炭素制品预焙阳极项目成型黑法除尘技术改造方案

炭素制品预焙阳极项目

成型黑法除尘技术改造方案

一、工程概述

XX炭素制品有限公司成型分厂，设计年生产最大产能30万吨 生阳极，分厂分别各配置两台的双工位成型机。糊料输送、成型机系统所产生的沥青烟气，采用集气罩收集，在各个分支点 经以煅后石油焦粉为吸附剂的干法净化系统净化处理，本工程采用多点下料碳粉 吸附技术，净化后的污染物排放浓度低于GB25465-2010〈〈铝工业污染物排放标 准〉〉修改单中对炭素企业污染物的排放要求，实现达标排放，同时将收集的含有 沥青的焦粉采用合理的返料方式返回生产系统中，杜绝了二次污染。

1.1公用系统技术条件

工作制度

1.2设计原则

1.2.1成型工序主厂房内部沥青烟气多点式黑法吸附项目工程，总体设计原 则是确保较高的净化效率、较高的可用率和较高的性价比，并保证安全可靠。

(1)   符合相关国家及省市有关排放标准设计、确保达标排放；

(2)   系统阻力小、效率高，高效节能；

(3)   净化系统设备采用国内优质品牌，重点设备采用进口品牌；

(4)   装置设计充分考虑系统的安全性、可靠性、先进性；

(5)   —次性投资合理，运行费用低；

(6)   按现有场地条件布置净化系统设备，力求紧凑合理，节约用地；

(7)   尽量降低人工劳动负荷，使系统操作简便、易于维护；

(8)   全系统设施布局美观、紧凑，尽量减少管道弯头数量；

(9)   风送粉料管全部使用陶瓷内衬耐磨管（厚度6mm)，配入粉料的粉尘 输送管道和弯头全部采用陶瓷内衬耐磨管，保证粉料管使用寿命，且在安装时时

注意方便拆卸更换；粉管下料采用回旋装置下料（变频控制）能够满足彡1.5T/H 的要求。

(10)  优化布置设计，创优良工程原则。

1.3现场工艺参数

1.3.1生产规模：年产最大产能30万吨生阳极。

1.3.2成型机烟气中沥青焦油含量约200mg/m3 (此数值只作为参考，不作为 设计依据，投标方可根据设计施工经验取值）

1.3.3成型机各沥青烟气产生点风量参数参考表：

1.4设计要求

1.4.1成型工序主厂房内部沥青烟气多点式黑法吸附项目工程

糊料输送、成型机系统所产生的沥青烟气，采用集气罩收集，在各个分支点 经以煅后石油焦粉为吸附剂的干法净化系统净化处理，本工程采用多点下料碳粉 吸附技术，净化后的污染物排放浓度低于GB25465-2010〈〈铝工业污染物排放标 准〉〉修改单中对炭素企业污染物的排放要求，实现达标排放；同时将收集的含有 沥青的焦粉采用合理的返料方式返回生产系统中，杜绝了二次污染。

厂房内、设备周围无沥青烟气溢散，排放烟气要求颗粒物含量量10mg/m3， 沥青烟量20mg/m3，苯并芘量5 mg /m3。

二、成型工序主厂房内部沥青烟气多点式黑法吸附项目工程技术要求。

2.1工艺流程

本系统工艺流程主要为取车间的在用工艺粉料利用气力输送至本系统粉料 仓，在粉料仓的出口设置投料设备。沥青烟气集中混合后，按设计的路线流经系 统沥青烟反应器，反应器提供必要的混合条件，完成干料对烟气的充分吸附过程， 足以使沥青烟气被细焦粉吸附，吸附着沥青烟气的细焦粉成为载焦粉，载焦粉随 主风机引气流上升，到达布袋除尘器，通过布袋过滤，灰斗沉降，排灰系统排出 除尘器，输送到工艺配料仓，参与工艺配料，而净化后的洁净空气随引风机排入 大气。

主要设备组成：

多点黑法吸附工艺设备主要有：给粉仓（容积：Xm3)、返回料仓（容积： 10m3)、称重系统（品牌：托利多）、变频回转给料系统、加料管、加料风机、 返回料风机、反应器、主烟道、除尘器、主风机、自动控制系统、灭火系统和压 力监控系统组成。

