1.1 项目概述
本项目为喷涂废气整改项目。贵司车间配备有喷涂线,在生产制造过程中,喷涂生产线会产生一定量的有机污染废气。根据环保要求,必须对散发的有机废气进行收集和妥善处理后排放,以达到保护环境的目的。我方受贵方委托,根据贵公司提供的相关数据及资料,借鉴相关工程实际设计和运行经验,本着投资省,处理效果好,运行成本低的原则,编制了该设计方案,供贵公司及有关部门决策参考。
为严格遵守有关环境法规,保护环境,本着经济建设和环境保护同步进行的“三同时”原则。我司受业主邀请,在进行初步调研,并经多年生活污水处理成功的实践经验的基础之上,编制该设计方案,以供有关部门的决策和实施。
1、中华人民共和国《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)标准;
2、 《大气污染物综合排放标准》(GB 16297-1996)
3、 《广东大气污染物排放限值》(DB44 27-2001)
4、 《印刷行业挥发有机化合物排放标准》(DB44/815-2010)
5、 《恶臭污染物排放标准》(GB14554-1993)
6、 《工业窑炉大气污染物排放标准》(GB9078-1996)
7、 《工业企业卫生设计标准》(GBZ1-2002)
8、 《工作场所有害因素职业接触限值化学有害因素》(GBZ2.1-2007)
9、 《公共建筑节能设计标准》(GB50189-2005)
10、 《生产设备安全卫生设计总则》(GB5083-1999)
11、 《工业企业厂界噪声标准》(GB12348-90)
12、 《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)
13、 《机械设备防护罩安全要求》(GB/T8196-1987)
14、 《机械设备安装施工及验收规范》(TJ231-78)
15、 《工业管道工程施工及验收规范》(GBJ235-82)
16、 《通风与空调工程施工及验收规范》(GBJ243-82)
17、 《建筑安装工程质量检测评定标准》(TJ305-75)
18、 《低压配电装置及线路设计规范》(GBJ54-83)
19、 《建筑物防雷设计规范》(GB50057-2010)
20、 《石油化工企业防火设计规范》(GB50160-2008)
21、 《石油气体管道阻火器》(GBT-13347-2010)
22、《自动化仪表工程施工及验收规范》 G50093-2002
23、《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93
24、《自动化仪表工程施工及验收规范》 GB50093-2002
25、《仪表供电设计规定》 HG/T20509-2000
26、《信号报警、安全联锁系统设计规定》 HG/T20511-2000
27、《分散型控制系统工程设计规定》 HG/T20573-95
28、《可编程控制器系统设计规定》 HG/T20700-2000
29、《自控安装图册》 HG/T21581-95
30、《化工管道设计规范》
31、《设备及管道设计通则》
1、可行性原则:在工程设计中,确保工艺可行的同时,兼顾经济上许可的能力(总投资费用省,运行费用低等),考虑工艺上的可行性与经济上的可行性协调统一;
2、可靠性原则:通过对该行业目前废气处理情况的调研,结合多年从事废气处理经验,同时借鉴目前胶粒生产废气的成功案例,并与当前先进的处理设备相融合,制定合理、成熟、可靠的废水处理工艺,确保处理系统长期稳定可靠运行。
3、先进性原则:采用当前先进工艺和设备;
4、操作简单方便,技术简单实用,提高操作管理水平,实现科学现代化的管理;
5、避免二次污染,在治理废气同时,避免污泥和噪声产生二次污染。
污染物 | 最高充许排放浓度 |
苯 | 20(mg/m3) |
甲苯 | 200(mg/m3) |
