锂电池焚烧烟气治理项目

方案2

佛山市天清佳远环保科技有限公司

技术部2023.1.28

第一部分 项目概述

根据客户需求，本项目方案须达成如下目的：

结合甲方生成工艺及装备特性，相关烟气排放点进行 论证。提出更合理的方案，以便于甲方选择。烟气治理设备的设计理论烟气量为 40000m3/h，烟尘浓度预估

湿法除尘系统入口烟气温度小于170℃，湿法高压静电除尘系统入口烟气温度小于 60℃. 设备年利用时间按 5500 小时计算；

烟尘排放浓度小于 20mg/Nm3，格林曼黑度

锂电池燃烧烟气性质分析及特点：

锂电池检测是发生燃烧后，会产生较高温度700℃左右，在燃烧后产生废气，废气中主要包括酸性废气、voc气体、烟尘；其中成分主要包括甲烷、乙烷，乙烯、以及酸性气体氟化氢，五氟化磷和烟尘颗粒物等。

其烟气性质主要是温度较高，含一定腐蚀性、气味较大，烟尘颗粒物较多易阻塞烟道及管路，造成清理困难；

第二部分 设计依据

2.1 通风管路技术规程 (JGJ141-2004)；

2.2 电除尘器 (DL/T514)

2.3 钢结构工程施工质量验收规范 (GB 50205-2002)

2.4 钢结构设计规范 (GB50017-2003)

2.5 声环境质量标准 (GB3096-2008)

2.6 工业企业厂界环境噪声排放标准 (GB12348-2008)

2.7 机械设备安装工程施工及验收规范 (GBJ231-75 及 GB50231-1width="100%")；

2.8 工程施工及验收规范 (GBJ204-83)；

2.9 广东XX 有限公司提供的有关资料。

2.10 室外排放标准符合：《大气污染物综合排放标准》 (GB16297-1996)

第三部分 设计原则

3.1 严格执行国家安全及环境保护相关法规，按照规定的排放标准进行设计，处理后的粉尘污染成分达到相关环保排放标准；

3.2 采用先进合理、成熟可靠的处理工艺，使工艺设计和设备选型能够在实际生产和运行过程中具有调节性和灵活性；

3.3 工艺流程合理、流畅，平面布置紧凑，尽量减少占地面积；

3.4 便于操作管理、系统维护、节省动力消耗及运行费用，尽量本着投资小，效果佳来设计本方案。

第四部分 设计参数

项 目	单 位	数 值	备 注
理论烟气量	m3/h	35000
设计烟气量	m3/h	40000	(设计工况)
系统除尘效率	%	>97%
格林曼黑度	级
烟囱出口粉尘浓度	mg/Nm3		标态

第五部分 工艺方案

根据客户甲方生产工艺及设备特点制定烟气治理工艺如下：

锂电池燃烧废气会产生高温，大量烟气，和酸性气体以及vocs，根据这个废气性质，定制的工艺如上图所示，带有酸性气体的高温烟气通过收集系统，由风机引入进入到管道，从管道进入到急冷器

由急冷器降温到60℃以下，降温后的酸性气体和voc送到我们的射流混动双级塔，进行一个酸碱中和以及去除烟气中的部分粉尘颗粒物，经过射流混动双级塔处理后的废气，带着剩余烟气和vocs进入我们的湿电继续处理

在湿电的电场作用下，把烟气、粉尘、颗粒物彻底净化，剩下的废气带着少量的vocs，进入到活性碳吸附设备，经过活性碳吸附达标后从烟囱排放。

第六部分 工艺装置简要说明 (可由甲方根据使用要求具体选择)

6.1 射流混动塔：特制文丘里湿式射流混动塔，304或 316L 不锈钢制作，厚度不低于 2mm；用于烟气的预处理， 自带喷淋电机，落料口配自动循环水箱，落料 由系统自动排入厂内污水池内综合处理。

