蓄熱式直接燃燒廢氣處理及供熱方案

1、蓄熱式直接燃燒廢氣處理及供熱方案第一章 主要參數(shù)及計算1.1、基本參數(shù)鋁箔厚度：0.170.48mm寬度：1600mm線速度：22-36m/min底漆烘箱長度：26m加熱段：3段溫度點：190、190、100循環(huán)風(fēng)機(jī)：3臺、5.5kw面漆烘箱長度：37m加熱段：4段溫度點：120、246、250、100循環(huán)風(fēng)機(jī)：3臺、5.5kw干膜：814干濕膜比：1：45%1.2、溶劑量計算1、計算條件：1：線速度：30m/min 2：板材寬度：1600 3：涂層厚度：干膜8-14 4：干濕膜比：1：45% 5：濕膜：1831.5根據(jù)涂料干、濕體積比例確定可揮發(fā)溶劑量，則可揮發(fā)溶劑量體積為：1-45%=55

2、%2、板寬為1600時每小時溶劑用量計算干膜：8時，濕膜：20總涂料量（濕膜）每小時體積：1.6×30m/min×60min×20÷106=0.0576m3/h總?cè)軇┝棵啃r體積：0.0576m3/h×55%=0.03168 m3/h總?cè)軇┝棵啃r質(zhì)量：（按0.85計算） 0.03168 m3/h×0.85=0.024T/h=27.9kg/h3、若干膜厚度為14則總?cè)軇┝繛椋?8.8kg/h1.3、固化烘箱所需排風(fēng)量計算按烘箱開口面積計算；開口面積：開口高300×寬2000×2=1.2m2按2m/s計算：2

3、5;1.2×3600=8640m3/h按廢氣濃度計算：按最多溶劑量：48.8kg/h÷0.008=6100 m3/h按循環(huán)風(fēng)量計算烘箱體積：37×1.9×1.4=98m3換氣次數(shù)：20次/每分鐘總循環(huán)風(fēng)量：117600m3/h排風(fēng)量：11760m3/h?。?0000m3/h底漆、面漆箔鋁線廢氣設(shè)備處理量為20000m3/h1.4、固化烘箱能耗計算 ：0.48，W=1600考核 烘箱尺寸：長37000，寬1900，高1400最高爐溫：280，爐溫保證帶溫250。（1）：烘箱空氣從20升溫到280所需熱量98×0.31×260=7899k

4、cal（2）：正常運行所需熱量A：烘箱散熱：（環(huán)境溫度20）,12400kcal/hB：板材帶走熱量（估算從60加熱到250）：148926kcal/h C：溶劑汽化熱（按甲苯94.3cal/g）：3961kcal/h D：廢氣排放熱量：（室溫20、排氣溫度：140計算）372000kcal/h 正常運行時總能耗：537287kcal/h設(shè)定供熱量：550,000kcal/h供熱換熱器換熱能力：1,100,000kcal/h1.5、濃度估算最小濃度：計算條件以底漆為例處理風(fēng)量：10000m3/h溶劑量：27.9kg/h則濃度：2790mg/m3最高濃度：計算條件以底漆為例處理風(fēng)量：10000m

5、3/h溶劑量：48.8kg/h則濃度：4800mg/m3第二章 設(shè)計依據(jù)、規(guī)范和排放標(biāo)準(zhǔn)2.1設(shè)計依據(jù)1、 中華人民共和國大氣污染防治法2、 中華人民共和國計量法實施細(xì)則3、 中華人民共和國環(huán)境噪聲污染防治法2.2主要設(shè)計規(guī)范1、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GBJI7-882、鋼結(jié)構(gòu)制造和安裝施工規(guī)格BZQ（TJ）0048-943、鋼結(jié)構(gòu)非標(biāo)設(shè)備管道涂裝工程技術(shù)規(guī)格BZQ（TJ）0048-944、大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB30955、建筑設(shè)計防火規(guī)范GBJ16-876、工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)TJ36-797、大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-19962.3生產(chǎn)制造國家標(biāo)準(zhǔn):換熱器應(yīng)滿足«GB151&#