二甲苯 | 200(mg/m3) |
总 VOCs | 350(mg/m3) |
2废气排放指标:
污染物 | 最高充许排放浓度 | 最高充许排放速率 (kg/h) | 无组织排放监 控浓度限值 (mg/m3) | 烟囱高度(m) |
苯 | 1(mg/m3) | 0.4 | 0.3 |
15 |
甲苯 | 20(mg/m3) | 1.0 | 0.6 | |
二甲苯 | 20(mg/m3) | 1.0 | 0.8 | |
总 VOCs | 30(mg/m3) | 2.9 | 3.2 |
1)、设备进口至设备出口。
2)、废气处理设备。
3)、动力配线及水源由业主将主电引至各配电控制箱,配电分配箱至各电器使用点将由我公司负责。
4)、不包括设备摆放基础及设备间。
设计总风量为两套30000m3/h,合计60000m3/h
B:工艺确定
在原喷淋塔后端增加:气旋喷淋塔+干式过滤器+活性炭吸附装置+催化燃烧
1、 喷淋塔
|
喷淋塔属于微分接触逆流式,塔体内的填料是气液相接触的基本构件。塔体外部的气体进入塔体后,气体进入填料层,填料层上有来自于顶部的喷淋液体及前面的喷淋液体,并在填料上形成一层液膜,气体流经填料空隙时,与填料液膜接触,气体中的粉尘流质融合进水中,上升气流中流质的浓度越来越低,到塔顶时达到排放要求。液膜上的液体在重力作用下流入贮液箱,并由循环泵抽出循环。
填料层能提供足够大的表面积,对气体流动又不致造成过大的阻力,经过除油的废气经除雾器隔除水雾外,经出风口排出塔外。
塔体内的填料是气液相接触的基本构件。塔体外部的气体进入塔体后,气体进入填料层,填料层上有来自于顶部的喷淋液体及前面的喷淋液体,并在填料上形成一层液膜,气体流经填料空隙时,与填料液膜接触,水作为热传递介质,将气体中的热能吸收下来,达到对气体降温的作用。
2、 干式过滤器
F7 G4
为了避免配料废气中的少量粉尘、空气中的粉尘以及排胶废气静电除油后处理不完全的焦油对活性炭的影响,在吸附床前再设置干式过滤器,其采用净化效率高的G4+F7滤袋对气体进行粗、中效过滤。
干式漆雾过滤材料具有以下优点:
净化效率高;
阻燃,无粉尘爆炸和着火之忧;
阻力低,耗电少;
材料可多次回用,使用寿命长(15—30天),节省费用;
使用简单、方便,易于维护;
材料性能参数如下:
产 品 名 称 | 额定风量 | 过滤面积 | 过滤效率 | 规格 | 初阻力 |
G4 | 3000m3/h | 0.34m2 | ﹥15% | 595*595*20 | <50pa |
F7 | 3600m3/h | 5.85m2 | ﹥85% | 595*595*500 | <110pa |
3、 吸附脱附催化燃烧
1)、 工作原理说明:
有机废气吸附净化原理
利用活性炭分子筛多微孔的吸附特性吸附有机废气是一种最有效的工业处理手段。吸附可使有机废气净化效率高达90-95%,蜂窝状活性炭附饱和后可用热空气脱附再生使蜂窝状活性炭重新投入使用。
蜂窝状活性炭再生装置原理
通过控制脱附过程流量可将有机废气浓度浓缩10-20倍,脱附气流经催化床内设的电加热装置加热至300℃左右,在催化剂作用下起燃,催化燃烧过程净化效率可达97%以上,燃烧后生成CO2和H2O并释放出大量热量,该热量通过催化燃烧床内的热交换器一部分再用来加热脱附出的高浓度废气,另外一部分加热室外来的空气做蜂窝活性炭脱附气体使用,一般达到脱附~催化燃烧自平衡过程须启动电加热器2-3小时左右。达到热平衡后可关闭电加热装置,这样的再生处理系统靠废气中的有机溶剂做燃料,在无须外加能源基础上使再生过程达到自平衡循环,极大地减少能耗,并且无二次污染的产生,整套吸附和催化燃烧过程由PLC实现自动控制。
2)、 产品技术特点:
