密闭炉炉气净化除尘系统

根据42.5MVA密闭电石炉设计安装一台除尘设备，现以安装完毕，验收合格，就此让我详细介绍密闭电石炉的尾气净化探讨技术，以供大家分享。
1、基本条件
1. 1气候条件
（1）气温：            较高38.6℃／较低-32.7℃
（2）湿度：            57％
（3）气压：            896.8hpa
（4）年平均雨量：            409.6㎜
（5）较大积雪深度：            11㎝
（6）年蒸发量：            1836.3㎜    
（7）较大风速风：            20.7m∕s
（8）土壤：            沙土
（9）海拔高度：            1152m
（10）地震设防烈度为： 6 度。
1.2电石炉气组成
气体名称	CO	H2	C02	CH4	N2	O2	粉尘	焦油
含量（V%）	70~90	5~7	2~5	0~5	1~4	0.2~0.6	100~150g/Nm3	微量
1.3电石炉气粉尘化学组成（重量%）
粉尘名称	CaO	C	Si02	Fe2O3	Al2O3	其他	备 注
含量（V%）	~37.2	~34.1	~15.8	~0.96	~7.1	4.84	 
1.4粉尘粒径分布：
（1）≤2微米   37.2%；            （2）2～5微米　19.5％；
（3）5～10微米　　21.5％；        （4）10～40微米　10.1%；
（5）50～100微米　11.7％。
1.5电石炉气流量、温度和压力
单台电石炉气的较高流量约为 6000Nm3/h，（风机选型按6500Nm3/h计算），电石炉气进界区温度：600~900℃ ，瞬间温度高达 1000℃； 电石炉气进界区压力：-5~5pa。
1.6电石炉气主要特点
由于电石炉气组成复杂，而且受电石炉的影响很大，其主要特性表现如下：
A. 因电石生产间歇出炉、时常检修、时常停电和限电等因素，所以炉气量波动而不平稳。
B. 温度波动不稳定，正常600~900℃之间，瞬时达1000℃乃至更高。
C. 炉气含有微量焦油，它在>225℃呈气态，<225℃凝析出来，具有粘、轻、细 不易扑集的特点。
2、主要技术性能及参数：
2.1 净化后炉气较高允许粉尘浓度不大于20mg/Nm3，炉气净化除尘效率不小于99.9％
2.2 除尘器：炉气净处理量为6500Nm3/h（即去除反吹部分过滤面积的处理能力），设计过滤风速≤0.5m/min，滤料材质必须满足高温含尘密闭炉气的要求，瞬间耐温350℃，长期耐温260℃，使用寿命18个月。
2.3风机：所有风机必须满足炉气的输送要求，粗气、净气风机为防爆变频电机，风机壳体为耐热铸钢，冷却风机采用变频风机。
2.4炉气净化后出口压力： 10~12kPa
2.5净化工艺结构紧凑、技术先进、布局合理。设备运行稳定、操作简单、维护方便且坚固耐用。
2.6净化系统保证符合相应国家标准和本方案要求的优质产品及其相应的服务。
3、设备运行所需公用工程
      供水压力：0.35～0.4MPa；
氮气压力：0.5 MPa；
压缩空气压力0.6 MPa。
二、设备技术性能及配置
1工艺布置
40.5MVA密闭电石炉炉气温度为600～800℃，发生塌料等非正常炉况时其瞬间温度可达1000℃，炉气量为～6000Nm3/h。尾气经过电石炉自带加水套管后进入缓冲焦油沉降器内，在此电石炉尾气内一部分粗颗粒粉尘和焦油收集下来，并进一步降温，再由二级旋风空冷器把尾气中较重一些的粉尘通过离心力收集下来，再进一步降温，较后尾气进入三级旋风空冷器进行降温和调节，主要是再一次把尾气中的部分粉尘收集下来，并通过进布袋除尘器进口的温度变送器和冷却风机变频器来调节其出口尾气温度，保证进入布袋除尘器的尾气温度控制在260℃附近。温度合适的尾气再由粗气风机鼓入防爆布袋除尘器内，其先后管道分配导流、灰斗沉降、滤袋过滤后，含尘浓度合格的净气先后通过布袋除尘器出口气动蝶阀、管道、净气增压风机输送到石灰窑处或二次放散排空，从而达到尾气净化的目的。经过一段时间过滤或布袋除尘器差压达到预定值后，使用氮气脉冲清灰，依次逐一对其他3个室进行清灰处理，直到一次清灰完成。
经过缓冲焦油沉降器、二级和三级旋风空冷器、4个防爆布袋除尘器收集的粉尘由各自灰斗下面的电动星型卸灰阀卸至刮板输送机内，再由刮板输送机输送至储灰仓暂存。过一段时间（一般一天2～3次）再由储灰仓底部卸至外运汽车上。
整个系统均采用自动控制，系统设有过滤器入口温度过高、过滤器差压过高、净气中氧含量**标、氢含量**标4个联锁点，即当该4个控制点出现并**过设定值后自动控制系统将炉气净化系统自动切换到炉**粗气烟囱安全释放。
                           
