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工程案例CLASSIC CASE

10000风量催化燃烧废气处理设备

作者:佑泰环保 来源:未知 时间:2020-12-04 13:12:03 点击:

[文章前言]:一、设计依据 名称 执行的标准及规范 工艺设计 通用标准 中华人民共和国环境保护法(2015年) 大气污染物综合排放标准 GB16297-1996 天津市地标《工业企业挥发性有机物排放控制标准》
一、设计依据
名称 执行的标准及规范
工艺设计
通用标准
中华人民共和国环境保护法(2015年)
大气污染物综合排放标准 GB16297-1996
天津市地标《工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB 12/ 524—2014
催化燃烧法工业有机废气治理工程技术规范HJ2027-2013
吸附法工业有机废气治理工程技术规范(HJ2026-2013)
工业企业厂界噪声排放标准GB12348-2008
设备及管道保温设计通则GB 4272-92
设备制造
通用标准
涂装作业安全规程、有机废气净化装置安全技术规定GB20101-2006
铸造尺寸公差与机械加工余量GB/T6414-1999
焊接件通用技术条件JB/ZQ 4000.3-86
涂装通用技术条件JB/ZQ 4000.10-86
涂漆与防腐蚀设计规定04032-09400-MC08
安全标志 GB2894-1996
安全色GB2893-2001
外壳防护等级(IP代码)GB4208-2008
管道、容器、设备结构用无缝钢管Q/BQB203
化工设备、管道外防腐设计规定HGJ34-90
固定式工业防护栏杆安全技术条件GB4053.3-93
固定式钢直梯安全技术条件GB4053.1-93
设备安装
通用标准
机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50231-98
压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB50275-98
现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范GB50231-98
工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范HGJ229-91
工业电热设备节能监测方法GB/T15911-1995
凸面板式平焊钢制法兰JB/T81-94
管法兰用石棉橡胶垫片JB/T87-94
电气标准 低压配电设计规范 GB50054-95
爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92
电力工程电缆设计规范GB50217-2007
电气装置安装工程施工及验收规范GB50254~50259-1996
电气装置安装工程接地装置施工及验收规范GB50169-1992
通用用电设备配电设计规范GB50056
施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-88
电气装置安装工程、电气设备交接试验标准GB50150
爆炸性环境用防爆电器设备 GB3836
国家电气设备安全技术规范GB19517
蓄热炉 钢制焊接常压容器JB/T4735-1997
钢制化工容器结构设计规定HG20583-1998
钢制化工容器制造技术要求HG20584-1998
化学工业炉耐火纤维炉衬设计技术规定HGT 20642-1998
石油化工隔热工程施工工艺标准SH3522-2003T
鼓风机 一般用途的离心式鼓风机 JB/T 7258-94
仪表标准 信号、联锁系统设计规定HG20511-2000
化工装置自控工程设计规定HG/T  20636~20639
分散型控制系统工程设计规定HG/T  20573-95
仪表系统接地设计规定 HG/T  20513-2000
仪表配管、配线设计规定HG/T  20512-2000
自动化仪表工程施工及验收规范GB 50093-2002
过程测量和控制仪表的功能标志及图形符号HG/T  20505-2000
自动化仪表选型设计规定 HG/T  20507-2000
仪表供电设计规定 HG/T  20509-2000
仪表及管线伴热和绝热保温设计规定HG/T  20514-2000
仪表供气设计规定HG/T  20510-2000
自控安装图册HG/T  21581-95
控制室设计规定HG/T  20508-2000
 
                        
二、项目概况
2.1 工厂主要废气工况:

名称 数值 单位 备注
废气来源 水喷漆房
废气流量 10000m³/h
废气温度 ≤40 ——
废气组分 甲苯、二甲苯等
废气相对湿度 95% RH  
废气浓度 ≤200 mg/m³  
入口静压 0 Pa 假定
废气处理方式 吸附脱附+催化燃烧装置  
设备位置 室外 非防爆区
 
