化州市不锈钢管厂粉尘废气处理工程案例

化州市海利集团有限公司地处化州市梅化路同庆工业区，创建于1991年，属股份制民营企业。公司占地面积17500平方米，拥有固定资产2200万元，职工230人，年产值超亿元。公司于1999年至2001年分别将原来4条轧钢生产线转产为不锈钢制管生产线，融资1100万元购进江苏、上海产（国家重工定点厂）不锈钢板材冷轧生产线2条，日本、台湾产不锈钢制管生产线14条，采用进口304不锈钢热轧卷板原材料进行冷轧，制管深加工。产品有圆管、方管、矩形管、花管和自来水管系列。产品销往深圳、中山、珠海、粤西、广西等地。2001年5月通过了ISO9002国际质量体系认证，被建设部推荐为新技术使用产品,被中国建筑装饰协会授予“权威检验、质量可信”产品称号。公司面对激烈的市场竟争，致力于技术创新，向科学管理和规模要效益，全面提高企业综合素质和竞争力。“海利人”始终坚持“以人为本、科技治厂”的方针，争创一流名牌，一流服务为经营宗旨，推动“海利”产品走向全国，走向世界。

根据业主提供的资料及清洁生产要求，结合我司以往的工程经验，对生产中产生50000m3/h粉尘废气经有效收集后，进行专业处理。

系统设计处理能力：50000m3/h。

系统处理的主要废气排放标准

废气处理设备的位置及排放口位置

排气烟囱的高度按国家及地方标准进行设计：排气烟囱高出周围200m半径范围的建筑物5m以上，不能达到要求排气烟囱，应按照其高度对应排放速率限制50%执行。

粉尘废气的来源及危害

2.1.1、粉尘废气的来源

由于生产工艺流程的需要，在生产过程中不锈钢生产抛光工序产生了含尘废气。

2.1.2、粉尘废气的危害

粉尘中1微米以下的微粒沉降速度慢，在大气中存留时间久，在大气动力作用下能够吹送到很远的地方。所以粉尘的污染往往波及很大区域，甚至成为全球性的问题。粒径在0.1～1微米的颗粒物，与可见光的波长相近，对可见光有很强的散射作用。这是造成大气能见度降低的主要原因。由二氧化硫和氮氧化物化学转化生成的硫酸和硝酸微粒是造成酸雨的主要原因。大量的颗粒物落在植物叶子上影响植物生长，落在建筑物和衣服上能起沾污和腐蚀作用。粒径在3.5微米以下的颗粒物，能被吸入人的支气管和肺泡中并沉积下来，引起或加重呼吸系统的疾病。大气中大量的颗粒物，干扰太阳和地面的辐射，从而对地区性甚至全球性的气候发生影响。

来自欧洲的一项研究称，长期接触空气中的污染颗粒会增加患肺癌的风险，即使颗粒浓度低于法律上限也是如此。另一项报告称，这些颗粒或其他空气污染物短期内还会浓度上升，还会增加患心脏病的风险。欧洲流行病学家发现，肺癌与局部地区的空气污染颗粒有明显的关联。

研究人员还发现，即使污染水平短暂升高——类似城市发出雾霾警告的同时，也会使心力衰竭住院或死亡的风险上升2%—3%。这项研究将这些数据应用于美国，发现如果每立方米空气中的PM2.5减少3.9微克，每年就可以避免近8000例心力衰竭导致的住院治疗。

2.2、粉尘废气处理工艺的比较

生物纳膜

生物纳膜是层间距达到纳米级的双电离层膜，能最大限度增加水分子的延展性，并具有强电荷吸附性；将生物纳膜喷附在物料表面，能吸引和团聚小颗粒粉尘，使其聚合成大颗粒状尘粒，自重增加而沉降；生物纳膜抑尘技术的除尘率最高可达99%以上，平均运行成本为0.05~0.5元/吨。

云雾抑尘

云雾抑尘技术是通过高压离子雾化和超声波雾化，可产生1μm~100μm的超细干雾；超细干雾颗粒细密，充分增加与粉尘颗粒的接触面积，水雾颗粒与粉尘颗粒碰撞并凝聚，形成团聚物，团聚物不断变大变重，直至最后自然沉降，达到消除粉尘的目的；所产生的干雾颗粒，30%~40%粒径在2.5μm以下，对大气细微颗粒污染的防治效果明显。

湿式收尘

湿式收尘技术通过压降来吸收附着粉尘的空气，在离心力以及水与粉尘气体混合的双重作用下除尘；独特的叶轮等关键设计可提供更高的除尘效率。

重力

利用粉尘与气体的比重不同的原理，使扬尘靠本身的重力(重力)从气体中自然沉降下来的净化设备，通常称为沉降室或降生室。它是一种结构简单、体积大、阻力小、易维护、效率低的比较原始的净化设备，只能用于粗净化。重力降尘室的工作原理如下图所示：含尘气体从一侧以水平方向的均匀速度V进入沉降室，尘粒以沉降速度V沉下降，运行t时间后，使尘粒沉降于室底。净化后的气体，从另一侧出口排出。

