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油漆废气设计方案

油漆废气处理设计方案

二零一六年五月

第一章 前 言
………………….成立于2006年，注册资本6000万元，公司以“科技、环境、资源”为核心理念，致力打造一条集环保装备研发制造，“电子废弃物”、“产业废弃物”、“报废汽车”等再生资源回收加工，有色金属与稀贵金属深加工于一体的“城市矿产”资源开发绿色循环产业链。 　　
在环保装备研发制造领域，公司自主研发的“废印制电路板环保处理设备”、“废旧冰箱无害化处理设备”、“报废汽车破碎及废钢加工设备”先后通过国家部级科技成果鉴定，获得“国家信息产业重大技术发明”、“国家环境保护科学技术奖”、“中国专利优秀奖”、“国家重点新产品”等荣誉.
现在在新基地上了一套油漆桶打包生长线，在油漆打包时的机械挤压时会使残留在油漆桶里的油漆气味散发出来，造成车间的空气质量不达标。为了企业的长远目标，走持续发展之路，在狠抓产品质量，提高生产效率的同时，不忘环境保护，造福社会。
该厂主要的污染源分为三部分：
1、废旧油漆桶打包线，在打包时，机器挤压时，会使残留在油漆桶里油漆挤压出来，在挤压时也会长生温度，使残留的油漆挥发气味。虽然设备间做了隔离，但是气味还是会散发出来，影响整个车间的空气。
2、在打包车间旁边有一个存放油抹布的存放区，也会产生一定气味。
3、在油漆残渣存放区也会产生气味。

第二章 项目概况
1、项目来源简介
…………..对环保工作十分重视，对生产过程中产生的有机废气的喷漆桶打包设备设置了半密闭式的操作房，把抹布存放区以及油漆渣存放区设置为半密闭式的操作房。上一套针对喷漆废气的处理的环保设施对其废气处理达标。

第三章 设计依据与原则
１、设计依据
A、相关法律法规
（1）《大气污染物综合排放标准》 GB16297-1996
（2）《中华人民共和国环境保护法》 1989年12
（3）《低压配电装置及线路设计规范》 GBJ54-83
（4）《工业企业照明设计规范》 GBJ50034-93
（5）《通用用电设备配电规范》 GBJ50055-93
（6）《工业企业噪声控制设计规范》 GBJ87-85
（7）《工业企业照明设计标准》 GB50034-92
（8）《供配电系统设计规范》 GB50052-95
（9）《钢结构施工及验收规范》 GBJ205-95
（10）《工业建筑防腐蚀设计规范》 GB50046-95
（11）《混凝土结构设计规范》 GBJ10-89
（12）《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》 JGJ/T114-97
（13）《工业金属管道设计规范 》 GB80316-2000
（14）《建筑结构载荷规范 》 GBJ9-87
（15）《建筑抗震设计规范》 GB50011-2001
（16）《钢结构设计规范》 GBJ17-91
B、 有关技术书籍及相关文章
（1）《工业废气处理手册》，化学工业出版社
（2）《废气治理设计手册》(第五册)，中国建筑工业出版社
（3）《三废处理工程技术手册—废气卷》，化学工业出版社
（4）《大气污染防治技术手册》，化学工业出版社

2、设计原则
(1)、工艺可靠、灵活、卫生、节能、综合运行成本低，操作管理方便、节省投资且能保证长期稳定运行的原则。
(2)、电气设备尽可能采用半自动化控制、最大限度减轻工人劳动强度。
（3）、确保达标排放、不产生二次污染。
3、设计范围
1、 工艺流程的选择和设计；
2、 非标准设备的制造与标准设备的选型；
3、 工程设备的安装、调试；
4、 电气的设计与施工安装。
4、设计目标
在不影响现有加工工艺的基础上，对所产生的有机废气经治理后，达到《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996之二级标准。
粉尘： 120mg/m3；
苯： 12mg/m3 ；
甲苯： 40mg/m3 ；
二甲苯： 70mg/m3。