工作原理：射流混动塔设计源自于自流体力学技术原理设计而成，通过精确物理技术计算，设计射流器流速、压力、状态的变化以及旋流装置的最佳切角获得最大能量的离心力，在风机牵引力作用下，将污染气体率先引入射流器中

高速水流经过文丘里管的变径后，速度急剧增大，压力减少，从喷嘴喷出的水雾锥体，在直径等于引射管内径后受管壁约束而变为圆柱体，此水雾圆柱称为水雾活塞，随着水雾从喷嘴喷出，水雾活塞沿引射管高速运动并从喷射出口高速射出

使污染气体在引射喷射管内与水雾锥碰撞混合，并随水雾从喷射口喷出，若吸入的是含尘气体，则粉尘被强制在水雾中运动湿润或粘结成较大颗粒被喷射出引射管后，很快失去在空气中的悬浮能力而降落下来，从而实现净化的目的

净化后的气体再次切向进入高压离心旋流装置，污染气体在高速动态运行中，通过旋流装置的离心力作用导致液体于污染气体充分溶合并相互吸附，通过圆周运动衰减旋流能量从而达到净化目的。该系统的最大特点是处理风量大

彻底杜绝易燃易爆，适应污染变化能力强，由于污染物气流呈向圆周做高速旋转运动，旋流速度随风量大小变化而变化，最大限度增加液气接触面积和接触混合时间，使风速阻 力相应降低前提下达到最理想的净化效果，净化效率最高达95%以上！

因为管壁表面圆滑，而且污染物气体动态运行，所以不存在设备结垢或者堵塞等常见问题，“射流混动塔”经过我司多年实践验证，是目前针对易燃易爆、打磨、抛光、喷 涂废气净化前处理、工业油烟颗粒净化、冶炼除尘等工况最理想实用有效的净化 装置！

射流混动塔特点：

1) 体积小，结构简单。在实际工程运用中体积经常是一个相当重要的因素，该装置体积较其它装置体积大幅度减小，这极大的增加其使用范围，也方便了设备的改进。

2) 耗能低。该装置的运用可以减少一些其它的设备如液泵等，即可以起到节能的效果。而且， 自吸式吸人是在利用高压气流对液体产生的横向力的基础上设计，不仅克服原有采用气压机和液泵结合的设备垂直管注入液时高压气流对注入液的影响，而且利用了上述阻力。

3) 永不堵塞，不锈钢材质抗腐蚀使用寿命长

4)  运用范围广泛。 目前针对易燃易爆、打磨、抛光、喷涂废气净化前处理、工业油烟颗粒净化、冶炼除尘等工况均为最理想实用有效的净化装置！

6.2湿法高压静电除尘系统(立式管束双级)

定制非标双级湿式静电装置，不锈钢壳体，阳极管用 1.2mm304# 不锈钢板制作，放电阴极采用6 mm304 不锈钢制作，高压电源采用三相电源(工频、高频、恒流可选) 建议采用高频恒流电源，静电除尘装置包括：本体、烟气均布装置、电极系统、绝缘系统、吹扫系统、喷淋系统、连锁保护装置等；

双级湿式静电的进口处配备有均流装置，使烟气能均匀地通过电场。均 流装置、导流板等与烟气接触的部件选用耐磨耐腐蚀材质，以满足脱硫后湿烟气的运行环境，并要求防腐。除尘器内部有防止烟气短路的阻流装置。

双级湿式静电设计有独立的壳体。外壳已考虑到膨胀要求。为达到密封、防雨的效果，壳体设计圆滑，不存在死角或灰尘积聚区，且顶部不积水。

在除尘器的电场前后装有人孔门和通道。人孔门有可靠的接地和安全连锁装置，在湿电顶部有检修孔，以便对电极悬吊系统进行检修。人孔定为800mm。人孔需开关简单方便并严密不漏，采用防腐材质。