我司受业主方有关人员委托,根据业主提供的相关资料,结合我司在同类废气处理项目中的成功经验,结合现场实际,设计本方案,供业主参考选择。
2.2、项目要求:
1废气处理能力:满足10000风量的喷漆烤漆房的环保处理达标排放方案,并能保障喷漆烤漆房的通风不受影响;
2.采用吸附浓缩+催化燃烧组合工艺,整个系统工作过程封闭循环,不产生二次污染,设备投资及运行费用低。
3.吸附材料使用蜂窝状活性炭.
4.使用优质贵金属钯、铂附着在蜂窝状陶瓷板上作为燃烧催化剂,贵金属含量不低于200g,催化燃烧净化率≥97%。
5.催化燃烧床材质采用碳钢。
6.控制系统采用微机集中控制系统,系统具有自诊断功能,异常报警及自动停机功能,系统必须具备主动安全保护措施,符合消防安全要求。
7.系统的整体设置能够满足节能降耗的要求。
8.环保标准为:符合当地环保标准。
2.3设计范围
自废气处理设备进风口至废气处理风机排放口之间的设备系统、电控系统及管道系统等的设计。

 
                                                                             
废气处理设备示例图
2.4 设计标准 
《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996,为国家通用标准,现其它省市出台的地方标准均高于此标准,为了净化设备的长远性考虑,本净化设备尾气的大气染污源最高允许排放标准参照天津市地标《工业企业挥发性有机物排放控制标准》DB 12/ 524—2014中的地方标准。
 
2.5设计原则
①贯彻国家关于环境保护的基本国策,执行国家对环境保护、废气治理的有关法律、法规、规范及标准。
②按照业主的要求,通过分析比较和调查研究,选用符合实际的工艺方案,以期获得较大的社会、经济和环境效益。在总体规划的指导下,从保护大气环境及人身健康的角度出发进行设计、规划,本净化设备的提供,首先保证尾气的有效达标排放,确保废气处理后达到国家标准;其次保证设备的处理风量达到生产要求。
③采用技术先进,经济可行,尽可能降低工程投资及运行成本的废气治理工艺,确保废气治理系统在技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的可靠性。
④所采用的设备具有操作简便灵活,维修方便,使用寿命长。
⑤妥善处理废气净化过程中产生的其他废物,避免造成二次污染。
⑥体现“以人为本”的设计理念,尽可能减轻劳动强度。
⑦ 整体布置在满足使用功能的基础上,要求结构紧凑、布局合理、美观大方,尽可能节省占地,节约能耗,全面贯彻节能减排、环保、安全、卫生、防火原则。
2.6设备制造技术参数
2.6.1 活性炭床层参数

厚度 m 0.6 0.4~0.8
风量 m3/h 20000 吸附床层
单床风量 m3/h 10000 离线脱附
m 1.5  
m 1.5  
截面积 1.96  
风速 m/s 1.41 满足设计要求
吸附剂体积 m3 1.17  
密度 kg/m3 400 360~500
 
单床重量 kg 470  
吸附有机物比例 % 15% 10%~15%
 
理论吸附有机物量 kg/m3 70  
2.6.2 催化床参数
风量 m3/h 1250
催化剂体积 ~0.04
三、工程界面
3.1 工程界面
建设方为甲方 承建方乙方
本项目相关设备安装所需的土建施工内容不包含于本次投标范围内,由甲方负责施工。
相关设备所需配备的水、电、压缩空气、等公用设施由甲方于安装场地旁预留相应的接口。
                      表 3.1-1 项目工程界面表