2设备型号规格、技术参数和说明
2.1缓冲焦油沉降器
按密闭电石炉较大炉气量为～6000Nm3/h，根据密闭电石炉炉气的特点，温度变化较大，焦油含量高，为避免高温烧毁除尘器布袋和低温焦油析出影响冷却效果和使除尘器糊袋等问题，采用自然风冷的冷却方式，其型号为WDHC-80。根据密闭电石炉炉气温度变化较大、炉气量变化大、焦油含量高的特点，为避免高温烧毁除尘器布袋和低温焦油析出影响冷却效果和使除尘器糊袋等问题，我公司专门设计缓冲焦油沉降器，采用自然冷却方式。缓冲焦油沉降器目的是将短时间发生的**高温或低温炉气在进入后面的旋风空冷器之前，在缓冲冷却器内与原先到达的温度相对稳定的炉气混合停留，具体有五个方面作用：一、使经过缓冲焦油沉降器排出的炉气的温度相对稳定很多；二、对高温炉气起到初步冷却的作用；三、很大一部分粗颗粒的粉尘通过它捕集下来；四、将部分焦油随粉尘收集下来；五、给后面二级变频冷却风机控制系统调整电机速度留有充足的反应时间，以保证进入二级旋风空冷器出口炉气温度在320～350℃的要求。
缓冲焦油沉降器的工作原理是由测出夹水套管之后的炉气温度变送器来控制变频调速风机风量的大小，当出来的炉气温度低于450℃时，后面二级旋风空冷器的变频调速风机自动调小冷却风量，减少热交换，提高二级旋风空冷器出口炉气温度。当出来的炉气温度**500℃时，后面二级旋风空冷器的变频调速风机自动调大冷却风量，增加热交换，降低二级旋风空冷器出口炉气温度。其灰斗设计角度应大于70度，避免堵灰，高气密性要求，结构上应考虑热膨胀的补偿。缓冲焦油沉降器具体型号为WDHC-80，材料采用16Mn，所有焊接均按照《钢制压力容器》GB150-2000要求制作。
2. 3清灰、卸灰、输灰系统
根据密闭炉炉气粉尘的特性和后面炉气净化后的用途，炉气净化系统的清灰方式采用传统的氮气脉冲清灰。当某个单元需要清灰时其出口蝶阀关闭，同时氮气脉冲阀打开，利用压缩氮气风对该室进行清灰。某个单元清灰完成后该室开始卸灰，由于卸灰时不能有空气漏进去，也不能对外泄露，在缓冲焦油沉降器、旋风空冷器和袋式除尘器下面设计了氮气保护的卸灰系统，在缓冲焦油沉降器、旋风空冷器和4个布袋除尘器的7个下灰口分别设计安装一台DN300电动锁风阀，把低压氮气从其下部的刮板输送机内输入保护炉气不泄出,把灰卸到刮板输送机中，由刮板输送机送入储灰仓后集中外运。在刮板输送机头部设有低压氮气保护，使刮板输送机、储灰仓均处在微正压状态工作，避免空气进入除尘系统。另外在储灰仓**部设有一台污氮处理器，目的是保持此系统内氮气平衡。
3.技术优点如下：
 
a.    冷却面积大，降温效果好；
b.    适应突发性高温炉气能力强；
c.    氮气消耗量低、能耗低；
d.    真正实现不停机检修，随主机运行率高；
e.    泄漏率低更安全；
f.      过滤风速低，滤袋使用寿命长，排放浓度低。