双级湿式静电绝缘子室设有绝缘子密封风机系统装置。壳体、装置及辅助设备均可靠接地，接地电阻小于2欧姆。

双级湿式静电本体设有检修维护平台，所有平台均设栏杆和护沿。平台 载荷为4kN/m2，栏杆高度为1200mm，平台宽度不小于1000m，平台采用热镀锌 钢格栅板。设置相应明显规范的荷载和标高指示牌。平台扶梯的设计按照 《火力发电厂钢制平台扶梯设计技术规定》 (DLGJ158－2001) 的要求。

扶梯满足到各层需检修和操作的作业面，扶梯载荷为2kN/m2。扶梯宽度 为800mm，扶梯角度不大于50°。

双级湿式静电出口烟道上设有流量测量装置。

设备支撑件的底座考虑到了地震力加速度对它的作用。

双级湿式静电本体设有防风、防雨、防腐蚀的措施。

双级湿式静电设计寿命不小于20年，内部极板使用寿命大于3年，易耗件质保1年。

双级湿式静电本体出口烟道采用钢结构，双级湿式静电外护板及金属构 件的设计、供货均由制造方负责。

通向每一高压部分的入口门应与该高压部分供电的高压电源的主电源开 关有电气和机械联锁，以免发生高压触电事故。

双级湿式静电内部的所有配管均为耐腐蚀材质。

工作原理：双级湿式静电 (WESP) 部件构成及工作原理与干式静电除尘器(ESP)相近。WESP 由电晕线(阴极)、沉淀极(阳极)、绝缘箱和高压直流供电电源组成。

接通高压直流电源后，在两极之间形成了非均匀高压静电场。在电场的作用下，电晕线周围产生电晕层。电晕层中的空气发生雪崩式电离， 从而产生大量的负离子和少量的阳离子，这个过程叫电晕放电。烟气进入电场荷电区时，酸雾、烟尘等颗粒被荷电。

荷电后的酸雾、烟尘等颗粒静电凝聚作用加强，粒径增大，荷电量增加，在电场力的作用下迅速抵达阳极(沉淀极)。大量的酸雾颗粒不断地被驱向阳极，同时迅速释放电荷，从而达到酸雾、烟尘等气溶胶微粒与烟气分离的目的。然后通过水流冲洗的方法清除。

序号	项目	单位	内容
1	型号		TQJY100KBW01
2	设计烟气量 (湿态、工况)	m3/h	40000
3	设计烟气温度	℃	~50
4	湿电进口粉尘浓度	mg/Nm3	＜400 标、干
5	湿电出口粉尘浓度	mg/Nm3	＜20 标、干
6	除尘效率	%	≥95

7	湿电承受压力	Pa	±3000
8	设计流速	m/s
9	湿电有效截面积	m2	18.5
10	电除尘器阻力	Pa	＜300
11	电场长度	m	5.8
12	电场宽度	m	3
13	电场高度	m	1.5
14	间断喷淋水冲洗水耗	m3/min	~0.5-0.8
15	间断喷淋水冲洗周期		2-3次/天，每次5分钟
16	高压硅整流器型号		高频0.8A/60KV-HW
17	高压硅整流器数量	套	2
18	设计寿命	年	20
19	支撑结构		钢结构/钢筋混凝土基 础

6.3活性炭吸附装置：

蜂窝状活性炭是一种新型环保活性炭废气净化产品，能有效降低异味和污染物，本产品主要原料是采用，高级煤质活性炭粉、高碘值椰壳活性炭粉、超强脱色木质活性炭粉。

采用蜂窝状活性炭 (100*100*100mm) 作为吸附剂，其经过耐水处理和二次烧制，具有机械强度高，耐水、耐强酸、强碱的特性，蜂窝状活性炭阻力 (压降) 很小，使用寿命长。其阻力 仅为其他活性炭的1/10左右，是实 测阻力不大于700Pa，适合应用于大风量废气处理，运行电耗明显降低。

