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磷酸铁锂车间废气主要是投料混合废气、喷雾干燥废气、烧结废气、尾气燃烧废气、包装废气、物料振实过程粉尘、匣钵清扫过程粉尘废气。1、原料配料工序:
此工序产生少量的粉尘和废弃包装袋,产生的粉尘经过设备密闭收集后经滤筒除尘器处理,处理后的废气在车间无组织排放。投料站密闭,投料粉尘密闭收集后经设备自带滤筒除尘器(除尘效率约为 99%)处理在车间无组织排放;2、混合研磨工序:
由于研磨工序密闭且物料湿润,故该工序无粉尘产生。其中需要对研磨设备进行清洗,故该过程产生研磨设备清洗废水及噪声。同时生产中加入的钛酸四丁酯遇水反应生产 Ti(OH)4和正丁醇(C4H9OH)。同时设备的冷却循环水定期排水。
3、喷雾干燥工序:
此工序产生粉尘、有机废气及噪声。
干燥工序天然气热风炉采用低氮燃烧,尾气与干燥工序粉尘经脉冲袋滤器(除尘效率 99%)处理,经 35m 高排气筒有组织排放。原料中的分散剂、钛酸四丁酯中的正丁醇(C4H9OH)、丁醇在 280±20℃之间发生挥发(挥发量约为 1%左右,挥发温度为 117.1℃),挥发产生的非甲烷总烃,经设置的排气筒有组织排放。
干燥热源由直燃式热风炉提供,设计温度在 280±20℃,设计天然气耗气量为480m3/h,产品出口温度为 70℃。热风炉燃烧产生的烟气经干燥塔后,经脉冲袋滤器除尘处理后,经设置的排气筒有组织排放。
含尘尾气经脉冲袋滤器(除尘效率 99%)收尘排入排气通道,汇集后有组织排气筒排空。脉冲袋滤器收集到的物料和喷雾干燥机物料一同进入生产的下一工序。排气筒排放的废气主要为蒸发的水蒸汽、其携带的物料干燥粉尘、天然气燃烧废气、非甲烷总烃。4、烧结工序:
烧结工序废气经“缓冲罐+尾气焚烧炉+低氮燃烧+35m 排气筒”有组织排放,对非甲烷总烃去除率约为 95%。在高温条件下,原料中的聚乙二醇发生分解,形成挥发性有机物(以非甲烷总烃计),同时葡萄糖裂解生成 C2-C5 等短链有机物(以非甲烷总烃计)及 CO、CO2、H2O 和 H2。根据分析,项目烧结工序中的物料振实及匣体清扫过程中会产生粉尘,产生的粉尘经布袋除尘器处理后,车间无组织排放轨道窑炉产生的废气 CO2、CO、H2、C2-C5 的烃类、非甲烷总烃等、磷酸铁锂粉尘的挥发,磷酸铁锂装置的轨道窑炉尾气等均通过轨道窑排气口排出,进入轨道窑炉配套的尾气焚烧炉处置,处置后经排气筒排放。主要用于处理废气中的 CO、H2、C2-C5 的烃类或非甲烷总烃,焚烧炉前设置一座缓冲罐,废气中比重较大的油类物质如 C4 及 C5 烃类等物质大部分在缓冲罐内沉降,形成焦油,属于危险废物,委托有资质的单位处理。废气进入焚烧炉,采用天然气助燃,废气中的 CO、H2、C2-C5 的烃类或非甲烷总烃通过焚烧分解为二氧化碳和水,焚烧炉炉温为 620-730℃,废气停留时间>1s,保证废气中的 CO、H2、C2-C5 烃类或非甲烷总烃充分焚烧分解,焚烧后的废气经补风降温至120℃通过高温引风机达标外排。具体单套尾气处理工艺见图 所示。物料振实过程粉尘、匣钵清扫过程粉尘废气:粉尘经负压收集后,经设备自带布袋除尘器处理后无组织排放。
5、气流粉碎工序:
粉碎后的物料被上升气流送至分级区,分级轮高速旋转,合格细粉随气流送入旋风分离器、滤筒除尘器收集,未达到细度的粗粉返回粉碎区继续粉碎。经除尘过滤后的气体返回风机涡轮内再次通过风机涡轮输送至粉碎机,气体内部循环,不外排。该工序会产生噪声。6、过筛除铁工序:
