化州市不銹鋼管廠粉塵廢氣處理工程案例

化州市海利集團有限公司地處化州市梅化路同慶工業區，創建于1991年，屬股份制民營企業。公司占地面積17500平方米，擁有固定資產2200萬元，職工230人，年產值超億元。公司于1999年至2001年分別將原來4條軋鋼生產線轉產為不銹鋼制管生產線，融資1100萬元購進江蘇、上海產（國家重工定點廠）不銹鋼板材冷軋生產線2條，日本、臺灣產不銹鋼制管生產線14條，采用進口304不銹鋼熱軋卷板原材料進行冷軋，制管深加工。產品有圓管、方管、矩形管、花管和自來水管系列。產品銷往深圳、中山、珠海、粵西、廣西等地。2001年5月通過了ISO9002國際質量體系認證，被建設部推薦為新技術使用產品,被中國建筑裝飾協會授予“權威檢驗、質量可信”產品稱號。公司面對激烈的市場竟爭，致力于技術創新，向科學管理和規模要效益，全面提高企業綜合素質和競爭力。“海利人”始終堅持“以人為本、科技治廠”的方針，爭創一流名牌，一流服務為經營宗旨，推動“海利”產品走向全國，走向世界。

根據業主提供的資料及清潔生產要求，結合我司以往的工程經驗，對生產中產生50000m3/h粉塵廢氣經有效收集后，進行專業處理。

系統設計處理能力：50000m3/h。

系統處理的主要廢氣排放標準

廢氣處理設備的位置及排放口位置

排氣煙囪的高度按國家及地方標準進行設計：排氣煙囪高出周圍200m半徑范圍的建筑物5m以上，不能達到要求排氣煙囪，應按照其高度對應排放速率限制50%執行。

粉塵廢氣的來源及危害

2.1.1、粉塵廢氣的來源

由于生產工藝流程的需要，在生產過程中不銹鋼生產拋光工序產生了含塵廢氣。

2.1.2、粉塵廢氣的危害

粉塵中1微米以下的微粒沉降速度慢，在大氣中存留時間久，在大氣動力作用下能夠吹送到很遠的地方。所以粉塵的污染往往波及很大區域，甚至成為全球性的問題。粒徑在0.1～1微米的顆粒物，與可見光的波長相近，對可見光有很強的散射作用。這是造成大氣能見度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化學轉化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的顆粒物落在植物葉子上影響植物生長，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蝕作用。粒徑在3.5微米以下的顆粒物，能被吸入人的支氣管和肺泡中并沉積下來，引起或加重呼吸系統的疾病。大氣中大量的顆粒物，干擾太陽和地面的輻射，從而對地區性甚至全球性的氣候發生影響。

來自歐洲的一項研究稱，長期接觸空氣中的污染顆粒會增加患肺癌的風險，即使顆粒濃度低于法律上限也是如此。另一項報告稱，這些顆粒或其他空氣污染物短期內還會濃度上升，還會增加患心臟病的風險。歐洲流行病學家發現，肺癌與局部地區的空氣污染顆粒有明顯的關聯。

研究人員還發現，即使污染水平短暫升高——類似城市發出霧霾警告的同時，也會使心力衰竭住院或死亡的風險上升2%—3%。這項研究將這些數據應用于美國，發現如果每立方米空氣中的PM2.5減少3.9微克，每年就可以避免近8000例心力衰竭導致的住院治療。

2.2、粉塵廢氣處理工藝的比較

生物納膜

生物納膜是層間距達到納米級的雙電離層膜，能最大限度增加水分子的延展性，并具有強電荷吸附性；將生物納膜噴附在物料表面，能吸引和團聚小顆粒粉塵，使其聚合成大顆粒狀塵粒，自重增加而沉降；生物納膜抑塵技術的除塵率最高可達99%以上，平均運行成本為0.05~0.5元/噸。

云霧抑塵

云霧抑塵技術是通過高壓離子霧化和超聲波霧化，可產生1μm~100μm的超細干霧；超細干霧顆粒細密，充分增加與粉塵顆粒的接觸面積，水霧顆粒與粉塵顆粒碰撞并凝聚，形成團聚物，團聚物不斷變大變重，直至最后自然沉降，達到消除粉塵的目的；所產生的干霧顆粒，30%~40%粒徑在2.5μm以下，對大氣細微顆粒污染的防治效果明顯。

濕式收塵

濕式收塵技術通過壓降來吸收附著粉塵的空氣，在離心力以及水與粉塵氣體混合的雙重作用下除塵；獨特的葉輪等關鍵設計可提供更高的除塵效率。

重力

利用粉塵與氣體的比重不同的原理，使揚塵靠本身的重力(重力)從氣體中自然沉降下來的凈化設備，通常稱為沉降室或降生室。它是一種結構簡單、體積大、阻力小、易維護、效率低的比較原始的凈化設備，只能用于粗凈化。重力降塵室的工作原理如下圖所示：含塵氣體從一側以水平方向的均勻速度V進入沉降室，塵粒以沉降速度V沉下降，運行t時間后，使塵粒沉降于室底。凈化后的氣體，從另一側出口排出。