6、187;(鋼制管殼式換熱器的標(biāo)準(zhǔn))焊縫形式按«GB985-88»標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行焊接標(biāo)準(zhǔn)按«GB5117-85»焊接規(guī)范執(zhí)行風(fēng)機(jī)制造按«GB/T13275-91»的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行«7691-87»勞動安全和勞動衛(wèi)生管理2.4 排放標(biāo)準(zhǔn)與處理后指標(biāo)2.4.1 國家排放標(biāo)準(zhǔn)序號污染物最高允許排放濃度（mg/m3）最高允許排放速率(kg/h)無組織排放監(jiān)控濃度限值排氣筒高度（m）二級三級監(jiān)控點濃度mg/m315苯12150.50.80周邊外濃度最高點0.4016甲苯40153.14.7周邊外濃度最高點2.417二甲苯70151.01.

7、5周邊外濃度最高點1.224甲醇190155.17.8周邊外濃度最高點33非甲烷總烴120151016周邊外濃度最高點2.4.2處理后排放指標(biāo)名 稱參 數(shù)附 注甲苯小于40.0mg/m3乙酸乙酯小于120.0mg/m3非甲烷總烴小于120.0mg/m3噪聲小于第三章 RTO設(shè)備與技術(shù)一、RTO原理蓄熱室熱力焚化爐（RegenerativeThermalOxidiger）筒稱RTO，其工作原理是：有機(jī)廢氣經(jīng)預(yù)熱室吸熱升溫后，進(jìn)入燃燒室高溫焚化（升到800），使有機(jī)物氧化成二氧化碳和水，再經(jīng)過另一個蓄熱室蓄存熱量后排放，蓄存的熱量用于預(yù)熱新進(jìn)入的有機(jī)廢氣，經(jīng)過周期性的改變氣流方向從而保持爐膛溫度的

8、穩(wěn)定。二、流程及說明：(廢氣處理及供熱祥見流程圖)RTO設(shè)備有三個對稱的蓄熱室和二燃燒室，有機(jī)廢氣在鼓風(fēng)機(jī)作用下先進(jìn)入陶瓷蓄熱室（1），吸收熱量后進(jìn)入燃燒室，蓄熱室（1）因放熱而降溫，燃燒升溫后的氣體進(jìn)入蓄熱室（2），通過熱交換把熱量貯存在蓄熱室（2）的陶瓷蓄熱體中，然后排出。同時蓄熱室（3）空間中殘留未處理有機(jī)廢氣被凈化后的氣體反吹回燃燒室進(jìn)行焚化處理。經(jīng)過一定時間（比如2分鐘）后，氣流改變方向從蓄熱室（2）進(jìn)入燃燒室，通過蓄熱室（2）吸收熱量升溫后，在爐膛內(nèi)高溫裂解，最后經(jīng)蓄熱室（3）熱交換后排放，同時蓄熱室（1）處于反吹狀態(tài)，經(jīng)一斷時間后，氣流再改變方向，不斷在交替循環(huán)，保證燃燒室溫度在

9、800以上，具有較高的去除率和換熱效率。RTO由三個蓄熱室、二個燃燒室、六個主氣流切換閥組成。蓄熱室內(nèi)裝滿蜂窩陶瓷蓄熱體，每個燃燒室裝一個帶比例調(diào)節(jié)燃燒器。每個燃燒器的供熱能力是通過爐膛內(nèi)的溫度反饋信號經(jīng)過PID調(diào)節(jié)器自動進(jìn)行調(diào)節(jié)，此外燃燒系統(tǒng)還帶有點火前的自動預(yù)吹掃、熄火保護(hù)、超溫報警和超溫自動切斷燃料供給等功能。RTO爐共有預(yù)吹掃、點火、升溫、裂解、保溫、后吹掃停機(jī)六種狀態(tài)，當(dāng)RTO爐處于預(yù)吹掃、點火、升溫、保溫、后吹掃停機(jī)五種狀態(tài)時，烘干室的廢氣全部直接排放。本設(shè)備可根據(jù)各個烘干室的開停狀態(tài)自動給出RTO爐的實際運行風(fēng)量，再通過變頻器自動調(diào)節(jié)RTO爐系統(tǒng)的鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和風(fēng)量，以保

