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常州喷淋塔方案

时间:2020-08-06 10:09

  常州喷淋塔方案 常州某纺织品有限公司 粉尘处理工程 1 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 设 计 方 案 目录 1.概述.................................................................................................. 5 1.1 背景概述 ................................................................................ 5 1.2 设计依据 ................................................................................ 6 2.废气净化塔介绍 .............................................................................. 7 2.1 废气净化塔的工艺原理 ......................................................... 7 2.2 废气净化塔的特点................................................................. 7 3.系统工艺.......................................................................................... 8 2 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 3.1 工艺说明 ................................................................................ 8 3.2 集气罩 .................................................................................... 9 3.2.1 集气罩的集气原理 ....................................................... 9 3.2.2 集气罩的基本类型 ....................................................... 9 3.2.3 集气罩的设计注意事项................................................ 9 3.3 管道设计 .............................................................................. 10 3.3.1 管道布置原则 ............................................................. 10 3.3.2 管道风速选择 ............................................................. 10 3.4 风机 ...................................................................................... 11 3.4.1 风机的组成 ................................................................. 11 3.4.2 风机的性能参数 ......................................................... 11 3.5 工艺流程 .............................................................................. 11 4.方案设计........................................................................................ 11 4.1 设计参数 .............................................................................. 11 4.2 管道设计 .............................................................................. 12 4.3 废气处理塔设计................................................................... 12 4.3.1 喷淋塔内径设计 ......................................................... 12 4.3.2 喷淋塔高度设计 ......................................................... 13 4.4 风机设计 .............................................................................. 16 4.4.1 风机排风量设计 ......................................................... 16 4.4.2 风机选型 ..................................................................... 