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宜兴市豪澋环保设备有限公司

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10000风量催化燃烧方案

发布日期:2019/03/12

 

 

10000m3/h VOCs废气处理设备

 (活性炭吸附脱附催化一体化装置)

 

 

 

 

 

设 计 方 案

 

 

 

 

 

宜兴市豪澋环保设备有限公司

二○一九年

 


  

一、设计依据............................................................... 3

二、主要设计参数........................................................... 3

三、废气处理工艺选择....................................................... 4

四、净化设备简介........................................................... 6

五、废气设备主要技术参数.................................................. 14

六、设备构成清单、价格表.................................................. 15

七、报价说明.............................................................. 18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、设计依据

1、主要设计依据

Ø 《中华人民共和国环境保护法》相关法律、法规;

Ø 《中华人民共和国大气污染物防治法》

Ø 《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)(二级标准);

Ø  GBJ122-88《工业企业噪声测量规范》

Ø  GB50057-94《建筑物防雷设计规范》

Ø  HCRJ037-1998《工业废气吸附净化装置》

Ø  GB14554-93《恶臭污染物排放标准》

二、主要设计参数

1、废气排放情况分析:

n  1.1、废气源:有机废气;

n  1.2、废气风量:10000Nm3/h;

n  1.3、废气温度:≤40℃常温;

n  1.4、计工作时间:可满足24h连续运行;

n  1.5、设计排放标准:《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)

                  (二级标准)

n  1.6、设计工程范围:废气处理设备;

 

 

2、有机废气净化处理设备清单

设备

名称

设备型号

废气处理设备(结构)

数量

处理风量m3/h

活性炭吸附净化箱

催化氧化脱附装置

箱体处理

能力情况

排放

烟囱标高(M)

有机废气

净化设备

HJ-1W型

活性炭吸附+(+催化净化/脱附再生)达标高空排放,PLC程序控制,自动运行。

1套

10000

1吸1脱

1000m3/h

1.0*2箱

+3K

标高+15米

 

三、废气处理工艺选择

1、设计原则

Ø 操作简便,运行平稳,安全可靠;

Ø 合理的布置,投资低,运行费用低;

Ø 超可靠的治理工艺,超低的维护费用;

2、工艺选择说明

有机废气治理,是指用多种技术措施,通过不同途径减少有机溶剂用量或排气净化以消除有机废气污染,有机废气污染源分布广泛,为防止污染,除减少有机溶剂用量以减少有机废气的产生和排放外,排气净化是目前切实可行的治理途径;常用的方法有吸附法、吸收法、燃烧法、冷凝法、生物法等,选用净化方法时,应根据具体情况优先选用费用低、耗能少、无二次污染的方法,尽量做到化害为利,充分回收利用成分和余热;

根据业主要求及我公司长期治理有机废气的经验,采用活性炭吸附处理有机废气,活性炭吸附饱和以后采用催化燃烧对其进行脱附;

3 工艺流程图


4、工艺流程说明

有机废气治理工程工艺流程主要包括四部分:吸附气体流程---脱附气体流程---控制系统

设备组成:由进气段、活性炭箱、脱附风机、催化室、PLC控制系统、检修门、出风段等组成。

4.2吸附气体流程:待处理的有机废气由风管引出后进活性炭吸附床,气体进入吸附床后,气体中的有机物质被活性炭吸附而着附在活性炭的表面,从而使气体得以净化,净化后的气体再通过风机排向大气(超终排出气体浓度达环保标准,净化效率95%左右);

4.3控制系统:

    控制系统对系统中的风机、预热器、温度、电动阀门进行控制。当系统温度达到预定的催化温度时,系统自动停止预热器的加热,当温度不够时,系统又重新启动预热器,使催化温度维持在一个适当的范围;当催化床的温度过高时,开启补冷风阀,向催化床系统内补充新鲜空气,可有效地控制催化床的温度,防止催化床的温度过高;

采用安装PLC程序控制, 触摸屏显示,自动化切换进排气及轮流使用的阀门吸附时间,脱附时间等参数可进行设定调整。确保连续,可靠,稳定的达标。

 

