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1、-3*烧结脱硫烟气“白烟治理案技术中心持续跟踪“白烟治理技术的进展，近期通过与清华大学、亿玮坤、国舜、中兴等科研院校和专业公司进展交流及实地考察，同时总结借鉴我厂2*烧结脱硫烟气“热烟气混合稀释法消除“白烟的探索性试验案，现将3*烧结烟气“白烟治理案汇报如下：1、“热烟气混合稀释法消除“白烟的理论研究：由于没有对2*机烧结脱硫烟气混合前后的温度、湿度、流量以及环冷烟气、余热发电烟气等数据进展专业检测，技术中心根据相关理论知识和2*机白雾治理的实践，总结出以下消除“白烟的理论：空气饱和水含量随着温度和压力而变化，当烟气中的含水量超过大气中的含水量时，就出现“白雾现象，当烟气中的含水量低于大气中的
2、含水量时，就看不到“白雾。在不同温度下1标准大气压下，烟气中的含水量不超过以下数值，则看不到“白烟，详见表1和图1所示：表1 不同温度下1标准大气压下，烟气中最大含水量对照表温度-12022304555657080空气饱和水含量%0.0.381.692.766.611.6320.7628.1855.98大气湿度%909090909090909090烟气中最大含水量%0.120.341.522.485.9410.4718.6825.3650.38注：达钢所处区域，大气湿度设定为90%。图1 不同温度下，烟气中最大含水量曲线图 BA图1说明：图中AB折线为烟气中最大含水量曲线，AB线以下区域看不到
3、“白烟。“白烟是否可见，还与当地大气压力、大气相对湿度、烟气扩散速度、扩散高度、烟气温降差异等诸多因素有关。烟气从烟囱排出与大气接触后，还应考虑有大约515不等的温降。2、3*烧结脱硫烟气根底资料：流量：120万m3/h；温度：55左右；颗粒物：50 mg/m3；SO2：150mg/m3；NO*：80 mg/m3；含水量1620%。含微量重金属。3、治理案：3.1案一：参照2*机治理案，将“白烟引至环冷机烟罩与环冷全部烟气混合取消余热发电3.1.1案简述：根据2*机“白烟治理装置的运行情况，3*机“白烟治理装置中取消脱水塔以及丝网、喷淋和挡板脱水，保存弯管脱水。环冷热烟气全部用于混合“白烟，取
4、消余热发电。采用三通将“白烟引出，管道沿机头电除尘至通汇大道至环冷机旁，沿途设置34个排水点，增压风机设在环冷机旁，分4个支管引入环冷机烟罩，在烟罩混合，经环冷原烟囱排出，因烟气流量增加，环冷烟罩上还需增加2个钢烟囱。工艺流程如图2：三通多级弯管脱水引风机环冷机烟囱水封图2：案一工艺流程图3.1.2配套改造：在3*脱硫烟囱顶部安装6000mm电动蝶阀1个安装绝对标高90m；在3*脱硫烟囱绝对标高38m处3*脱硫吸收塔锥体段与烟囱连接段标高32.15m开，安装6000mm旁通管，安装6000mm电动蝶阀1个。管路走向：从3*脱硫塔接口后，高架管线至筛分楼东侧，经通汇大道至环冷机旁。在环冷机旁布置
5、增压风机1台，预估流量1920000m3/h，全压55006000pa，温度130，风机进口5500*5500mm，出口5000*5000mm。风机出口管道分为4根3000管道分别进入环冷机烟罩，混合后的烟气从环冷烟囱排出。环冷机烟罩上增加2个烟囱，并制作钢构支架。1*、2*烟囱加盲板，切断进入余热发电的烟气。3.1.3投资概算：改造资金共计2019.7万元，详见表2：表2 3*烧结脱硫烟气“白烟治理投资概算案一序号备件名称/工作容规格及型号单位数量资金概算(万元)备 注1电动蝶阀DN6000，配电动执行机构台260制作2增压风机预估流量1920000m3/h，全压55006000pa，温度1