序号 设备名称 规格型号 数量 备注
    废气处理设备    
1 蜂窝活性炭吸附设备 ·内容:蜂窝活性炭箱体、温度传感器、气动蝶阀组等 2  
2 催化燃烧装置1200m3/h ·内容:热交换器、电加热、燃烧室、温度传感器等 1  
3 脱附排风系统1200 ·内容:风机、风管及配件、热交换器、温度传感器、气动蝶阀组等 1  
4 排风系统 ·内容:风机、风管及配件等 1  
5 排气烟囱 ·内容:井架、烟囱 1  
6 电控系统 ·内容:控制柜、PLC系统等 1  
3.2 技术目标
1)提供符合使用要求的废气处理设备,结构合理,使用便捷,有效捕集废气及处理。
2)生产作业过程中,各核心设备的安全保障措施可有效地控制安全、职业卫生及其他事故的发生。
3)利用 “吸附脱附+催化燃烧装置”废气处理系统对喷涂作业过程产生的废气进行净化处理,从而使废气中各污染物的排放浓度及排放速率达到山国标中的相关限值要求。
4)优化系统设计,减少二次污染的产生,并对二次污染有应对措施。
5)系统配置合理,在减排的同时节约能耗。
6)设备设计充分考虑维修和维护保养。
7)设备安装充分考虑隔振降噪,减少对厂区周围环境的影响。
8)处理流程充分考虑车间内湿度对产品质量的影响,通过回流空气,减少除湿负荷。

                                                                      催化燃烧图片
3.3 设计要求
1)本项目主要由活性炭吸附箱体、热交换室、催化燃烧室、排风系统、电控系统、循环风机等几个部分组成。
表3.3-1 技术参数
3.3-1 技术参数

序号 名称 单位 数值/处理方式 备注
1 排风风量 m3/h ~20000  
2 废气处理方式   吸附脱附+催化燃烧装置  
3 设备工作时噪声 dB ≤85(A)  
4 初滤处理效率   ≥90%  
5 废气排放   按国家及地方法规要求  
6 蜂窝活性炭脱附效率   ≥80%  
2)废气经过净化后排放到大气中的污染物浓度和排放速率应符合《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996 要求中的相关限值。
3)废气处理装置的设计与制造需满足“GB20101 喷涂作业安全规程有机废气净化装置安全技术规定”要求。
4)设备应符合国家安全评价相关要求。
5)设备应满足项目环境评审报告要求。
6)方案设计后需组织相关部门评审。
3.4  设计方案目标
1)为车间提供一个良好作业环境;
2)对工人作业过程中产生的废气进行捕集及净化处理,最终达标排放;
3)车间保持负压状态,防止废气飘逸。
4)系统所布置的各个管路及易耗易损部位都要考虑便于维护保养及修理,净化装置便于拆卸及更换吸附剂。
5)系统设备噪音符合国家标准及要求,采取必要的减振措施。
6)系统应按照国家消防规范设置必要的安全防火措施。
7)对工艺操作无不利影响。
四、供货范围
4.1 供货范围
 “吸附脱附+催化燃烧”废气处理装置(包括可再生吸附材料及在线脱附,以及该处理系统配套的防爆、防雷接地、电子控制及安全系统等)
4.2 主要设备

序号 设备名称 规格型号(品牌)
1 前处理过滤装置 设计风量为20000m³/h
2 活性炭吸附器 Q=10000m³/h,工作温度:20-120℃,蜂窝状活性炭:规格100*100*100mm
3 催化燃烧炉 Q=1200m³/h,电加热;,工作温度:常温~550℃,含泄爆片等其它组件
4 吸附风机 Q=20000m³/h,风压:2800Pa,变频控制
5 脱附风机 3KW
6 阀门 自制
7 喷淋装置 活性炭箱体内部
8 混流换热器 2.2kw
9 管道及烟囱 管道Φ220~Φ1400,烟囱Φ700高度15m
10 电器控制 西门子PLC、施耐德电气元件
 
 
五、工程范围
本项目主要包含以下内容的的设计、制作、供货、安装及调试:
废气处理设备(可再生吸附材料及在线脱附,以及该处理系统配套的防爆、防雷接地、电子控制及安全系统等)。
六、工艺流程
 