惯性

惯性除尘器也叫惰性除尘器。它的原理是利用粉尘与气体在运动中惯性力的不同，将粉尘从气体中分离出来。一般都是在含尘气流的前方设置某种形式的障碍物，使气流的方向急剧改变。此时粉尘由于惯性力比气体大得多，尘粒便脱离气流而被分离出来，得到净化的气体在急剧改变方向后排出。这种除尘器结构简单，阻力较小(10-80毫米水柱)，净化效率较低(40-80%)，多用于多段净化时的第一段，净化中的浓缩设备或与其它净化设备配合使用。惯性除尘器以百叶式的最常用。（它适用于净化含有非粘性、非纤维性粉尘的空气，通常与其它种除尘器联合使用组成机组

旋风分离器

工作原理:：含尘气体从入口导入除尘器的外壳和排气管之间，形成旋转向下的外旋流。悬浮于外旋流的粉尘在离心力的作用下移向器壁，并随外旋流转到除尘器下部，由排尘孔排出。净化后的气体形成上升的内旋流并经过排气管排出。

应用范围及特点：旋风除尘器适用于净化大于5~10微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较低（80~160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。

布袋

工作原理：

⑴重力沉降作用——含尘气体进入布袋除尘器时，颗粒大、比重大的粉尘，在重力作用下沉降下来，这和沉降室的作用完全相同。

⑵筛滤作用——当粉尘的颗粒直径较滤料的纤维间的空隙或滤料上粉尘间的间隙大时，粉尘在气流通过时即被阻留下来，此即称为筛滤作用。当滤料上积存粉尘增多时，这种作用就比较显著起来。

⑶惯性力作用——气流通过滤料时，可绕纤维而过，而较大的粉尘颗粒在惯性力的作用下，仍按原方向运动，遂与滤料相撞而被捕获。

⑷热运动作用——质轻体小的粉尘(1微米以下)，随气流运动，非常接近于气流流线，能绕过纤维。但它们在受到作热运动(即布朗运动)的气体分子的碰撞之后，便改变原来的运动方向，这就增加了粉尘与纤维的接触机会，使粉尘能够被捕获。当滤料纤维直径越细，空隙率越小、其捕获率就越高，所以越有利于除尘。

袋式除尘器很久以前就已广泛应用于各个工业部门中，用以捕集非粘结非纤维性的工业粉尘和挥发物，捕获粉尘微粒可达0.1微米。但是，当用它处理含有水蒸汽的气体时，应避免出现结露问题。袋式除尘器具有很高的净化效率，就是捕集细微的粉尘效率也可达99%以上，而且其效率比高。

静电

静电除尘器的工作原理：含有粉尘颗粒的气体，在接有高压直流电源的阴极线(又称电晕极)和接地的阳极板之间所形成的高压电场通过时，由于阴极发生电晕放电、气体被电离，此时，带负电的气体离子，在电场力的作用下，向阳板运动，在运动中与粉尘颗粒相碰，则使尘粒荷以负电，荷电后的尘粒在电场力的作用下，亦向阳极运动，到达阳极后，放出所带的电子，尘粒则沉积于阳极板上，而得到净化的气体排出防尘器外。

2.3、粉尘废气处理工艺的选择

2.3.1、处理工艺的选择

考虑到湿式除尘法对颗粒物废气净化率高，且投资合理，出于方案的简便与资金的节省，所选择的工艺湿式除尘法。工艺流程如下图：

图：粉尘废气处理工艺流程

2.3.2、工艺流程的系统组成

本工艺主要由废气收集系统、引风系统、湿式除尘系统、排气系统构成。

2.3.3、粉尘废气收集与管路系统

粉尘废气收集和管路系统，主要分为粉尘废气收集系统、粉尘废气输送系统以及应急排放和净化后尾气排放系统。

对本废气治理工程，废气由甲方（生产厂家）收集、本工程的废气收集直接从甲方收集后的高压离心风机出口连接。

废气输送采用离心风机，以克服本系统阻力。风机的压头根据净化系统的结构进行确定。

2.3.4、湿式除尘塔净化原理

集气罩－－风机－－进风管道－－湿式除尘塔－－出风帽盖－－排风管

(2)湿式除尘塔工作原理：湿式除尘器是利用高压离心风机的吸力，把含尘气体压到装有一定高度水的水槽中，水浴会把一部分灰尘吸附在水中。经均布分流后，气体从下往上流动，而高压喷头则由上向下喷洒水雾，捕集剩余部分的尘粒。其过滤效率可达85%以上。处理后的废气由风帽和排风管或风机排入大气中。

2.3.5、废气处理设备的放置位置

废气处理设备放置于：生线线一楼，排放口设在楼顶部。

2.3.6、管道设计原则

整体管道设计与生产区的整体规划相结合；

管道上各附件尽量与管道协调统一、美观大方；

管道尽量集中成列，平行敷设；

管道布置力求顺直简短、管道连接处理尽量圆滑以减少阻力。