2.2工艺设计要求

多点吸附方法重点是分散吸附处理效率，为保证支点吸附效果必须找到一种 可靠的吸附反应装置以保证吸附效率最高。同时需做到以下几个面的要求：

(1)   吸附剂料仓实现可控下料。

给料系统采用精密变频给料阀给料，并辅以高压风输送，保证为系统提供连 续的稳定的焦粉。吸附用粉料量采用带有计量及控制系统的装置，从而实现焦粉 吸附料的按量的操控性，提高系统的净化效率，以保证沥青烟气被充分吸收，同 时避免因焦油量大造成的收尘布袋糊袋、管路堵塞等问题。

(2)   合理控制管路温度范围。

由于净化管路温度的控制不同，管路设计不同，不同的烟气处理量及不同的 环境温度，对系统管路内温度产生不同需求，特别是这种高湿度、高浓度的沥青 烟气对温度要求更高。

要求设计者合理布局，并对整个系统的温度进行有效的温度控制，系统保温 是利用保温材料对生阳极烟道及设备保温的装置，有效防止沥青粉尘粘结，从而 有效避免管道堵塞造成整套沥青烟净化系统性能下降。

保温材料：岩棉50mm，外部采用镀锌铁皮，厚度彡0.5mm。

(3)   粉料输送管路使用寿命的有效保证

要求粉料输送系统中管道从始段开始均匀受到粉料的冲刷，并使用耐磨管和 耐磨弯头，保证全部输粉管道使用寿命在2年以上。粉管弯头及弯头连接粉管 1000mm处用法兰连接方便拆卸更换。

(4)   合理设计和用材质量杜绝以下问题

①   除尘器布袋糊袋问题；

②   除尘器排灰螺旋输送机堵料问题；

③   沥青烟气收集管粘料堵塞问题；

④   粉料输送管使用年限较低，增加维修维护成本

(5)   管道压力、流速监测系统

加排粉管道应处于负压工作状态，防止因管道磨穿，粉尘外冒造成污染，在 管道加粉处的后端管道加装差压变送器、流速检测装置，实时监测管道压力、流 速变化，以便于掌握管道堵塞情况，避免因管道堵塞，影响系统运行。

(6)   吸附剂来源于工艺仓，返回于工艺配料，不影响生产工艺；

(7)  对管网、管径等的合理布局计算（充分考虑烟气流向、设备检修、工 艺维护、管网烟气流速等），每个吸烟点均布置手动调节阀调节流量及压力，各 管道预留检修口、观察口及排污口，收尘点到沉降筒段烟气管道考虑安装保温， 防止烟气过快降温冷却而在管道壁粘接和长期运行堵塞管道。

(8)   系统设有自动灭火系统，使用安全。

(9)   确保各收尘口无外溢。

2.3除尘器技术要求

2.3. 1除尘器

配备的布袋除尘器必须结构紧凑，清灰效果好，运行稳定可靠，具体要求

如下：

(1)   除尘器使用寿命15-20年；

(2)   除尘器系统阻力小于1500Pa;

(3)   滤袋的寿命达到24个月以上；

(4)   系统漏风率小于彡2%;

(5)   出口排放标准含尘浓度<10mg/ m3;

(6)  脉冲阀，脉冲阀膜片一百万次以上（若不是脉冲式滤袋除尘器，滤袋喷 吹机构连续运行寿命不低于3年）；

2. 3.2滤袋

(1)   为了保证除尘器的性能及确保排放达标，所选用的布袋材质为防油防 水覆膜超细纤维针刺毡滤料，其使用寿命在1年以上，主要性能要求：

厚度：2mm      透气度：15m3/m2* min滤袋比重大于550g/m2。

连续工作温度：150°C

表面电阻：4.8X109D                  体积电阻：8.7X108D

摩擦电位（最大值）：250V    摩擦电位（平均值）：183V

(2)   滤袋的缝制：滤袋的纵向缝线必须牢固，平直且不少于三条。

(3)   滤袋缝线的材质：滤袋缝线的材质应与滤料材质相同，当使用不同于滤 料材质的缝线时，必须经测试证明所用缝线的强度等各种性能均优于与滤料同材 质的缝线。

(4)   滤袋缝线的针距：滤袋的缝线在10cm内的针数不少于40±5针。

(5)   滤袋口部缝有弹性涨圈，将其捏成月牙形放入花板孔内，密封牢固、 不脱落，安装检修换袋极为方便。滤袋间有十字形气流通道。便于含尘气体的匀 速上升，扩散，达到滤袋负荷均衡，以延长使用寿命。

