焦化粉尘治理施工设计

'1.总论1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人项目名称：焦化粉尘治理项目主办单位：石家庄新世纪煤化实业集团有限公司企业性质：股份制法人代表：范拴虎1.2承办单位概况石家庄新世纪煤化实业集团有限公司是一家资源综合利用型、经济循环发展式的综合性民生企业。始建于1969年12月，于2000年9月由国有企业转制为民营股份制企业。现有员工800人，占地面积500亩，销售收入12亿元，位于河北省石家庄矿区工业园区。公司秉承“发展企业，造福一方”的宗旨，以保障民生为责任，以技术创新为支撑，以资源高效利用为导向，在严格执行国家环保政策的基础上，坚持依托焦化主业，延长煤化工产业链，大力发展循环经济，与上下游客户形成稳固的战略合作联盟，打造了区别于业内其他企业的循环经济产业链。公司历经40余年的建设发展，现已成为集洗煤、炼焦、化工、热电、城市燃气和供热生产、供应及管理为一体的循环经济产业链条。是矿区城市民用燃气气源厂和冬季供热热源厂。被誉为当地的老牌民生企业和循环经济示范企业。公司以煤炭为原料，炼焦为基础，燃气为纽带，精细化工为增量，构建了资源整合、产品细分、技术领先、环保民生四个差异化盈利模式，做到了资源利用科学化与资源利用价值最大化。现有年生产能力100万吨的洗煤生产线和自备铁路专用线；年生产能力99万吨的焦炉及配套的化工产品回收系统；年加工粗苯能力5万吨的目前国内最先进的苯萃取精馏生产线；装机容量7.5MW的自备电站；辐射全部城区及周边农村新民居的燃气储配站。主要产品有精煤、焦炭、焦油、燃气、粗苯、纯苯、甲苯、二甲苯、噻吩等。多年来，公司一直注重传统文化的传承和教育，用企业文化提升企业核心竞争力。凝聚形成了“一人工作在焦化，全家都是焦化人”、“不孝敬父母的人就不是焦化人”的核心理念；确立了“忠孝、担当、宽容、互助”的做人准则；“严谨、规范、务实、有效”的工作标准；“学习、进步、朴素勤俭、”的工作作风；“没有任何借口”的行为准则，“发展企业，造福一方”27 的企业宗旨。文化的延伸使企业的核心竞争力更具有延展性，达到了建设队伍、提升管理、塑造形象的目的。近年来，企业获河北省劳动关系和谐企业、省诚信企业、省首届百家知名民营企业、省园林式企业、省首批产业集群龙头企业、省先进集体、省中小企业质量管理示范企业、省AAA级客户资信等级、石家庄市最具社会责任企业特别大奖、市百强企业、市节能工作先进单位等荣誉称号，2001年通过ISO9001质量体系认证，连年获区(县)级考核优胜单位。公司党总支书记、董事长兼总经理范拴虎同志，现任河北省工商联常委、石家庄市工商联副主席，当选河北省第十届、十一届人大代表、石家庄市第十三届人大代表，是29届北京奥运会火炬手。先后获省劳动模范、省优秀企业家、省优秀民营企业家、省光彩之星、市有突出贡献的中青年专家、市管资深专业技术拔尖人才等荣誉称号。1.3编制原则本方案遵循和贯彻国家有关部门的政策和法规，积极贯彻落实有关环境保护的战略决策，最大限度减少“三废”排放，使企业获得最佳效益。1)在采用先进、成熟、可靠的生产工艺技术与创新相结合，保证安全生产和产品质量。2)认真贯彻可持续发展战略，严格执行国家关于环境保护和劳动保护的法规和要求。3)贯彻节能方针，充分利用现有的资源优势，合理配置，在满足生产工艺要求的前提下，节约资金降低工程造价。4)总平面布置，以流程顺畅、紧凑布局为宗旨，合理布局，缩短物流输送距离，尽量减少占地面积及工程土方量。5)提高生产装置的自动化控制水平和机械化运输水平。1.4编制依据《采暖通风与空气调节设计规范》(GB19-87)(2012新版)《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)《关于推行清洁生产的若干意见》(国家环保总局环控[1997]0232号)《河北省大气污染防治条例》1.5项目提出的背景27 人口、资源、环境成为新世纪的三大主题，未来社会与经济的发展，将给以消耗资源、能源为代价，承受巨大环境压力的传统制造业提出更高的要求。降低能源消耗，提高能源利用率，减少环境污染以及节约有限资源是当今人们所面临的一个十分重要而紧迫的问题。公司自建成投产以来，为国家生产了大量工业原料，对国家和地方经济的发展做出了贡献。但因建厂初期，环保设施有缺陷，造成整个生产过程中产生的大量粉尘、废气等污染物无序排放，对周围环境造成了污染和破坏，为了企业的生存发展，为了工人和居民的身体健康，为了造福子孙后代，如何彻底治理焦化粉尘污染已成为各焦化厂刻不容缓的环保课题。1.6项目实施的必要性随着国家环境管理力度不断加大，焦化行业排污费征收额度逐年提高，石家庄新世纪煤化实业集团有限公司积极响应国家和河北省有关环保产业政策，领导层在组织正常生产的同时对焦炉产生污染源的除尘治理给予了极大的关注，主要包括以下三个方面：1)备煤工序的精煤破碎、转运过程产生的大量颗粒物粉尘；2)焦炉在装煤过程中由于采用侧装捣固装煤，装煤时大炉门密封不严，产生大量的烟尘和SO2等有害物质，而且缺少有效的环保措施，污染周围环境；焦炉炉顶的炉口在装煤过程打开，有大量的荒煤气排到大气中；并且，推焦过程中红焦遇空气燃烧产生的烟尘也没有采取有效治理措施；3)筛贮焦工序的颗粒物粉尘及废气等污染物的排放。