10、證烘干室的正常工藝生產(chǎn)。一旦RTO發(fā)生故障，RTO將向各烘干室發(fā)出信號，廢氣緊急排空，RTO轉(zhuǎn)入故障吹掃狀態(tài)。三、RTO設(shè)備說明爐體結(jié)構(gòu)件RTO設(shè)備由三個蓄熱室及一個氧化室組成。三個蓄熱室分別執(zhí)行蓄熱、放熱、反吹功能，三室輪流進(jìn)行。殼體材料6mm 厚Q235A碳鋼板折邊滿焊而成，內(nèi)襯加強(qiáng)筋，殼體良好密封。爐柵支撐陶瓷蓄熱體，碳鋼材料。爐柵下裝置掛籃，碳鋼材料，作安裝鞍。外表涂耐熱銀灰色漆。爐體內(nèi)保溫爐體氧化室及蓄熱室內(nèi)保溫采用耐火硅酸鋁纖維，耐熱1200，絨重220kg/m3，氧化室及蓄熱室上部厚250mm，蓄熱室進(jìn)出風(fēng)區(qū)厚150mm。內(nèi)保溫共二層，一層硅酸鋁纖維氈及一層硅酸鋁纖維模塊。硅酸鋁

11、纖維模塊內(nèi)設(shè)置耐熱鋼骨架，用錨固件固定在爐體殼體上。耐火硅酸鋁纖維外表面涂敷耐高溫抹面。爐體外表溫度環(huán)境溫度+25且不大于60（熱橋除外）。陶瓷蓄熱體陶瓷蓄熱體采用LANTEC MLM180系列產(chǎn)品。該陶瓷蓄熱體其特點是比表面積大680M2/M3，阻力小，熱容量大0.22BTU/lb，耐溫高可達(dá)1200，耐酸度99.5%，吸水率小于0.5%，壓碎力大于4kgf/cm3 ，熱脹冷縮系數(shù)小，為4.7×10-8/，抗裂性能好，壽命長。燃燒系統(tǒng)采用美國MAXON KINEMAX 燃?xì)獗壤{(diào)節(jié)式燃燒器，其特點是可進(jìn)行連續(xù)比例調(diào)節(jié)（調(diào)節(jié)范圍約30:1），高壓點火，可適應(yīng)多種情況。系統(tǒng)含助燃風(fēng)機(jī)、

12、高壓點火變壓器、比例調(diào)節(jié)閥、UV火焰探測器等。比例調(diào)節(jié)閥是根據(jù)爐膛所需的溫度變化來調(diào)節(jié)其開度，節(jié)省燃料；燃料和助燃空氣同步變化，穩(wěn)定燃燒。 供燃料氣管路含穩(wěn)壓閥，穩(wěn)定供氣壓力；含高低壓保護(hù)，假如燃燒器前管路燃料泄露等原因壓力過低，低壓保護(hù)作用，管路電磁閥自動切斷燃料；假如燃燒器前管路穩(wěn)壓閥壞掉，或是堵塞管路至使壓力超高，高壓保護(hù)作用，管路電磁閥自動切斷燃料；還含有燃?xì)鈾z漏電模塊。閥門組合外配不銹鋼柜。點火管路含穩(wěn)壓閥，穩(wěn)定供氣壓力。點火是高壓打火與氣路電磁閥同時動作，類似打火機(jī)原理。UV火焰探測器時刻對燃燒器火焰進(jìn)行感應(yīng)，正常燃燒時，火焰信號顯示，當(dāng)無火焰時供燃料管路電磁閥關(guān)閉狀態(tài)；燃燒火焰熄

13、滅時，供燃料管路電磁閥自動關(guān)閉切斷燃料，起安全保護(hù)作用?？刂葡到y(tǒng)1 控制系統(tǒng)能保證整套RTO設(shè)備的自動運行。配有三菱10彩色觸摸屏，采用三菱的PLC可編程控制，可對系統(tǒng)的熱風(fēng)流向、爐膛溫度、系統(tǒng)壓力進(jìn)行自動監(jiān)控。當(dāng)爐膛溫度超過850時，系統(tǒng)自動自動報警；當(dāng)爐膛溫度超過875時將自動報警并停機(jī)。對主要設(shè)備故障進(jìn)行聲光報警。2 RT0控制系統(tǒng)PLC需配有三菱通訊模塊，能與涂布機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，兩者之間的通訊方式待定。3主風(fēng)機(jī)由三菱變頻器控制，以適應(yīng)不同的運行工況。4控制柜放置在臨近的廠房內(nèi)。5現(xiàn)場電纜采用橋架+線管的方式敷設(shè)。所有電纜兩頭要綁扎永久的電纜號牌。6儀表設(shè)備電源采用24V DC。

