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粉尘净化处理方案

建材行业—产车间粉尘处理净化方案

发布时间:2021-03-17 18:02

成都大白杨建材有限公司生产车间粉尘收集净化项目处理方案
一、粉尘收集 净化 系统
二、设计 承建 单位简介

第 一 部分 、 粉尘收集 净化系统

1 、 项目概 述
成都大白杨建材有限公司(以下简称大白杨公司)成立于 2020 年 03 月8 日,工厂位于四川省成都市新都区新民镇东林村三社,法定代表人为张尚均。主要从事人造板、中密度纤维板的生产销售。在中密度纤维板的生产过程中,主要分为热磨—干燥—风选—铺装—预压
—热压—锯边七个工序,这些生产工序中会产生大小不一的粉尘,这些粉尘会悬浮停滞在空气中,在风力作用下漂浮扩散,对周围环境造成污染,人体吸入后会对人体造成不可逆的伤害。对此大白杨公司领导高度重视,为减少生产过程中对环境的污染,消除生产过程中的安全隐患,特别邀请成都威隆众诚环保设备有限公司针对大白杨公司实际情况的设计一套完整、可持续发展的治理方案。
2 、粉尘收集项目建设必要性
中密度纤维板是以木质纤维或其他植物纤维为原料,在加热加压条件下压制而成的密度在 0.5-0.88 g/cm³范围的板材。中密度纤维板具有良好的物理力学性能和加工性能,广泛用于家具制造业、建筑业、室内装修业,也是造纸等多种行业的重要原材料。通过实地调查、沟通发现,项目内的产生的粉尘主要为质量较轻、容易悬浮在空气中的木材粉末和植物纤维,在风力的作用下向周围扩散。项目工厂位于成都市新都区新民镇东林村三社,周围存在居民住户和庄稼农作物,工厂内也存在操作人员,这些粉尘沉积在庄稼农作物上,会对其造成减产的影响;这些粉尘也会对居民、工作人员造成不可逆的伤害。同时这些木质粉末和植物纤维是可燃物质,生产车间为半密闭空间,在粉尘浓度累计达到一定程度后,存在爆炸的安全隐患。所以针对此类粉尘的收集治理必不可少,刻不容缓。而且,对收集到的粉末粉尘加以综合再利用,也可产生可观的经济效益,实现经济效益和社会效益的双丰收。
3、 项目技术分析
通过资料的查阅得知:大白杨公司生产时产生的粉尘主要为木材粉末和植物纤维粉末,粉尘量大,单体质量轻重不一,粒径大小不一,呈碎片状,容易悬浮停滞在空气中,随风扩散,容易吸收水分,吸收水分后质量变重,且易形成小规模结板,温度为常温(不高于 60℃)。粉尘产生源固定,部分源产生的粉尘可以收集用作下个工序的生产原材料。根据以上粉尘特点和产生点的分析得知:
      1、 粉尘产生点固定,产生量大,收集时可以采取覆盖式的集尘罩对其捕捉收集;
      2、 不同工序产生的粉尘粒径、质量不同,针对不同工序采取不同的治理工艺;
      3、 充分考虑粉尘收集再利用,降低生产原材料成本;
      4、 粉尘为可燃性粉尘,充分考虑设计安全措施;
      5、 设备噪音符合相关要求。
4 、 常规 粉尘净化方式工艺
在常规的粉尘治理中,一般使用的工艺有湿式除尘、袋式除尘、旋风除尘和电除尘几种方式,以下是针对几种除尘方式的比较。
 