因此，对本企业的焦炉生产系统进行净化处理，是环境保护的必要措施,故公司决定进行焦化粉尘治理。1.7研究范围本项目建议书的主要研究范围是：根据石家庄市井陉矿区的自然气候条件，在充分考虑炼焦生产过程排出的烟尘、粉尘和气态污染物的特性以及现有除尘净化技术的适应性的基础上，对公司焦炉烟气粉尘及备煤、筛贮焦工序粉尘的治理项目提出切实可行的技术方案。以确保现有生产设备全部实现连续稳定运行，烟气粉尘主要特征污染物实现稳定达标排放。本可研的重点是论证项目的工艺技术方案，做出项目的投资估算，进行项目的效益分析。1.8研究工作概况本项目建议书编制工作开始于2015年8月，主要工作阶段划分如下：27 1)基础调查石家庄新世纪煤化实业集团有限公司有关环保技术人员对本公司99万吨/年焦炉备煤、装煤、出焦、储运焦生产运行情况进行了摸底调查，明确了目前运行存在的主要问题。这些问题可归纳为：a.备煤过程中精煤在破碎时无收集设施，产生大量颗粒物粉尘；b.装煤过程中大炉门无密封设施，产生大量烟尘及有害物质；c.焦炉顶部炉口在装煤过程中为开放式，产生大量的烟气；e.所排废气中含有大量的BSO、BaP及煤焦油等有机物，现有治理技术很难使之净化完全；f.在调查中还发现，装煤烟尘中含有大量碳黑和少量的焦油，冷却后极易形成粘稠状物质。气速低时将造成集气管堵塞现象，在工艺选择时应特别引起注意；g.筛焦过程中焦炭筛分破碎无收集设施，产生大量颗粒物粉尘。2)工艺设备考察、调研摸清基本情况，找出现存主要问题后，公司有关部门技术人员进行认真调研。对焦化企业目前采用的烟气粉尘净化设施进行多方面的技术、经济比较，获得了一些先进工艺、设备的运行资料，加深了感性认识，为本项目工艺路线的确定和设备的选型打下了良好的基础。3)技术方案的确定在充分调查研究的基础上，本着技术可靠、投资省、运行费用低、便于维护的原则，初步确定：a.精煤破碎及焦炭筛分破碎分别设置布袋式脉冲除尘器一套，对粉尘进行收集；b.焦炉装煤出焦采用两座焦炉配置两台装煤除尘导烟车、两套机侧大炉门密封装置、两套高压氨水系统、炉顶除尘孔水密封装置两套、对原有集气管压力平衡装置在原有基础上进行更新；c.地面除尘站选用脉冲长袋除尘器一套。1.9可行性研究结论1.9.1研究结论及主要技术经济指标27 在前期较广泛的讨论、调研和考察基础上，对工艺路线参数及经济指标进行了论证，最终确定技术工艺路线为：精煤破碎及焦炭筛分破碎采用布袋式脉冲除尘器各一套，两座焦炉配置两台装煤除尘导烟车、两套机侧大炉门密封装置、两套高压氨水系统、炉顶除尘孔水密封装置两套系统，地面除尘站选用脉冲长袋除尘器一套用于焦炉生产过程烟气粉尘的技术治理思路。项目治理完成后，可使公司99万吨/年焦炉在生产过程中产生的烟气粉尘全部得到有效捕集和高效净化。烟气中颗粒物排放浓度下降到30mg/m3以下，BaP排放浓度下降到0.003mg/m3以下，SO2下降到50mg/m3以下,全部达到国家污染物排放标准。减少烟尘排放量十分显著，同时可回收大量的焦粉煤粉作为燃料使用。工程建成投入运转后，可实现，颗粒物减少排放量1188t/a，BaP减少排放量1.05t/a，大大减轻了对周围环境的污染。本技术方案的实施与现有国内外相关技术比较具有投资省、动力消耗低、运行管理简单、净化效率高等优点。同时还保证了焦炉的稳定生产，使企业适应环境的能力得到加强。综上所诉，本项目的环境、社会效益显著。1.9.2资金来源、投资构成及主要经济指标a.资金来源本项目总投资1767万元，拟申请银行贷款1000万元，剩余部分企业自筹。b.投资构成设备及工器具购置费、建筑安装工程费、其它费用、建设期贷款利息、流动资金等，其中，其他费用包含设计费、环境评估费用、安全评价费用、不可预见费等。c.主要经济评价指标表1-1主要经济指标序号指标名称单位指标备注一生产规模冶金焦t/a99万吨已形成能力节约标煤t/a1380按每年回收煤粉、焦粉折算操作时间h/a8000二动力消耗电kwh/a1.84x106蒸汽t/a300水t/a1100压缩空气m3/a1×10527 三建筑面积m2834四劳动定员人8五总投资万元1767其中：固定资产投资万元1757铺底流动资金万元10六财务指标年销售收入万元62.10按节约标煤计算年成本费用万元155.912.现有工程基本情况及治理工程实施条件2.1现有工程基本情况2.1.1项目地理位置井陉矿区位于河北省的中南部，太行山的东麓，石家庄市西50km处。地理位置为东经113°58′～114°06′，北纬37°59′～38°08′之间。矿区四周低山丘陵环绕，中间为盆地，属石质丘陵山区，矿区四周均与井陉县接壤。石家庄新世纪煤化实业集团有限公司位于石家庄市井陉矿区工业区内，本工程在现有厂区内建设，不新增占地。2.1.2烟气治理现状a.备煤精煤破碎及焦炭筛分破碎粉尘无捕集设施；b.在装煤过程中，由于采用侧装捣固装煤，装煤时从炉门及炉顶处产生大量的烟尘和SO2等有害物质，而且没有有效的环保措施，污染周围环境；焦炉炉顶的炉口在装煤过程中打开和燃烧，有大量的荒煤气排到大气中；2.2治理工程实施条件2.2.1自然条件2.2.1.1地形地貌井陉矿区地形特点是西北高东南低，西部为低山丘陵区，属太行山余脉，山峦起伏叠嶂，基岩裸露陡峭，沟谷发育成熟，绝对高程300～500m，东部为山前冲洪积平原，地势开阔平坦。