活性炭是一种多孔性的含炭物质, 它具有高度发达的孔隙构造, 活性炭的多 孔结构为其提供了大量的表面积，能与气体 (杂质) 充分接触，从而赋予了活性 炭所特有的吸附性能，使其非常容易达到吸收收集杂质的目的。

就象磁力一样，所有的分子之间都具有相互引力。正因为如此，活性炭孔壁上的大量的分子可以 产生强大的引力，从而达到将有害的杂质吸引到孔径中的目的。

产品性能：

1) 高效去除率：能高效去除挥发性有机物 (VOC) 、无机物、硫化氢、氨气、硫 醇类等主要污染物，以及各种恶臭味，去除效率可达90%以上。

2) 适应性强：可适应高浓度，大气量，不同恶臭气体物质的脱臭净化处理，可 每天24小时连续工作，运行稳定可靠。

3) 运行成本低：本设备无任何机械动作，无噪音，无需专人管理和日常维护，只需作定期检查，本设备能耗低，设备风阻低,可节约大量排风动力能耗。

4) 设备占地面积小，自重轻：适合于布置紧凑、场地狭小等特殊条件。

5) 优质材料制造：防火、防腐蚀性能高，性能稳定，使用寿命长。

6) 环保高科技产品：采用国际上最先进技术理念，通过专家及我公司工程技术人员长期反复的试验，开发研制出的高科技环保净化产品，可彻底有毒有害 物质，并能达到完美的去除效果，经分解后的气体，可完全达到无害化排放，不产生二次污染，同时达到高效消毒杀菌的作用。

6.5烟道：

烟道设计符合《火力发电厂烟风煤粉管道设计技术规程》(DL/T5121-2000) 规定，烟气最大流速不超过15m/s。烟道根据可能发生的最差运行条件 (如

温度、压力、流量、湿度等) 进行设计。烟道接口推力和力矩不能传递到烟囱接口上，热膨胀将通过带有内部导向板的膨胀节进行调节。高温烟道：采用不锈钢304L材质，厚度不低于3mm。

低温烟道：采用碳钢防腐处理，厚度不低于4mm。烟道外部及基础设置加固和支撑，以防止颤动和振动，并且设计满足在 各种烟气温度和压力下能提供稳定的运行。

所有烟道仅采用外部加强筋，没有内部加强筋或支撑。烟道外部加强筋统一间隔排列。加强筋使用统一的规格尺寸并且尽量减少加强筋的规格尺寸，加强筋的布置需注意防止积水。

对于烟道中粉尘的聚集，考虑附加的积灰荷重 (湿灰荷载) ，干灰的重力 密度为10kN/m3，湿灰的重力密度为15kN/m3，烟道的积灰高度按烟道高度的 1/12计，但不小于200mm。

烟道的设计布置、形状和内部件 (如导流板和转弯处导向板) 等均采用 优化设计。烟道壁面预留充分的腐蚀余量，内部尺寸精度保证在±0.5%的公差之内。

在外削角急转弯头和变截面收缩急转弯头处，设置导流板、内部导向板和排水装置，采用耐磨耐腐蚀材料制造。根据要求提供滑动支架，其高度应可调节。

在烟气测量仪采样探头安装点应满足规范要求，在烟道上预留好人工采样孔，包括相应的阀门及检测用平台。

烟道荷载标准

烟道设计压力：+5/-2kPa。

烟道设计考虑所有荷载，如：内压荷载、 自重、风荷载、雪荷载、积灰、地震、腐蚀、内衬、保温和外装。

6.6膨胀节：

膨胀节保证在系统设计最大正压/负压再加上1000Pa的余量和最高温度90℃持续1小时下无损坏，并保持100%的气密性。烟道高温膨胀节：采用不锈钢316L波纹管膨胀节。

烟道低温膨胀节：采用耐磨防腐非金属材料制作。

水路膨胀节：采用橡胶衬氟膨胀节。

金属软管：采用不锈钢带编制网金属软管。

接触湿烟气并位于水平烟道段的膨胀节通过膨胀节框架排水，排水孔最小为DN150，排水孔位于水平烟道段的中心线上。排水配件应能满足运行环境要求，由合金材料制做，排水至排水坑。