1、采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺,整个系统实现了净化、脱附过程封闭循环,与回收类有机废气净化装置相比,无须配备压缩空气等附加能源,运行过程不产生二次污染,设备投资及运行费用低;
2、使用特殊成型的蜂窝状活性炭作为吸附材料,再生前吸附有机溶剂可以达到蜂窝状活性炭总重量的25%,具有使用寿命长,吸附系统运行阻力低,净化效率高等特点;
3、采用优质贵金属钯、铂载在蜂窝状陶瓷上作催化剂,催化燃烧率达97%以上,催化剂寿命长,分解温度低,脱附预热时间短,能耗低;
4、采用微机集中控制系统,设备运行、操作过程实现全自动化,运行过程安全稳定、可靠。
5、在蜂窝状活性炭吸附床前采用漆雾过滤器过滤小颗粒物,净化效率高,确保吸附装置的使用寿命。
3)、有机废气净化装置组成及其特点
组成部分 | 主要组成材料及特点 | 使用效果 | ||
1 |
过滤 │ 吸附 | 干式过滤器 | 漆雾过滤材料+高效无纺布 | 净化效率>90%, |
蜂窝状活性炭吸附床
| 单元内充填蜂窝状活性炭,外壳为碳钢 | 有机废气净化效率>90%,阻力低,无运动部件,无磨蚀,寿命长 | ||
电动调节阀门 | 阀体和进口电动执行机构 | 精度高,复位快 | ||
2 | 脱附│催化燃烧 |
催化燃烧床 | 催化燃烧室,电加热室,高效换热器和传感器件,内外板用高效隔热材料. | 催化燃烧净化效率> 99%,加热时间短,节能能效果明显 |
脱附风机 | 直联传动,易保养 | |||
补冷风机 | 直联传动,易保养 | |||
温控传感装置 | 控制点多,效果好 | |||
电动调节阀门 | 阀体和电动执行机构 | 精度高,复位快 | ||
3 |
P L C电控系统 |
计算机运行过程电气控制柜 | PLC,仪表及各类元器件 | 运行显示直接,易操作 |
主要功能 1).具有自动、手动两种操作方式, 2).自动运行时具有连锁功能 3).系统具有自我诊断功能 4).运行时出现的异常情况可报警及自动停机 5).控制柜面板流程可显示运行主要参数 6).根据工艺要求改变控制参数如:脱附吸附周期 7).系统处于自动运行状态,不会因停电造成系统退出运行 8).自动运行时可根据工艺条件退出运行
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4)、主要材料说明
1、优质蜂窝状活性炭技术参数说明:
主要成份 | 活性炭 |
规格 | 100×100×100mm |
壁厚 | 0.5~0.6mm |
体密度 | 0.46~0.52g/ml |
碘值 | 650 |
吸苯量 | ≥45% |
抗压强度 | 正压>0.8MPa; 负压>0.3MPa |
特点:吸附效率高,为多孔形蜂窝状比表面积大、流体阻力小
技术参数:
规格型号:100*100*100
吸附效率: >90%
比表面积:400~1000M/G
VOC吸附容量:50~80KG/M3
脱附温度:<200-500℃
完全脱附时间(250℃)30-60MIN
使用寿命:2年
比重:500-600KG/M3
2、催化剂技术参数说明:
|
特点:比表面积大,填充优质贵金属钯、铂,催化燃烧率达99%以上,催化剂寿命长,分解温度低,脱附预热时间短,能耗低
技术参数:
体密度:0.8g/ml
孔壁厚0.5±0.1mm;
催化剂活性温度:200℃
耐温:750℃
使用寿命:10000h
四、工艺流程图
4.1 废气工艺流程图
五、新增设备参数
30000风量干式过滤器 | |||
序号 | 设备名称 | 数量 | 备注 |
1 | 过滤器主体2000*2500*2500 | 2套 | 304 |
2 | 初效过滤G4 | 20组 | 595*595*20 |
3 | 中效过滤棉F7 | 16组 | 595*595*500;8袋 |
30000风量吸附脱附催化燃烧装置 | |||||