6、30，风机进口5500，出口5000。台13003管道5500*5500，重约900tm约500378单价按4200元/t测算4管道5000*5000，重约165tm10069.35管道3000，重约70tm9029.46脱水塔1000020m，33t，含挡板、丝网、喷淋m2013.86取消7管道支架t约150638增加2个钢烟囱409系统防腐400380元/m210安装费用含制作、吊装、防腐含500t吊车4502500元/t11电气配套费用7012土建费用12013案设计费达钢技术中心牵头设计014不可预见费40合计2019.73.1.4效益分析：该案没有新增经济效益，因余热发电减少发电量造
7、成损失1950万元/年。运行费用1099.17万元/年。相当于全年损失3049.17万元/年，但有社会效益。详见表3：表3 3*烧结脱硫烟气“白烟治理效益测算案一序号名称数量单价金额万元/年1新增经济效益取消余热发电造成的损失-19502运行费用电耗1360万kwh/年0.65元/kwh884维护费用按设备投资4%53.59资金利息按总投资8%161.58小 计1099.173创造的效益造成的损失和每年需要支付的费用合计-1950-1099.17=-3049.17万元/年，消除视觉污染“白烟，有社会效益。3.1.5效果评估：案一完全借鉴2*机“白烟治理的案，3*机脱硫白烟与环冷热烟气进展完全混
8、合。假设环冷风量90万m3/h，平均温度200，水份3%，混合后烟气水份含量约12.7%，温度约110，考虑到烟囱出口温降，烟气温度大约为90105，见图3中a线所示区域。根据图3所示，a线在AB曲线以下，因此案一看不到白烟。aBA图3 方案一效果评估：混合后烟气含水量所在区域示意图 3.1.6优缺点：优点：因为有2*机“白烟治理的成熟案例，该案在视觉上消除“白烟的效果较好。缺点：投资大、运行费用高对余热发电影响大，减少了余热发电的效益。对环冷烟罩有一定的腐蚀，影响烟罩使用寿命。冷凝水对烧结矿质量有一定影响。单纯性地消除了白烟，烟气中附带的颗粒物等有害杂质仍然存在。3.2案二：将“白烟和环冷低
9、温段废气以及余热发电返回废气引至混合塔充分混合后外排3.2.1案简述：采用三通将“白烟引出，在筛分楼外侧傍公路建10m脱水塔含档板、重力脱水，管道沿机头电除尘至通汇大道至环冷机旁，沿途设置34个排水点，在块矿堆场设增压风机和混合塔，分别将“白雾和环冷低温段废气以及余热发电返回废气引入混合塔进展充分混合后，从混合塔塔顶烟囱排放。工艺流程如图4：三通多级弯管脱水引风机1引风机2混合塔及烟囱余热发电烟气水封图4：案二工艺流程图3.2.2配套改造：在3*脱硫烟囱顶部安装6000mm电动蝶阀1个安装绝对标高90m；在3*脱硫烟囱绝对标高38m处3*脱硫吸收塔锥体段与烟囱连接段标高32.15m开，安装60
10、00mm旁通管，安装6000mm电动蝶阀1个。管路走向：从3*脱硫塔接口后，高架管线至筛分楼东侧，经通汇大道至块矿堆场。在块矿堆场布置增压风机2台，预估流量1920000m3/h，全压55006000pa，温度130，风机进口5500*5500mm，出口5000*5000mm。第1台用于3*脱硫烟气增压，第2台用于环冷机烟气增压。块矿堆场处修建混合塔1个，下半部塔体通径12m，高度30m，上半部烟囱通径6m，高度45m。3.2.3投资概算：改造资金共计2359.9万元，详见表4：表4 3*烧结脱硫烟气“白烟治理投资概算案二序号备件名称/工作容规格及型号单位数量资金概算(万元)备 注1电动蝶阀D