四、净化设备简介

1、活性炭吸附装置


 

u  吸附箱采用碳钢制作,外涂油漆,内部装有一定量的活性炭,并设置高温检测装置,当含有机物的废气经风机的作用,经过活性炭吸附层(整齐堆放),有机物质被活性炭特有的作用力截留在其内部,洁净气体排出;经过一段时间后,活性炭达到饱和状态时,停止吸附,此时有机物已被浓缩在活性炭内;(需根据原始测定的浓度来测算饱和时间,或经验值来设定);

u  吸附箱体内、外壁采用Q235 t=1.5mm钢板制成,外部连续焊接,无气泡、夹渣等现象,整体美观;

u  内部循环管道:内部循环管道采用t=2.0mm镀锌钢板制作,折边卡口连接,整体美观,密封性能好,法兰采用螺栓连接;

u  废气收集管道采用t=2.0mm镀锌钢板制作,折边卡口连接,整体美观,密封性能好,法兰采用螺栓连接;(如需要)

u  主排风机选用国内优质产品,具体要求如下:

l  风机采用4-72-6C离心风机,无耐温要求,皮带轮驱动;

l  机壳材料采用优质钢材制作,叶轮材质为16Mn;

l  风机的平衡等级在5.6级以上;噪音不大于85dB(A);对厂界外没有影响。

l  风机风量、风压等参数满足设计要求,且性能稳定;

u  活性炭选用煤质类、蜂窝状活性炭,活性炭容重为400-450kg/m³;

 

3、催化净化装置


催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从活性炭内跑出来,进入催化室进行催化分解成CO2和H2O,同时释放出能量,利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解,活性炭得到了再生,有机物得到催化分解处理;间隙式每次脱附均需启动加热装置,可以连续脱附就不需要加热功率。

催化燃烧:利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,即:


将饱和的活性炭解析出来的有机气体通过脱附引风机作用送入净化装置,(活性炭脱附下来的有机溶剂为气体)首先通过除尘阻火器系统,然后进入换热器,再送入到加热室,通过加热装置,使气体达到燃烧反应温度,再通过催化床的作用,使有机气体分解成二氧化碳和水,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度,如达不到反应温度,这样加热系统就可以通过自控系统实现补偿加热,使它完全燃烧,这样节省了能源,废气有效去除率达标排放,符合排放标准;催化净化效率97%以上。

本装置由主机、引风机及电控柜组成,净化装置主机由换热器、催化床、电加热元件、阻火阻尘器和防爆装置等组成,阻火除尘器位于进气管道上,防爆装置设在主机的顶部,其工艺流程示意图如下:


设备特点

u  用贵金属钯、铂镀在蜂窝陶瓷载体上作催化剂,净化效率高,催化剂使用寿命长,气流通畅,阻力小。

u  安全设施完备:设有阻火除尘器、泄压口、超温报警等保护设施。

u  耗用功率:开始工作时,预热15~30分钟全功率加热,正常工作时只消耗风机功率即可。当废气浓度较低时,自动间歇补偿加热。

装置优点

u  该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单,安全可靠,无二次污染。设备占地面积小、重量较轻。吸附床采用抽屉式结构,装填方便,更换容易。

u  采用新型的活性炭吸附材料——蜂窝状活性炭,其与粒(棒)状相比具有优势的热力学性能,低阻低耗,高吸附率等,极适合于大风量下使用。

u  催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,用低压风机就可以正常运转,不但耗电少而且噪音低。

u  催化燃烧装置的风量是废气源风量的十分之一(系指催化净化装置作为脱附供热风量,现每台活性炭箱体的处理风量分别为10000m3/h,选择催化风量为1000m3/h,同时加热功率维持时间为0.5小时左右,节约能源。

u  吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室净化,不需要外加能量,运行费用低,节能效果好。

整套装置材质要求

u  设备外部框架采用Q235 t=2mm碳钢板制作,外部附着油漆,整体美观;

u  设备面板采用Q235 t=2mm碳钢板制作,外部附着油漆,整体美观;

u  设备保温采用100kg/m³岩棉保温,保温厚度为100mm,保温效果优良;

u  催化燃烧燃烧室采用Q235 t=10mm碳钢板制成,整体耐温性能良好;

u  换热器采用Q235 t=1.2mm碳钢板制成,外部连续焊接,内部密封性能好,换热效率高;

u  设备连接风管采用Q235 t=1.2mm碳钢板制成,外部连续焊接,整体美观;

u  主排风机选用国内优质产品,具体要求如下:

l  风机采用YX9-35离心风机,可长期在250℃以下使用,皮带轮驱动;

l  机壳材料采用优质钢材制作,叶轮材质为16Mn,轴承采用NSK轴承;

l  风机的平衡等级在5.6级以上;噪音不大于85dB(A);

l  风机风量、风压等参数满足设计要求,且性能稳定;

u  设备催化剂外形尺寸为100×100×40mm,空速高、耐温效果好,可长期在200-300℃下工作;

u  设备电加热管采用碳钢光管加热,易清理、加热效果好;