序号 | 设备名称 | 参数 | 数量 | 备注 | |
1 |
吸附浓缩部分 | 活性炭吸附箱 | 2400*2400*2000;100mm玻纤棉保温 | 3套 | 星源/2mm不锈钢 |
2 | 活性炭填充 | 3m3*3; | 9m3 | 星源定制 | |
3 | 吸附阀门 | 600*600 | 6套 | 304阀体; | |
4 | 吸附风管 | 1000*600 | 1套 | 星源/2mm304 | |
5 | 脱附部分 | 脱附床 | 1300*1100*2300;100mm玻纤棉保温 | 1套 | 星源/2mm不锈钢 |
6 | 催化剂 | 贵金属型 | 180L | 明瑞、钛翔或同等 | |
7 | 换热器 | 3000风量 | 1套 | 星源,铸铁 | |
8 | 电加热 | 64KW | 1套 | 星源 | |
9 | 脱附风机 | 3000风量;变频防爆 | 1台 | 德通、九州或同等 | |
10 | 补冷风机 | 5000风量;变频防爆 | 1台 | 德通、九州或同等 | |
11 | 温控系统 | K型热电偶 | 5套 | 星源定制 | |
12 | 阻火器 | 600*600 | 2套 | 星源 | |
13 | 排气风阀 | DN250 | 1套 | 304阀体; | |
14 | 补冷风阀 | DN250 | 2套 | 304阀体; | |
15 | 脱附风阀 | DN250 | 6套 | 304阀体; | |
16 | 脱附风管 | DN250,100mm玻纤棉保温 | 1套 | 星源 | |
17 | 电控部分 | PLC | 1套 | 西门子 | |
18 | 人机界面 | 10寸 | 1套 | 威伦 | |
19 | 电控柜 | 1套 | |||
20 | 电器元件 | 1套 | |||
21 | 变频器 | 2套 |
C、喷淋塔
30000风量喷淋塔 | ||||
序号 | 设备名称 | 参数 | 数量 | 备注 |
1 | 喷淋塔主体 | 2600*1600*3000 | 2套 | 星源/304 |
2 | 旋流筒 | Φ1200;单桶 | 1套 | 星源/304 |
3 | 喷淋水泵 | 3KW | 1台 | |
4 | 喷淋管道 | 1套 | 南亚 |
六、设备运行成本预测
废气设备运行成本 | ||||||||
序号 | 主项 | 功率(kw) | 运行功率(kw) | 数量 | 单位 | 日运行小时数 | 电费(元/ 度) | 天运行费用 (元) |
1 | 系统风机 | 30 | 24 | 2 | 台 | 10h | 0.8 | 384 |
2 | 喷淋塔 | 3 | 3 | 2 | 台 | 10h | 0.8 | 48 |
3 | 脱附风机 | 5.5 | 5.5 | 1 | 台 | 0.1h | 0.8 | 0.44 |
4 | 补冷风机 | 3 | 3 | 1 | 台 | 0.1h | 0.8 | 0.24 |
5 | 电加热 | 64 | 64 | 1 | 台 | 0.1h | 0.8 | 5.12 |
6 | 日费用 | 合计 | 437.8 |
一、耗材成本
废气设备耗材成本 | ||||||
序号 | 主项 | 规格 | 更换频率 | 数量 | 更换成本 | 年运行费用 (元) |
1 | G4滤框 | 595*595*20 | 2周1换 | 20套 | 1050 | 25200 |
2 | F7滤袋 | 595*595*500 | 2周1换 | 16套 | 1500 | 36000 |
3 | 蜂窝活性炭 | 100*100*100 | 2年1换 | 18m3 | 130000 | 65000 |
4 | 催化剂 | 100*100*50 | 5年1换 | 0.18m3 | 35000 | 7000 |
合计 | 按每天运行10h;一年350天算 | 133200 |