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流延生产线溶剂废气净化处理方案

放大字体  缩小字体 时间:2017-12-07  来源:安全管理网  浏览:95
核心提示:1 方案概述1.1RTO原理简介RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热室氧化器)主要包括蓄热室、氧化室、风机等,它通过蓄热室吸
1 方案概述
 
1.1RTO原理简介
 
RTO(Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热室氧化器)主要包括蓄热室、氧化室、风机等,它通过蓄热室吸收废气氧化时的热量,并用这些热量来预热新进入装置的废气,从而有效降低废气处理后的热量排放,同时节约了废气氧化升温时的热量损耗,使废气在高温氧化过程中保持着较高的热效率(热效率95%左右),其设备安全可靠,操作简单,维护方便,运行费用低,VOCs去除率高。
 
RTO的工作原理是:有机废气首先经过蓄热室预热,然后加入氧化室,加热升温到800℃左右,使废气中的VOCs氧化分解成CO2和H2O;氧化后的高热气体再通过另一个蓄热室与蓄热室中的蓄热陶瓷填料进行热处理交换,高热气体经热量回收后再排出RTO系统。这个过程不断循环交替进行,每一个蓄热室都是在输入废气与排出处理过的气体的模式间交替转换。切换时间根据实际情况可以调整。
 
1.2适用范围
 
提供并安装一套流延生产线生产含甲苯、乙醇溶剂废气净化处理系统装置,用于流延生产线产生的含甲苯、乙醇溶剂尾气的清洁生产改建。
 
1.3实施效果
 
能将流延生产线排放的含溶剂尾气进行答辩处理排放。
 
1.4工程投资
 
装置投资为:人民币贰佰贰拾叁万整(¥223万元)
 
配套建设投资为:人民币壹拾伍万元整(¥15万元),其中风管由甲方风管排口接到装置投资约5万元(安装置摆放在生产车间旁边地面预算),设备地坪基础施工建设费用投资约5万元(不含地面旧建筑的拆建),电缆敷设(按电缆长度100m预算)及吊装等其它费用约5万元。
 
合计总投资为:人民币贰佰叁拾捌万元整(¥236万元)
 
1.5方案特点
 
1.5.1高效
 
采用3室RTO燃烧净化工艺,系统处理效率≥98%。
 
1.5.2节能
 
热回收效率≥93%,进气VOC浓度达到约3g/m3时,设备运行中则无需补充燃气消耗产生的热量。
 
1.5.3高安全性
 
系统化的防爆设计及安全节点监控,确保设备安全运行。
 
1.5.4高可靠性
 
国际先进RTO技术工艺设计,通过温度侦测控制系统调整其安全温度(浓度异常过高时温度曲线异常提高,通过热旁系统保护),并在低于有机物浓度爆炸极限下限值得25%以下设计氧化分解VOC,装置运行稳定可靠。
 
2设计依据
 
2.1依据标准
 
(1)《低压配电设计规范》GB50054-2011
 
(2)《爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058-2014
 
(3)《电力工程电缆设计规范》GB50207-2007
 
(4)《供配电系设计规范》GB50052-2009
 
(5)《通用用电设备配电设计规范》GB50053-2011
 
(6)《中华人民共和国环境保护法》(1989年)
 
(7)《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008III类)
 
(8)《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996
 
(9)《建筑设计防火规范》GB50016-2006
 
2.2用户数据
 
工况1
 
流量:20,000m3/hr
 
入口温度:30~60℃
 
入口压力:100~200pa
 
入口含氧量:~5%(有组织排放和无组织排放的综合含氧量)
 
工艺尾气成分:甲苯越0.62吨/天,乙醇约0.47吨/天,87%挥发
 
浓度:2.27g/m3
 
3工艺流程
 
3.1工艺流程图
 
3.2工艺流程说明
 
蓄热式电力氧化炉(RTO)是一个复杂、高效和安全的氧化燃烧换热系统,旨在通过氧化去除废气中的挥发性有机物。RTO的基本操作原理是,含溶剂的废气通过吸收陶瓷块中的热量,使气流的温度升高至约为820~850℃的氧化温度,将挥发性有机物(VOC)分解为二氧化碳和水蒸气,在排入大气前通过另一个陶瓷块回收气流的大部分热量。
 
在VOC的浓度达到RTO自热运行要求时,可通过吸收其氧化时发生的热能(回收率≥93%),然后释放于后面进入的VOC上。通过各腔室阀门管路的切换实现热能循环,实现不需要燃料的VOC高效处理。其处理效率可达到≥98%。
 