11、N6000，配电动执行机构台2602增压风机预估流量1920000m3/h，全压55006000pa，温度130，风机进口5500，出口5000。台26003管道5500*5500，重约900tm约500378单价按4200元/t测算4管道5000*5000，重约165tm10069.35管道3000，重约70tm9029.46脱水塔1000020m，33t，含挡板、丝网、喷淋m2013.86取消7混合塔及烟囱10000，60t25.28管道支架t约150639系统防腐400380元/m210安装费用含制作、吊装、防腐含500t吊车46511电气配套费用7012土建费用15013设计测试费10
12、14不可预见费40合计2359.93.2.4效益分析：该案没有新增经济效益，对余热发电的影响较小，暂不计余热发电减少的发电量，每年运行费用到达2019.27万元。详见表5：表5 3*烧结脱硫烟气“白烟治理效益测算案二序号名称数量单价金额万元/年1新增经济效益02运行费用电耗2720万kwh/年0.65元/kwh1768维护费用按设备投资4%62.48资金利息按总投资8%.79小 计2019.273创造的效益合计0-2019.27=-2019.27万元/年。白烟变淡，不能消除白烟，没有社会效益。3.2.5效果评估：假设环冷低温段废气流量40万m3/h，温度100150，水份3%，3*机脱硫白烟与
13、环冷低温段废气混合后，烟气水份含量约1315%，温度约62，考虑到烟囱出口温降，烟气温度大约为4257，见图5中b线所示区域。根据图5所示，b线在AB曲线以上，因此案二不能消除白烟。bba图5 方案二效果评估：混合后烟气含水量所在区域示意图 3.2.6优缺点：优点：对环冷机、烧结矿质量没有影响。对余热发电的影响较小。烟气混合更加均匀。缺点：投资大、运行费用高。治理“白烟的效果不理想。3.3案三：湿式电除雾器+引环冷低温段废气混合3.3.1案简述：在脱硫塔顶部安装湿式电除雾器，烟气由下往上，含雾滴烟气进入电除雾器去除细微雾滴除雾能力可达6070%，除雾后净化烟气从顶部排出或返回混凝土主烟囱排放，
14、收集的液体及电除雾器冲洗水流入吸收塔。为提高治理“白烟的效果，特别是消除冬天烟囱的可见“白烟，将环冷机低温段废气用引风机引至脱硫塔顶部或混凝土主烟囱混合排放。工艺流程图见图6：温度6070含水66.7%左右湿式脱硫塔静电除尘器烟囱温度4555含水20%左右流量120万m3/h湿式电除雾器温度120150流量200万m3/h烧结机烟气温度100150含水3%左右流量4080万m3/h引风机1引风机2环冷机低温段烟气温度4555含水8%左右图6：案三工艺流程图3.3.2湿式电除雾器除雾机理：湿式电除雾器是高效气液别离湿法设备，捕集烟气中微米和亚微米级微粒，确保烟气中水雾、粉尘达标排放。工作原理：通
15、过静电控制装置和直流高压发生装置，将交流电变成直流电送至除雾装置中，在电晕线阴极和酸雾捕集极板阳极之间形成强大的电场，使空气分子被电离，瞬间产生大量的电子和正、负离子，这些电子和离子在电场力的作用下作定向运动，构成捕集烟雾的媒介。同时使酸雾微粒荷电，这些荷电的酸雾粒子在电场力的作用下，作定向运动，抵到达捕集酸雾的阳极管上。之后，荷电粒子在极板上释放电子，失去电荷后的酸雾颗粒在重力作用下顺沉淀极壁流向电除雾器底部，这样就到达了净化雾滴的目的。3.3.3湿式电除雾器治理目标：在进口烟气粉尘颗粒浓度不高于300mg/Nm3情况下，电除雾器出口细微粉尘颗粒不高于30mg/Nm3；脱除效率不低于90%。
16、在进口烟气雾滴浓度不高于750mg/m3情况下，电除雾器出口烟气中雾滴不高于70mg/m3。烟囱出口视觉无明显白雾冬季因温差原因或气压较低的情况下，可能会有局部白烟。脱除效率不低于90%。3.3.4改造容及改造步骤：第一步：在脱硫塔顶增设电除雾器。脱硫塔烟囱移至电除雾器顶部，或者取消烟囱，烟气引回原水泥烟囱排放。烟气含水量降低至大约8%，视“白烟治理效果确定是否实施第二步。第二步备选：增设一台引风机，将环冷机低温段部份废气引至电除雾器烟囱处混合排放。废气流量40万m3/h，温度100150，含水量3%。混合后烟气含水量降低至大约6.75%，视“白烟治理效果确定是否实施第三步。第三步备选：再增设
