有機廢氣處理回收項目設計方案

1 有機廢氣處理回收項目設計方案 一 總論 裝飾材料 有限公司（以下簡稱客戶）在生產過程中，會排放含丙烯酸稀釋劑類和 類廢氣主要含有 100#、 150#、二甲苯和正丁醇、丁脂、丁醚等有機溶劑，該類有機溶劑的排放不僅污染了環(huán)境，而且造成資源的極大浪費。為了保護環(huán)境，實現廢物資源化，降低生產成本，設計、制造、安裝廢氣全自動回收裝置。據此提出本方案，本方案是以丙烯酸稀釋劑設計的。 二設計依據 1 方案設計的基本原則 術的先進性； 藝的適用性； 統運行的可靠性； 作的簡便性； 備的可維護性； 行能耗成本的節(jié)約性； 能價格比的經濟性 2方案設計遵守的標準規(guī)范 序號 標準號 名 稱 1 大氣污染物綜合排放標準 2 工業(yè)廢氣吸附凈化裝置 3 工業(yè)企業(yè)廠界噪音標準 4 有機廢氣凈化安全規(guī)定 5 鋼制常壓壓力容器 6 低壓配電設計規(guī)范 7 建筑結構荷載規(guī)范 2 8 建筑結構設計規(guī)范 9 建筑防雷設計規(guī)范 10 工業(yè)與民用供配電系統設計規(guī)范 11 14675空氣質量 惡臭的測定 三點比較式臭袋法 12 工業(yè)管道工程施工及驗收規(guī)范 13 工業(yè)企業(yè)設計衛(wèi)生標準 14 施工現場臨時用電安全技術規(guī)范 15 機械工業(yè)環(huán)境保護設計規(guī)定 16 爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范 17 電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準 18 中華人民共和國環(huán)境保護法 (1)根據該公司的產品結構及生產廢氣特征，結合已有的工程實例，在確保有機廢氣回收效率的前提下，盡可能采用簡單、成熟、可靠的處理工藝，達到功能可靠、 經濟合理、管理方便； (2)污染調查結合企業(yè)介紹與實際勘察，盡可能真實反應企業(yè)污染狀況，為工藝選擇提供充分依據； (3)處理工藝有針對性。應根據企業(yè)的具體情 況及發(fā)展規(guī)劃，有針對性地提出綜合整 治技術路線，對惡臭、有毒化學品防治優(yōu)先考慮，分析其達標排放的可行性，減 輕對大氣環(huán)境的影響； (4)清潔生產與末端治理相結合，以提高處理效果，降低運行成本，減輕企業(yè)負擔； (5)主要機電設備選用優(yōu)質、低能耗的國產設備，設置必要的自控裝置，盡最大可能 地減少維修費用。 三動力條件 序號 名 稱 用 途 重要指標 備注 3 1 電 源 動力回路 380V 10% 50相四線制或三相五線制 控制回路 220V 502 壓縮空氣 氣動閥門 油 10水10 蒸汽 脫附再生 600kg/h(4 冷卻水 冷凝回收 W 15m3/h;夏天 t32 冷卻塔冷卻循環(huán)使用 5 四氣候條件 序號 名 稱 設 計 參 數 備 注 1 氣 溫 夏季： 40；冬季： 2 濕 度 夏季： 60%；冬季： 90% 3 年平均氣溫 15 4 年平均濕度 65% 5 車間溫度 10 35 6 車間濕度 60%80% 五工作內容 （ 1）調查企業(yè)的產品及中間體種類、數量、生產工藝、設備、原輔料（包括各種有機溶劑）消耗、環(huán)保設施、儲運及公用工程等情況，掌握企業(yè)工藝廢氣排放種類、數量、排放方式、排放規(guī)律、排放部位。 （ 2）設計范圍從車間排氣管匯合后出口開始，經裝臵入口至排風機出口之間，所有工藝設備、連接管道、管件、閥門、風機、電氣裝臵、自動控制設備等。 （ 3）編制有機廢氣治理工程設計方案，提供投資、運行費用等技術經濟指標。 六性能保證 4 機廢氣處理效率不小于 90%。 氣排放指標：非甲烷總烴： 120mg/甲苯： 70mg/收溶劑含水率 3%。（由于溶劑中存在微溶于水的溶劑，如果這個定值存在水分超標的可能，此時請本環(huán)保提供溶劑除水裝置以解決） 七生產工藝和污染物發(fā)生狀況 染因素分析 染物發(fā)生量 據企業(yè)提供資料，在生產過程中產生的各種產品污染物的廢氣發(fā)生量見下表： 表 1 名稱 數量 單位 備注 組分 150#溶劑油、 100#溶劑油、丁酯、 醚和正丁醇 排放方式 連續(xù) 處理量 16000 m3/h 濃度 6250 mg/進口壓力 常壓 進口溫度 常溫 運行時間 330 天 表 2 名稱 數量 單位 備注 組分 150#溶劑油、 100#溶劑油、丁酯、 醚和正丁醇 排放方式 連續(xù) 處理量 24000 m3/h 濃度 6250 mg/進口壓力 常壓 5 進口溫度 常溫 運行時間 330 天 注： 1、以上數據由業(yè)主單位提供，本方案設計均以此為設計依據。若排放的尾氣超過上表范圍，本此供應的裝置“ 性能保證” 不適用 2、 我公司設計供應的尾氣處理裝置為定制化設計，若甲方尾氣中物質增加或變化，會損壞尾氣處理裝置 3、業(yè)主方使用的稀釋劑占油漆用量的 10%，油漆固含量 50%，比例如下： 150#溶劑油： 100#溶劑油：丁酯： 醚：正丁醇 =15： 15:40：16:7 150#溶劑油： 100#溶劑油：丁酯： 醚：正丁醇 =10： 15：:5:50:20 八廢氣處理工藝選擇 潔生產措施 清潔生產是一種新的創(chuàng)造性的思想，該思想將整體預防的環(huán)境戰(zhàn)略持續(xù)應用于生產過程、 產品和服務中，以增 加生態(tài)效率和減少人類及環(huán)境的風險。對生產過程，要求節(jié)約原材料和能 源，淘汰有毒原材料，減少降低所有廢棄物的數量和毒性；產品上要求減少從原材料提煉到產 品最終處置的全生命周期的不利影響；對服務，要求將環(huán)境因素納入設計和所提供的服務中。 企業(yè)應切實落實推廣清潔生產審核制度。鑒于清潔生產內涵十分豐富，限于篇幅，此處 不再贅述。就本方，在這里我們結合產品車間實際生產情況作以下建議，力爭在源頭盡可能地控制廢氣污染物的排放，減輕末端治理的壓力。 （ 1）進行溶劑替代的探索，減輕環(huán)境污染； （ 2）對揮發(fā)性物料和溶劑，采用貯 罐集中供料和貯存，減少搬運，投料等過程的物料損耗和廢氣污染物排放； （ 3）進一步調整和完善生產工藝； （ 4）加強有機溶劑的回收，提高回收和凈化效率； 6 （ 5）將環(huán)保及清潔生產的理念應用于項目的設計建設過程中，提倡有機溶劑回用技術與廢氣末端治理相結合。 端工藝 化回收工藝描述： (1)通過生產工藝設備排放的高溫有機廢氣，根據 風量統計內容，廢氣排放量為 16000 m3/h，濃度為 5210mg/氣溫度為 80。高溫有機廢氣首先進入預過濾裝置，進行過濾細微顆粒物、凝結物等。從 預過濾器排出的有機廢氣進入列管式冷凝器，將氣態(tài)溶劑冷凝為液體。經冷凝，溫度冷卻至 24以下。因此可回收大部分溶劑。經空冷系統處理后的低濃度有機廢氣由引風機導入末端活性炭纖維吸附 冷凝 回收系統，經活性炭吸附器，進行活性炭吸附處理。吸附器共設三組，交替使用。飽和后的活性炭采用低壓蒸汽再生，再生出的氣相返回到冷凝 器進行溶劑回收?