27 井陉矿区的地质单元主要属太行山东麓山前倾斜平原中的滹沱河冲积扇，地层为滹沱河漫滩沉积物，主要沉积物有粉土及砂类土，自上而下，粉土厚1.3～3.6m，细砂厚0.4～4.7m，中砂厚2～7.5m，粗砂大于1.5m。2.2.1.2气候气象井陉矿区位于我国大陆东部中纬度地带，属暖温带半湿润大陆性季风气候，四季分明，春季干燥多风、夏季湿润多雨、秋季天高气爽、冬季寒冷干燥。年平均气温12.9℃，极端最高气温41℃，最低气温-16.8℃。年平均降水量523.2mm，年日照时数2709h。当地常年主导风向为SW风，频率为9.55%，次主导风向为NE风和SSW风，频率均为7.32%，夏季主导风向为E风，其他季节均为SW风；当地静风频率为34.34%，静风频率较高。年平均风速1.66m/s，最大风速季节春季平均风速为2.34m/s。2.2.2场地及公用工程1)场地根据厂区现有情况综合考虑，本技术方案主要净化设施置于厂区焦炉焦侧空地处，精煤破碎粉尘治理设施设在破碎楼内，筛贮焦粉尘治理设施设在筛焦楼内。2)公用工程现有公用工程的容量均有富裕，可满足本次治理工程的需要。因此，本次工程不再新增公用工程设施。3.治理工程技术方案3.1方案特点1)焦炉上四种烟气都在控制范围内:a.出焦时产生的烟气;b.焦侧炉门附近溢出和升腾的烟气;c.装煤时炉顶放散孔溢出的烟气;e.装煤时机侧炉门溢出的烟气;2)备煤精煤破碎及焦炭筛分破碎转运集尘捕集有特殊设计，使捕集率达到95%以上，所用风量在最经济范围，运行成本低，投资低。3)采用全干法除尘，排放浓度＜30mg/m3，除尘率≥99%。27 4)采用最先进的工艺和技术，使二次污染降到最低，运行平稳，减少维修，降低总装机容量。5)整个控制操作系统自动化程度高，动作灵敏可靠，操作简单。3.2主要内容1)在备煤工序精煤破碎机处及筛贮焦工序焦炭分级筛、破碎机处各采用一套布袋式除尘器，用于煤粉及焦粉的治理；2)在焦炉炉顶增加导烟车，采用H型导烟管加水密封的装置将装煤产生的烟气导入结焦末期的相临炭化室；通过高压氨水喷射产生的负压进入集气管系统，用于装煤过程的烟气治理；3)新增大炉门框密封装置，用于装煤过程烟气治理；4)采用地面站净化系统，用于装煤过程炉头烟气和推焦过程的烟气捕集和净化。3.3基本要求1)彻底治理焦炉生产过程中产生的烟气粉尘，实现达标排放。2)确保生产及治理设施的长期稳定运行，实现焦炉烟气粉尘达标排放和满足清洁尘产的要求。3)满足化产对焦炉煤气质量的要求。3.4治理工程设计基本参数的确定3.4.1设计标准要求精煤破碎、焦炭筛分、破碎、转运、焦炉炉顶烟气颗粒物、BSO、BaP的无组织排放，应满足GB16171-2012《炼焦化学工业污染物排放标准》表6中标准，标准值见表3-1。表3-1炼焦化学工业污染物排放标准单位：mg／m3污染物排放环节颗粒物二氧化硫苯并[a]芘精煤破碎、焦炭破碎、筛分及转运30----装煤501000.3ug/m3推焦50503.4.2烟气粉尘主要参数1)备煤工序精煤破碎粉尘粉碎时颗粒物产生速率：36kg/h27 颗粒物产生浓度：3.0g/m3废气排放量：12000m3/h2)筛焦工序焦炭筛分破碎粉尘粉碎筛分时颗粒物产生速率：19kg/h颗粒物产生浓度：1.3g/m3废气排放量：13000m3/h3)荒煤气主要参数干煤气：30073Nm3/h;焦油：100g/Nm3粗苯：30.49g/Nm3硫化氢：4.06g/Nm3氰化氢：1.56g/Nm3氨：8.41g/Nm3萘：9.94g/Nm34)废气污染物排放量表3-2废气污染物排放量序号污染源名称组成及特性数据排放1装煤烟气颗粒物:1.8-3.2kg/hBaP:0.281kg/hSO2:0.0373kg/hBSO:1.02kg/h间断2推焦烟气颗粒物:0.7-1.2kg/hBaP:0.0075kg/hSO2:0.028kg/hBSO:1.27kg/h间断3炉顶逸散颗粒物:0.82kg/hBaP:0.0039kg/hSO2:0.032kg/hBSO:1.024kg/h间断4炉门逸散颗粒物:1.024kg/hBaP:0.0075kg/hSO2:0.028kg/hBSO:1.262kg/h间断3.4.3烟气治理设施净化效率的确定装煤推焦过程中，颗粒物的浓度大约在1500～5000mg/m3之间，初始浓度较高，尤其装煤颗粒物碳黑含量较大，不宜去除。装煤过程中，BaP的浓度约0.281kg/h；推焦过程中，BaP的浓度约0.0075kg/h；要达到本项目确定的污染物排放二级标准要求，最终确定的烟气净化设施净化效率为：装煤烟气捕集效率大于95%。27 3.4.4治理工程烟气粉尘净化设施选取原则及工艺流程1)精煤破碎及焦炭筛分破碎设施选取原则粉尘的治理以除尘器为主，除尘器的种类很多，但除尘效率能达到98%以上的只有电除尘器和布袋式除尘器，电除尘器投资大，运行费用高，不适合焦化厂使用。布袋式除尘器投资不大，操作简单，还可回收那些比电阻高度粉尘，动力消耗低，回收后的粉尘便于综合利用，故本工程选用布袋式除尘器。