧固或焊接在牵引构件上的刮板使被输送的物料沿着机槽移动而输送的。与刮板输送机不同的是刮板的高度比物料层的深度矮的多,在输送过程中承载槽内的牵引构件与刮板均被物料掩埋,超过刮板高度的上方各层物料不是被刮板直接推动的,只有等于和低于刮板高度的物料层是被刮板强制推动的。上方各层物料间的相互嵌啮力大于外部摩擦力时,上方各层物料就会跟随下方物料一起移动。
    2.2.1.2 技术特点
    输送能力大,可根据来料量的大小设计出不同的输送链板。输送链板不易变形,适应能力强。结构简单,易于安装与维护,整机只需一台电机驱动。
    2.2.2 项目改造方案
    2.2.2.1 充分利用武汉理工大学设计制造的风机、阀门、管道以及电控设备等,节约整改费用,其大小、数量、布置方式等基本不变。
    2.2.2.2 将冷风管布置在刮板机的上方,有利于将冷风及时抽出。
    2.2.2.3 将热风管布置在刮板机的下方,有利于热风与待干燥的含水碳酸钠在刮板机内的输料层直接热交换,确保换热效果。
    2.2.2.4 刮板机内刮板运行方向为顺时针,其上层为回程区,下层为物料输送区;有利于物料的输送以及冷气的排出。
    2.2.2.5 含湿碳酸钠从刮板机的尾部上方进入,经刮板拖动落入到下方的输送区。
    2.2.2.6 整台刮板机呈水平布置,便于安装于维修;按照已进行的干燥所需的热交换面积,整台刮板机长30米、宽0.6米、高约0.6米,用一台电机驱动,便于操作与控制。
    2.2.2.7 考虑到一旦干燥设备发生问题需要停车处理,为了不影响装置的正常运行,需要在现装置上增加一台螺杆输送机。即刮板机将搜集的含水碳酸钠输送至螺杆输送机(称1#机螺杆机),1#机输送至分水筛板堆积,再人工用手推车送出;拟增加的螺杆输送机(称2#螺杆机),机尾与1#机出料口处相连,连接处安装活动翻板,以方便下料口的切换,机头下料至干燥刮板机。通过以上改造,就将埋刮板机改造成了一台热交换干燥机。
    3、工程计算
    3.1 碳酸钠粉料包装项目工程计算
    3.1.1 最大产灰量
    按最大投碱量16t/h计,每小时进入灰斗的碳酸钠大约有1.6t (吨.碱产碳酸钠100kg)
    3.1.2 灰斗
    碳酸钠堆积密度:155g/l,0.155t/m3
    灰斗容积:12m3,一小时可装碳酸钠1.96t
    3.1.3 包装机包装量
    按每包400kg-500kg计算,为确保包装的正常进行,不发生料仓碳酸钠堆积冒顶事件并且兼顾到包装人员的有适当休息的时间,每小时约包装4-5袋,人工挂袋到叉车上、人工调整叉车挂袋适宜高度,将叉车放置合适位置与下料口对接,按下出料键,物料直接落到包装袋里,在接料过程中工人师傅在一旁监护,若下料断断续续,启动振动棒按键,料仓里的粉料就会震到灰斗底部,便于包装。
    根据计算,将现有碱灰包装区域封闭,增设一套负压抽风和布袋除尘系统,防止碱灰自由扩散。碱灰袋由叉车转运,在装车处设置行车装车。
    3.2 碳酸钠干燥项目工程计算
    对该改造项目进行了计算,表明用埋刮板机改造成为一台碳酸钠干燥机完全可行。详细计算如下:
    3.2.1 瞬间最大干燥碳酸钠碱平均日产量理论计算
    干燥器合计有效干燥长度30m,有效干燥宽度0.6m,平均干燥碳酸钠碱高度0.08m,碳酸钠碱体积密度1350kg/m3,按干燥周期20分鐘,每日24h计算,平均日产量为:
    30×0.6×0.08×1350×24÷(20/60)=139968kg/日=5832kg/h
    即:5832kg/h
    3.2.2 所需供给高温烟气量理论计算
    由Q1=C水·n·w·(t2-t1)
    计算每小时将物料中水份干燥所需热量Q1,已知C水=4.2,n=0.15,w=5832,t2=100,t1=0;
    Q1=C水·n·w·(t2-t1)=4.2×0.15×5832×(100-0)=367416(KJ/h)
    由Q2=C1·w1·(t2-t1)+C2·w2·(t2-t1)
    计算每小时将碳酸钠碱、输送线物料所需热量Q2,已知C1=1.1,w1=5832,t2=90,t1=0,C2=0.8,w2=4000;
    Q2=C1·w1·(t2-t1)+ C2·w2·(t2-t1)
    =1.1×5832×(90-0)+0.8×4000×(90-0)
    =865368(KJ/h)
    由Vy=Q·m/ (C′y·t′y - C〞y ·t〞y)
    计算干燥所需总烟气量Vy,已知Q=Q1+ Q2=1232784kJ/h,m=1.1,C′y =1.49,C〞y=1.42,t′y=150,t〞y=90;
    Vy=Q·m/ (C′y·t′y-C〞y·t〞y)
    =681660×1.1(1.49×150-1.42×90)=14170N m3/h
    3.2.3 所需排出的总废气量理论计算
    由V1=(0.0224/0.018)·α·n·w及α=(273+t2)/ (273+t1)
    计算每小时将物料中水份转化成水蒸气量,已知n =0.15,w =5832,t2 =100,t1 =0;
    V1=(0.0224/0.018)·α·n·w
    =(0.0224/0.018) ×1.366×0.15×5832
    =1488(m3/h)
    由V废=V1+Vy+V漏
    计算所需排出的总废气量V废,V漏为0.1·Vy;
    V废=V1+Vy+V漏=1488+14170+1417=17075N m3/h
    而原有干燥装置的供热及抽湿风机的风量为10000-18000 m3/h,能够满足最大瞬时干燥量5832 kg/h的要求。依据现有废碱焚烧装置设计数据,完全能满足碳酸钠干燥系统改造要求。
    4 碳酸钠粉料包装静电除尘流程
    皂化废碱液燃烧后产生的烟气流经电除尘器时,其中99.67% 碱尘被捕集,达到粉尘与气体分离的目的,烟气由引风机引入80m高的烟囱排空。沉积在电极上的粉尘通过振打掉落在电除尘器的料仓内,料包为“W”结构,由碱灰刮板输送机L-601A、L-601B输送至碱灰刮板输送机L-601C,再输送至包装料仓,由人工或包装机打包外销。
    5、改造效果
    废碱焚烧装置的碳酸钠粉料包装和干燥项目于2017年5月完成改造,正式投产运行,现6月、8月粉尘监测数据均为1.9 mg/m3,改造后实现了碳酸钠粉料半自动化包装和含水碳酸钠自动干燥,大大降低了人工作业强度,减少了现场粉尘排放,减少了环境污染,现场作业环境得到极大改善,现场粉尘浓度可控制在16 mg/m3以内,符合国家职业卫生要求。
二维码.jpg
上一篇谈谈电气设计节能的几点主要措施.. 下一篇大型袋式除尘器在燃煤火力发电厂..
[责任编辑:花间一壶酒]