4.1 湿式除尘
湿式除尘器是使含尘气体与液体(通常用水)密切接触,利用重力、惯性碰撞、拦截、扩散静电力等作用捕捉颗粒使粉尘粒径增大的装置,有可叫做湿式气体洗涤器。湿式除尘器的型式很多,用于捕捉粉尘的的气液接触面主要分为气泡表面、液体喷射表面、液滴表面和液膜表面,根据气液接触面、捕尘体和产生机制的不同,又可将湿式除尘器分为重力喷雾洗涤器、离心洗涤器、冲击水浴除尘器、泡沫除尘器、填料除尘器。文丘里洗涤器、机械诱导喷雾洗涤器。当含尘气体向液体中分散时,如在板式塔洗涤器中,将形成气体射流和气泡形式的气液接触面,气泡和气体射流即为捕尘体。当液体向含尘气体中分散时,如在重力喷雾塔、自激喷雾洗涤器、文丘里洗涤器和机械诱导喷雾洗涤器中,将形成液滴形式的气液接触表面,液滴为捕尘体,在填料塔、旋风水膜除尘器中,气液接触表面为液膜,气相中的粉尘由于重力、惯性力、离心力等作用撞击到水膜中被捕捉,液膜是这类湿式除尘器的捕尘体。这些型式的湿式除尘器的阻力不同,喷雾塔和旋风洗涤塔的压力损失最小,约 0.25-1.5kPa,对粒径 10μm 以上粉尘净化效率可达到约 90%;冲击式水浴除尘器、机械诱导喷无洗涤塔的压力损失略大,约 1.5-2.5kPa;文丘里洗涤器和喷射洗涤器的阻力最大,约 2.5-9kPa,除尘效率也是最高,可达到约 99.5%。湿式多用于非纤维性、非憎水性和不和水发生化学反应的粉尘净化,由于湿式除尘器具有降温的功能,所以被大规模用于净化化工等行业的高温、易爆、易燃气体粉尘。但是湿式除尘工艺容易腐蚀管道、箱体,所以对管道和箱体的要求相对较高。同时湿式除尘器会产生大量的废水和污泥,存在二次污染。湿式除尘器详细性能如下表所示:

4.2 袋式除尘
袋式除尘是利用滤袋或者滤料等多孔介质从含尘气体中捕捉粉尘的一种除尘方式,最常见的是以纤维织物为滤料的袋式除尘器,对细微粉尘的除尘效率可以达到 99%,对粉尘适应性强,不会粉尘比电阻等性质的影响,性能稳定可靠,对负荷变化适应性好,特别适宜捕捉细微而且干燥的粉尘,而且收集到的粉尘可以用于再利用,广泛的用于冶金、建材、电力、机械等行业。此方式的除尘缺点在于不适用于高温条件,压力损失较大,滤袋容易损坏。
4.3 电除尘器
电除尘器是利用静电力实现粒子(固体或液体粒子)与气流分离沉降的一种除尘装置。电除尘器利用静电力直接作用在粒子上,因此,分离尘粒所消耗的能量较小,压力损失也较小。由于作用在粒子上的静电力相对较大,所以即使对亚微米级的粒子也能有效地收集。电除尘器具有对细颗粒去除效率高、压力损失小(约 100-200Pa)、处理气量大,可用于高温、高压、高湿的场合,可连续运行,广泛用于火力发电、冶金等行业的烟气除尘和物料回收。缺点就是体积庞大、需高压变电和整流设备、设备投资高,且除尘效率收粉尘比电阻影响较大。
4.4 旋风除尘
旋风除尘是利用旋转气流的离心力使尘粒从气流中分离的装置。大致是由进气管、筒体、锥体和排气管组成,含尘气流从切线进口进入除尘器内,沿筒体内壁由上向下作旋转运动,它的大部分到达锥体底部附近折转向上,在中心区边旋转边上升,最后经排气筒排出。一般将旋转乡下的外圈气流称为外旋流,他同时有向心的径向运动;将旋转向上的内圈气流称为内旋流,它同时有离心的径向运动。内外旋流的旋转方向相同。外旋流转为内旋流的底锥附近区域称为回流区,尘粒在外旋流离心力的追用下移向外壁,并在气流轴向推力和重力的作用下,沿着壁面落入灰斗。气流从除尘器顶部向下高速旋转时,顶部压力下降,致使一部分气流会带着细小的尘粒沿着筒体内壁旋转向上,到达顶盖后再沿着排气管外壁旋转向下,最后达到排气管下端附近,被上升的内旋气流带走。因此粉尘质量、连续性都是影响效率的因素。旋风除尘器一般适用于净化密度大、颗粒较粗的尘,不适用于具有沾附性的粉尘。
 5 、 生产流程 及其 产尘源
通过现场查看和沟通,大白杨公司的建材生产流程如下:

5.1 热磨:将块状或棒料状态的原材料加工研磨成为小颗粒的纤维状粉末。
5.2 干燥:通过风机,将纤维状的原料粉尘送入管道内,与热气混合,将粉末
内的水分烘干。
5.3 风选:通过风选装置,将混合在原料粉末中的异物剔除。
5.4 铺装:将原料粉末均匀铺装在传送带上。
5.5 预压:将原料粉末预压成型,并根据挤压情况,调整粉末原料添加量,调整厚度。
5.6 热压:根据要求挤压成型,定长、定宽、定后。
5.7 锯边:根据要求对长度进行切割。

6 、 项目 技术确定
结合以上对项目内生产流程的分析、粉尘的特点以及粉尘净化工艺的分析,确定项目粉尘收集净化工艺,整体工艺图如下:

工艺说明:
6.1 风选:设置三个旋风过滤装置,通过旋风除尘器将气体与粉末初步分离。原料粉末进入料仓,旋风除尘器的排气口连接布袋除尘和二级喷
淋,处理达标后排放。
6.2 铺装:在铺装工序的上方和下方设置集气罩,生产时候产生的粉尘连接二级喷淋,处理达标后排放。
6.5 预压/热压/锯边:在预压/热压/锯边工序的上方设置集气罩,生产时产生的粉尘进入布袋除尘,布袋除尘收集到的原料粉末用于铺装工序的生产在利用。布袋除尘的排气连接二级喷淋,处理达标后排放。
7 、 风选工序 旋风除尘 系统
旋风除尘器适用于净化密度大的粉尘,项目内粉尘无沾附性,进风由干燥工序的恒定风机送入,正常生产情况下,风量几乎无波动。所以风选工序选用旋风除尘器来对原料粉末进行分离选料符合旋风除尘器的基本特性。
通过 4.4 旋风除尘的分析得知,旋风除尘器是利用离心力来除尘。在圆周运动(或曲线运动)中粉尘所受到的离心力为 F=ma式中,F—离心力(N);m—粉尘的质量(kg);a—粉尘离心加速度(m/s2)。
因为,a=V t2 /R式中,V t —尘粒的切向速度(m/s);R—气流的旋转半径(m)。所以,F=mV t /R由上诉公式可见,在旋风除尘器的结构固定(气流的旋转半径 R 不变)和粉尘相同(粉尘质量 m 稳定不变)的情况下,增加旋风除尘器入口的气流速度,旋风除尘器的粉尘所受的离心力就愈大,除尘效果就越好进一步推算可知旋风除尘器的进口气量为 Q=3600AV t ,式中,Q—旋风除尘器的进口气量(m³/h);A—旋风除尘器的进口截面积(㎡)。所以,在结构固定(气流的旋转半径 R 不变和除尘器进口截面接 A 不变)和粉尘相同(粉尘质量 m 稳定不变)的情况下,除尘器入口的气流速度与进口气量成正比。而旋风除尘器的进口气量是由风机的进风量决定的,可见,提高进风口气流速度,可增大除尘器内气流的切向速度,使粉尘受到的离心力增加,有利提高其除尘效率,同时也可提高处理含尘风量。
但进风口气流速度并不是越快越好,因为进口气流速度的提高,径向和轴向速度也随之增大,紊流的影响增大。紊流的影响比分离作用增加更快,使部分已分离的粉尘重新被带走,影响除尘效果。另外,进风口气流增加,除尘阻力也会急剧上升,压损增大,电耗增加。所以结合资料综合考虑旋风除尘器的除尘效果和经济性,进风口的气流速度控制在 12-20 m/s 之间,不超过25m/s;筒体高度 H 1 值一般取筒体直径D 0 值的1-1.5倍;进风口尺寸H/W=2-4,H和 W 值取 H≈0.5D 0 ,W≈0.2D 0 ;排气管管径 D e 一般取值 0.4D 0 -0.6D 0 ;锥体高度 H 2 ≈2D 0 。在本项目中,干燥工序的送风风机风量约 130000m³/h,管道直径为1500mm,管道内含粉尘的气体流速约 20.4m,符合旋风除尘器进风风速的要求。根据 A=Q/3600V t, 计算,A=2.087,通过尺寸比得到 W=0.91,H=2.3,则实际计算得到进风口 A=1.764,进风口实际风速为 17.342m/s;筒体直径D 0 =4.5,H 1 =6,H 2 =9。为达到风选工序的风选效果,项目内采用三个旋风串联的方式,分别为 D 0 =5m、D 0 =4.5m、D 0 =4m。旋风除尘器采用板厚为 5mm的 304 不锈钢材质,全部焊接方式;管道采用板厚为 5mm 的不锈钢,全部焊接方式;通过查阅资料,此结构承压可达到 0.4kPa,满足设备正常运行和紧急情况的压力要求。旋风除尘器底部卸料通过风机选选入的粉末原料输送至储料仓,用于铺装工序。旋风除尘器排除的粉尘气体不能满足环保排放的要求,所以将排除的粉尘气体连接布袋布袋除尘器进一步净化处理。
8 、 布袋 除尘 系统
布袋除尘系统是袋式除尘的一种,相比于旋风除尘,有更高的净化效率。在风选工序和 预压/热压/锯边工序产生的粉尘均收集进入布袋除尘器进行更高效率的净化。通过 4.2 袋式除尘的分析得知,袋式除尘主要是靠多孔介质对粉尘的阻挡来完成对粉尘的捕捉,所以对滤料介质的选择就决定了除尘效率。在本项目中选用涤纶针刺毡布袋最为滤料介质,其理由为:
 