2)装煤过程烟气净化工艺选取原则及工艺流程a净化工艺选取原则针对装煤过程中排放的烟尘及气态污染物，目前国内外主要采用的净化技术有：夏尔克侧吸管集气、高压氨水喷射并结合顺序装煤技术；燃烧法干式地面站技术；非燃烧法干式地面站技术；车载式非燃烧法干式净化技术；燃烧法湿式地面站净化技术等。方案比较见表3-3表3—3国内现行装煤烟尘治理技术与本方案比较工艺名称12345U型导烟管净化系统地面站洗涤净化除尘系统地面站干式净化除尘系统烟尘不燃烧的地面站干式除尘系统装煤车上带燃烧、洗涤、文丘里净化的除尘系统技术特征装煤车采用侧吸管将烟尘排入相邻炭化室装煤车上烟尘燃烧、洗涤，地面站用两级文丘里净化，配套水处理站装煤车上烟尘燃烧不洗涤，地面站用袋式除尘器装煤车上烟尘不燃烧、不洗涤，地面站用袋式除尘器装煤车上烟尘燃烧、洗涤，车上一级高效文丘里洗涤净化器除尘效果烟气捕集效率98%，烟尘与Bap在相邻炉室高温燃烧，处理效率为100%，保证达标排放烟气捕集效率80～90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜0.3×10-3mg/m3,处理效果好烟气捕集效率90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜0.3×10-3mg/m3,处理效果好烟气捕集效率80～90%，颗粒物排放浓度＜50mg/m3,Bap排放浓度＜30×10-3mg/m3,不能保证BaP排放浓度达标烟气捕集效率70-85%，颗粒物排放浓度100～200mg/m3,Bap排放浓度＜0.5×10-3mg/m3,不能保证颗粒物、Bap排放浓度达标投资600万元/套2100万元/套2000万元/套1800万元/套1000万元/套运行费用低高高高较低操作管理容易有难度有难度有难度有一定难度适用范围大中型焦炉大中型焦炉大中型焦炉大中型焦炉中小型焦炉及捣固侧装焦炉应用情况阳光焦化厂宝钢二期本钢1#2#焦炉山焦二期厂、太钢焦炉梅山焦化厂、山西东盛焦化厂27 通过方案的比较，本着技术可靠、投资省、运行费用低、便于维护的原则。初步确定了在装煤时采用导烟车设置侧吸管集气系统。b净化工艺流程3)装煤过程大炉门密封及工艺流程装煤时，机侧大炉门处于打开状态，在煤饼送入炭化室过程中，炭化室的温度很高，当有一定湿度的煤饼送入炭化室时，就会迅速产生大量水蒸汽和烟气。导烟车要把此炭化室的烟导至相邻的结焦后期的炭化室中，由于煤饼与焦炉炉门之间有一定距离，烟气以及水蒸汽就会携带大量的烟尘以及有害物质从缝隙中冒出来，因此，确定要配套大炉门框密封装置。炉门密封的工艺流程为：3.5方案的提出本方案是根据现有生产工艺流程及设备特征、场地情况并结合自身技术特点提出的，现详述如下：3.5.1出焦烟气处理方案赤热的红焦从炭化室推出后，发生破裂，并在空气中燃烧，产生大量的阵发性烟气。这部分烟气含焦尘量大。大部分烟气由熄焦车内升腾而上，由随拦焦车一起移动的大型吸烟罩捕集，另一部分烟气，沿炉门上升，由设置在拦焦车上与炉门顶部相配形的吸风罩捕集，通过专门加设的小风机送入大型吸烟罩顶部，保证出焦时产生的阵发性烟气95%以上被捕集。拦焦机二次对位后，位于移动小车与大型吸烟罩之间的切换阀开启(另一个切换阀关闭)，同时向地面除尘系统发出无线电讯号，通风机由变频器控制开始由低速向高速运行。然后推焦杆进行推焦，出焦时产生的大量阵发性烟尘，在热浮力及风机的作用下收入设置在拦焦机上的大型吸烟罩；炉门口顶部逸散的烟尘由炉门顶侧吸风罩通过小风机吸入，送入拦焦吸烟罩出口处。此两股烟尘经移动通风小车送入27 皮带密封通风槽，由通风槽送入蓄热式冷却器冷却并进行粗分离，经袋式除尘器最终净化后，由风机经排气筒排入大气。出焦结束后，地面除尘系统接受无线电讯号，地面站主风机转入低速运行，侧吸小风机停止转动。这样一次出焦除尘结束。3.5.2出焦除尘由三部分组成第一部分是收集部分，即固定在拦焦车上并随拦焦车一起移动的大型吸烟罩和炉门顶侧吸风罩风机系统。第二部分是转送部分，负责将烟气由集尘罩送到地面除尘站，即移动通风小车、切换阀和移动通风槽以及与地面站导通的连接管道。第三部分是烟尘净化部分，即设置于地面将烟气进行冷却熄火、净化的最终设备--地面除尘站，包括蓄热式冷却器、脉冲袋式除尘器、通风机组、消声器、排气筒以及输灰系统等。3.5.3出焦除尘工艺流程图27 3.5.4技术参数处理烟气量：～230000m3/h其中焦侧炉顶收尘风量～30000m3/h烟气温度：120℃系统阻力(800℃时)：6000Pa烟气入口浓度：～12g/m3(max)烟气出口浓度：≤30mg/m3出焦时间：～1min烟气捕集率≥95%烟气净化率≥99.5%3.5.5主要设备选型3.5.5.1风机机组（利用旧有设备）1)主风机型号：G4-73数量：1台流量：160000～320000m3/h风压：4200～5800Pa转速：960r/min小风机型号：4-72No10C数量：1台风量：30000m3/h全压：800Pa转速：800r/min2)主电机：YKK5005-6功率：560KW电压：10KV防护等级：IP44小电机：Y160M-4功率：11KW电压：380V27 3.5.5.2除尘器型号：MC3280型处理风量：230000m3/h过滤面积：3280m2；双排布置，共8室过滤风速：＜1.2m/min工作温度：＜120℃滤袋规格：Ø160×4500mm设备阻力：＜1800Pa设备耐负压：＜6000Pa3.5.5.3灭火式冷却器包括箱体、灰斗、冷却板、进出风管、卸灰装置。