排风系统保持室内处于负压状态,喷涂过程中的废气集中排至“吸附脱附+催化燃烧装置”装置处理后,15 米排气烟囱达标排放。
6.1主要设备
设备系统由活性碳吸附系统、催化燃烧再生系统、电气控制系统及通风管道(阀门)系统等五大系统组成。
6.1.1系统设备参数
•排风风量:20000m3/h,静压:3000Pa、功率:22kw  8C
•脱附风量:1200Nm3/h,
•运行、脱附电加热功率:55kw(期初数值)
6.1.2活性炭吸附系统
采用无缝满焊制作,保证整体密封性;箱体分内外部分,中间装填 50mm 的耐高温保温材料,从而使能耗更低,脱附效率更高。内部结构根据我们大量的成功工程案例经验设计及修正,保证整体功用良好。
本系统可以做到吸附、脱附、冷却三个状态同时工作。由此,也相应增加正常吸附阀门、脱附阀门,冷却阀门,冷却风机等。过滤风速按 1.4计算
 活性碳填充量:活性碳的质量和数量决定着废气处理设备净化效率的高低,所以要在保证合格排放的基础上,合理配置活性碳的填充量,本装置活性碳的填充量如下表:

设备风量(m3/h) 设备单元数(个) 单元填量(立方) 总填充量(立方)
20000 2 1.0 2.0
6.1.3 脱附装置:(脱附温度为65-90摄氏度)
工艺上,我们采用引入新鲜空气与催化燃烧后热气体热交换后进行脱附,易于控制,不会产生高温报警或低温脱附不充分的情况,即安全也节能。同行业多采用催化燃烧后无氧气体混合冷空气进行脱附,因催化燃烧后的温度与脱附出来的气体浓度有关,变化很快,不可控制,导致脱附温度时高时低,从而造成脱附效率不高,最后整体的治理效果不佳。
 催化燃烧设备
6.1.4催化燃烧再生系统
存放催化剂,废气进行催化燃烧的位置。催化燃烧是借助催化剂在低温下300℃)下,
实现对有机物的完全氧化,因此,能耗少,操作简便,安全,净化效率高,在有机废气特别是回收价值不大的有机废气净化方面,比如化工,喷漆、绝缘材料、漆包线、涂料生产等行业应用较广。
催化剂是采用的铂金催化剂。催化剂的作用是:提高反应速率;降低反应温度;减少反应器的体积。
6.1.5热交换器
采用板式换热器,它是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种新型高效换热器。各种板片之间形成薄矩形通道,通过板片进行热量交换。板式换热器是液-液、液-汽进行热交换的理想设备。它具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下,其传热系数比列管式换热器高3-5倍,占地面积为管式换热器的三分之一,热回收率可高达90%以上。
6.1.6 脱附管路系统:
因含高浓度的 VOCs,管道采用碳钢圆管制作,减少热量损耗。
6.1.7进出阀门:
采用高质量的气动蝶阀,切换顺畅,并带启闭到位检测系统,双信号控制保证启闭到位,整体铸造制作,变形量小,经久耐用。多角调控蝶阀,其角度调控误差为 1 度。
6.1.8 电气控制系统
电器控制设备的所有设计、制作和安装均须符合相关的国家标准,特别须符合国家安全标准和电磁兼容性(EMC)标准要求。电器控制柜应布局合理,元器件布置按功能分区排列整齐,柜内有足够的空间,带换气装置,考虑一定的散热措施。接线线路走向整齐、清晰、规范。各类元器件的固定位置须有明显标志。接地良好并作好标记。各类线路两端应设有线号,且标志、线号与原理图一致。整个电器控制系统应做到操作方便,便于维修。对故障和紧急情况应有声光报警功能。送风、排风机连锁开启,辅助气控阀门控制喷涂作业室风量的平衡。