第四章 废气的风量与污染物浓度
根据厂家提供的有关技术资料及现场情况，排放点排放的废气量及废气中苯、甲苯、二甲苯浓度估算如下：
1、废气产生量
根据现场考察及该公司提供的有关技术资料，该工厂油漆桶打包生产线是8×20×5.5米，半封闭（880立方），油抹布存放是8×12×5.5米，半封闭（528立方），油漆渣存放处是8×20×5.5米，半封闭（352立方）。按照每2分钟换气一次。计总风量为：1232×30=36960m3/h。设计风量为38000m3/h。
2、有机污染物排放量
由于喷漆桶打包工作的特点，所以其有机废气的浓度难以准确统计，根据厂家的报告表数据及相关类似厂家的数据，我们初步确定废气中污染物浓度大致为：
苯： 40 mg/m3 ；
甲苯： 100mg/m3 ；
二甲苯： 200mg/m3。

第五章 治理工艺及流程框图
１、处理工艺的选定
喷漆产生的废气，是漆和稀释剂挥发产生的苯、甲苯、二甲苯等有机气体，常用的处理有机气体方法有：
1.燃烧法
2.吸收法
3.冷凝法
4.吸附法
5.生物法
实践和理论证明，单独采用其中一种方法都不能有效治理有机废气。根据我公司大量处理该类废气经验，行之有效的方法是组合法：吸附——催化燃烧法组合进行。
综合考虑各因素，所采取的工艺是二级处理工艺：第一级是干式除尘除雾过滤器，第二级是活性炭吸附“三苯”和其他有机污染物；活性炭吸附饱和后，热风解吸有机气体，在催化剂作用下，低温状态燃烧，没有明火，不发生爆炸，安全可靠。

（1）干式除尘除雾过滤器
喷漆时，漆雾飞扬，漆雾颗粒微小、粘度大，易粘附物质表面。该漆雾小部分被气流带走，与挥发气体一道进入处理系统，如果不过滤处理，会堵塞活性炭有效吸附面积，降低活性炭的活性，还会毒化催化燃烧器的催化剂。
过滤器内填充本公司特制的滤料，既隔除99.5％以上的漆尘，又保证阻力损失最小。

（2）吸附装置
卧式活性炭吸附装置，它适用于大流量低浓度有机废气，活性炭采用TF高效蜂窝状活性炭，比表面积（吸附面积）高达500-1500m2/g。比表面积大，因而具有很高的表面活性和吸附能力。排出的低浓度有机气体被吸附在它的活性表面上，达到净化的目的。

（3）解吸催化燃烧装置
吸附饱和了有机物，失去活性的活性炭在装置内受350℃左右的热气流作用，脱附出有机气体；通过催化剂床时低温燃烧，生成CO2和H2O，从而保证不产生二次污染；安全可靠，不存在发生爆炸的危险。
催化剂床上放置贵金属Pt（铂），Pd（钯）组成的材料，活性大，催化作用强，寿命长。
2、工艺流程图
（1）工艺流程图见下图：

有机废气 干式漆雾过滤器 活性炭吸附器 引风机 达标排放

再生 饱和
活性炭 活性炭
解吸催化燃烧器

（2）设备流程图见所附图纸
3、工艺说明
有机废气产生于油漆打包时挤压出来残留在油漆桶里的油漆，以及在存放处的油抹布和油漆渣的气味。这些粉尘含量不高，粒径较小，绝大部分在10µm以下，若未经处理，将很快堵塞活性炭微孔，使活性炭失效。有机废气经过干式漆雾过滤器净化处理后，废气中细小粉尘、未凝固的油漆颗粒及少量的有机废气被过滤器吸收，确保废气中粉尘完全脱除。
干式过滤器出来的废气再进入两台活性碳吸附床，有机气体在床内被活性炭吸附，干净气体由排气筒外排。
吸附饱和后的活性碳吸附床进行解吸、催化燃烧操作。脱附再生时，启动催化燃烧床电加热器，预热空气，并送入吸附床加热活性炭，活性炭达到200～400℃温度后，吸附的有机气体解析出来，送入催化燃烧床，碳氢化合物的分子和混合气体中的氧分子分别被吸附在催化剂的表面而活化。在催化作用下，由于表面吸附降低了反应的活化能﹐碳氢化合物与氧分子在较低的温度下迅速氧化﹐产生二氧化碳和水，达到治理的目的。有机气体燃烧放热，燃烧尾气主要回用于活性炭加热脱附，部分外排。通过催化燃烧床使活性炭再生，并完全净化废气。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，热量可通过热交换器回收，用来预热进催化燃烧床的脱附气。一般达到脱附～催化燃烧自平衡过程须启动电加热器1～2小时左右，达到热平衡后可关闭电加热装置。此后，催化燃烧系统就靠废气中有机溶剂燃烧时产生的热能，在无须外加能源基础上使催化燃烧达到自平衡。当脱附气中的有机气体燃烧完毕后，其催化燃烧床温度会逐渐下降至200℃左右，即可视为催化燃烧过程结束，系统停止运行。
该法净化效率可达95％以上，以往工程实例数据：喷漆室空气中二甲苯浓度可从396~960 mg/m3降至10.7~20.9 mg/m3，低于国家卫生标准，大大改善了工人的操作环境。