膨胀节与烟道可采用螺栓法兰连接或焊接，但是位于设备的接口采用法兰螺栓连接方式，确保膨胀节可以更换。膨胀节的法兰密封焊在烟道上。

膨胀节框架将以相同半径波节连续布置，不允许使用铸模波节膨胀节。用螺栓、螺母和垫圈把纤维紧固在框架上。不允许使用双头螺栓。所有膨胀节框架有同样的螺孔间距，间距大小应保证不会造成烟气泄漏。框架深度最小是200mm，而且最少要留80mm的余地便于拆换膨胀节的螺栓、螺母和垫圈。

最少在膨胀节每边提供1m的净空，包括平台扶梯和钢结构通道的距离。

膨胀节和膨胀节框架将全部在车间制造和钻孔，并且运输整套组件。如 果装运限制，要求拆开完整的膨胀节，那么这种拆开范围也最多仅是满足装 运的限定，临时设置的钢条和支架应附在膨胀节框架上，以维持准确的接合 面尺寸，直到施工人员完成系统和烟道的安装工作。

6.7引风机：

采用 4-72 系列引风机 (用回原有风机)

引风机 1 采用碳钢 材质制作

6.8烟囱(不包括)

6.9检修平台(不包括)

6.10土建、混凝土基础与独立高压接地系统(不包括)

6.11.1 就地控制盘、箱、柜控制盘 (台、箱、柜) 为安装在它们内部或上面的设备提供环境保护。 即能防尘、防滴水、防腐、防潮、防结露、防昆虫及啮齿动物，能耐指定的 高、低温度以及支承结构的振动。

除尘器本体所有配带的现场控制箱、保护箱、端子箱、检修电源箱、照 明箱等的防护等级不低于IP65，电子设备间内为IP54。盘柜的尺寸和色标由 业主方确定。

就地控制盘 (箱、柜) 具有就地和远方两种控制方式，设就地/远方切换 开关。

控制盘 (台、箱、柜) 具有足够的强度能经受住搬运、安装和运行期间 短路产生的所有偶然应力。所有金属结构件均牢固地接到结构内指定的接地 母线上。

控制盘 (台、箱、柜) 设有通风装置，以保证运行时内部温度不超过设 备允许温度的极限值。如盘、柜内仅靠自然通风而引起封闭，元件超温或误 动作则提供强迫通风或冷却装置。墙挂式控制箱高度不应超过1200mm。

6.11.2电缆及桥架

完成除尘器本体内的所有电缆桥架、电缆竖井及电缆放火措施的设计和 供货。电缆桥架为热镀锌钢质桥架，数量及布置应满足现场电缆敷设的需要 ，不足部分补足。

控制电缆单根线径截面积不小于1.5mm2，动力电缆的单根线径截面积不 小于2.5 mm2，每一根电缆都需要预留一定数量的备用芯。所供电缆的长度应满足现场实际敷设的需要，不足部分补足。所有电缆均满足电厂当地温度及 电缆敷设要求。

电缆及其通道：电缆的敷设可使用电缆桥架、电缆支、吊架、电缆保护 管等，主通道采用电缆桥架。电缆通道的位置应注意电缆敷设的方便和安全 。控制电缆不应与其他动力电缆在电缆桥架上同层敷设。本体电缆桥架电缆充盈度不超过40% (动力电缆) 及60% (控制电缆) ，以方便需方检修或增加电。

6.11.3温度测量要求

热电阻采用A级双支型铂热电阻(分度号 Pt100 ，三线制)及不锈钢保护 套管。测温元件已充分考虑合理的防腐和防磨措施；所有热电阻/热电偶引出 线设有防水式接线盒。所有热电阻/热电偶温度计根据管路来选择螺纹连接型 或焊接型。