16 4.4.3 烟气换热器的选型 ..................................................... 16 3 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 5.注意事项........................................................................................ 17 5.1 安装注意事项....................................................................... 17 5.1.1 喷淋塔安装注意事项 ................................................. 17 5.1.2 风机安装事项 ............................................................. 18 5.2 安全注意事项....................................................................... 19 5.2.1 安全方案 ..................................................................... 19 5.2.2 工艺安全设计方面 ..................................................... 20 5.2.3 消防设施 ..................................................................... 20 5.2.4 管道防腐 ..................................................................... 20 5.2.5 管道防爆 ..................................................................... 20 5.2.6 设备防腐 ..................................................................... 21 6.电气设计和自动控制 .................................................................... 21 6.1 设计依据 .............................................................................. 21 6.2 工程范围 .............................................................................. 21 6.3 供电方式 .............................................................................. 22 6.4 控制与保护 .......................................................................... 22 6.5 防雷与接地 .......................................................................... 22 7.维护或检修 .................................................................................... 22 8.售后服务........................................................................................ 23 8.1 现场服务 .............................................................................. 23 8.2 售后服务 .............................................................................. 23 4 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 1.概述 1.1 背景概述 常州某纺织品有限公司位于常州新北区春江镇,北临长江、 南接沪宁高速、西靠常州机场,处于中国经济发展最活跃地区。 于 注册成立,经过五年的迅猛发展,公司成长为家纺行业的龙头 企业,年销售过亿元,品牌产品覆盖全球五大洲、47 个国家(地 区)。 投资 2.05 亿元,占地 5.5 公顷,新建了常州某纺织品有限 公司。 公司主营以春格儿商标为旗帜的家纺用品、服饰用品、家 居装饰用品、婴儿用品、汽车内装饰用品、工艺毯类产品共六大 项 48 个系列近三千个品种。 公司顺利经过 ISO9001、ISO 质量体 系认证,荣获高新技术企业、出口一类企业、江苏民营科技 企业等国家优秀企业等各类奖项,这些坚实的基础奠定了春格 儿地腾飞和发展。某团队是一支知识化、专业化的管理团队,引 领着毛绒产品的流行时尚,持有外观设计专利 50 余项,其中实用 新型和创造专利近 10 项。公司拥有国际先进的生产设备,精密的 检验仪器,精益化的生产管控,立足生态纺织品的绿色制造和国 际纺织品高端市场的开发,标志着公司从传统的纺织制造企业向 科技创新型纺织企业迈出了成功的坚实的一步。 5 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 随着社会的不断发展和人们生活水平的提高,特别是人们对 环境问题认识的不断提高,因此对周围生活环境质量要求也越来 越高,因此大气污染的治理已受社会普遍重视,纺织行业是中国 的重要的产业之一,其中纺织产生的粉尘和气体对厂区和周边环 境的影响较为严重,因此选一套能行之有效的除尘设备是很重要 的。 