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设计依据标准
1-1设计标准
1,《大气污染物综合排放标准》GB-
2,《恶臭污染物排放标准》GB-93
3,《工业企业煤气安全规范》GB-
4,《压力容器无损检测》JB-
5,《蜂窝式高压静电捕集器》JB/T-
6,交流高压电器在长期工作时的发热GB-90
7,45-60KV交流电金属封闭开关设备GB-91
8,通风机现场试验GB/T-88
9,《客户提供的相关技术资料》
10,电除尘运行、调试、维修安全技术规范JJB/T
11,固定式工业防护栏杆安全技术条件GB.3-93
12,固定式工业钢平台GB.4-93
1-2、编制原则
1,结和本公司实际情况,严格贯彻执行国家环境保护的方针政策和有关规定,遵循国家和地方的政策、法规确保各项指标达到设计要求。
2,采用功能可靠,运行稳定,操作简单,处理工艺技术成熟的设备,以达到投资少,占地小,运行管理操作方便,运行费用低等的设备。
3,工艺流程简洁、设备布局合理、结构紧凑占地小、投资运行费用低、运行技术先进、处理效果好、满足长远需求,保证设备性能的可靠性和经济上的合理性。
1-3、设计范围:
本方案的设计范围包括:
1,治理沥青烟气工艺系统设计,现场净化设备选型、布局及相关的配套设计。
2,整个工程需要造假和运行成本的预算等。
2沥青烟气污染源
沥青烟的来源:
沥青在化工、冶金、钢铁等企业及一些市政建筑行业中有着广泛的用途。沥青是一种多组分混合物,常温下为棕黑色的固体,断裂处具有光泽。按沥青的来源可以分为石油沥青、煤沥青、木焦沥青、天然沥青及页岩沥青等;按其软化程度又可以分成软沥青、次软沥青、次硬沥青、硬沥青、极硬沥青。
沥青烟是以沥青为主,也包括煤炭、石油等燃料在高温下逸散到环境中的一种混合烟气。凡是在加工、制造和一切使用沥青、煤炭、石油的企业,在生产过程中均有不同浓度的沥青烟产生。含有沥青的物质,在加热与燃烧的过程中也会不同程度地生产沥青烟。
我国的《大气污染物综合排放标准》(GB-),对沥青烟的排放标准作了明确具体的规定,新污染源不得向一类地区排放、熔炼、浸涂的最高允许排放浓度为40mg/m3
二、沥青烟的组成与性质
一般沥青中含有2.61%-40.7%的游离碳,其余为烃类及其衍生物等。其成复杂,不同的沥青成分之间的变化很大,因而沥青烟的成分也相当复杂,总体上讲沥青烟的组分与沥青相近,主要是多环芳烃(PAH)及少量的氧、氮、硫的杂环化合物。已知其中有萘、菲、酚、咔唑、吡啶、吡咯、吲哚、茚等多种。
在这些组分中,有几十种物质是致癌物质,特别是对苯并芘对动物、植物、人体都会造成严重的危害,是一种强致癌物。正因为如此,沥青烟必须及时治理。
沥青烟中的部分有机质附表:
类别:碳环烃、环烃衍生物、杂环化合物、
五节环类:单环、双环、三环、四环、茂(环茂二烯)、茚、芴、苊、萤蒽、芴、酮、呋喃、噻吩、吡咯、吡唑、苯并呋喃、苯并噻吩、吲哚、二苯并呋喃、咔唑、二苯并噻吩,六节环类:单环、双环,三环、苯、苊、联苯、蒽、菲、苯酚、酚萘酚、甲基萘、蒽醌、蒽酚、菲醌、吡啶、嘧啶、喹啉、屈啶1四环:屈1、芘丁省、三亚苯、苯并蒽、苯并菲1五环:芘、苯并[a]芘2、二苯并蒽1六环七环以上二苯并屈1、苯并芘1、萘并芘1、苯并五苯1苯并萘并屈、二萘并芘、二苯并五苯11致癌物质;2强致癌物质。
三、沥青烟气特点、成分及危害
1,沥青烟气温度高、易燃、易粘黏,在烟气的收集、输送过程中,极易粘黏着管道壁及设备表面形成液态和固态的粉尘、焦油、污染物,固结在管道及设备表面很难清除掉,往往造成管道堵塞、设备破坏,造成系统无法正常运行。
2,沥青烟气成分极为复杂,一般沥青中含有2.61%--40.7%的游离碳,其余为烃类及其衍生物,随着沥青来源不同,沥青烟气成分中有:多环芳烃化合物、多气态的焦油雾滴粒子、苯并芘、3.4苯并芘、苯并蔥、咔唑、蒸汽状态的有机物等多种,部分有机物是高分子聚合物。