RTO设计有三个燃烧室,燃烧室内安装有陶瓷换热器。系统在启动时会首先进入使用新鲜风的升温热炉模式,需用消耗燃料(本方案以柴油为燃料来考虑相应设计和报价)提供热量。只有当燃烧室内的温度达到自持模式的设定温度时,废气才会进入系统进行处理。系统由PLC程序控制,在装置具备运行条件的情况下,很方便开机操控。
 
4系统装置
 
4.1系统构成
 
系统由以下几个子系统构成:
 
4.1.1集气、抽风系统
 
集气系统的设计充分利用废弃初始动能,选用防爆风机,加装变频器,用于对主风机进行变频控制,既控制风机平稳启动,降低起动电流,同时在运行中还运用微负压匹配方式,根据流延线生产的特殊工况要求,通过PLC自动调整频率对通风系统的风压和风量进行调节,可满足生产线排风压力波动以及生产线满开和部分开工的需求,做到风机的电能按照生产线开工情况匹配使用。
 
配置应急放空系统,用于紧急情况下废气去备用处理系统。
 
4.1.2蓄热式氧化炉系统
 
采用三塔结构的蓄热式氧化炉,废气在炉膛内的燃烧时间在1.5~2秒。上下室体构造材料采用4~5mm厚度钢板,提升阀阀门板材料采用304不锈钢,氧化炉正常设定工作温度为820~850℃,最高耐温1200℃。陶瓷蓄热块支承采用双相钢材料,陶瓷蓄热体采用蜂窝型高效蓄热体。
 
蓄热陶瓷特点:材质多样,可根据各户和使用环境的不同,选用不同材质和规格的产品。孔壁薄、容量大蓄热量大,占用空间小。孔壁光滑、背压小。使用寿命长,不易渣蚀、粘蚀和高温变形。产品质量规格高,安装时,蓄热体之间排放整齐,错位小。具有低热膨胀性、比热容大、比表面积大、压降小、热阻小、导热性能好、耐热冲击好等特性。
 
4.1.3燃烧器系统
 
燃烧器选择美国北美燃油燃烧器,型号6514-8-B,配备2台燃烧器,燃烧器最大功率1500kw。燃烧液体粘度低于100SSU(或者22CSt)。燃烧系统中的关键部件如安全关断阀、电磁阀、高低压开关选用FM认证品牌,双安全关断阀,单独的火焰控制器和火焰探测器。助燃风机入口装有过滤网,风机噪音保证距RTO装置1m处小于等于85分贝。
 
4.1.4控制系统
 
控制系统采用西门子PLC程序控制,对设备进行全自动监测与控制。控制面板安装西门子触摸屏,系统中画面可随时监控RTO装置的主要运行状态。选用NEMA 4X的控制柜。加装ABB变频器,根据工况平稳运行风机,降低启动电流,有效节能降耗,降低运行费用。
 
4.2系统装置操作与维护
 
装置自动化程序度高,可实现简易操作。
 
需要停机时,只需按停止按钮,系统按程序完成规定操作后自动停机。
 
RTO设备每年只需要对仪表和燃烧器做2次检修,2~3天即可。一般不需要做大的维护。
 
每7年做一次蓄热砖维护。更换掉部分的蓄热砖。施工时间3~4周。
 
5 RTO安全运行的措施
 
5.1氧化室内装有火焰检知器:火焰检知器与长明火燃烧器连锁控制,当火焰检知器测不到火焰时,废气进气阀关闭,出气阀门及旁通阀门打开。
 
5.2氧化室内设有长明火燃烧器、保持氧化室内任何时候都有明火不会由于气体浓度的变化引起爆燃。
 
5.3氧化室上部设有防爆口,以防止烟气爆燃对炉体的损坏,起到瞬间泄压作用。
 
5.4RTO系统设有旁通烟道,当系统处于正常运行时,废气从旁通烟道进入旁边环保处理装置。
 
5.5废气进RTO装置前废气管道装有阻火器,不会因回火发生爆炸。

6供货范围、相关设计参数及主要设备清单
 
6.1相关设计参数
 
1套3室RTO,单台设计处理量74,,00m3/hr

6.2主要设备清单

表格1主要设备清单

 
序号
设备名称
材质
数量
备注
1
RTO主体外壳
碳钢
1组
 
2
提升阀
不锈钢
6套
 
3
应急放空系统
碳钢
1套
 
4
主废气风机
碳钢
1台
46kw
5
助燃风机
碳钢
1台
5kw
6
燃烧系统
组合
1组
2台燃烧系统和控制阀组,包含阀组和控制柜
7
RTO上室体内保温
 