1.2 设计依据 1、中华人民共和国环境空气质量标准(GB3095—1996)及 大气污染物综合排放标准(GB16297—1996); 2、工业企业设计卫生标准(GBJ4—73); 3、大气污染物排放标准(GB4915—1996); 4、固定污染源排气中颗粒物的测定与气态污染物采样方法 (GB/T16157—1996); 5、除尘器设计制造企业标准; 6、工艺具有合理化,先进性,投资少,上马快,处理效率 高,占地面积小; 7、设备具有能耗低,噪声小。生产过程中不会产生二次污 染; 8、设备操作简单,管理人员少,劳动强度低,维护方便; 9、对业主方现场的勘察及业主方提供的相关资料。 6 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 2.废气净化塔介绍 2.1 废气净化塔的工艺原理 废气处理设备的工作原理是将气体中的污染物质分离出来,转 化为无害物质,以达到净化气体的目的。它属于微分接触逆流 式,塔体内的填料是气液两相接触的基本构件。塔体外部的气体 进入塔体后,气体进入填料塔,填料层上有来自于顶部的喷淋液 体及前面的喷淋液体,并在填料上形成一层液膜,气体流经填料 空隙时,与填料液膜接触并进行或中和反应,填料层能提供足够 大耳朵表面积,对气体流动又不致造成过大的阻力,经吸收或中 和后的气体经除雾器收集后,经出风口排出塔外。吸收剂是处理 废气的主要媒体,它的性质和浓度时根据不同废气的性质来选 配,其处理单位气体的耗用量,是经过计算吸收剂与惰性气体的 摩尔流量的比值来确定的。废气由风机自风管吸入,自下而上穿 过填料层;循环吸收剂由塔顶经过液体分布器,均匀地喷淋到填 料层中,沿着填料层表面向下流动,进入循环水箱。由于上升气 流和下降吸收剂在填料中不断接触,上升气流中流质的浓度越来 越低,到塔顶时达到排放要求。液膜上的液体在重力作用下流入 贮液箱,并由循环泵抽出循环。 2.2 废气净化塔的特点 (1)废气净化塔适用范围广:化工、轻工、印染、医药、钢 铁、机械、电子、仪表、电镀等工业部门生产过程中排放的有机 7 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 废气、硫酸、硝酸、 盐酸、 氢氟酸等尾气及硫氧化物(SOx)、 氮氧化物(NOx)、碳氧化化物(CO、CO2)、氰化物(HCN)等 酸性气体,采用工业废气净化设备,都可得到满意的效果。 (2)废气净化效率高:酸(碱)雾废气净化塔采用二级逆向 喷淋,填料比表面积大,由试验研究确定的气比保证了性能稳 定,对各种浓度的酸性(或碱性)废气净化效率均可达 85%~95%。 (3)废气处理塔阻力低:在保证足够气液接触面积基础上, 工业废气净化塔选用空气动力特性最佳的填料品种及结构形式, 使设备阻力在额定风量下不超过 40 毫米水柱,是国内各种填料吸 收塔中阻力最低的一种。这对于配用耐腐蚀低压通风机极为有 利。 (4)废气处理塔占地面积小:工业废气净化处理塔采用 PP、FRP 等材质,将塔体、吸收液槽、循环泵、吸收液管道系统 组合成一套完整的工业废气处理设备,结构紧凑,便于现场安装 及操作管理,占地面积小,无论对新建工程还是技改项目都可适 应。 3.系统工艺 3.1 工艺说明 工艺设备中产生的污染水蒸气由吸风罩进行吸收,经过吸风罩 连接的管道输送至废气处理设备中,在废气处理设备进行处理, 8 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 将处理完的水气进行循环利用。 3.2 集气罩 3.2.1 集气罩的集气原理 集气罩罩口气流运动方式有两种:一种是吸气口气流的吸入 流动;一种是吹气口气流的吹出流动。 3.2.2 集气罩的基本类型 两大类:吸气式集气罩和吹吸式集气罩 吸气式集气罩:密闭罩、排气柜、外部集气罩、接受式集气 罩等 3.2.3 集气罩的设计注意事项 (1)集气罩应尽可能将污染源包围起来,污染物扩散限制在 最小范围内,以便防止横向气流干扰,减少排风量。 (2)集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致,充 分利用污染气流的初始动能。 (3)尽量减少集气罩的开口面积,以减少排风量。 (4)集气罩的吸气气流不允许先经过工人的呼吸区再进入罩 内。 (5)集气罩的结构不应妨碍工人操作和设备检修。 9 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 3.3 管道设计 3.3.1 管道布置原则 (1)统一布置、尽量少占用空间,安装、操作和检修方便; (2)管道布置力求顺直,减少阻力; (3)管道应尽量避免遮挡室内光线和妨碍门窗的启闭,不影响 正常的生产操作; (4)水平管道有一定的坡度。 3.3.2 管道风速选择 垂直管 水平管 水蒸汽 3m/s 4m/s 10 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 3.4 风机 3.4.1 风机的组成 风机组成:叶轮、机壳、进风口、支架、电机、皮带轮、联轴 器、消音器、传动件(轴承)等。 3.4.2 风机的性能参数 风机的性能参数主要有流量、压力、功率、效率和转速。另 外,噪声和振动的大小也是主要的风机设计指标。流量也称风 量,以单位时间内流经风机的气体体积表示;压力也称风压,是 指气体在风机内压力升高值,有静压、动压和全压之分;功率是 指风机的输入功率,即轴功率。风机有效功率与轴功率之比称为 效率。风机全压效率可达 90%。 3.5 工艺流程 设备 尘源 调节 阀 4.方案设计 管道 排气 筒 风 机 废气处理设 备 4.1 设计参数 已知总排风量为 7500m3/h,有 5 台设备,每台设备的排风量为 11 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 1500m3/h。