17、一台引风机，将环冷机低温段另一部份废气或余热发电返回废气引至电除雾器烟囱处混合排放。废气流量40万m3/h，温度100150，含水量3%。混合后烟气含水量降低至大约6%，可以到达全年大部份时间烟囱无“白烟的治理效果。3.3.5投资概算：第一步共计需建立资金1504万元；第二步备选增加943.71万元，共计需2447.71万元；第三步备选再增加740.71万元，共计需3188.42万元。详见表6：表6 湿式电除雾器+引环冷低温段废气混合法治理案投资概算序号名 称规格型号单位数量单价万元总 价万元第一步：增设电除雾器1主机电除尘雾器本体BDW2016-350-6.0，外形：14.514.57m，截
18、面积213.7m2，重量280t，压力降1200pa台1121512152配套电气及外部配套件套146463电气开关、继电器等电器原件套1884英管套40.31.25电加热器根80.020.166阴极线根2000.9.67高压瓷瓶件20.400.88测温铂电阻支40.030.129视镜玻璃块40.030.1210运输保险费3211技术资料、效劳费612安装、调试费3513土建费150小计1504累计1504第二步：引环冷低温段废气40万m3/h与脱硫烟气混合备选1高温电动调节蝶阀DN3000，温度250,配电动执行机构台215302风机进口管道3020*10，外部加筋，104.02tm1404
19、3.693风机进口管道3020*10，外部加筋，222.9tm30093.624风机出口管道3020*10，外部加筋，111.45tm15046.815管道支架t约150636增压风机流量480000m3/h，全压6000pa，温度130，风机进口3000，出口3000，含伸缩节、风门等，配电机700KW，10KV套1807耐磨耐腐电动蝶阀DN3000，阀板采用不锈钢，阀体衬胶，配电动执行机构台1208安装费用含制作、吊装含500t吊车267.099电气配套费用7010管道外部保温厚度80mmm350079.511土建费用10012设计测试费1013不可预见费40小计新增943.71累计第一步
20、+第二步2447.71第三步：再增设一台风机，引环冷另一部份废气40万m3/h与脱硫烟气混合备选1高温电动调节蝶阀DN3000，温度250,配电动执行机构台215302风机进口管道3020*10，外部加筋，104.02tm14043.693风机进口管道3020*10，外部加筋，222.9tm30093.624风机出口管道3020*10，外部加筋，111.45tm15046.815增压风机流量480000m3/h，全压6000pa，温度130，风机进口3000，出口3000，含伸缩节、风门等，配电机700KW，10KV套1806耐磨耐腐电动蝶阀DN3000，阀板采用不锈钢，阀体衬胶，配电动执行机
21、构台1207安装费用含制作、吊装含500t吊车267.098电气配套费用409管道外部保温厚度80mmm350079.510不可预见费40小计新增740.71累计第一步+第二步+第三步3188.422.3.5效益分析：该案没有新增经济效益，创造的效益为社会效益。第一步电除雾器运行费用207.24万元/年，第一步+第二步累计运行费用到达662.48万元/年，第一步+第二步+第三步累计运行费用到达1098.3万元/年。详见表7：表7湿式电除雾器+引环冷低温段废气混合法治理案效益测算序号名称数量单价金额万元/年1新增经济效益02运行费用电耗第一步：240万kwh/年第二步：新增560，累计800万k