1组
 
8
RTO下体外保温
 
1组
 
9
钢结构平台及雨棚
碳钢
1组
 
10
新鲜空气消音器
碳钢
1台
 
11
烟囱
碳钢
1套
带120°取样平台
12
界区内仪表线缆桥架等
 
1套
含热电偶10个,压差计1台,压力变送器1台
13
PLC控制柜
西门子PLC
1套
含变频器、西门子触摸屏
14
界区内管道系统
碳钢
1组
 

6.3装置报价不包含的范围

装在报价不含界区外甲方需配套建设的相关施工费用,不包含界区内安装设备要实施的搬迁改造费用,不包含柴油收储系统和供应管道的建设费用。

6.4相关设备部件重要供应商

 
BURNER燃烧器 NORTH AMERICAN(美国)
UV火焰检测 HonEYWELL(美国)
FLAME SAFEGUARD点火程控器 HonEYWELL(美国)
PLC SIEMENS(德国)
VFD变频器 ABB(瑞典)
Actuator气缸执行器 Festo (德国)
Thermocouple高温热电偶 YUMO(德国)
Damper通风蝶阀 ZC Thermal(国产)
Differential pressure switch 差压开关 HonEYWELL(美国)
Pressure transmitter 压力变送器 Emerson (美国)
Poppet valve 提升阀 ZC Thermal(国产)
Ceramic block 陶瓷块 Bocent(国产)
Blower 风机 Barker Jorgensen (丹麦)
 
 
7 甲方需提供的公用工程条件与燃料消耗

表格2 公用工程条件

 
 
条件
备注
380V;50Hz
系统装置装机容量61KW
柴油
相应工况条件下柴油消耗情况具体见燃料消耗量表
 
压缩空气
0.6Mpa,流量40~50m3/h
脱水脱油
装置占地
16m×8m=128㎡
 
 
燃料消耗情况情况如下表:

表格3 燃料消耗量表

 

 
燃料消耗量
工况
0#轻柴油(@10,500Kcal/kg)
单位;kg/hr
1.在新鲜风启动模式下大约需要燃料
15
2.在废气中没有VOC的情况下大约需要燃料
61
3.在正常运行中,含有VOC的情况下大约需要燃料
4.3
 
8 运行费用估算

正常运行下,基于风量20000m3/h,按甲苯约0.62吨/天,乙醇约0.74吨/天,87%挥发,尾气浓度平均约2.27g/m3,需要消耗柴油4.3kg/h,柴油单价按6.3元/kg(参照肇庆柴油价格),则日运行燃料费用:

4.3kg/h×6.3yuan /kg×24h=650.2元,年工作日按300天计,年燃料费用为:

650.2×300=195060元≈19.5万元

注:如燃料采用单价为4.8元/Nm3的天然气(热值按8600Kcal/Nm3),则年燃料费用为18.1万元

年电费(电价按0.8元/kwh):

61Kw/h(实际运行)×0.8元/kwh×24h/天×300天=351360≈35.1万元

合计年运行费用约:19.5万元+35.1万元=54.6万元。(采用天然气做燃料相应为53.2万元)

注:实际的运行费用取决于废气中有机溶剂的含量,当废气中的有机物浓度接近3g/m3时,则基本不需要消耗燃料,只消耗电费!

9 工程进度及服务

9.1工程实施周期

项目实施周期约为24周。

工程合同协议签订后16周,即可将设备抵达工程安装现场。4~5周后可安装完成,系统开车调试时间约3周。

9.2资料移交

工程试车完工后,将提供如下资料:

(1)《装置使用说明书及操作规程》

(2)《设备布置图》

(3)《控制原理图》

(4)《仪表型号、规格、产地及合格证书》

9.3培训服务

售前可根据客户需求对客户进行项目的相关咨询和培训服务。

售后由专门培训工程师在设备交付前抵达设备现场,对相关维护、操作、管理人员进行培训,培训内容包括但不限于:

(1)    系统的工作原理

(2)    装置操作规程

(3)    设备维护

(4)    紧急情况处理

(5)    现场安全管理

9.4售后服务

为了解除用户的后顾之忧,公司设置专职的售后服务机构。工程交付后1年质保期内保修。

工程质保期满后每隔半年将委派售后服务工程师对设备进行系统巡检,并向使用方以文件形式提供一份检测报告。
 
关键词: 废气 净化处

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