工作过程中无粉尘产生,产生少量除磁铁屑,经收集后外售处理。7、包装工序:
包装粉尘经自带的滤筒除尘器(除尘效率约为 99%)处理后,车间无组织排放;根据资料分析,由于涉及的原料粒径较小,经设备自带的滤筒除尘器处理后排空,于车间内无组织排放。滤筒除尘器:根据设计资料分析,投料、包装工序产生的含尘气体,粒径较小。故根据设计资料,废气处理拟采用滤筒除尘器处理投料、包装废气。其滤筒式除尘器的结构是由进风管、排风管、箱体、灰斗、清灰装置、导流装置、气流分流分布板、滤筒及电控装置组成,类似气箱脉冲袋除尘结构。滤筒在除尘器中的布置很重要,既可以垂直布置在箱体花板上,也可以倾斜布置在花板上,从清灰效果看,垂直布置较为合理。花板下部为过滤室,上部为气箱脉冲室。在除尘器入口处装有气流分布板。同时考虑到,涉及的原料粒径较小,要求企业加强管理,保证滤筒除尘的有效性,若出现故障及时维修。喷雾干燥后的粉料经重力作用,排入干燥室,未沉降的粉尘经脉冲袋滤器处理后,经引风机直接经 35m 排气筒排空。设备设计供应商考虑到产品由布袋除尘器集中收料,且产品粒径较细,常规布袋除尘器难以处理,结合考虑故采用离线清灰脉冲袋滤器(简称脉冲袋滤器)。脉冲袋滤器主要由滤袋、鼠笼、和壳体组成,壳体含尘箱体、料仓和净气室组成。滤袋安装在箱体与净气室之间的孔板上,含尘气体进入箱体后,粉体产生惯性、扩散、黏附、静电作用附着在滤袋表面,过滤后的气体穿过滤布的孔隙从净气室排出,脉冲电磁阀有规律的控制压缩空气滤布表面的粉尘,粉尘脱离滤布坠入料仓。脉冲袋滤器的特点是捕集效率高,捕集效率可达 99%以上。同时针对粉尘粒子小,设计上抽式滤袋,方便更换;提高捕集效率;拟采用惯性沉降离线清灰脉冲除尘方式,采用内置风挡板将细粉惯性沉降,减少布 袋除尘器的工作压力。同时采用离线清灰方式,防止粉尘二次吸附现象,导致粉尘在布袋上常时间附聚,引起系统阻力上升,系统风量下降产能降低。喷雾干燥工序使用天然气热风炉,天然气为清洁能源,属于源头控制,产生的燃烧烟气经干燥器、脉冲袋滤器处理后,经 35m 高排气筒筒外排。要求使用低氮燃烧技术。经采用源头控制及低氮燃烧过程控制技术,废气达标排放。(4)物料振实过程粉尘、匣钵清扫过程粉尘废气粉尘经负压收集后,经设备自带布袋除尘器处理后无组织排放。根据提供的设计资料分析,物料振实过程设备及匣钵清扫设备设置微负压收集粉尘,该工序粉尘产生量较小,经设备自带的布袋除尘器处理后,粉尘排入量较少。高温烧结工序废气主要为 CO、H2、C2-C5 的烃类或非甲烷总烃及颗粒物。高温烧结工序废气先经缓冲罐处理废气中比重较大的油类物质如 C4 及 C5 烃类,再进入焚烧炉,焚烧炉采用天然气助燃,废气中的一氧化碳、H2、C2-C5 的烃类或非甲烷总烃的燃点约在 300~600℃,通过焚烧分解为二氧化碳和水,焚烧炉炉温为 620-730℃,焚烧过程要求使用低氮燃烧技术,保证废气中的一氧化碳、H2、C2-C5 的烃类或非甲总烃充分焚烧分解,焚烧后的废气降温至 200~300℃,最终降至 75℃左右,由 35m高排气筒排放。经处理后外排废气能达标排放。烧结废气产生的氧化碳、H2、C2-C5 的烃类或非甲总烃需经尾气焚烧炉焚烧处理,添加天然气助燃,其天然气为清洁燃料,同时采用低氮燃烧技术,产生的污染物经排气筒有组织排放。设备清洗采用纯水,主要污染物为研磨工段产生的 SS 及物料成分。根据用水量分析,设备清洗废水产生量约为 19.2m3 /d,5760m3 /a,而研磨工段需用纯水291.667m3 /d,设备清洗废水占研磨工段用水约为 6.58%,设备清洗产生的废水完全可以回用于研磨工序,不外排。