酯化车间生产尾气处理项目设计方案

2 酯化车间生产尾气处理项目设计方案 一、概论 目概述 限公司位于福建中部，座落在沙县青州第一工业区，占地 66000 多平方米。 公司 是主要产品为乙酸苯乙酯、乙酸松油酯、乙酸二氢松油酯、乙酸三环癸烯酯、乙酸苏合香酯、异长叶烷酮等 用于调配日用香精、化妆品香精及制造香料的重要原料。 产品的合成在反应釜中进行，反应釜放空，放料过程有高浓度的气体排放，真空泵抽真空会有高浓度气体排放，另外分馏塔配套的分馏罐放料也会有高浓度气体排放， 为了改善工厂工作环境， 限公司委托 限公司对气体进行处理。 计依据 （ 1）大气污染物综合排放标准（ （ 2）环境保护产品技术要求 工业废气吸附净化装置（ 386 （ 3）吸附法工业有机废气治理工程技术规范（征求意见稿）； （ 4）环境保护产品技术要求 工业废气吸收净化装置（ 387 （ 5）玻璃钢管和管件 (21633 （ 6）玻璃纤维增强塑料夹砂管 （ 21238； （ 7）通风与空调工程施工质量验收规范（ 2002） ； （ 8）采暖通风与空气调节设计规范（ 2003）； （ 9）仪表配管、配线设计规定（ 20512 （ 10）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（ 计原则 本方案遵循的基本指导思想如下： （ 1）严格执行国家及地方的环境保护法律法规； 3 （ 2）尽可能采用简单、成熟、可靠的处理工艺，达到功能可靠、经济合理、管理方便的目的； （ 3）处理工艺有针对性，根据企业的具体情况及发展规划，有针对性地提出综合处理技术路线，分析其达标排放的可行性， 减轻对大气环境的影响； （ 4）工艺设计应根据企业的具体情况及发展规划，结合现场调研，提出综合处理技术路线，确保达到环保要求。 程范围 （ 1） 卖方负责尾气吸附装置及相关管路的设计、制造、安装、调试等； （ 2）卖方负责对吸附设备操作人员的培训； （ 3） 买方负责项目配套的公用工程，包括电源、水蒸气、循环冷却水或仪表空气等； （ 4）少量废水和蒸汽冷凝水就近排放到污水管网。 二设计工况 根据买方提供的设计资料以及现场的勘察，废气产生源为车间反应釜放空、放料废气，真空泵排空废气，分馏罐放料废气。具体排放点位见 下表 : 表 2放源统计一览表 序号 设备位号 /位置名称 排放口大小 数量 备注 1 1 吨反应釜放空 4 台反应釜放空管并入一个分离罐，统一从分离罐上部放空口排出 2 1 吨反应釜放空 1 3 1 吨反应釜放空 1 4 1 吨反应釜放空 1 5 2 吨反应釜放空 6 1 吨反应釜放料 7 1 吨反应釜放料 8 1 吨反应釜放料 9 1 吨反应釜放料 10 2 吨反应釜放料 11 2 吨反应釜放料 12 2 吨反应釜放料 13 2 吨反应釜放料 14 真空泵放空 15 真空泵放空 16 真空泵放空 17 真空泵放空 18 真空泵放空 19 分馏罐放料口 12 由于放料口空间位置狭窄，考虑布置几台大口径吸风罩 4 收集，不对每个放料口分别收集 三、尾气收集系统设计 量估算 根据集气方式，吸风速度，吸风罩距离排放源的距离进行风量估算 ，风量统计如下： 表 2放源统计一览表 序号 设备位号 /位置名称 吸风罩 吸风罩尺寸 风量 m3/h 备注 1 1 吨反应釜放空 60 4 台反应釜放空管并入一个分离罐，统一从分离罐上部放空口排出 2 1 吨反应釜放空 3 1 吨反应釜放空 4 1 吨反应釜放空 5 2 吨反应釜放空 10 6 1 吨反应釜放料 80 7 1 吨反应釜放料 80 8 1 吨反应釜放料 80 9 1 吨反应釜放料 80 10 2 吨反应釜放料 80 11 2 吨反应釜放料 80 12 2 吨反应釜放料 80 13 2 吨反应釜放料 80 14 真空泵放空 60 15 真空泵放空 60 16 真空泵放空 60 17 真空泵放空 60 18 真空泵放空 60 19 分馏罐放料口 10 3 台分馏罐一组 进行收集 20 分馏罐放料口 10 3 台分馏罐一组 进行收集 21 分馏罐放料口 10 3 台分馏罐一组 进行收集 22 分馏罐放料口 10 3 台分馏罐一组 进行收集 23 风量合计 3950 5 估算风量 3950m3/h，则设计风量取 4000m3/h。 集管网设计 (1)反应 釜排放尾气收集管网设 计。