6.2、废气处理原理
生产作业产生的废气经蜂窝活性炭处理后,达标排放。本设备的工作原理是利用微孔活性物质对溶剂分子或分子团的吸附力,当废气通过吸附介质时,其中的有机溶剂即被阻留下来,从而使有机废气得到净化处理,当吸附体吸附饱和后,又根据分子热运动理论,从外界加给吸附体系热能,提高被吸附分子或分子团的热运动能量,当分子热动力足以克服吸附力时,有机溶剂分子便从吸附体系中争脱出来,从而使吸附介质得到再生。
吸附:在引风机的作用下将捕集后的低温、低浓度废气进入净化装置内吸附体,废气通过蜂窝状蜂窝活性炭吸附净化,净化后空气通过风机经过排气筒排空。
脱附再生:当蜂窝状蜂窝活性炭在吸附室内吸附至浓缩到饱和定量值时,从吸附体中自动转换 1 个室为脱附室,自动循环转换吸附、脱附。
脱附时,由生产作业室外的气体作为脱附气体,在经过热交换器的作用下,使蜂窝活性炭碳室进行脱附。脱附出的气体经热交换器后进入脱附设备,将温度升至 300℃左右,燃烧后的气体再进入热交换器,与脱附出的气体进行热交换,对脱附气体进行预加热,加热进气,提高热能利用率,减少加热电能。
脱附下来的有机废气经阻火器并经主进风阀/旁通阀切换调节进入热交换器,通过热交换器的换热,使温度较低的有机废气加热到起燃温度。然后升温后的有机废气进入氧化反应床,在高温氧化作用下,有机物进行氧化反应生成 H2O 和 CO2。由于催化反应放热,使反应后气体温度上升达到一定的温度值。反应后的高温气体经热交换器换热,预热脱附废气使温度升高,并且反应后的高温气体降低一定量的温度,最后经排风机高空排放。
系统启动时,首先由电加热管对脱附设备进行加热,当电加热器达到设定预热温度时,自动开启引风机,主进阀开启一定量(最小设定值),当氧化反应达到氧化起燃温度时,通过温度控制器及可编程控制器使主进阀逐渐开启,旁路阀逐渐关闭。在对氧化反应加热过程中,由于燃烧功率相对较小,所以通过主进阀的风量是比较小的。大部分气体由旁通阀自然排出。随着废气反应热的不断产生和热交换器的换热,以及电加热器的加热,使预热空气温度逐渐达到设计的催化起燃温度。因此电加热功率逐渐减小直至完全停止(电加热功率根据废气浓度而定)。达到正常运行状态。
本装置自动控制吸附、脱附、热平衡、催化分解净化、余热利用各个环节的循环,确保吸附、脱附、净化达到最佳效果。装置处于全负压运行,运行安全可靠,催化分解净化放热空气经热交换器热转换,降低运行成本,达到安全脱附。流量调节阀可根据催化分解净化放热温度来控制循环风的流量大小,有助于催化分解净化温度热平衡,能达到节能效果。