具有火花捕集、冷却、预除尘三种功能。烟尘进入冷却器中，通过冷却板组，在惯性碰撞和重力作用下，烟气中的大颗粒和带火星的物质直接进入灰斗，烟气在冷却板作用下温度降低，从而保证了除尘器的正常使用。一个除尘过程结束后，风机低速运行，外部空气进入冷却器中，冷却板的温度得到降低，使除尘器保持一定的温度。3.5.5.4移动通风槽及小车1)移动通风槽截面积：1.5m×1.5m皮带：B1000mm×200m最大风速：21.5m/s2)移动小车外形尺寸(长×宽×高)：3500mm×1600mm×2800mm进口：3000mm×1200mm出口：5500mm×1000mm小车由拦焦车提供推力，推力50～100kg，在移动通风槽的轨道上随拦焦车一起作水平移动，烟气由集尘罩经小车导入移动通风槽。本方案中的移动通风槽及小车装置与传统的集气干管翻板阀和其他皮带密封集尘干管小车相比有以下特点：a．没有翻板阀对口动作，减去了相关的对口操作、观察时间。减去了相关设施的维修更换，密封性更好，风压损失减少20%以上，减去了对口动力配置。27 b．没有动力行走机构及控制系统，免去了与拦焦车不同步而造成的互相动力拖动产生的问题，并且，结构紧凑，运行更加平稳可靠。同时，消除了拦焦车运行轨迹与通风槽不平行而产生的对皮带横向推拽，减轻了拦焦车的负重和偏重，使密封皮带在横向上的摆动微小(＜±5mm)，密封性好，皮带磨损小。皮带张力恒定，变化小，因而皮带不变形，保证了皮带与拦焦车的贴合，使之密封性好，使用寿命长。c．拦焦车与小车之间是自由活动连接。另外，通风槽上有防雨设计，雨季时亦能保证通风槽内不进水。保证除尘器的滤袋不糊，减少了对设备和系统的腐蚀。3.5.5.5出焦除尘控制系统系统采用无谐波高压变频器，对高压电机进行低速到高速的调节。系统能实现手动/自动/上位机操作。采用S7-300系列产品完成系统除尘、卸灰清灰功能的全自动控制。出焦信号利用无线电通讯模块将信号传收到自动控制系统中，实现了系统的全自动功能。系统还配置了一台不间断电源，保证在短暂停电情况下仍能正常运转，以防整套系统在无准备情况下突然停止工作。3.5.6装煤除尘方案装煤时，产生大量的荒烟和煤尘，烟气中苯并吡等有害物质以烟尘为载体，大部分荒烟和煤尘是通过炉顶放散孔而逸出，还有一小部分通过机侧炉门逸出。因此为这两部分烟尘的捕集和处理，是解决有害物质对环境污染的主要办法。本方案中，采用国际上最先进的两个工艺：1)通过U型管，将炉顶放散孔溢出的烟尘导入相邻的炭化室，有害烟尘经高温燃烧处理后进入煤气系统。其优势在于既利用了荒煤气，又节约了由于专门处理荒煤气烟尘而使用的煤气、电力和水，并且没有处理后的废气外排。2)机侧炉门口的密封工艺，最大程度的阻隔装煤烟尘与大气的接触。这一工艺的两大作用：荒煤气烟尘的烟气量小，所含空气少，通过U型管导入相邻炭化室的烟气量少；从机侧溢出的烟尘也降低到最小，对其处理的成本更低，效果更好。3.5.7装煤烟气处理系统装煤烟气处理系统主要包括：导烟除尘车2台和U型导烟管2组、机侧炉门口密封装置2套和炉顶机侧集气净化系统2套等三部分组成。27 装煤时，机侧炉门口密封装置启动，将机侧炉门密封，高压氨水喷射提供相邻炭化室负压，荒煤烟通过U型管导入相邻的结焦末期的炭化室，经高温处理进入煤气系统。推焦以及机侧炉门未封闭之前，机侧所逸散的烟气经机侧炉顶集气罩，引入置于导烟除尘车上的布袋除尘器净化后排放。这部分烟气中有焦油、水、苯并吡等粘性污染物，为防止这些物质尽可能少地进入大气，设置预喷涂器，让这些污染物附于喷涂料上，随尘而滤下。涂料在一定程度上还能起到脱硫的作用。每立方米烟气需2-3g粉料。每次脉冲清灰完毕，启动预喷涂进行预喷处理，防止出现糊布袋现象。3.5.8装煤除尘工艺流程图主要设计参数炉顶放散孔烟气量(400℃)：～2m3/s机侧炉顶收尘风量8000m3/h装煤时间：～3min系统阻力：＜5000Pa烟气入口浓度：～30g/m3(max)烟气出口浓度：≤30mg/m327 3.5.9主要设备选型3.5.9.1导烟车导烟车载有U型导烟管和机侧集气净化系统。有控制操作室、降温系统、行走机构、车架等。U型导烟管是充分利用自身的特殊结构和装煤过程中烟气由炉顶放散孔喷出的动力，高压氨水喷射提供相邻炭化室负压，使烟气在U型管内形成高速流态进而产生虹吸现象和负压罩边，配合以柔性管口密封罩较彻底地解决了导烟效果差、罩边逸散及由于炉压不稳引起的集气效率偏低等问题。使得烟气捕集率＞95%，烟气与BOS、BaP通过相邻炉室被炽热的炉体吸纳分解，气体则全部进入荒煤气系统，不外排。3.5.9.3机侧炉门密封装置安装在装煤车托煤板支架上的机侧炉门密封装置，在装煤过程中起限制空气进入和装煤烟气溢出的双重作用。特别的罩体结构使装煤烟气在罩体内形成热烟流，顺罩体内壁上升，并与大气形成气膜，隔绝外界空气的进入，集气效率≥95%。运行时罩体前移，罩边前沿与炉柱紧密接触，托煤板收回以后，罩体回位；行程300mm。