；厥盏娜軇┙浰蛛x器分離后回用，處理達標后高空排放。 （ 2）活性炭纖維吸附凈化裝置 目前，國內針對揮發(fā)性有機廢氣的主流處理技術主要有冷凝法、吸附法、吸收法和燃燒法。針對貴公 司有機廢氣的組成及濃度，吸收法（一般采用水做吸收劑或回收溶劑附加值很高的場 合）、燃燒法（不能回收溶劑，與客戶要求不符）吸附法（用于中 /低濃度有機廢氣并要求回收 溶劑的場合、冷凝法（常溫冷凝可回收溶劑的場合）。為了達到盡可能多的回收溶劑，及減少排放的目的，本案采用“空氣預處理 +空冷冷卻 +活性炭纖維吸附 +蒸汽脫附再生 +冷凝 +分離 +回 收” 的組合工藝路線，回收尾氣中的有機物。 活性炭纖維吸附凈化有機溶劑廢氣的工作原理是利用微孔物質（活性炭纖維）對溶劑分子 或分子團的吸附力，當含有有機溶劑蒸汽的氣體通過吸附介質時， 其中的有機溶劑即被“阻留”下來，從而使有機溶劑廢氣得到凈化處理。 又根據分子熱運動理論，從外界加給吸附體系熱能，提高了被吸附分子或分子團的熱運動 能量，當分子熱運動力足以克服吸附力時，有機溶劑分子便從吸附體系“掙脫”出來，吸附介質得到再生。本方案采用過熱蒸汽向吸附介質提供脫附所需熱量。 從吸附器脫附出來的有機溶劑在高溫狀態(tài)下所受的壓力低于或接近對應溫度下的飽和蒸 汽分壓，處于氣體狀態(tài)。經過冷凝器（熱交換器）使其溫度降低，與此溫度對應的飽和蒸汽壓也隨之降低，系統中的壓力將遠遠高于有機溶劑蒸汽分壓力，有機溶劑蒸 汽便凝結為液態(tài)。本 方案采用循環(huán)冷卻水作為冷凝器的冷卻介質。 有機溶劑與凝結水混合液自流進入分離器，利用有機溶劑不溶或微溶于水的特性，根 7 據有 機溶劑與水的比重差及重力分離原理，從分離器中收集有機溶劑，凝結水經曝氣處理后排入公司污水管網，余氣體回到設備前重新處理。 (3)活性炭纖維有機溶劑凈化回收裝置具有如下特點： a）采用比表面積大（ 1300 /g ），微孔結構均勻（ 10 20埃）的活性炭纖維作為吸附材料，凈化效率高； b） 有機溶劑的吸附、脫附時間短，速度快； c) 采用微電腦程序控制，同時具備手動、自動 兩種操作方式，可任意選擇，運行操作簡單，可靠性強； d) 全部設備、部件采用組合裝配式，結構緊湊，安裝方便，占地面積??； e) 裝置中有關設備采取減振、消聲、防爆、超溫超壓保護措施，運行安全性好。 氣控制系統： 本凈化回收裝置電氣控制，應考慮裝于室外且運行頻繁等工藝要求，故要求其電氣控制系統能保證設備十分可靠地全自動進行。由于傳統的繼電器控線路的元、器件和接觸量多、接線復雜、可靠性差，而以微電腦為核心構成的新一代可編程序控制器具有控制功能強、接線簡單、靈活性和通用性好，可靠性高等優(yōu)點，所以在本 裝置的電氣控制設計中，采用日本三菱電氣公司生產的 1系列可編程序控制器（簡稱 為控制邏輯的核心。省去了常規(guī)線路中大量的中間繼電器和時間繼電器等。由 時通過儀表及反饋檢測裝置自動接收各種反饋信號，判別故障的種類，執(zhí)行相應的操作處理，使得整個凈化回收裝置的操作運行簡單方便。 在電氣控制系統中用 考慮到設備的維修、調試等因素，仍然需要手動操作。因此在利用 另設手動操作繼電器線路，而通過實現手動操作功能。因 此在 （ 1）可采用自動、手動兩種工作方式式。當采用自動工作方式時，可任意選擇設定 A、 B、 C 中任一單元的工作狀態(tài)，并具有全自動啟動、運行和停機的功能；當采用手動方式時，可隨意根據要求啟閉任一用電部件。 （ 2）系統處于行動運行狀態(tài)時，具有相互連鎖功能，只有當所有運行條件具備后才能投入自動運行，避免了操作人員失誤和設備故障引起的不正常運行。 （ 3）當系統處于自動運行過程中，操作人員無論何時發(fā)出停車指令，系統均為自動 選擇最佳時 間執(zhí)行停車程序，合理可靠地按工藝要求退出運 行。 （ 4）可以根據工藝的變動，方便地調整吸附、再生時間和排氣時間以及修改程序。 （ 5）在自動運行過程中，短時間停電事故不會使系統退出運行而只是暫停工作，保持 8 原有狀態(tài)， 恢復通電時自動恢復正常工作。 （ 6）無論系統處于自動還是手動工作狀態(tài)，當廢氣溫度、壓縮空氣（或蒸汽）壓力等不適合 運行要求時；當某一電磁閥、電動球閥等出現故障而影響系統正常運行時，會自動發(fā)出報警鳴信號，并由閃光信號指出故障發(fā)生的位置。在自動運行時，還能根據故障的種類 ,自動確定系統繼續(xù)運行還是緊急停車。 根據國家標準 炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范之規(guī)定，本項目防爆等級按 護等級 設置自動安全聯鎖控制系統，當系統運行中發(fā)生故障時，程序自動報警并轉入待機狀態(tài)，關閉風機，打開事故三通擋板閥，有機廢氣從事故排放通道放空排放，吸附系統自動與生產區(qū)隔離。 設置手動緊急停車按鈕，當發(fā)生緊急情況需要停車時，按緊急停車按鈕，系統立即停止運行并報警。 圖 1） 9 10 主要設計參 數及要求的處理效果見表 5 5處理工藝 風量 （ m/h ） 甲苯入口濃度（ mg/m ） 處理后濃度（ mg/m ） 回收 （ kg/h） 回收效率（ %） 列管式冷凝器 16000 5210 575 性炭吸附器 575 40 要設備 1. 預過濾裝置 根據廢氣性質和氣量，本項目選用 濾筒式高效過濾裝置，具體參數如下： 濾筒數量： 24 只 過濾面積： 552 過濾風速： 風量： 16000 m/h； 壓力損失： 800除塵效率：可除去 5以上的粉塵， 2. 列管式冷凝器 A 根據廢氣性質和氣量，本項目選用列管空冷器對廢氣進行冷凝以回收部分甲苯。為了便于排出冷凝液，且考慮到經除塵后廢氣相對清潔，流動路徑按廢氣走管間（即殼程）、冷卻水走管內考慮。另外，為了達到一定的回收效率，且兼顧冷卻水成本，確定冷卻水進口溫度為常溫 20，出口溫度為 23。烘干廢氣進口溫度為 80，經冷凝后降低到 24以下。具體計算如下： （ 1）已知條件：烘干廢氣風量 16000 m/h，進氣溫度 80，甲苯濃度為 5210mg/m，流量為 83 kg/4，冷卻水進水溫度 20，出口溫度 23。甲苯回收率計算 甲苯的 =B= -（ B/ 時的飽和蒸汽壓， 80時 p 24時 p 0降溫至 24的回收率為 ( 11 所以，至 24時丙烯酸稀冷凝量為 83 h， 剩余流量為 83 h 。 24 時總廢氣體積約為 16000 (24+(80+13461 m ，3461 1000000=575m。 計算換熱器的面積 80時甲苯質量流量為 83kg/h，則每小時排出的甲苯體積 V=P=83 (80+92=26m 又廢氣總體積流量為 16000 m/h，廢氣平均分子量約為 28。 80時廢氣質量流量 T=1 16000 28/(80+15469 kg/5386kg/h。 廢氣從 80 (至 24 (冷水從 20 (高至 23 ( 熱負荷 Q丙烯酸稀降溫傳熱量空氣降溫傳熱量 83 (8015469 (80870000 kJ/h 冷卻水用量 W 870000/(2369t/h 按單殼程考慮： 對數平均溫差 據 R、 得，溫差修正系數 見用單殼程合適因此有效溫差 定換熱器總傳熱系數為 K=130/ K ，則所需傳熱面積為： 216 列管式冷凝器 B 根據廢氣性質和氣量，本項目選用列管換熱器對甲苯和水蒸氣進行冷凝以回收脫附所得甲苯。