3,沥青烟气的危害:在各种沥青基防水材料的生产过程中,需要对沥青加热、输送并制成各种工艺要求的沥青类混合料供生产使用。在此工艺中,会产生大量的沥青烟气。当沥青烟气浓度达到一定程度时,烟气中含有多种有机物:有苯并芘、苯并蔥,咔唑等多种物质。且大多是致癌和强致癌物质,粒径大多在0.1-1.0um之间,最小的0.01um,通过附着0.1--8μm之间的飘尘呼吸道被吸入人体内会发生皮炎、结膜炎、胸闷等症状,尤其是沥青烟气中含的3.4苯并芘容易导致皮肤癌、胃癌和肺癌等疾病,增加人的呼吸系统、心血管系统疾病发病率,尤其是以3.4苯并芘为代表的多种致癌物质危害人体健康,破坏当地生态环境、污染土壤、水质。
因此,对沥青烟气进行净化治理,使排放满足大气环境标准,是非常必要的。
3沥青烟气污染物治理技术、方法介绍
3-1:洗涤法:在洗涤塔内洗涤液经水泵输送喷淋,当沥青烟雾进入洗涤塔内,沥青烟气中的有机成分与洗涤液吸收、反应去除沥青烟气中各种有害成分,以达到净化沥青烟气的目的。防水卷材生产时沥青烟气较大,洗涤液(水)作为吸收剂最经济实用,沥青烟气中的焦油雾滴粒子不溶于水,被水吸收后油污浮于表面,这些油污物质经过回收可以作为燃料再利用,水也可以再作为吸收剂循环使用。洗涤法投资少,并且运行费用底、操作方便等。3-2:过滤脱水干燥:是沥青烟气通过吸附过滤塔中的过滤填料,将沥青烟气中的焦油雾滴粒子和其它污染成分吸附过滤下来。为提高净化效率,吸附过滤塔中采用多层填料过滤,该方法的核心吸附过滤装置材料一般为活性炭、陶瓷、塑料和不锈钢丝网,主要利用这些物质表面积大和物理吸附作用,将沥青烟气中的焦油雾滴粒子和其它污染成分与这些物质碰撞被吸附过滤下来。吸附过滤塔设备简单、操作方便与其它方法结合效率更高。吸附过滤法投资少、并且运行费用底等特点。
3-3:高压静电捕集法:是基于高压静电场的一些原理、性质而进行的,既通过引风机将沥青烟气送入高压静电场,沥青烟气经过阴阳两极之间,借助电晕放电,使沥青烟气中的细微油滴、粉尘核电并吸附于阳极板上,达到净化沥青烟气的目的。高压静电捕集法适合各种复杂工况如:烟气浓度高、粉尘量大、烟气流量大、烟气中的各种成分都能吸附,并且系统阻力小、能耗低、运行费用底、操作维护方便、净化效率高、投资少、回收物可利用等优点。
3-4:催化焚烧法:是将沥青烟气通过引风机引入蓄热体浓缩再加入焚烧炉中燃烧,在高温条件下把沥青烟气中的有机化合物成分燃烧掉,转化成无害的二氧化碳和水的基本原理。焚烧沥青烟气成分复杂,但基本是碳氢化合物,在一定的时间、温度达到℃下与空气接触可完全燃烧。焚烧法需要对燃烧温度和时间有严格控制,处理能耗太高、一次性投资高,并且运行费用也高。
4沥青烟气治理工艺、设备选择
4-1沥青烟气治理工艺分析
本治理工艺针对沥青烟气的特性,设计采用组合式烟气治理净化设备,能有效去除各种工序生产过程中产生的沥青烟气,达到净化处理标准。
4-2沥青烟气治理设备组成
本沥青烟气治理组合装置主要是由:
1;搜集集气系统,
2:旋风除尘、油器系统。
3:雾化喷淋洗涤装置系统(循环冷却系统)
4:过滤脱水干燥塔
5:高压静电捕集装置及配电系统
6,吸附净化系统(或催化焚烧法选配)
7:引风机
8:排风系统。
4-2-1沥青防水卷材生产线:
防水卷材生产时散发的沥青烟气,采用集气罩来收集,烟气将集中,,经引风机抽出有序地输送到主管道,
4-2-2配料搅拌车间
1:配料车间每个搅拌罐出气口安装单独的烟气集气箱和分支管道,集气箱安装有开关门,它的作用是(1):能将搅拌罐内产生的沥青烟气有序排出,(2):观察搅拌罐内搅拌液情况,(3):添加其他辅料方便使用。
2:每个分支管道连接在主管道上,主管道内部装有若干高压喷头,高温沥青烟气经喷淋液初步降温,除尘和防火作用。
4-2-3雾化喷淋洗涤塔
1、雾化喷淋塔的喷头雾化能力为升/H,并且每一个喷头都可以单独控制。
2、雾化喷淋塔通过喷洒水雾降低沥青烟气中的温度,同时也改变了沥青烟气中的比电阻。