2. 3.3管道设计

管路系统主要分为各烟气支管，烟气合管、焦粉管路、烟气主管、水管及气 路等部分组成。主管及水平管设有检修掏料口、关键点设焦油沉降收集管。收尘 管角度较小易堵料处，作法兰盲堵，利于掏料。管路中设置的检修孔应便于人员操 作。所有支管管道方便拆卸，法兰连接，为便于检修，多设检查人孔。主管路尽 量避免水平管道，倾斜设置，根据现场情况在合适的位置设置低点排油。在易沉 积焦油的管路部分开清扫口，便于定期清理。各支管末端设置手动调节阀，供管 路系统调节风量使用。

2. 3.4成型机密封

原有成型机外密封彩钢板拆除不再使用，重新安装配套一套成型机密封。

2.4电控系统技术要求

根据黑法吸附系统工艺要求，其系统需实现如下控制要求及功能。

2.4.1启动控制

(1)   设备自检

黑法系统设备通电后运行人员发出启动指令，首先进行设备自检，检查相关 设备是否满足设备启动要求，如不能满足，发出报警提示，运行人员不能启动设 备。启动条件检测可双方商定。也可通过上位机软件参数设定，在启动时不再进 行自检，直接启动。

(2)   顺序启动

启动自检条件满足后，先启动引风机，在管网内形成负压。再启动吸附粉仓 下部给料系统，开始向沥青烟反应器内供粉加料，到此，黑法吸附系统启动过程 结束，开始烟气净化。

(3)   启动故障

在启动过程中，发现设备存在不能启动的重大故障，系统即发出报警提示， 停止启动。

2.4.2吸附粉料流量控制

粉料加料量控制：粉料料仓的下料流量可以有效调节，使之能随管道压力及 流量变化而调整粉料给料量，从而提高粉料吸附效率，加强吸附效果。

2.4.3布袋除尘器

(1)   清灰控制

布袋除尘器的在（离）线清灰通过袋式除尘器脉冲控制仪完成。脉冲控 制仪可实现三种模式的清灰：即压差控制、定时模式和手动模式。而且和黑法吸 附系统控制有电器联络信号：布袋运行请求、备妥、运行。能够受黑法吸附系统 统一控制。

(2)   停机控制

系统停机和系统启动相反，主设备停机后，才能延时停黑法净化系统。停机 受主设备系统远程控制，需等主系统停止信号被黑法系统确认后，才按照预定的 顺序依次停止各设备。

(3)   延时停机

主设备停机信号被确认后，黑法吸附应延时一定时间再开始停机，保证残余 烟气得到净化。

(4)顺序停机

停机延时时间过后，黑法停机顺序和启动顺序相反，先停粉料给料系统，进 行适当的延时收尘，将管道内的吸附粉料和混合烟气通过布袋除尘器收集完毕后， 停止加热系统和主引风机。做到安全平稳停机。

2.4. 4安全保护

(1)   火灾报警

安全是生产中的重中之重，在黑法净化系统运行中，烟气中含有大量高温粉 尘，极易着火，容易引发人身及设备安全事故。因此在烟气管道不同部位，分别 设置灭火装置，安全防护系统主要由消防灭火装置（采用消防水，由买方提供接 口）、泄爆阀、隔离阀、各检测元件及执行元件组成，由PLC进行集中控制。当 管道内温度过高，达到着火设定值时，就要启动这些管道内的灭火装置，待温度 降低后关闭，保证人身和设备安全，保证系统连续运行。在黑法系统运行期间， 若主设备发生故障，不能再正常运行时，立即发出报警提示，并向主系统发出故 障停机信号，同时迅速安全停机。

(2)   内部连锁

在实现控制功能时，系统内部的设备之间会存在一定联锁逻辑，具体的互锁 根据现场的控制工艺要求和安全要求实现。

在启动和停止时，黑法吸附系统和主设备系统的联锁已如前所述。但在黑法 系统和主设备系统正常生产过程中，如果任何一方的设备出现故障，从而被迫停 机或安全保护时，也将通过与主系统的报警、故障信号互相传递，通过这些联锁 信号协调动作，保证系统整体安全。

编辑