慣性

慣性除塵器也叫惰性除塵器。它的原理是利用粉塵與氣體在運動中慣性力的不同，將粉塵從氣體中分離出來。一般都是在含塵氣流的前方設置某種形式的障礙物，使氣流的方向急劇改變。此時粉塵由于慣性力比氣體大得多，塵粒便脫離氣流而被分離出來，得到凈化的氣體在急劇改變方向后排出。這種除塵器結構簡單，阻力較小(10-80毫米水柱)，凈化效率較低(40-80%)，多用于多段凈化時的第一段，凈化中的濃縮設備或與其它凈化設備配合使用。慣性除塵器以百葉式的最常用。（它適用于凈化含有非粘性、非纖維性粉塵的空氣，通常與其它種除塵器聯合使用組成機組

旋風分離器

工作原理:：含塵氣體從入口導入除塵器的外殼和排氣管之間，形成旋轉向下的外旋流。懸浮于外旋流的粉塵在離心力的作用下移向器壁，并隨外旋流轉到除塵器下部，由排塵孔排出。凈化后的氣體形成上升的內旋流并經過排氣管排出。

應用范圍及特點：旋風除塵器適用于凈化大于5~10微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。它是一種結構簡單、操作方便、耐高溫、設備費用和阻力較低（80~160毫米水柱）的凈化設備，旋風除塵器在凈化設備中應用得最為廣泛。

布袋

工作原理：

⑴重力沉降作用——含塵氣體進入布袋除塵器時，顆粒大、比重大的粉塵，在重力作用下沉降下來，這和沉降室的作用完全相同。

⑵篩濾作用——當粉塵的顆粒直徑較濾料的纖維間的空隙或濾料上粉塵間的間隙大時，粉塵在氣流通過時即被阻留下來，此即稱為篩濾作用。當濾料上積存粉塵增多時，這種作用就比較顯著起來。

⑶慣性力作用——氣流通過濾料時，可繞纖維而過，而較大的粉塵顆粒在慣性力的作用下，仍按原方向運動，遂與濾料相撞而被捕獲。

⑷熱運動作用——質輕體小的粉塵(1微米以下)，隨氣流運動，非常接近于氣流流線，能繞過纖維。但它們在受到作熱運動(即布朗運動)的氣體分子的碰撞之后，便改變原來的運動方向，這就增加了粉塵與纖維的接觸機會，使粉塵能夠被捕獲。當濾料纖維直徑越細，空隙率越小、其捕獲率就越高，所以越有利于除塵。

袋式除塵器很久以前就已廣泛應用于各個工業部門中，用以捕集非粘結非纖維性的工業粉塵和揮發物，捕獲粉塵微粒可達0.1微米。但是，當用它處理含有水蒸汽的氣體時，應避免出現結露問題。袋式除塵器具有很高的凈化效率，就是捕集細微的粉塵效率也可達99%以上，而且其效率比高。

靜電

靜電除塵器的工作原理：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電源的陰極線(又稱電暈極)和接地的陽極板之間所形成的高壓電場通過時，由于陰極發生電暈放電、氣體被電離，此時，帶負電的氣體離子，在電場力的作用下，向陽板運動，在運動中與粉塵顆粒相碰，則使塵粒荷以負電，荷電后的塵粒在電場力的作用下，亦向陽極運動，到達陽極后，放出所帶的電子，塵粒則沉積于陽極板上，而得到凈化的氣體排出防塵器外。

2.3、粉塵廢氣處理工藝的選擇

2.3.1、處理工藝的選擇

考慮到濕式除塵法對顆粒物廢氣凈化率高，且投資合理，出于方案的簡便與資金的節省，所選擇的工藝濕式除塵法。工藝流程如下圖：

圖：粉塵廢氣處理工藝流程

2.3.2、工藝流程的系統組成

本工藝主要由廢氣收集系統、引風系統、濕式除塵系統、排氣系統構成。

2.3.3、粉塵廢氣收集與管路系統

粉塵廢氣收集和管路系統，主要分為粉塵廢氣收集系統、粉塵廢氣輸送系統以及應急排放和凈化后尾氣排放系統。

對本廢氣治理工程，廢氣由甲方（生產廠家）收集、本工程的廢氣收集直接從甲方收集后的高壓離心風機出口連接。

廢氣輸送采用離心風機，以克服本系統阻力。風機的壓頭根據凈化系統的結構進行確定。

2.3.4、濕式除塵塔凈化原理

集氣罩－－風機－－進風管道－－濕式除塵塔－－出風帽蓋－－排風管

(2)濕式除塵塔工作原理：濕式除塵器是利用高壓離心風機的吸力，把含塵氣體壓到裝有一定高度水的水槽中，水浴會把一部分灰塵吸附在水中。經均布分流后，氣體從下往上流動，而高壓噴頭則由上向下噴灑水霧，捕集剩余部分的塵粒。其過濾效率可達85%以上。處理后的廢氣由風帽和排風管或風機排入大氣中。

2.3.5、廢氣處理設備的放置位置

廢氣處理設備放置于：生線線一樓，排放口設在樓頂部。

2.3.6、管道設計原則

整體管道設計與生產區的整體規劃相結合；

管道上各附件盡量與管道協調統一、美觀大方；

管道盡量集中成列，平行敷設；

管道布置力求順直簡短、管道連接處理盡量圓滑以減少阻力。