冲天炉节能减排技术.doc

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1、冲天炉节能减排技术发布日期:2009-11-9  作者:尤丙夫,杨岳兴,姜南关键字:冲天炉,节能减排   　　一、概述　　我国现有铸造厂点约2.6万个，除极少数单位已达到国际水平外，大多数厂点规模小，专业化程度低，都存在着资源浪费和能源消耗过大的问题，是一个污染物排放严重的行业。据测算，以气态污染物为例，每年排放废气200亿m3左右、粉尘120万t左右。铸造行业工业炉窑的烟气成分复杂，含有大量的CO2、CO、硫化物、氮氧化物和烟尘等。铸造工业炉窑生产不同工艺阶段排放的烟气温度、烟气成分和氧化物浓度也极不稳定，要使所配套的净化装置稳定的运行难度很

2、大。　　目前我国铸造行业大多数工业炉窑排放烟气不能稳定地达到规定的排放标准，污染十分严重，距迅速与国际接轨、建设和谐社会的目标极不相适应。　　目前，我国经济社会发展与资源环境约束的矛盾日益突出，环境保护面临严峻的挑战，必须立足于深入贯彻科学发展观，转变经济发展方式，切实解决危害人民群众健康和影响经济社会可持续发展的突出环境问题，努力建设环境友好型社会。紧紧围绕实现国家环境保护“十一五”规划确定的主要污染物排放总量控制目标，把防治污染作为重中之重。因此，行业除了应加大结构调整力度外，还要依靠科技，创新机制,大力发展环境科学技术，以技术创新促进环保

3、工作。　　根据《国家环境保护“十一五”规划》的要求，工业炉窑的排污治理是大气污染治理的重点。《工业炉窑高效袋式除尘装置技术及成套设备研究》列入“十一五”国家重大科技支撑计划，并且已经启动。　　该项目与不断趋严的环保标准和要求有密切的关系，结合资源再生，研发工业炉窑高效烟尘净化系统，是提高我国环保工业重大技术装备水平，振兴装备制造业的重要内容。项目采用高新和先进适用技术也是国民经济可持续发展的战略举措。作为国家重大科技支撑计划项目，必将成为建设环境友好型社会切实的技术支持。　　二、冲天炉消烟除尘及余热利用系统的研发　　我公司承担了上述课题的研究。

4、下面简单介绍该研究项目的技术路线。图1是由我公司提出的“上海某机床铸造厂冲天炉消烟除尘及余热利用系统规划示意”。　　铸造行业的大气污染物以冲天炉烟尘最为严重。冲天炉是铸铁件生产的主要熔炼设备，在熔炼过程中产生大量的高温烟气、粉尘和其他排放物，约占整个铸铁厂大气污染总量的80%，其烟气温度高，烟尘成分复杂，浓度高，不同熔炼时段排尘、排烟波动极大，是机械工业炉窑中排污量最大、最难处理的烟气类型之一。　　目前，应用在此系统净化高温烟尘的方法仍很陈旧，其流程是不能达标的。而我公司的先进流程和研制的设备是：冲天炉在熔炼过程中的高温烟尘从炉口排出经烟道进入

5、扰流式旋风冷却器（见图2），烟尘温度由600℃左右通过水冷方式降到150℃左右，然后进入多管水冷却器，烟尘再次冷却使温度降到100℃左右，最后进入常温袋式除尘器，烟气经净化后达标排放。　　扰流式旋风冷却器和多管水冷却器，以及供水泵、回用水池等组成了冲天炉的冷却系统。冲天炉的排烟温度很高，在吸尘口温度高达600℃左右，打炉阶段高达900℃左右，在如此高温条件下的烟尘直接进入除尘器特别是选用袋式除尘器和风机，其正常运行将会受到很大的影响。一般企业采用的方法是长烟道管式空气冷却或多管道水套冷却器，水套中热交换产生的热水通过冷却塔冷却后再用水泵打回冷却

6、器使用，其高温烟气的热量未能回收利用（高温烟气回收利用方式：把通过扰流式旋风冷却器的热水热量进行交换，将冷却水温换热至80℃左右，然后再进行水-水交换用于生活用水）。它不仅浪费了大量热能资源，而且产生了热污染的排放，未加保温措施的高温管道和水套冷却器对生产和系统安全构成一定的隐患。因此，冲天炉的烟尘冷却降温并进行余热回收利用是节能减排十分必要的技术措施。　　针对上述情况，我公司设计了行之有效的工艺流程（见图3），其特点如下：　　（1）加装火花捕集器上吸排风罩和顶板微负压补风吸风形式，达到零排放。　　（2）采用余热利用式双级水气热交换来冷却烟气，

7、充分利用老设备流失的热能，通过水-水交换后的水流温度达40～50℃，可用作职工常年洗手、洗澡等生活用水。　　（3）采用低成本的常温滤袋式除尘技术（滤袋耐温≤120℃）。　　（4）采用正压脱硫并预留了SO2脱硫多级装置，当排放国际限值趋严后可适时加装，以符合今后更严格的新标准要求。　　冲天炉烟尘冷却方式和方法很多。上述冲天炉所采用的烟尘冷却系统是在多年实践基础上总结设计出的一种水和高温烟气进行热交换的冷却装置。它是由两级冷却器组成：第一级为扰流式旋风冷却器；第二级为多管水冷却器。　　第一级扰流式旋风冷却器由上下两部分组成，上部为多管水-烟气热交换

8、部分，烟气在管内向上流动，水在管道外部流动。下部为切向进气口，烟尘气流切向旋转进入，在旋转过程与内置扰流式装置产生有效的碰撞。它较好地将大颗粒粉尘和带