3、防水材料再生产过程中温度一般都超过度,此时的沥青烟气中的物质不是微粒状,而是气化状态,不便于净化,只有通过雾化调质塔雾化,降低温度,让气体中的物质变成微粒状,变成微粒状后,流速会变慢,有利于下一步工艺进行处理,同时也分离了烟气中的油粒,使油粒回收再利用。
4,由于防水卷材生产过程中沥青烟气温度高、并切烟气流量和浓度大,搜集气体经集气罩送入进气管道内,高温沥青烟气呈汽化状态,当烟气在管道内从上往下经过,冷却液由高压喷嘴喷出冷却液由下往上逆向喷入气流中,气--液两相高速碰撞,接触面积增加,气体中的油分和粉尘体积增大融入到冷却液中,烟气得到初步净化。烟气随冷却液流入塔底部。雾化喷淋塔内装有两层喷嘴和多层分气层,两层喷嘴由上往下喷洒洗涤液,烟气由塔体底部由下往上运行,经过两层分气层烟气得到均匀分布,与两层高压喷嘴喷出冷却液再次发生逆向碰撞,烟气中的细微油分和粉尘表面积增大,落入到塔体底部。气--液两相再经过塔上层除雾器分离和旋流板分离,得到高效处理的效果。冷却液系统会将沥青烟气的温度、浓度、油分、粉尘等有害物质降低,使烟气得处理,冷却后的废水由排污口流到循环系统内循环沉淀.降温,重复使用不会造成二次污染。烟气在通过管道输送到下一工序中。
5,防水材料生产工艺比较特殊,防火要求比较高。雾化调质塔是连续喷雾,所以也具有消防功能。
4-2-4:高压静电捕集器净化装置功能
1;高压静电捕集器净化装置组成
高压静电捕集器净化装置是由控制柜、高压发生器、塔体内部部件和筒体等组成。
2;高压静电捕集器工作原理
高压静电捕集器工作原理:按电场理论,正离子吸附于带负电的电晕极,负离子吸附于带正电的沉淀极;所有被电离的正负离子均充满电晕极与沉淀极之间的整个空间,在高压电场中产生电晕放电,放电产生与正负电极之间,烟气荷电产生等离子体,等离子体内的OH,O2,H,O3等打开各种有害气体的分子链,使之分解成为简单分子,从而使环烃类,苯并芘,氮氧化物等有害气体降解和氧化,最总生成二氧化碳和水。沥青烟气中细微雾粒的油分,粉尘,杂质等的气体通过该电场时,通常情况下气体是不导电的,但在高压电场作用下,烟气在均匀电场中内部的电子便会获得足够的能量成为自由电子而导电,烟气电离生成大量的正.负离子,吸附了负离子和电子的杂质在电场库伦力的作用下,移动到沉淀极后释放出所带电荷,并吸附于沉淀极上,当吸附于沉淀极上的杂质质量增加到大于其附着力时,会自动向下流淌到塔体底部,从而达到烟气净化的目的,净化好的烟气进入下一道工序。
3;吸附净化塔:是沥青烟气通过吸附过滤塔中的过滤填料,将沥青烟气中的焦油雾滴粒子和其它污染成分吸附过滤下来。为提高净化效率,吸附过滤塔中采用多层填料过滤,该方法的核心吸附过滤装置材料一般为活性炭、陶瓷、塑料和不锈钢丝网,主要利用这些物质表面积大和物理吸附作用,将沥青烟气中的焦油雾滴粒子和其它污染成分与这些物质碰撞被吸附过滤下来。净化好的烟气经引风机排入烟囱。
5蓄热式燃烧系统组成及功能
4.1.1蓄热式燃烧装置系统主要由燃烧装置、蓄热室(内有蓄热体)、换向系统、排烟系统和连接管道,五大部份组成。无论哪种形式的燃烧装置,蓄热室(内有蓄热体)必须成对布置。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较高的热效率(热效率在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。蓄热式燃烧法是把有机废气加热到摄氏度以上,使废气中的VOC在氧化分解成二氧化碳和水。氧化产生的高温气体流经特制的陶瓷蓄热体,使陶瓷体升温而“蓄热”,此“蓄热”用于预热后续进入的有机废气。从而节省废气升温的燃料消耗。陶瓷蓄热体应分成两个(含两个)以上的区或室,每个蓄热室依次经历蓄热-放热-清扫等程序,周而复始,连续工作。蓄热室“放热”后应立即引入部分已处理合格的洁净排气对该蓄热室进行清扫(以保证VOC去除率在95%以上),只有待清扫完成后才能进入“蓄热”程序。