 气体温度<120℃,实际工程经验进入除尘器的烟尘温度<60℃,涤纶针刺毡长期允许运行温度为 130℃,瞬间最高温度允许达 150℃,可满足项目内工况运行的要求。
 
 相对于涤纶针刺毡,玻纤针刺毡由于其纤维的迁移性大,过滤风速最高不超过 0.8m/min,由此造成除尘器过滤面积需要增大 300%,除尘器的腔体也随之增大,运行费用和设备投入费用大大增加。
 
 玻纤滤料价格比涤纶针刺毡滤料高 2~3 倍,且寿命比涤纶针刺滤料低,所以不适用本项目。
 
 为满足安全生产的需要,避免存在安全隐患,在涤纶针刺毡中并入渗铜络合物导电纱,能有效防止静电产生火花,避免引起粉尘爆炸。

项目中选用的涤纶针刺毡滤袋的特性:
 滤袋表面不宜板结;
 后处理方式:单面压光、烧毛和拒油拒水处理;
 克重:500±25g/m2(厚度 2.0±0.2mm);
 透气量:120-200L/m2.s;
 断裂强度:纵:>1200 横:≥800N/5cm;
 使用温度:连续:130℃,瞬间:150℃;通过对滤料的分析,选用涤纶针刺毡布袋能有效满足项目内对粉尘净化的要求。为保证整个布袋除尘的有效运行,布袋除尘器采用外过滤的方式,在除尘器上安装清灰装置,能更加有效避免粉尘在滤袋表面沉积,防止滤袋被堵塞。袋除尘器清灰方式一般分为机械振打、气环反吹、脉冲喷吹清灰三种方式。机械振打清灰结构较复杂,清灰系统易出故障,清灰不彻底,且容易影响滤袋的使用寿命。气环反吹清灰是以高速气体通过气环反吹滤袋的方法达到清灰的目的。脉冲喷吹清灰是一种周期性向滤袋内喷吹压缩空气,来清除滤袋上沉积的粉尘。相比于其他两种清灰方式,脉冲喷吹清灰具有效率高、处理风量大等优点。而且由于没有动力部件,故障率相对就比较低,能稳定运行;而且对滤袋损伤较小;脉冲喷吹压力 0.4~0.7MPa,能彻底清除布袋的积尘,保证除尘器长期正常运通过以上分析,项目内选用脉冲喷吹作为清灰方式,保证除尘器稳定有效运行。在收集方面,铺装工序设置吸尘口 DN400mm、预压工序设置吸尘口DN300、热压工序设置吸尘口 DN400,锯边工序设置吸尘口 DN200;设计风速为14m/s,合计总风量约17500m³/h。布袋除尘器设计风量为 17510m³/h,满足吸尘风量要。根据针刺毡滤袋的特性,过滤速度一般不超过 2.8m/min,本项目内此过滤速度取 2m/min,计算得到处理 17510 m³/h 风量过滤面积需要 145.9㎡,本项目中除尘器配置针刺毡滤袋 157 根,规格为φ135×2400,整体过滤面积为 159.7 ㎡,符合针刺毡滤袋过滤面积要求。除尘器采用板厚为3mm 的 Q235 碳钢,全部焊接组装;管道采用板厚为 3mm 的 Q235 碳钢,全部焊接组装;通过查阅资料,此结构承压可达到 0.35kPa,满足设备正常运行和紧急情况的压力要求。