22、wh/年第三步：新增560，累计1360万kwh/年0.65元/kwh第一步：第二步：新增364累计520第三步：新增364累计884水耗5475t/年1元/t0.55维护费用按设备投资4%第一步：51.24第二步：新增15.74，累计66.98第三步：新增12.56，累计79.54资金利息第一步：乙可垫资第二步：按总投资8%第三步：按总投资8%第一步：暂不计第二步：新增75.5，累计75.5第三步：新增59.26，累计134.76小计第一步：207.24第二步：新增455.24，累计662.48第三步：新增435.82，累计1098.33创造的效益消除视觉污染“白烟，有社会效益效果评估：电除
23、雾器在电力行业实际业绩较多，消除白雾效果也较好，但在烧结行业仅有日照、横采用，日照效果不理想，横还未投用。但是设计单位中兴承诺能够到达消除“白烟的效果并可垫资建立。为确保效果，借鉴2*机白雾治理的“热烟气混合稀释法将环冷低温段废气引过来混合稀释，能够弥补电除雾器可能存在的缺乏。案三第一步，电除雾器脱除水雾的能力按6070%计算，可实现出口烟气含水量4.88%，温度4555，见图7中c所示区域；案三第二步，假设环冷低温段废气流量40万m3/h，温度100150，水份3%，3*机脱硫白烟与环冷低温段废气混合后，烟气水份含量约6.75%，温度约5565，见图7中d线所示区域；案三第三步，假设再引环冷
24、低温废气流量40万m3/h与3*机脱硫白烟混合后，烟气水份含量约6%，温度约6575，见图7中e线所示区域。根据图7所示， c区域与AB线相交，当烟气原始含水量低于16%，电除雾器除水能力高于70%时，可消除白烟；当烟气原始含水量增大或电除雾器除水能力缺乏时，不能消除白烟。而d线、e线均在AB线以下。因此案三第一步在一定条件下可以消除白烟，第二步和第三步可确保消除白烟。edcBA图7 方案三效果评估：混合后烟气含水量所在区域示意图 2.3.7优缺点：优点：不影响余热发电，不影响烧结设备及烧结矿质量；除了能够解决“白烟问题外，对烟气中的微尘、重金属有一定的深层净化作用，能够到达新的环保指标的要求
25、。电除雾器由设计单位垫资建立并保证效果。根据效果可分步骤实施，降低投资费用。运行费用低、占地面积小。缺点：没有经济效益，仅有社会效益。3、治理装置仅在冬季运行的费用：为了节约运行费用，根据“白烟夏季较淡，冬季较明显的特点，“白烟治理装置仅在冬季1月、2月、3月、11月、12月运行，则运行费用可大幅减少。“白烟治理装置仅在冬季运行的效益测算见表8。表8 3*烧结脱硫烟气“白烟治理装置冬季运行费用比较万元/年序号名称案一案二案三仅冬季运行仅冬季运行仅冬季运行第一步第二步新增第三步新增第一步+第二步累计第一步+第二步+第三步累计1新增经济效益取消余热发电造成的损失-812.50000002运行费用电
26、耗368.3736.765151.7151.7216.7368.4水耗000.23000.230.23维护费用53.5962.4851.2415.7412.5666.9879.54资金利息161.58.79暂不计75.559.2675.5134.76小 计583.47987.97116.47242.94223.52359.41582.933创造的效益造成的损失和每年需要支付的费用合计-1395.97-987.97-116.47-242.94-223.52-359.41-582.934、案比较：案三投资最大为3188.42万元，但案三第一步投资较低，为1504万元，比案一总投资低515.7万元，