第六章 设计参数
有机废气经过风管收集系统，进入活性碳吸附床进行吸附处理，考虑到气量很大，为了便于布气均匀，同时能与生产线联动运行，设计将活性碳吸附床处理能力为38000 m3/h的设备。
1、进气管的管径
进气管主风管内的风速为15m/s。
S＝q/v＝38000/3600/15= 0.7m2
1号分管流速为15m/s。
S＝q/v＝26400/3600/15= 0.49m2
2号分管流速为15m/s。
S＝q/v＝16000/3600/15= 0.3m2
3号分管流速为15m/s。
S＝q/v＝6000/3600/15= 0.11m2

2、干式漆雾过滤器
采用管道式设计，方便更换滤料，取过滤气速为1.6m/s,过滤面积为38000/3600/1.6=6.6m2，不锈钢网、绸和绒布滤料。外形尺寸为1500 × 2000 ×3200 mm。滤料层厚150mm，底部进气，上部出气。滤料为美国进口专用干式漆雾过滤材料。
  干式漆雾过滤材料是八十年代以来欧美国家替代水洗式漆雾过滤器材的专用材料，是由玻璃纤维丝特殊处理后在电脑程序控制下粘合成型，成型时每层密度有一定的梯度，消除漆雾在过滤材料表面堵塞现象，漆雾沿各层纤维空隙内均匀累积，使整个材料空间得到充分利用，是净化漆雾的理想材料，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(40—70天)，节省费用；
· 使用简单、方便，易于维护；
· 无腐蚀，不需用水，无二次污染，无水泵，运行费用低。
材料性能参数如下：
产品名称
厚度
容尘量
过滤效率
规格（卷）
阻力
干式漆雾过滤材料
63.5mm
7—9kg/m2
﹥85%
1.5×61m
＜350满负荷