為了便于排出冷凝液，流動路徑按甲苯和水蒸氣走管間（即殼程）、冷卻水走管內考慮。另外，為達到一定的回收效率，且兼顧冷卻水成本，確定冷卻水進口溫度為 20，出口溫度為 25，蒸汽進口溫度為 120，經冷凝后降至 30以下。具體計算如下： （ 1）確定所需蒸汽量 脫 附時甲苯回收率 吹脫甲苯量為 般取蒸汽量：吹脫溶劑量 （ 4 10）： 1，確定蒸汽量為 150 kg/h。 （ 2）冷凝甲苯回收率計算 甲苯的 =B=C= - 12 （ B/ 時的飽和蒸汽壓， 120時 p 30時 p 80 降溫至 30的回收率為 即甲苯基本上全部冷凝下來。 （ 3）計算換熱器的面積 A 120時甲苯質量流量為 蒸氣質量流量為 150kg/h。 蒸汽從 120降低至 30，冷卻水從 20升高至 25。 熱負荷 苯降溫傳熱量蒸汽傳熱量蒸汽冷凝潛熱 (120 - 30) + 150 (120 - 30) 150 2232 kJ/h 冷卻水用量 W h 按單殼程考慮：對數平均溫差 據 R、 差修正系數 見用單殼程合適， 因此有效溫差 35K 則所需 傳熱面積為 :9有機廢氣回收凈化裝置技術參數說明 名 稱 技 術 參 數 產地（品牌） 一、 有機廢氣回收凈化裝置型號： 16 型 1 額定處理風量 16000m3/h 2 數量及形式 1 套 3 處理有害氣體成份 有機廢氣 吸附單元規(guī)格 2500 1500 3000(H) 3組 本體材料 有機廢氣溫度 80 5 52106 顆粒物含量 2g/7 凈化效率 97% 8 裝置系 統阻力 25009 主排風機 型號： 5國諾森布朗 13 16118m3/h； 4620450r/0 冷卻干燥風機 型號： 國諾森布朗 3865m3/h； 47761 地坪負載要求 90012 裝置噪聲值 80) 13 進、排氣密閉閥 500 電控、氣動 14 蒸汽閥進口氣動閥 控、氣動 15 蒸汽閥出口氣動閥 控、氣動 16 性炭纖維裝填量 320元 3=96017 活性炭纖維比表面積 1300m2/g 18 活性炭纖維使用壽命 14400h（連續(xù)使用） 19 列管冷凝器 9 0 溶劑分層分離器 H） 1 溶劑回收桶 1200800 2 曝氣桶 6001800 3 整機裝機功率 700、 空氣冷卻器型號： 8 1 額定處理風量 16000m3/h 材質 數量及形式 1 套 3 外形尺寸 168076014684 進風溫度 80 14 5 冷卻后出風溫度 24 6 提供冷源 為冷水，溫度根據夏天 20計算 7 冷卻器換熱面積 2168 冷卻器有效迎風面積 15801368 9 冷卻水流量 W 69m3/h，進出水總管 10 散熱器結構頭連接 U 型彎 十運行費用估算 1 環(huán)境效益 根據年生產 300 天、日工作 24 小時 的生產能力估算，廢氣經處理后，每年可減少向大氣環(huán)境排放有機物 944 噸，環(huán)境效益顯著。 2 經濟效益 企業(yè)中溶劑用量按 660t/80%以上的溶劑在烘干時進入廢氣，本裝置的丙烯酸稀回收率在 90%以上，則每年回收的溶劑總量為： 660 a。溶劑價格按 4000元 /收帶來的經濟效益： 475.2 t/a 4000元/t=元 /a 3 運行費用運行費用主要包括水、電費、蒸汽消耗費、人工費及設備折舊費，各項費用計算如下： 1、水費循環(huán)水按每月更換一次計算，每 天補充水量 8水費為 (8812+ 8m3/d 300d) t=a 2、電費 7024h 300d a 3、蒸汽消耗費 蒸汽消耗 150kg/h 24h 300 120 元 /t =a 15 4、人工費 人工工資 15000元 /年計，共計 年；（勞動定員按運行每班 1 人：四班共 4人；化驗計量工兼職 1 名；管理人員兼職 1名。