动力由电液推杆提供，电液推杆控制与导烟车行走机构联锁(罩体回位后车辆方可移动)。3.5.9.4机侧炉门集气罩在机侧距炉门框上方100mm处增设侧吸口集气罩，每孔对应设置一套。用来收集侧装煤时炉门正压排出的烟尘，导入烟气净化系统。3.5.9.5除尘器系统装煤除尘有两套除尘器系统，型号配置相同，每套除尘器相关参数见下表。表3—4装煤除尘器系统序号名称及规格相关参数数量备注1除尘器型号1台2风机9-19-10D1450r/min风量：6440～12450m3/h1台3电机Y2-315M-4132KW1台4预喷涂装置Y132II-47.5KW2台一开一备5喷涂料仓0.5m31台6空压机ERC1018N=18.5KWF-180M-44014B351台7控制柜1台8碰口装置2套3.6主要设备表27 出焦除尘主要设备表序号名称及规格单位数量备注主风机组1风机G4-73台1风量：320000m3/h，全压：4200-5800Pa（旧有设备）2电机YKK5005-6台1功率：560KW电压：10KV（旧有设备）3变频器台1（旧有设备）4风机进出口消声器台25平衡阀消声器台1除尘器1袋式除尘器MC3280台1处理量：230000m3/h过滤面积：3280m2输灰系统1星型卸灰阀300×300台8功率4KW/台2插板阀300×300台83刮板输灰机MS20台2功率：3KW/台L≤20m4粉料仓台15加湿卸灰机台1功率14KW灭火式冷却器1灭火式冷却器台1烟气导送系统1移动通风槽1.5x1.5Mm2002皮带张紧固定装置套1风速：≤21.6m/s3移动通风小车台1烟尘捕集系统1小风机台1风量：30000m3/h全压：800Pa2小电机台13焦侧炉门顶吸风罩台14焦侧炉顶密封装置套25吸风口大型消音弯管套1控制系统1PLC控制系统套1S7-3002上位机套1研华主机，19′DELL显示器3配电柜台4PLC控制柜、仪表柜、UPS电源柜各1台，1台配电柜4变频调速器台15射频导纳料位计支116压力变送器台2测量范围0～2500Pa，0～0.8MPa7温度变送器支3Pt100热电阻8无线电信号传收系统套327 辅助系统及装置1集中润滑系统套12KW/套16路2压缩空气系统套1压缩空气贮罐V=2m33冷却系统套10.12KW/台装煤除尘主要设备表序号名称及规格单位数量备注导烟除尘车2辆1导烟除尘车架台22行走机构套43操作室台24空调机台2炉顶导烟系统2套1U型导烟管组22提升系统组23活动密封罩组24导烟管架组2机侧密封吸尘系统1机侧炉门口密封装置套22电液推杆套42.2KW/套380V3机侧炉顶吸尘罩套60除尘系统1风机台22电机Y200L-4台23空压机W-0.36-0.8台2功率3KW压力7～8kg/cm2产气0.36m3/min4预喷涂器及粉料仓台21KW/台5手动碰口装置套46除尘器台27手动插板阀台2控制系统2套1操作箱台34.公用工程4.1供电本次治理工程新增用电设备均选用节能设备，总的新增用电负荷230kw27 左右。公司总配电室的富裕容量完全可满足本次新增用电需求。供电电缆采用阻燃型防火电缆，暴露部分穿保护管。4.2供水本次治理工程用水量很小，因运行为间歇操作净化用水可自然冷却，蒸发量很少，所以仅需少量补充水。由厂内设置间接冷却水供给，就近接管引入。4.3供气压缩空气主要用于袋式除尘器脉冲喷吹使用，压缩空气由工厂压缩空气管网供给接到各用气点。压缩空气要求进行干燥、除油和水后供脉冲喷吹系统使用。5.节能设计5.1节能设计在工艺设计和设备选型时，节能是最主要的考虑因素之一。本次治理工程新增用电设备较多，且功率较大，所以节能设计尤为重要。具体措施为：1)设备选型时采用低耗高效的设备，以降低运行成本。2)系统运行采用适时间歇操作方式，尽量减小动力消耗。本项目能源消耗为电、蒸汽、新鲜水和压缩空气。年新增电耗1.84×106kwh，折标煤226t；年消耗蒸汽300t，折标煤27t；年消耗新鲜水1100t，折标煤0.27t；年消耗压缩空气1×105m3，折标煤4.0t。全年消耗折标煤257.27t，项目能耗较低。6.环境保护6.1设计依据及采用的主要标准6.1.1设计依据、有关法规及规定1)《建设项目环境保护设计规定》[(87)国环字第002号]2)《建设项目环境保护管理条例》[中华人民共和国国务院令第253号(1998)]3)《中华人民共和国环境保护法》(2015年1月1日)4)《国务院关于环境保护若干问题的决定》(国发[1996]31号)5)《中华人民共和国大气污染防治法》(2000年4月29日)27 6)《中华人民共和国水污染防治法》(2008年)7)《中华人民共和国水污染防治法实施细则》(2000年3月20日国务院令第284号)8)《中华人民共和国环境噪声污染防治法》(1996年10月29日)9)《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》(1995年10月30日)6.1.2采用的主要标准1)《炼焦化学工业污染物综合排放标准》(GBl6171—2012)2)《工业企业噪声控制设计规范》(GB/T50087－2013)6.2建设地区环境现状石家庄新世纪煤化实业集团有限公司位于石家庄市井陉矿区煤化工工业园内，地势基本平坦，地质条件较好，可满足工程建设的需要。