共有 8 台反应釜，其 中 4 台反应釜 的放空尾气 汇总到 1 台分离罐气液分 离后从分离罐的排放口排 放，另外 1 台反应釜放空 尾气经过玻璃钢冷凝器冷 凝后排放， 8 台反应釜放料 时也会排放尾气，需要 对所有排放点进行尾气收 集，具体收集管网设计见 图 1： 6 图1 反应釜排放尾气收集管网设计图 (2)分馏罐排放尾气收集管网设计。共有 12 台分馏罐，放料口有废气排放，需要做收集，由于每台罐的放料口相距较近，因此考虑每 3 台分离罐一组进行收集，通过旋转法兰调节吸风口的位置，保证收集效果，具体收集管网设计见图 2： 7 图 2 分馏罐排放尾气收集管网设计图 8 (3)真空机组放空尾气收集管网设计。共有 5 台真空机组，放空口 体收集管网设计见图 3： 图 3 真空机组放空尾气收集管网设计图 所有单元收集管网汇总，一起进入处理装置处理。 网阻力计算 9 管路阻力按最不利收集的管路计算，最不利收集管路一般是从排放点位到处理系统的最长一段管路。管路阻力包含沿程阻力和局部阻力，根据经验公式估算，因此本项目管路阻力大约600 四、废气处理系统设计 艺方法选择 目前用于有机废气处理的常规方法很 多，如吸收法、吸附法、光催化氧化、低温等离子体法、生物法等。 （ 1）吸收法。吸收法处理臭气的原理是吸收剂与废气逆向接触，废气中易溶组分经过气液传质转移到液相，从而从气相中去除。该工艺方法操作简单，适用于酸性气体，易溶性气体的处理。但处理效果有限，会形成二次污染，一般作为预处理工艺，与其他工艺联用。 （ 2）吸附法。吸附法处理有机废气的原理是有机废气与吸附剂接触，废气分子被吸附在孔道中，形成最初分子层，在范德华力作用下，废气分子不断被吸附，从而从气相中去除，气体得到净化排放。吸附法工艺开发很早，目前已经非常 成熟。随着吸附材料的不断开发，吸附法工艺处理效果不断提高，可处理的气体范围不断扩大，成为国内主流处理方法之一。 （ 3）光催化氧化法。光催化氧化法工艺原理是在高能量的紫外光照射下，催化剂的表面会形成大量的高能活性氧自由基，高能活性氧自由基和氧气接触会形成臭氧。当有机废气进入处理区，高能活性氧自由基的能量将废气分子健打断，形成无臭味的小分子化合物，同时臭氧也能将臭气分子氧化形成无害的化合物。光催化氧化法适用于低浓度有机废气处理，处理效率较高，工艺设备简单，操作维修方便，能耗低，不会形成二次污染。 （ 4）低温等离 子体法。低温等离子体法利用高压双介质电晕放电，将空气中的分子电离，形成高能活性粒子，高能活性粒子与空气中的氧气结合形成臭氧。当废气进入处理区，在高能粒子和臭氧的共同作用下，废气分解氧化形成无害的化合物。低温等离子体法适用于低浓度的有机废气处理。 （ 5）生物法。生物法原理是有机废气进入处理区，与挂膜的生物填料接触，有机废气中的组分不断被吸收，吸附，降解，从而得到净化。生物法工艺简单，操作简单，适用于低浓度有机废气处理。存在二次污染的问题。 因此，根据本项目的尾气参数，本项目采用吸收 +吸附组合处理工艺。 计思路 本项目设计思路如下： 10 （ 1）客户提供的设计参数（处理介质的风量、浓度、压力和温度等）和客户提出的要求； （ 2）废气先经过碱洗喷淋，再进行吸附处理排放； (3) 吸附剂采用活性碳颗粒； （ 4）其他与本项目设计有关的资料文件等。 艺设计与选型 设计风量 4000m3/h，主要设备设计选型如下： (1) 喷淋塔：设计风量 4000m3/h。设计风速 12m/s,根据计算选用 12004500淋塔，玻璃钢材质，系统阻力不大于 500 1 台耐酸碱腐蚀卧式泵。流量 400L/程 15m， 功率 （ 2）吸附器：设计风量 4000m3/h。设计风速 s,根据计算选用 19002200 吸附器，装碳量 1 吨。系统阻力不大于 2100置 2 台吸附器，一台吸附，一台再生。材质：碳钢； （ 3）吸附剂采用活性碳颗粒，主要参数如下： 比表面积： 1000m2/g 平均粒径： 4度： 90% 水分含量： 5% 堆积密度： 460g/L （ 4）吸附风机：用于系统引风，设置 1 台吸附风机。风量 4000m3/h，全压 3000质：玻璃钢； （ 5）冷却风机：用于吸附剂的冷却干燥。设 置 1 台冷却风机，风量 3000m3/h，全压 1500质：碳钢； 理工艺流程 理工艺流程图 11 理工艺流程描述 废气经过收集后进入吸附器进行吸附。吸附处理工艺由 4 个主要工艺步骤组成：吸附、蒸汽脱附、降温干燥及冷凝计量。 吸附 废气经过碱液喷淋后进 入吸附器内，废气中的易被吸附组分经过活性碳层时不断被捕集吸附，废气得到净化后排放 。 