七、消防安全系统
1、进入净化装置的有机废气的浓度应低于其爆炸极限下限值的 25%。
2、净化装置前应设置有机废气直接排空装置,当净化装置一旦发生故障或工作结束时,应能立即打开直接排空装置,使有机废气直接排空,以防有机气体积聚,引起事故。
3、进入废气处理装置的湿度不应高于 80%,应有相应的措施降低废气的含水量。
4、在过滤器后、净化装置前,应设置阻火器。阻火器的阻火性能应符合 GB 13347 的规定。
5、蜂窝活性炭脱附温度不高于100℃,装置具有自动控制及报警急停功能。
6、蜂窝活性炭吸附器的顶部应设置压力计、安全泄放装置(安全阀或爆破片装置)。安全泄放装置的设计、制造、运行、检验应符合《压力容器安全技术监察规程》第七章安全附件和附件五“安全阀和爆破片的设计计算”的规定。
7、蜂窝活性炭吸附器内应设置自动降温装置。
8、蜂窝活性炭吸附器气体进出口和吸附器内部应设有多个温度测定点和相应的温度显示调节仪,随时显示各点温度。当温度超过设定最高温度时,立即发出报警信号,并且自动开
启降温装置。
10、在净化装置运行时,脱附系统与吸附系统之间相连风管上的阀门的漏风量应不大于脱附风量 4%。
催化燃烧废气处理设备
八、设备可靠性与先进性分析
8.1 可靠性
(1)工艺
厂房外侧设置一套废气处理装置,独立运行。蜂窝活性炭是工业上应用广泛的有机废气吸附剂,主要依靠物理吸附,安全可靠,其广谱吸附能力能够净化多种有机废气,尤其对苯系物和非甲烷总烃来说是常用的净化手段。蜂窝活性炭的多室吸附,降低了脱附浓度,增加设备系统的安全性。脱附时的脱附热源为热交换器及蒸汽,在此加热的双重保障下,确保了脱附效率。
(2)消防措施
设备中有多处需要监控温度,在每处均设置多个温度测量计予以备用,保证系统安全运行。
在可再生吸附材料器的进出口设置温度检测器,当脱附气体的温度过高时,会引起蜂窝
活性炭的燃烧,故在可再生吸附材料器上方设置水喷头,当蜂窝活性炭发生燃烧时,水自动喷淋。
8.2 先进性
为了减少蜂窝活性炭箱体占地面积及费用,废气从箱体的上部进入,两侧排出,此气流走向比普通的箱体下部进入,上部排出,有效面积多了一倍,采用此技术,在同等风量的情况下,可减少 40%空间。整套废气治理净化装置是全自动控制式。使用本装置时,操作人员只需送给电源,装置运行即进入设定程序。
当设备运行时,所有开、关的动作,都由设定值的执行命令来完成, 需人工操作。需停止使用装置时,切断电源即可。
九、 产品质量保证计划与防火防爆
9.1、产品质量保证
产品以验收通过后的时间为起点算起,一年保质。质保期内非人为和大自然不可抗力等原因造成的设备,免费维修或更换配件。保质期满后的十年内有偿维护保养。
9.2、 防火防爆
活性炭箱内部含有喷淋装置,当超高100摄氏度时,系统报警,人工开启喷淋设备。
十、运输包装说明、技术资料及运行、维护注意事项
10.1 运输包装说明
1、包装:设备采用木条定制的木盒包装,以免设备损坏。
2、运输:货车物流运输到达施工现场。
3、包装标志:易碎、防压标志。
10.2 技术资料
1、提供设备的操作规程和使用说明书、维护手册
2、设备外观图
2、设备线路图
3、设备质量合格证
4、系统流程图
10.3 运行、维护注意事项
1、接入380V/50Hz的通匹配功率的线路
2、保持洁净的气体进入设备
3、不能随意打开设备
4、必须先关掉电源才可打开设备
5、不能用手直接接触设备
6、催化设备之间定期进行清洗
7、一年维修,终身有偿维护
十一、生产周期(共天)
项目预计完工时间:总共22天(双方协商)
1、合同签订:1天
2、设计:1天
3、设备和配件材质准备,检验,加工生产:10天
4、发货:1天
5、工程安装: 5天
9、调试开机:1天

  以上就是小编为大家介绍的10000风量催化燃烧废气处理设备的全部内容,如果您也有粉尘或者废气需要治理,请联系济南佑泰环保科技有限公司 工作人员,为您提供废气处理解决方案

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         公司的环保设备有VOCs废气处理设备、工业粉尘处理设备两大类。废气治理环保设备有活性炭脱附吸附催化燃烧设备光氧催化废气处理设备pp喷淋塔活性炭吸附箱移动伸缩喷漆房气旋混动喷淋塔等环保设备。粉尘处理设备包括滤筒式脉冲除尘器、布袋除尘器打磨吸尘工作台、水循环式打磨台等设备。我们可以根据企业的实际情况定制合适的环保设备。欢迎您来电咨询15665879292,或者添加网页下面微信,把您的废气治理需求告诉我们,我们为您提供设备的详细参数、配置及价格,为你提供相关设备的案例图片或视频,同时可以给您发公司车间正在加工设备的视频或图片。
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