6.3工程概述本项目工程建设内容有土建、设备、电气、暖通、供水、供气的设计、制造、安装、调试及环保验收。自土建基槽开挖开始，总工期为180天，总投资1767万元，工程占地面积1400m2,建筑面积834m2，砼90m3，钢筋50t，钢结构61.1t，管道57.2t，工艺设备457.6t，其它设备83.1t及控制系统。6.4主要污染物及控制措施在精煤破碎及焦炭破碎筛分过程中，产生大量颗粒物粉尘，严重污染工作区，危害工人的身体健康。本工程采用布袋除尘器进行粉尘的捕集，使外排粉尘达到国家要求排放标准。焦炉装煤出焦过程中，产生大量的高温阵发性烟尘，烟气中主要有粉尘、苯可溶物、苯并吡等污染物严重污染工作区和工厂周围环境，影响区域较大，危害工人和居民的身体健康。本工程采用焦炉装煤出焦设备配置烟尘捕集装置和地面站烟气净化设施，对烟气进行处理，使外排气体达到国家要求排放标准。6.5绿化6.5.1绿化设计要点绿化有利于防止污染，保护环境。在厂区各空旷地带遍植树木花草，提高绿化水平，能净化空气，调节气温，减弱噪声，美化环境，提高环境的自净能力，因而是保护环境的根本性措施之一。绿化对环境保护的作用突出表现在：保护大气中氧气与二氧化碳的平衡；吸收有毒有害气体；滞留吸附粉尘；净化水质；减弱噪声；监测环境污染；有利于人体健康。27 公司厂区内已形成较完整的厂区绿化，本工程是在现有厂区内扩建，故不再进行专门绿化，只需对施工过程中破坏的绿化予以恢复即可。6.5.2绿化管理机构绿化管理是一项经常性的、工作量较大的工作，植物能否成活、生长是否良好，关键问题是能否进行良好的管理。首要的一条是要建立专业绿化队伍，定期对植物进行施肥、修剪、杀虫及浇灌等工作；其次建立健全规章制度，包括必要的奖惩制度等。本工程利用厂内原有的绿化管理机构。6.6环境管理机构及环境监测机构6.6.2环境监测机构的设置根据《建设项目环境保护设计规定》第六章第五十九条的要求，对环境有影响的新建、扩建项目应根据建设项目的规模、性质、监测任务、监测范围设置必要的监测机构或相应的监测手段。环境监测站的主要任务如下：定期监测建设项目排放的污染物是否符合国家或省场所规定的排放标准。分析所排污染物的变化规律，为制定污染控制措施提供依据。负责污染事故的监测及报告。环境监测的对象大体有两个方面，即污染源监测和企业环境质量监测。工程污染源监测的主要内容有烟气中的粉尘、苯可溶物、苯并吡等污染物。企业环境质量监测的主要内容有厂区大气中的粉尘、苯可溶物、苯并吡等污染物。本工程利用现有的环境监测机构负责全厂的环境监测工作。6.7环保投资本工程为备煤工序精煤破碎粉尘、筛贮焦工序焦炭筛分破碎粉尘和焦炉装煤出焦烟气除尘净化工程项目，工程投资为1767万元。由于本工程的建设，主要是为了治理焦化厂粉尘污染，因此工程的固定资产投入部分可以全部视为环保专项投资。6.8减排分析本项目实施后，焦化厂焦炉操作区粉尘平均浓度可由原4.3g/m3降至4mg/m3，除尘器排出口含尘浓度可达到30mg/m3以下，与原来浓度相比，减少烟尘排放量十分显著，同时可回收大量的焦粉煤粉作为燃料使用，带来了良好的经济效益。6.9工程投产后的环保预期效果27 大气污染得到有效控制，有组织排放的大气污染物符合《炼焦化学工业污染物综合排放标准》(GBl6171—2012)中表6规定的排放标准。本环保工程措施比较完善，环保技术为国内同行业同规模较高水平，设计方案实用有效且经济；工程投入运行后，整体的治理结果和环境保护水平预计处于国内同行业同规模先进水平。7.消防7.1消防本治理工程生产火灾危害性属于乙类，消防依据《建筑设计防火规范》GB500l6—2014、《中华人民共和国消防法》、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140l40—2005等有关规范进行设计。8.安全与劳动保护8.1安全生产和劳动保护实际生产中应做好以下安全生产和劳动保护工作：1)各种用电设备均按国家有关标准作好接零保护。电气设备及除尘设备的布置应留有足够的安全操作空间。2)对操作人员进行上岗前的专业技术培训，制定相应的安全操作规程，以确保烟气净化设施安全正常运转。9.劳动定员本项目实施后，精煤破碎和筛贮焦破碎、筛分工序粉尘治理设备的日常操作、管理由现有职工监管、维护，不需要新增员工；新建地面除尘站需新增人员，按四班三运转，每班2人计，新增8人，负责焦炉烟气净化系统的正常运行，新增人员归炼焦车间统一管理，不再单独设置管理人员。27 10.工程实施计划本治理工程的实施相当必要，应抓紧尽快实施。工程实施依据国家基本建设、审批程序有计划、分步骤完成。可分为以下几个阶段：1)立项、审批、落实资金1个月2)工程设计1个月3)土建施工及安装工程5.5个月4)运行调试0.5个月5)工程验收并投产工程从土建基槽开挖到验收投产共需6个月时间。11.投资估算与资金筹措11.1项目总投资估算11.1.1投资估算编制依据1)2012年《河北省建筑工程投资估算指标》2)河北省2012年《建筑工程其它费用暂行标准》3)设备及工器具购置费按照产品目录估算。11.1.2投资估算本项目投资由工程费用、其它费用、铺底流动资金、建设期贷款利息等组成。