4-1-2蓄热式燃烧系统工作原理:
当燃烧装置处于燃烧状态时,被加热的沥青烟气经送风机加压,送至炉内,首先经过蓄热室预热,然后进入氧化室。沥青烟气加热升温至~℃左右,使废气中的VOC氧化分解,成为无害的CO2和H2O;氧化时的高温气体的热量被蓄热体“贮存”起来,用于预热新进入的有机废气,从而节省升温所需要的燃料消耗,降低运行成本。待处理有机废气经引风机作用进入蓄热室的陶瓷蓄热体(该陶瓷介质“贮存”了上一循环的热量),蓄热陶瓷释放热量,温度降低,而有机废气吸收热量,温度升高,废气离开蓄热室后以较高的温度进入氧化室。此时废气温度的高低取决于陶瓷体体积、废气流速和陶瓷体的几何结构。在氧化室中,有机废气再由燃烧器补偿加热升温至设定的氧化温度。使其中的有机物被分解成二氧化碳和水。由于废气已在蓄热室内预热,燃烧器的燃料用量大为减少。氧化室有两个作用:一是保证废气能达到设定的氧化温度,二是保证有充分氧化的停留时间。氧化后高温气体经蓄热B室陶瓷蓄放热转降温后排放,一般情况下排气温度比进气温度高约~70℃左右。最后进烟囱达标后排放到大气。
4-1-3蓄热式(催化式)燃烧系统特点:
初期采用蓄热式烧嘴的主要目的是为了进一步提高空气的预热温度,更大程度地回收烟气带走的热量,以节约能源。这种技术的原理是降低燃烧空间中的氧浓度,创造贫氧条件,消除局部炽热高温区,用高速喷出的空气射流卷吸周围烟气形成贫氧燃烧区,此时形成的火焰体积大大增加,亮度减弱,温度均匀,梯度很小,这就有效地减少了NOX的产生。
新开发的蓄热式烧嘴采用分段燃料供应法降低NOX。即一次燃料流量为5%,二次燃料为95%,并使助燃空气以m/s的速度喷出,高速空气的射流卷吸周围炉气回流,使燃烧过程减缓,火焰燃烧区氧浓度低,形成的火焰体积大大增加,亮度减弱,温度均匀,梯度很小,在炉温℃时产生的NOX达到30ppm(以烟气中含氧量11%计算)(下面为工艺流程图)
综上所述
1、沥青烟净化装置与其它设备相比,具有效率高,阻力小等特点,不会造成二次污染。
2、沥青烟净化装置去除沥青烟气中各种有害物质及异味,效率高达96%,低于北京I时段和II时段的环保标准。
3、沥青烟净化设备运行成本低、维护管理方便,只做定期检查,设备使用寿命可达二十年以上。
4、适用范围广,不分季节,可连续工作,运行稳定可靠。
防水卷材沥青烟气治理旋风除尘、油器+洗涤塔+过滤脱水干燥器+高压静电捕集器+吸附净化塔系统示意图
防水卷材沥青烟气治理:洗涤除雾塔+高压静电+焚烧法系统+降温除雾塔平面图
公司简介湖北华净达环保设备有限公司坐落在美丽的古城湖北襄阳市,公司生产基地位于襄阳梁坡工业园,是专业处理煤焦油,沥青焦油为主的环保企业。产品广泛应用于冶金、化肥、焦化、碳素、防水卷材、电力、建材、生物质气、生物发电、食品添加剂等领域。如:碳素沥青烟治理、沥青拌合站沥青烟治理、焦化厂煤焦油处理、铝厂沥青烟治理、防水卷材沥青烟治理。公司在处理沥青烟气方面的经过多年经验和技术积累,获得了国家知识产权局颁发的新型专利(沥青烟治理系统)证书(ZL.8)
企业年生产50余套各型号的电除焦油器(电滤器),各类型产品有同心圆式、列管式、蜂窝式、湿式、旋流板式焦油器。单台设备烟气处理能力从60~m3/h不等.产品销往全国20多个省及直辖市,满足市场上不同客户对产品的需求。
近年来,随着国家对环保要求越来越严,越来越高,很多污染企业在生产过程中难于达标,太多排污企业遇到生死考验,湖北华净达环保设备有限公司作为环保企业,要与时俱进,针对防水卷材沥青烟气治理难问题,研发更加完善的烟气治理系统,解决用户面临的现实问题,满足排污企业生产需求,公司经过多次试验,成功的解决这一难题。处理的烟气更彻底,排放指标远低于国家或地方标准。
公司始终追求高标准,人无我有,人有我精的企业理念,面对不断变化的环境,积极调整战略计划,在诚信守法的前提下取得更大进步。
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