27、比案二总投资低855.9万元。案三第一步+第二步总投资累计2447.71万元，比案一总投资高428.01万元，比案二总投资高87.81万元。但案一和案二运行费用都很高，案三较低。为了节约运行费用，“白烟治理装置如果仅在冬季1月、2月、3月、11月、12月运行，案一和案二的运行费用仍分别高达1395.97万元/年和987.97万元/年。案三第一步冬季运行费用为116.47万元/年，第一步+第二步冬季运行费用为359.41万元/年。案一对余热发电影响较大，造成发电量减少而损失1950万元/年，案二对余热发电影响较小，案三的第一步对余热发电没有影响，第二步和第三步对余热发电影响也极小。案一和案三治理
28、效果较明确，案二目前尚不能确定效果，需要对有关数据进展实测计算后才能确定。案三在资金上有一定优势，设计单位可以先垫资建立，设备运行正常并到达治理效果后再付款。案三对烟气中的微尘、重金属有一定的深层净化作用，能够满足新的环保指标的要求。因此，案三比案一、案二更加经济、合理，且效果明确。案比较详见表8：. z.-表8 3*烧结脱硫烟气“白烟治理案比较序号工程名称案一案二案三参照2*机治理案，白烟引至环冷机烟罩处与全部热烟气混合取消余热发电另建混合塔，白烟与环冷低温段废气混合后外排不影响余热发电湿式电除雾+环冷低温段废气混合第一步第二步备选第三步备选第一步+第二步第一步+第二步+第三步1主要设备、设
29、施1台引风机，6m管道1套2台引风机，混合塔、6m管道2套湿式电除雾器1台引风机，3m管道1套1台引风机，3m管道1套湿式电除雾器，1台引风机，3m管道1套湿式电除雾器，2台引风机，3m管道2套2投资概算2019.7万元2359.9万元1504万元943.71万元740.71万元2447.71万元3188.42万元3运行费用冬季1395.97万元/年含余热发电的损失812.5万元/年987.97万元/年116.47万元/年242.94万元/年223.52万元/年359.41万元/年582.93万元/年4消除白烟效果完全消除白烟消除白烟的效果不确定白烟变淡，夏季根本可以消除白烟，冬季时白烟不能完
30、全消除。-根本消除白烟。完全消除白烟。5建立工期6个月6个月6个月-12个月15个月6优 点在视觉上消除“白烟的效果好。可以到达与2*机“白烟治理同样的效果。对环冷机、烧结矿质量没有影响。对余热发电的影响较小。烟气混合更加均匀。占地面积大。不影响余热发电和烧结矿质量；除了能够解决“白雾问题外，对烟气中的微尘、重金属有一定的深层净化作用，能够到达新的环保指标的要求。电除雾器由设计单位垫资建立并保证效果。为了降低投资费用，可根据效果分步骤实施。运行费用低、占地面积小。不产生大量废水。7缺 点运行费用高对余热发电影响大，减少了余热发电的效益。对环冷烟罩有一定的腐蚀，影响烟罩使用寿命。冷凝水对烧结矿质
31、量有一定影响。产生大量废水。占地面积大。没有经济效益。治理“白烟的效果尚不确定。运行费用高。产生大量废水。占地面积大。没有经济效益。 投资大。工期较长，施工期间对原装置运行有影响。没有经济效益。. z.-另外，清华大学教授推荐了“活性炭+电除雾器法。活性炭法具有优良的脱硫、脱硝及除去二恶英等有害物质的作用，属干法脱硫工艺，不产生白烟，副产品可制硫酸。是目前世界公认的环保型脱硫脱硝工艺。但由于投资极大、运行费用高，我国仅钢铁厂450烧结机建立了活性炭脱硫脱硝装置，投资8亿。4、结论：建议实施案三。案三运行费用较低，对发电无影响，对烧结无影响，不产生大量废水，对烟气中的微尘、重金属有一定的深层净化作用。案三第一步投资最省，且设计单位能够垫资建立并保证效果，在目前烧结湿法脱硫烟气“无烟化尚无更好技术的情况下，建议分步骤优先实施案三第一步，视“白烟治理效果确定是否实施第二步。. z.