其中，其他费用包含设计费、环境评估费用、安全评价费用、不可预见费等。本项目工程建设费1453万元，其他费用238万元，建设期贷款利息66万元，流动资金38万元，铺底流动资金10万元。项目总投资1795万元，报批投资1767万元，固定资产投资1757万元。11.2资金来源根据以上投资估算，本项目报批投资1767万元，其中，申请银行贷款1000万元，剩余部分由企业自筹。27 12.效益分析12.1环境效益石家庄新世纪煤化实业集团有限公司99万吨/年焦炉烟气粉尘治理工程建成后，生产过程产生的烟气粉尘将全部得到高效净化，彻底改变烟气粉尘不达标排放和炉顶工作环境及公司所处区域环境的空气质量状况。治理完成后，备煤工序精煤破碎及筛贮焦工序焦炭筛分破碎转运粉尘扑集率达到98%，颗粒物含量小于15mg/m3，装煤、推焦过程烟气的净化效率达到98%；颗粒物含量小于30mg/m3，SO2、BaP排放浓度全部达到国家污染物排放标准。项目建成后，焦炉烟尘排放总量减排1188t/a；BaP减排1.05t/a。由此不难看出，该项目的环境效益是非常显著的，同时还可回收煤粉20t/a，焦粉1400t/a，年节约标煤1380吨。12.2经济评价12.2.1概述本项目的经济分析是在完成市场预测、生产规模、工艺技术方案、原材料、燃料及动力供应、建厂条件、公用工程和辅助设施、环境保护、工厂组织、劳动定员以及项目实施计划等诸方面的研究论证的基础上进行的。12.2.2评价依据1)国家计委、建设部计投资(1993)530号文件“关于印发建设项目经济评价方法与参数通知”及国家计委《建设项目经济评价方法与参数》(第三版)2)国家现行的经济评价有关规定及参数；3)国家现行的有关财务及税收政策；4)建设单位及工程项目各有关专业提供的相关资料。5)评价方法以本次投资为投入，以节约的煤炭为最终产品，评价该项目的综合投资效果。6)评价中所有涉及的价格均不含增值税。12.2.3评价的基础数据12.2.3.1建设期与建设规模本项目计划建设期180个日历天。建设期内完成备煤精煤破碎、焦炭筛分破碎及焦炉(2×27 54孔)装煤、出焦粉尘、烟尘治理系统土建、设备、电气、暖通等工程设计、施工、安装和地面除尘站工程的调试运行、操作人员的培训及环保验收。项目占地面积1400m2，建筑面积834m2。项目正常运行后，备煤精煤破碎、焦炭筛分破碎及焦炉装煤、出焦的烟气粉尘排放，满足国家《炼焦化学工业污染物排放标准》(GB16171-2012)中表6的要求。12.2.3.2产品销售收入本工程为粉尘治理项目，无直接产品产出，本收入按节煤量进行计算。节约标煤1380吨/年，按450元/吨计，可节约62.1万元/年。12.2.3.3成本费用运行成本见下表表12--1运行成本表序号项目单价数量金额(万元)1生产成本148.911.1动力消耗105.821.1.1电0.56元/kwh1.84×106kwh/a103.041.1.2蒸汽80.0元/t300t/a2.401.1.3水3.4元/t1100t/a0.381.2工资及福利费24000/人·年8人19.201.3维修费用23.892管理费7.00总成本费用155.9112.2.3.4节能减排效益本项目实施后，焦化厂焦炉操作区粉尘平均浓度可由原来的4.5g/m3降至4mg/m3，除尘器排出口含尘浓度可达到30mg/m3以下，与原来未上除尘器相比，减少烟尘排放量十分显著，同时可回收大量的焦粉煤粉作为燃料使用，不仅能带来一定的经济效益，而且减少污染物排放，有利于环境保护。大气污染得到有效控制，有组织排放的大气污染物符合《大气污染物综合排放标准》(GBl6297—1996)中相应的二级排放标准。本环保工程措施比较完善，环保技术为国内同行业同规模较高水平，设计方案实用有效且经济；整体的环境保护水平预计处于国内同行业同规模先进水平。12.3财务评价结果通过本次治理，厂址所处区域的大气环境得到很大改善，环保指标比以前有了很大提高，环保效果有了明显改观，投资环境也相应得到提高。27 根据环保部门有关规定，如果不采取环保措施，则要求企业停产，并处相当金额的罚款，这样会给企业造成很大经济损失，因此，尽管本除尘项目每年需要投入155.91万元的运营费，但从企业长远经济效益上讲是很有必要的，从环保方面看，项目的社会效益更是无可估量的，也是企业承担社会责任的体现。同时也对促进地区经济发展，提高人民生活水平做出了一定的贡献。13.结论1)石家庄新世纪煤化实业集团有限责任公司烟气粉尘治理项目的环境、社会效益都十分显著，迫切需要尽早实施。2)工程实施后，可确保公司生产设备的长期稳定运行，有效提高生产能力及产品质量。大大增加了企业的市场适应能力。3)治理后提高了烟气粉尘的捕集率和净化设备的运行完好率，烟气粉尘的捕集和净化效率都可大于95%，使烟尘浓度降低到30mg/m3以下，SO2、BaP浓度都达到《炼焦化学工业污染物排放标准》要求。4)本方案虽然运行费用较高，但运行管理简单、投资成本较低、污染控制水平高，符合清洁生产工艺等特点。环境效益、社会效益都非常可观。对保护厂区周遍环境有显著效果。5)本项目有良好的效益和示范作用，建议有关部门给予大力支持，使项目尽早实施，并发挥作用。27'