测温元件安装的插入深度符合相应的标准。并且设置有预留试验用测点。测温装置的布置均尽可能开孔倾斜向下，暂未使用的测点也安装插座并有保护盖。带刻度的双金属温度计只用于就地指示，精度不低于±1.5% ，表盘尺寸为Φ100，双金属温度计采用万向型。

6.11.4压力测量要求

湿式电除尘器控制系统监视与控制回路的输入压力或差压。所有压力/差压变送器的管接头采用公制螺纹(M20×1.5)，以便于维护与检修。压力/差压变送器采用智能型变送器。所有变送器能对应零到满量程的测量范围，并有过流保护措施。

变送器精度不低于 0.1 级。所有变送器配供就地液晶指(0~100％)。变送器防护等级不低于 IP65 。就地压力表应设置在容易观察的位置，或成组安装在就地表盘上。压力表设置有防湿和防尘护罩。

就地压力表采用不锈钢压力表，刻度盘直径应为 150 毫米，接头为 M20×1.5mm ，精度至少为满量程的±1.5% 。

第七部分 系统与项目

序号	系统	设备/项目	数量(配套)
1	集尘罩与烟道部分	设备与工程	1
22	急冷器	设备	1
3	射流混动双级塔	设备	1
4	双级湿式静电	设备	1
5	活性碳吸附箱	设备	1
6	引风 1 系统	设备与工程	1

7	自动控制系统	设备与调试	1
8	安装调试	项目	1
	合计

注： 本项目工程费为调试技术服务费，包括施工安装和最后防腐保温费用，

我方负责安装指导。

本项目不含烟气检测仪表。

本项目方案具体报价由双方确认设备配置后确定。

第八部分 本项目设备与常规设备优势对比

1

本次项目设备：射流混动双级塔 结构紧凑，占地小 过滤效能高，拥有文丘里变径增加气液混动，再加上旋流层再一级处理，相当于两级处理，处理效率≥97%因为有两级过滤以及优化的设备工艺，射流塔不会堵塞

常规喷淋塔 结构简单，设备较大 处理效率不高，只有简单的几级喷淋处理，处理效率只有80%-85% 3.工艺原因，这种工艺的常规喷淋塔填料层非常容易堵塞，需要经常清理

射流混动双级塔	喷淋塔

2

本次项目设备：双级湿式静电 采用双级处理，单级阳极管长度1.5米双级处理配两个变压器，这样选净化效率会更高，A组的油烟浓度最高（高浓度大分子电压需要调低），电压调到80%左右大约3万伏左右，B组(小颗粒轻烟）电压调到95%左右大约3.8万伏左右。 双级湿电，放电管长1.5米，更容易清洗，可以实现一级清洗，一级运行，在不影响工况的情况下实现在线自动清洗，成本比单级湿电高

常规单级湿电 采用单级处理，单级阳极管长度3米单级湿电3米管，废气入口处，都是高含量大分子大颗粒油烟，电压必须调低点，这样才不会出现打火情况，当废气经过上半部的时候，油烟都是净化成小分子油烟了，但是因为是一根直管，没有办法做到下部分电压低，上部分电压高，所有当上部分是小分子油烟的时候，电压低就会造成处理效果不明显的问题，出口会有点白烟的情况。 单级湿电，放电管长3m，放电管太长，阴极针容易不直，一旦不直，就容易造成放电不均匀的形象，电压低，设备较高，管子较长，清洗困难，但是成本相对低。

双级湿式静电	单级湿式静电

3

功耗与维护量

装机功率：45KW,预计 电耗34KW.h；无人值 守，兼职维护人员定期 保养维护即可

备注：活性碳箱为什么不能放最前面(因为这个工艺带有烟气粉尘颗粒，如果没有射流塔和湿电预处理的话，活性碳很快就会被堵死，堵死的活性碳是没有吸附效果的，所以活性碳吸附必须放在最后面，防止被堵塞）

湿电相关案例

1.江苏木塑

2.橡胶烟气处理