9 、 湿式除尘 系统

湿式除尘器是使含尘气体与液体(通常用水)密切接触,利用重力、惯性碰撞、拦截、扩散静电力等作用捕捉颗粒使粉尘粒径增大的装置。在本项目中,通过前段旋风除尘、布袋除尘净化后的粉尘进入湿式除尘系统内进行再次精除尘,保证排放达到环保要求。本项目选用逆流式重力喷雾塔来对粉尘净化,含有粉尘的气体从喷雾塔的下端进入喷雾塔内,经气流分配板沿着塔截面均匀上升;在塔体上方安装有多层向下额喷淋装置,气流在上升过程中与向下喷出的液滴发生惯性碰撞,粉尘与水滴碰撞融合聚集后,重力增加,随水滴掉入底部水槽中,并收集。顶部安装有多褶皱的除雾器,将夹带在气流中的水滴分离,融合聚集,再次掉入底部水槽中收集。
根据 4.1 湿式除尘的分析可知,重力喷雾洗涤器的腔体内气流速度为0.1-2.0m/s,液气比为 2.0-3.0L/m³,由此可计算本项目中采用的湿式除尘器参数,进气风量约 24000m³/h,气流速度取 1.0m/s,计算得到腔体直径为 2.95m,实际实施重力喷雾洗涤塔选用直径为 3m;液气比值取 2.5L/m³,计算得到水泵流量为 45m³/h,实际实泵采用扬程为 30m、流量为 80m³/h 的离心泵。材质采用 3mm 的 Q235 碳钢制作。

 
10. 治理前后污染排放对比
10.1 经过治理可以明显的削减污染物排放量,排放对比见下表:

*说明:年运行工作日为 330 天。
该项目建成完成投产后,每年回收木粉尘约 49 吨。极大的削减了粉尘排放总量。
10.2 治理前后各种平衡状况分析
根据经济合理、节省占地、节约能源,降低运行管理费用的原则,在项目内采取变频控制系统确保整个过程的运行效率,使系统功耗始终保持在最低状态,从而达到节能的目的。该项目建设完成投产后,车间粉尘收集率可提高到90%以上,每年将减少粉尘排放约 49 吨。项目建设完成投产后将给周围居民创造了良好的人居环境,可大幅度地减少对当地流域的环境污染影响。改善当地流域的空气质量状况,有利于促进当地的建设和可持续发展。为长期可持续发展战略打下重要的基础,将赢得良好的环境、经济和社会效益。
11.  项目 投资
12. 施工条件和进度计划
12 .1  需方 需满足的施 工条件
 地坪修建完毕,施工过程中的土建配合。
 将进电源接至配电柜进线端(3 相 5 线)。
 将气源接至设备气源进口(口径 1ʺ)。