污水处理站,用于处理实验室废水、车间地面清洁废水及冷却循环定期排水等。污水处理工艺为“AO+MBR 工艺”,具体工艺流程见图 所示。废水先进入废水收集池,通过调节池内设定的曝气装置将水体进行匀质处理,防止由于水质、水量酸碱度或温度等水质指标的大幅度波动而降低后续系统的处理效率,经调节池匀质处理后,通过投加 PAC 和氯化钙等混凝剂,利用絮凝剂 PAM 的絮凝作用使形成的氯化钙微粒与水体中 SS 物质互相凝结形成更大的颗粒絮凝体,絮凝后出水进入两级沉淀,通过自然沉降使固液分离达到去除 SS 的目的,上清液从沉淀池上部溢流进入厌氧池,利用厌氧池内的活性污泥进行水解酸化和脱氮,同时降低COD,出水进入 MBR 膜池进行好氧处理,MBR 膜池装有浸没式膜堆,底部设有曝气装置,MBR 膜池也是活性污泥生化池,兼有深度去除有机物和氨氮的作用,一部分泥水混合物回流到厌氧池。经 MBR 膜处理过滤后,水中所有悬浮物、细菌和绝大部分胶体被膜截留下来,出水水质满足《城市污水再生利用 城市杂用水水质》(GB/T18920-2020)表 1 中“城市绿化、道路清扫、消防、建筑施工”用水水质要求。噪声污染主要来源于搅拌机、砂磨机、喷雾干燥机、粉碎机、空压机、冷却塔等设备运行时产生的噪声,以及风机噪声,声压级在 70~90dB(A)之,将主要的生产设备布置于室内,再通过建筑物隔声等措施后,降噪值一般在 15dB(A)左右。主要噪声源及源强见表 。根据工艺分析,固体废物主要为污水处理设施污泥、废包装材料、不合格产品、除尘灰、废烧体、铁屑、废滤膜、废过滤网、废机油废弃包装材料主要是指原辅料包装材料及成品包装过程中产生的废包装等,此部分固废产生量约为 20t/a,经统一收集后,能外售的纸箱、纸板等外售给废品收购商,不能外售的集中收集后委托环卫部门清运处置。生产过程中会产生部分不合格产品,其产生量约为成品的 0.1%,则不合格产品量约为 50t/a,产生的不合格产品收集后,外售处理。根据上文分析,除尘器收集粉尘约为 682.184t/a,该部分粉尘定期收集后,装箱转运至混配料工序,全部回用。烧结工序中需要使用到石墨烧钵,烧钵的使用寿命为 1500 次,根据设计资料,其产生量约 5t/a,烧钵到达使用寿命后收集后由原厂家回收。在生产过程中,产品除磁筛分后产生除磁铁屑,产生量按产品总量的万分之0.5 计,则废金属产生量约为 2.5t/a,统一集中收集后外售。制纯水过程中,纯水机滤膜需定期更换,项目废滤膜产生量约为 1t/a,统一集中收集后外售。氮气制备系统空气过滤器需定期更换过滤网,废过滤网产生量约 0.5t/a,统一集中收集后外售根据《国家危险废物名录(2021 年版)》,产生的危险废物主要设备维修产生的废机油等。生产设备日常检修、保养过程中会产生少量的废机油,产生量约为 1t/a,废机油属于《国家危险废物名录》(2021 年版)HW08 废矿物油与含矿物油废物。暂存于危废暂存间内,定期委托有资质的单位清运处置。实验室产生的废试剂瓶、废试剂量约为 1.3t/a,定期收集后,委托有资质的单位清运处置。轨道窑炉废气缓冲罐中,会有少量焦油产生,产量约 0.13t/a,对照《国家危险废物名录》(2021 版),属于 HW11 类废物,危废代码为 900-013-11。产生的焦油位于缓冲罐内,及时清理,转存至危废暂存间内特定容器内,危废间设置导流沟,应急池等风险防控措施,并与有资质单位签订危废协议,及时转运暂存的焦油。