14、報警、聯(lián)鎖的接點形式為斷開報警、聯(lián)鎖。7 熱電偶、壓力變送器，壓差開關(guān)等均采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。風(fēng)機(jī)廢氣風(fēng)機(jī)選用優(yōu)質(zhì)風(fēng)機(jī)廠產(chǎn)品，含減振器。氣動閥1 快速切換閥：由于風(fēng)向快速切換閥性能的好壞對RTO設(shè)備的運行非常關(guān)鍵，因此系統(tǒng)中風(fēng)向切換閥全部采用優(yōu)質(zhì)品牌氣動元件。選用的切換閥精度高，泄漏量?。?%），壽命長（可達(dá)100萬次），啟閉迅速（1s），運行可靠。該系統(tǒng)需快速切換9只。閥本體材質(zhì)均為碳鋼。2 輔助氣動閥門：RTO系統(tǒng)所需其他氣動通風(fēng)蝶閥，泄漏量?。?%），啟閉迅速（1s），運行可靠。閥本體材質(zhì)均為碳鋼。3氣動二聯(lián)件采用SMC產(chǎn)品。氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求壓縮空氣壓力為4-6bar。4 每一個氣動閥均有閥位

15、信號反饋。5 每一個氣動閥壓縮空氣入口附近有一個銅球閥。廢氣過濾器采用中效過濾材料KLD987/G3。大氣層計數(shù)效率（1µm）80%，耐溫250。本體風(fēng)管本體風(fēng)管采用2mm碳鋼鋼板。1.5mm304膨脹節(jié)。含管道支架。煙囪碳鋼板制作，標(biāo)高15m。操作平臺 平臺、爬梯及欄桿力求安全可靠、美觀大方。四、主要技術(shù)參數(shù)處理風(fēng)量20000Nm3/h排放標(biāo)準(zhǔn)按GB16297-1996加熱方式天燃?xì)馊紵餍吞朘INEMAX4G最大功率1170kw（100,000kcal/h）調(diào)節(jié)比96：1數(shù)量2臺進(jìn)氣溫度140環(huán)境溫度（平均）20保溫厚度250mm蓄熱體材料型號LML-180裝量28.3m3送風(fēng)機(jī)

16、（防爆）型號Y5-48-12.5C風(fēng)量27490-42760m3/h全壓5350-4100Pa轉(zhuǎn)速1250r/min功率75kw供熱風(fēng)機(jī)型號Y5-48-10C風(fēng)量6630-13260m3/h全壓1640-1130Pa轉(zhuǎn)速1700r/min功率22kw反吹風(fēng)機(jī)型號ZCF-450C風(fēng)量3000m3/h全壓2330Pa轉(zhuǎn)速2500r/min功率4kw供熱換熱能力1,100,000kcal/h涂裝廢氣換熱器換熱能力483,600kcal/h熱水換熱器能力120,000kcal/h安全形式防爆膜式系統(tǒng)控制PLC控制+人機(jī)界面風(fēng)機(jī)控制變頻器系統(tǒng)操作模式自動/手動電動閥門操作模式自動-軟手動-手動換向切換閥