4、整套设备技术性能及特点

A、该设备设计原理先进,用材独特,性能稳定,操作简单,安全可靠,无二次污染。设备占地面积小、重量较轻。

B、采用新型的活性炭吸附材料——蜂窝状活性炭,其与粒(棒)状相比具有优势的热力学性能,低阻低耗,高吸附率等,极适合于大风量下使用。

C、催化燃烧室采用陶瓷蜂窝体的贵金属催化剂,阻力小,用低压风机就可以正常运转,不但耗电少而且噪音低。

D、吸附有机物废气的活性炭床,可用催化燃烧处理废气产生的热量进行脱附再生,脱附后的气体再送催化燃烧室净化,不需要外加能量,运行费用低,节能效果显著。

5、整套设备主要部件描述

活性炭吸附系统

Ø  活性炭吸附:整套装置中的核心部分,利用自身吸附性能净化有机废气;

Ø  吸附风机:采用后引风式,使本装置在负压下工作。

Ø  超温报警系统:保证活性炭在脱附过程中整套系统的安全运行;

Ø  热电偶:采用不锈钢保护管测量脱附时碳层温度;

Ø  风向调节阀门:采用电动阀门,电动执行器为优质品牌;

Ø  控制系统:整套系统采用PLC控制,安全、可靠;

催化净化装置脱附系统

Ø  阻火器:由特制的多层金属网组成,可阻止火焰通过,过滤掉气体中较大的颗粒(污物),是本净化装置的安全装置之一。

Ø  换热器:板式换热结构,它的作用是利用催化反应放出的热量,加热进口废气,提高热能利用率,减少加热电能。

Ø  预热室:由加热器加热交换器预热后的废气,提高进气温度达到催化反应条件。

Ø  热电阻:采用不锈钢保护管测量进气加热温度及净化温度。

Ø  催化床:由多层蜂窝状催化剂组成,为本装置的核心。

Ø  防爆器:为膜片泄压方式,当设备运行出现异常时,可及时裂开泄压,防止意外事故发生。

Ø  脱附风机:采用后引风式,使本装置在负压下工作。

6、整套设备安全措施

Ø  阻火除尘器:催化净化装置前设置阻火除尘器,一用来清洁进气口中大颗粒,二是可阻止火焰通过,隔断生产线和处理设备之间的危险。

Ø  泄 压 口:为膜片泄压方式,当设备运行出现异常时,可及时裂开泄压,防止意外事故发生。

Ø  温度超温报警:催化净化装置内部设有温度超温报警,设备试运行时设定安全温度,当设备运行温度超温时会自动打开补新风阀门关闭电加热,以稀释进气温度,以保证设备的安全运行;

Ø  控制系统:整套设备采用PLC控制,自动化程度高,安全可靠;

7、自动控制

7.1、采用PLC程序对再生-催化氧化过程采用PLC全自动控制。

7.2、在集中控制室对装置进行控制,无需现场手动操作。

7.3、自动控制系统具有控制室远程手动操作和自动控制操作两种控制方式。自动控制操作具有自动启动、运行、停机、报警功能;手动控制用于装置调试及维修。

7.4、具有运行数据记录等功能。

7.5、控制内容

(1)根据时间控制,手动或自动切换吸附床;

(2)自动启动脱附程序,吸附饱和的吸附床进入脱附再生-催化氧化工序;

(3)根据脱附和催化氧化温度,确定脱附完成,自动切换或停机;

(4)自动监控脱附-催化氧化过程,遇异常情况报警并启动保护措施。

(5)风量自动控制,当车间排气量减小或增大时,系统自动调节主风机频率,使排气量与车间排气相匹配。

(6)可根据业主需要,将控制系统联到车间生产的DCS控制系统。

8、安全措施

由于净化系统处理的是易燃易爆气体,本设计采取以下安全措施,确保系统安全运行:

(1)严格控制系统中废气“VOC”浓度低于爆炸下限1/5(约10g/m3)。由在线浓度检测仪完成。

(2)全系统设备和风管均良好接地,以消除静电。

(3)装置设有温度报警、自动控制系统,严格控制各设备运行温度。

(4)设置吸附床安全装置,当吸附箱高温压力过高时,进行防爆泄压,同时系统自动报警。·

(5)系统采用PLC自动控制,自动控制运行过程,并记录运行数据。

(6)系统设置多重安全保护措施,并结合自动保护和报警。

 

五、废气设备主要技术参数

有机废气净化 HJ-10000型吸附催化一体化净化装置 

六、设备构成清单、价格表

 

 

七、报价说明

1、报价含设备制作费、内部管道、电器控制、调试、16%税费、运输费用;

 (本报价有效期为一个月)

2、设备占地尺寸:13×3.5m

3、工程界面:

3.1本工程不包含安装,喷淋塔、干式过滤器、活性炭、主排风机、烟囱

3.2电柜离设备距离15米范围内布置;

3.3 水、电需送至指定地点;

4、不含环保检测费用;

5、设备基础混凝土地面,预埋件,车间墙面或屋面开洞及密封由业主方完成。

供电、水,等管道及到现场位置需由业主方施工。

6、交货期限:30天

7、设备质保期:一年;

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