3、活性炭吸附装置
（1）选用优质蜂窝状活性炭
蜂窝状活性炭具有大比表面积，微孔结构，高附容量，高表面活性炭的产品，在空气污染治理领域中普遍应用.选用蜂窝状活性炭吸附法,即废气与具有大表面的多孔性的活性炭接触,废气中的污染物被吸附,使其与气体混合物分离而起到净化作用。本项目选用的蜂窝状活性炭是用化学药剂浸渍处理后的蜂窝状活性炭（以下是蜂窝状活性炭性能检测报告）
· 主要成分：优质活性炭；
· 规格：100×100×100mm
· 孔密度：16孔/cm2
· 体积密度：0.4-0.48g/ml
· 吸苯率：＞21%
· 空塔风速：（床厚600mm）0.8m/s，阻力：490Pa
· 平均孔径：5-6A
· 比表面积：＞800m2/g
· 细度：＞200目
· 正抗压强度：0.8MPa
（２）活性炭饱和期确定
为方便操作，活性炭饱和期限定为10天，即吸附床运行10天后进行一次解吸催化燃烧操作，根据厂方提供的数据，按每天16小时计算，则总时间为160小时。
（3）活性炭吸附塔所需活性炭质量的确定：
“三苯”平均去除浓度140mg/m3，风量38000m3/h，每小时通过塔的“三苯”量: （140×10-6kg/m3）×38000=5.32kg/h
一个吸附周期内吸收污染物量 m=5.32×160＝851kg
所需活性炭量 nA＝851/0.21＝4053kg
4）吸附装置尺寸的确定
取空塔气速1.0m/s, 过流面积分别为
SA=Q/V=38000/(3600×1.0)=10.55 m2
为方便更换活性炭，吸附装置采用立式固定吸附塔，制作活性炭吸附装置尺寸为2.4×3.2m，炭层厚1.03m，三层叠加布置，因此实际使用活性炭体积为
2400mm ×3200mm ×1030mm = 7.9m3，
重量为
7.9m3×0.484T/ m3 = 3.82T
5)系统阻力的计算
（1）干式过滤器阻力损失
△P＝ζZρu2/2 （2）
式中：△P——压降Pa
ζ ——阻力系数，查有关资料，本项目滤料阻力系数为3.6×103
Z ——滤料层高度，m，设计值为0.15m。
u ——空塔速度m/s，计算值1.6m/s
ρ——气体密度，kg/m3，30℃取值1.2 kg/m3。
代入（2）式得△P1＝285.1Pa，
（2）吸附塔阻力损失
根据我们的以往经验数据，△P2＝617 Pa左右。
（3）管道弯头系统阻力损失△P3取100 Pa，总阻力损失为
△P=1002Pa

第七章 主要设备选型
主要设备选型和费用列于表1
表1 设备材料和费用一览表
序号
名称
型号规格
材料
数量（台）
备注
1
干式过滤器
HDGL-300
A3
1

2
吸附装置
HDXF-300
A3
1

3
过滤器滤料
1.5×61m
特殊材料
4m3

4
活性炭
TF蜂窝状活性炭
C
3.8t

5
脱附催化燃烧器
400×400×800+2100×1000×2000+预热器
A3
1套

6
电控阀门

A3
一批

7
风管

A3
160 m
非标准件
8
弯头、收缩管

A3
一批
非标准件
9
引风机

6台
原有风机
10
解吸热风机
4-71No-6.3C 2.2KW
A3
1

11
补充冷风机
4-71No-6.3C 2.2KW
A3
1

12
控制室搭建
6×3×3
钢材
1
非标准件
13
阻火器
300×300
特制
1

14
螺丝及其他配套材料

非标准件
15
引风机
38000m3/h,全压3200pa
碳钢
1台
37kw
15
电气设备（集中控制室）
开关柜、控制器、电缆、线管等一批

包括自动控制
16
设备地基平整

混泥土

第八章 工期安排及售后服务
A、工期安排；
1．方案设计： 5个工作日
2．施工计划及组织： 3个工作日
3．设备制作安装： 25个工作日
4．系统调试： 5个工作日
共计：38个工作日
B、售后服务：
（1）服务承诺
a、我方负责整套系统的安装指导、调试和初试开机工作；提供2人在供方系统的技术培训并负责现场系统培训需方操作、维护人员，提供培训计划和培训资料，保证现场人员能熟练掌握设备的操作及日常维护、保养技术。
b、质量保修期一年，从系统验收合格之日起一年内负责免费维修（除人为因素外）。
c、在设备使用寿命期内，我方保证对需方设备终身维修，并保证设备零配件、易损件的供应和软件的免费升级。
d、我方保证需方在设备的寿命期内，需方可以买到维修所需的零配件。
e、需方通知后，我方服务人员一个工作日24小时内赶到现场，解决问题。
（2）培训：
a、乙方负责制定对甲方人员在运行、维护等方面的培训计划。
培训计划表
序号
培训服务内容
计划人天数
培训教师构成
备注
职称
人数
1
主要设备操作培训
3人半天
工程师
1人

2
系统操作培训
3人1天
工程师
1人

3
故障解决方法培训
1人半天
工程师
1人

b、 质保期后，我方负责长期有偿以成本价供应备品备件。
c、 质保期后，如业主方有必要请供方人员到现场服务时，我方人员应积极到现场服务。

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