12 .2 计划进度

13 . 组织管理措 施
 建立健全的管理规章制度,签订安全管理协议,对相关方进行相应的安全教育和现场安全技术交底,做好记录。
 所有参加施工的人员应服从现场负责人统一指挥,严格执行公司相关方安全管理制度和安全技术操作规程,服从现场管理人员管理,严禁冒险蛮干和野蛮施工。
 组织操作人员进行上岗前的专业技术培训,施工现场双方必须各安排足够的专职人员负责安全管理,对施工过程进行全程管控。公司安全管理人员每天对作业现场进行督察,发现违章及时纠正,并严格考核和通报。
 进场施工人员必须正确穿戴好劳动防护用品,所有参与施工人员精神状态良好,身体状况满足施工岗位安全作业要求。
 涉及相关危险作业,如有限空间作业、易燃易爆场所动火作业、交叉作业、高处作业等,按公司相关规定办理危险作业审批与许可,施工作业时应严格有效管控各种安全风险,并严格执行安全确认与互保等管理措施,确保所有施工项目安全生产。
14 . 专项技术措施
 此次整改施工作业的危险有害因素有:中毒窒息、火灾、爆炸、高处坠落、触电、机械伤害、物体打击、中暑等。
 进行有限空间作业前应办理有限空间作业审批与许可,严格执行“先通风、再检测、后作业”的原则。在作业过程中,指派专人对作业人员全过程进行实时监护。
 在打磨区等易燃易爆场所动火作业,应对打磨房及其周边可燃木粉尘进行彻底清理,确保作业安全。
 涉及高处作业或临边作业,作业人员应栓好安全带,安全带要高挂低用;严禁从高处往低处抛掷物品,平台临边应设置不低于 0.1 米高的踢脚板。
 现场使用氧气瓶、乙炔气瓶时,严格按相关规定执行,如气瓶间、气瓶与火源间保证至少 10 米安全距离和防止曝晒等。
 如需进入收尘管道内部作业,临时照明应使用 12V 及以下的安全电压。
 涉及粉尘作业应佩戴防尘口罩,高温天气作业应做好预防中暑工作。
 施工过程中拆除的安全设施应及时恢复,并保证有效运行。
15 . 应急措施
 现场准备充足、有效、可用的灭火器等消防器材和设施。
 现场准备安全绳、安全带和防高温中暑物品等。
 若发生人员伤害事故时,应执行公司生产安全事故应急预案,开展应急救援工作。

第 二 部分 、 设计承建单位 介绍

1 、公司概况
成都威隆众诚环保设备有限公司(以下简称成都威隆)地处 “天府之国”-----成都平原,成立于 1998 年,集研发、生产、销售、贸易于一体,是全国最早投入开发家具环保产品的资深企业,全国最大、最具实力的喷漆设备、中央除尘、打磨台设备、废气处理系统制造商之一。成都威隆专注于整厂设计规划,为各类企业量身定做设计,将环保、安全、精细化生产深入到实施方案,理念先进、专业、权威。成都威隆以节能、环保为己任,中央除尘器能够节能 30%-80%。喷/烤漆房,节能、节省油漆达 20%,空气净化能力达 98%,底漆房、打磨房能够彻底清除各种油雾和粉尘。低温等离子+UV 光解漆雾处理系统经第三方检测机构检测 VOC 排放到达国家及地方排放标准。威隆产品畅销全国,远销海外。公司现有员工 136 人。其中高级工程师 6人,工程师 8 人,助理工程师 6 人,技术人员 60 余人。公司拥有行业内顶尖的加工制造设备和检验设备,包括转塔冲床 2 台,剪板机 2 台,折弯机 3 台,动平衡检校机 1 台,车、铣、刨床各一台,螺旋管机 1 台,各类焊接机 20 余台,风管制造机 10 余台。公司以优良的设备和严密的管控制度,保证交付给用户的每台设备都是合格的产品。

2、公司营业执照:

 
3、公司部分加工设备:

4、公司环保软著资质证书
威隆环保软著资质证书如 威隆官网--荣誉资质  栏目所示

本方案由成都威隆环保设备有限公司针对
成都大白杨建材有限公司量身定制的生产车间粉尘收集净化项目处理方案(版权归成都威隆所有,未经许可不得转载或商业用途)
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