蒸汽脱附 当吸附器内活性碳颗粒吸附饱和后，打开蒸汽阀，蒸汽与吸附气流反方向吹扫，在热量和吹扫作用下，吸附在碳颗粒层上的溶剂脱附下来，含有水蒸气和有机溶剂蒸汽的混合气体，进入冷凝器冷凝液化。 降温干燥 脱附完成后，吸附器内炭纤维层上的温度仍很高、湿度仍很大，不利于吸附操作，所以要用足够的新鲜冷空气对其进行吹扫，达到对吸附剂降温和干燥的目的。干燥风机启动，新鲜空气经过滤后加压，经过干燥风进 气阀进入吸附器，穿过床层，再经过洁净排放阀排空。 冷凝计量 冷凝计量系统由冷凝器、深冷器、计量槽等组成。脱附后的混合汽进入冷凝器冷凝成混合液，同时吸附器排液进入深冷器冷却，两股冷凝液进入集液槽。 艺特点 (1)处理效率高。本项目吸附剂采用较大比表面积和较大 附值的吸附材料，同时控制废气与吸附材料接触的时间，使处理效率达到 90%以上。 (2)技术成熟，稳定可靠。 (3)自动化控制，实现无人值守 (4)装置操作简单，维修方便 吸附 收集系统 排气筒 喷淋 废气 达标排放 风机 12 五、电气及自动控制 气设计 原则 可靠性：自动化控制系统的设计必须保证设备运行的可靠性，因此除了我们规范化的设计外，电器元件采用西门子或同档次的知名品牌。 成熟技术：自动化技术采用成熟的 术实现控制功能，满足所有设备的手动 /自动 /远程通讯功能。 技术经济性：本控制系统操作简单、维护方便，可实现无人值守。 标准规范化：系统的设计按标准化电气设计标准设计。 可扩展性：为方便用户日后增加功能，本系统具备扩展功能。 电说明 本 项目 电气 系统 范围为 尾气 处理系统内全部供配电 ，包括 380/220V 低压配电系统 ， 所有用电设备的供电及 控制 。 气控制 选用施耐德或西门子 制系统，气动阀门控制单元，确保设备安全可靠运行。 工艺设备 可 采用手动控制和 动控制 ； 在 柜体 面板设有开、停机按钮 、急停按钮 ；运行、停机及 故障 指示灯 、 手动 自动控制选择开关 等；设置温度报警联锁程序，保证系统安全。 制柜描述 （ 1）电控柜外壳采用 304 制造，采用防爆设计，防护等级 制系统能满足设备手动 /自动切换并且能与客户的中控系统兼容；箱内主要电气元件和电缆线排列清楚，防短路。 （ 2）控制箱的工作电源： 80/220V(三相四线 )/50 （ 3）控制箱接受电源侧设总空气开关，总空气开关有短路及过载保护，对各机械设备配电用的空气开关有短路及过载保护，并设热保护组件用于电机的过载保护。 （ 4）控制箱箱面应设开 动 急停车按钮，单项设备的开、停。 13 六、公用工程及安装要求 用工程消耗 （ 1）电力及消耗 系统 380V/220V， 50相五线制 控制电源： 50单相； （ 2）蒸汽及消耗 低压蒸汽压力： : P （ 3）循环冷却水及消耗 循环冷却水温度 32/37，压力 冷却水用量 :60m/h； （ 4）压缩空气及消耗 压缩空气压力要求： P 装要求 (按图纸确定 ) 检修距离：设备四周 1 米。 设备基础：砼，基础水平误差不超过 3mm/附系统占地面积： 10m 8m； 具体安装要求按设备总装图确定 。 七、经济分析 成本与回收估算如下表： 一、运行成本分析 分项 小时消耗 年工作小 时 年消耗 单价（元） 年消耗成本（万元） 备注 电 10000 8 万 KW*h 1 8 装机容量 17表气 8 立方 8000 立方 1 水蒸气 8000 400 吨 200 8 总计 14 八、制造周期 合同签订之后起，整个制作周期为 70 日历日，具体的时间计划如下： 时间 工序 1 周 2 周 3 周 4 周 5 周 6 周 7 周 8 周 9 周 10 周 11 周 工艺设计 采购 设备制作 电气设计 过程检测，调试 九、安装、调试和验收 设备出厂前双方确认完成后发货，货到现场后，公司安排专业的项目施工队伍进行现场指导安装，电缆铺设，管道焊接。确认安装完成及准备调试所需条件，进行设备单调、联动调试和进气试运行，待系统稳定运行 48 小时后可进行验收工作； 外观验收：设备制造完成，由卖方书面通知买方在三个工作日内到卖方工厂进行外观验收； 性能验收： 安装调试平稳后，连续开车 72小时，每 8小时取样一次，以标准的测试和记录方式，连续测试和记录运行参数。如所有 指标 达到或超过规定数据，则考核试验通过 ，双方确认签字盖章验 收 。 十、技术资料 工程签订合同到施工完工期间，分别向买方提供技术文件包括如下： 施工图，基础条件图，设备接口图，电