合計 4人） 5、活性炭纖維消耗費（使用壽命以一年計） 年消耗費用為 a 6、設備折舊費 主要設備使用壽命以 10年計，年折舊費約 20萬元 /a； 7、維修費 以設備費的 3%計，約 6萬元 /a；以上各項費用合計為 a 扣除成本，每年可帶來的經濟效益為 a，投資回收期 4年 十一工程界定表 序號 項目 內 容 買方 賣方 1 電 1電網至車間變配電室 2車間變配電室至設備配電柜（一次配線） 3設備配電柜至各用電點（二次配線） 2 給 水 1供水管網到設備的配管及總開關 3冷卻塔到 空冷器之間的循環(huán)水管道、閥門 門 2設備內部供水管線、閥門 3 壓縮空氣 1空壓站到車間內的配管及總開關、干燥、過濾凈化及減壓 2空壓站到設備外部使用點之間的配管 3設備內部配管、閥門 4 蒸汽 1到廠內的蒸汽總開關、過濾凈化及減壓 2到設備外部使用點之間的蒸汽配管 3設備內部蒸汽配管、減壓、閥門 5 公用 工程 1基礎提資圖樣 2廠房消防設施 3廠房整體換排氣設施 16 4設備基礎、預埋、墻體及屋頂開孔等土建工程 6 排廢 工程 1排廢氣風機及其與設備之間的風管 2排廢氣風機法蘭口之外的排廢氣管道 3高排風管的架設及固定井架 7 其他 1貨物及設備的包裝、裝車 2貨物及設備的運輸及卸車并移至安裝地點 3安裝現場的保安 (提供加鎖的房間供擺放安裝工具 ) 4現場安裝所需的水、電、氧氣、乙炔、場地加班照明 5完工后現場多余材料、設備 6調試所需電源、冷卻水、蒸汽、壓縮空氣、自來水等 17 十二驗收細則 件資料 序號 項 目 驗收標準 結 論 買方簽字 賣方簽字 1 合格證 2 工藝平面布局圖 3 動力平面布局圖 4 基礎圖 5 電控原理圖 6 設備使用說明書 7 外協件設備使用說明書 修證明 8 其它 收標準及方法 試；驗收由雙方共同參加。 通電、調試等工作由我方負責，經貴方同意并有貴方委派的人員在場時方可進行。 備和物料等由我方準備、完工后自行搬走。 試的原始記錄經各方簽字后可作為驗收的文件之一。 買方委托符有資質的第三方檢測單位按大氣污染物綜合排放標準（ 的二級排放標準驗收。 施工過程中的 出現的安全事故負責。 十三工程進度 表 5周 (個 ) 工作內容 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 施工圖設計 設備采購制作 設備安裝 18 調試、驗收 十四交貨期及運輸方式 貨期 合同生效首批款到后 15 周設備交付使用。 輸方式 采用汽車運輸，賣方提供符合汽車運輸的包裝。 十五買賣雙方的設計分工 和設計聯絡 計分工 序號 內 容 買方 賣方 1 生產線平面布局圖 2 基礎提資圖 3 生產線動力平面圖 4 生產線平面布局圖、基礎提資圖及動力平面圖的確認 5 基礎及動力施工圖 6 設備施工圖設計 7 設備施工總圖會簽 8 車間廠房設計 9 車間廠房消防等公用工程設計 計聯絡 合同生效之日起，買賣雙方應指定專人負責雙方的設計聯絡，并建立聯絡方法和渠道。 方的設計聯絡人應定期對工程設計中的有關問題進行溝通。 方在施工圖設計中，對有關設計參數、外購件供應廠商等如需要變更，必須事先與買方設計聯絡人進行聯系，取得認可后方可進行。 賣雙方的資料交付 方應在合同生效 15天內向需方提供生產線平面布局圖，動力平面圖及廠房基礎要求提資圖。買方應在收到上述三圖的三天內提出書面答復。 方應在合同生效 15天內向