17、氣動五、廢氣治理系統(tǒng)的安全及控制：1、為了防止凈化系統(tǒng)突然停電、系統(tǒng)故障保證生產(chǎn)設(shè)備安全，風(fēng)管及RTO設(shè)備設(shè)置安全氣動閥排空。（壓縮空氣在停電時，還能保持一定的動力）2、系統(tǒng)啟動閥門開機(jī)自檢程序。3、燃燒器采用MAXON燃燒器。具有燃燒安全檢測程序。點火失敗后自鎖報警。4、具有系統(tǒng)安全啟動程序；燃燒爐膛開機(jī)啟動或中途停止再啟動時，若可能存在較多可燃性揮發(fā)氣體時，若此時直接開啟燃燒機(jī)可能會出現(xiàn)回火、閃暴等不良現(xiàn)象。因此必須在廢氣送、引風(fēng)機(jī)啟動延時排氣一定時間后才允許燃燒機(jī)啟動；并且還應(yīng)以壓力檢測確認(rèn)。啟動時對系統(tǒng)實行自檢確認(rèn)。5、燃燒爐膛系統(tǒng)運行采用壓力燃燒溫度連鎖控制。當(dāng)風(fēng)機(jī)未啟動時，禁止燃燒

18、機(jī)啟動。只有當(dāng)風(fēng)機(jī)啟動，啟動延時壓力傳感器檢測到風(fēng)壓，燃燒爐膛壓力在許可的范圍內(nèi)時，并延時一定吹掃時間后，才允許燃燒機(jī)啟動。壓力檢測采用靜壓傳感器并配用2次數(shù)顯調(diào)節(jié)儀，能直觀顯示壓力，并能方便調(diào)節(jié)設(shè)定壓力值。為了使燃燒機(jī)能正常壓力范圍內(nèi)工作，因此采用爐膛壓力控制；當(dāng)引風(fēng)機(jī)皮帶較松風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時或閥門出現(xiàn)故障全部關(guān)閉時，則引起爐膛風(fēng)壓過高，可能引起燃燒不完全燃燒產(chǎn)生碳黑，仍至回火，所以當(dāng)爐膛壓力過高時，停止燃燒機(jī)、工作，閥門為切換為排空狀態(tài)，并聲光報警及輸出報警信號。當(dāng)爐膛壓力過低時，將使燃燒機(jī)點火啟動困難或火焰不穩(wěn)定以及歇火出現(xiàn)燃燒機(jī)故障報警。當(dāng)燃燒爐膛溫度超過設(shè)備許可溫度時，停止燃燒機(jī)工作，

19、并聲光報警及輸出報警信號。 6、設(shè)置安全防暴口。7、系統(tǒng)閥門具有全自動、軟手動、2種操作模式。8、系統(tǒng)停機(jī)時，燃燒機(jī)首先停止（若燃燒機(jī)在工作），風(fēng)機(jī)仍繼續(xù)延時吹掃工作，當(dāng)設(shè)備降低到一定溫度后才自動停止。9、具有多種故障報警功能；即同時具有聲音報警功能及各故障狀況信號燈閃爍指示。l 設(shè)備超溫聲光報警；l 燃燒機(jī)異常聲光報警；l 燃燒爐膛壓力異常聲光報警；l 廢氣送風(fēng)機(jī)、反吹風(fēng)機(jī)過載聲光報警l 閥門異常聲光報警；l 壓縮空氣欠壓聲光報警；l 導(dǎo)熱油泵采用一用一備，導(dǎo)熱油泵異常聲光報警；自動切換到備用導(dǎo)熱油泵工作。l 綜合故障報警輸出功能。六、20000m3/h能耗估算1、濃度為2790mg/m3估

20、算條件1g/m3反應(yīng)溫升按30折合熱能：518940kcal/h天然氣熱值：8000kcal/m3設(shè)定裂解溫度為800202 770=95% 232 800設(shè)計蓄熱體換熱效率95%，進(jìn)出氣體溫差：3030溫差能耗 ：0.31×20000×30=186000kcal/h考慮到散熱，則RTO所需能耗：186000×1.1=204600kcal/h設(shè)計供熱換熱器換熱能力1100000kcal/h， 估運行時烘箱能耗：1100000×70%=770000kcal/hRTO正常運行及烘箱所需能耗：770000+204600=974600kcal/h需要補充能量Q=974600-518940=455660kcal/h折合天然氣：57m3/h2、濃度為4880mg/m3估算條件1g/m3反應(yīng)溫升按30折合熱能：907680kcal/h天然氣熱值：8000kcal/m3需要補充能量Q=974600-907680=66920kcal/h折合天然氣：8.4m3/h3、設(shè)備升溫估算蓄熱體重26噸Q1=0.24×26000×(800-140)/2=2059200