管道内的风速为 4m3/s。 4.2 管道设计 管道内径 d=(4Q/πV)? Q——体积流量;m3/s V——气流速度;kg/h 捕风口出口的水平管道 d=(4×0.417/π×4)? =364mm 取管道内径为 360mm V=0.417×4/π×0.362=4.14m/s 满足 连接 2 台设备的管道 d=(4×0.834/π×4)? =515mm 取管道内径为 500mm V=0.834×4/π×0.52=4.244m/s 满足 连接 3 台设备的管道 d=(4×1.251/π×4)? =631mm 取管道内径为 630mm V=1.251×4/π×0.632=4.0154m/s 满足 4.3 废气处理塔设计 4.3.1 喷淋塔内径设计 吸收塔直径 D 可由吸收塔出口实际烟气体积流量和烟气流速 12 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 确定。 烟气速度增大,传质速率系数增大,体积有效传质面积增 大。但烟气停留时间缩短,要求增大塔高。烟气的流行速度影响 了效率。合适的流速范围为 3~4.5m/s。本设计方案选取烟气流速 u=4m/s。 喷淋塔内径 d=(4Q/πV)? V 为烟气体积流量 m3/s; u 为烟气流速 m/s; D 为吸收塔直径 m; A 为烟气过流断面面积 m3/s d=(4Q/πV)? =(4×2.083/π×4)? =814mm 取 1m 4.3.2 喷淋塔高度设计 (1)吸收区设计 吸收区的高度一般指烟气进口水平中心线到喷淋层中心线的 距离。根据吸收塔高度参考表,吸收区高度一般为 5~15m,烟气 接触反应时间一般为 2~5s。为了保证较高的处理效率,设计接触 反应时间为 1.2s,则吸收区高度为: h=u×t=4×1.2=4.8m 取 5m 吸收塔喷淋层的喷嘴一般分为切向、轴向和旋转 3 种型式,本 13 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 设计中采用轴向式喷嘴,主要原因是这种喷嘴喷出的液滴粒度较 小,而且性价比较高。 吸收区一般设置 3~6 个喷淋层,每个喷淋层都装有多个雾化 喷嘴,交叉布置,覆盖率达 200%~300%。本设计中处理效率要求 在 85—90%以上,同时考虑成本问题,故设计中设置 3 个喷淋 层。喷淋层间距一般为 1.2~2m,因为工程量较小,为了便于检修 和维护,层间距设为 1.2m。 入口烟道到第一层喷淋层的距离一般为 2~3.5m,本设计为: h2=5-1.2×(3-1)=2.6m 符合要求。 (2)除雾器区设计 除雾器一般安装在吸收塔的顶部,也可安装在吸收塔后的烟 道上。其作用是捕集处理后洁净烟气中的水分,尽可能地保护其 后的管路及设备不受腐蚀与沾污。一般要求处理后烟气中的残余 水分不超过 100mg/m3。在吸收塔中,由上下两级除雾器及冲水系 统构成。为了适应塔内较高的烟气流速,达到较高的除雾效率, 本设计选用折流板除雾器中的屋顶式除雾器。 取最后一层喷淋层到除雾器的距离为 1.2m,除雾器到吸收塔 出口的距离 0.7m。除雾器的高度为 2.5m,采用 1 层除雾,则除 雾区的总高度为 1.2+2.6+0.7=4.5m。 (3)烟气进出口设计 14 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 一般希望进气在塔内能够分布均匀,且烟道呈正方形,故高度 尺寸取得较小,但宽度不宜过大,否则影响稳定性。取入口宽度 与直径之比 0.6,出口宽度与直径之比取 0.7,则 入口宽度:L 入=0.9×0.6=0.54m; 出口宽度:L 出=0.9×0.7=0.63m。 在典型设计工况下,其温度由 100℃经增压风机升压后进入 烟气换热器(GGH),冷却了的原烟气降至 20℃左右,本设计中取 吸收塔入口烟气温度为 100℃,取吸收塔出口烟气温度为 20℃, 则此条件下入口的烟气(湿)流量为: V 入=2.083×373.15/293.15=2.65m3/s。 V 出=2.083×293.15/293.15=2.083m3/s。 进出口烟气流速均取 4m/s,已知入口烟气流量为 2.65m3/s, 出口烟气流量为 2.083m3/s。由 V=u×h×L,得 入口高度:h 入=2.65/(4×0.54)=1.23m; 出口高度:h 出=2.083/(4×0.63)=0.83m。 (4)喷淋塔总高度 因此喷淋塔总高度为 H=5+4.5+1.23+0.83=11.56m。 15 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 4.4 风机设计 4.4.1 风机排风量设计 Q 风机=Q 实×1.1=7500×1.1=8250m3/h 4.4.2 风机选型 根据实际需要,增压风机的位置选在进入烟气换热器之前, 一方面能够防止防腐不过关的问题,一方面能够大大降低初期投 资。 增压风机的选型,根据需要能够选择离心风机、静叶可调轴 流式风机(静调风机)和动叶可调轴流式风机(动调风机)。离心风机 由于存在体积大、占地面积大及检修吊起困难等弊端,在烟气脱 硫工程中较少被采用,增压风机一般选择轴流风机。 由于静调风机有结构简单、转速较低、可靠性较高、初投资 和维修费用低等优点,同时考虑到本设计中纺织厂的发电功率不 算很大,风机负荷不算重,不需要用动调风机,故选用静调风 机 , 配 1 台 。 选 用 TXF-30C 型 风 机 。 风 量 大 小 3600 到 10800m3/h,风压最大 2610pa,满足使用要求。 4.4.3 烟气换热器的选型 烟气换热器的作用是降低进入吸收塔原烟气的温度,使其适 合反应的最佳温度;提高净烟气温度,避免烟气进入烟囱后发生 低温腐蚀并利于排烟。烟气换热器有回转式、管式换热器 2 种。 16 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 针对该工程实际情况,考虑到占地面积尽量小、辅助设备尽 量少、设备投资及运行维护费用尽量少、运行可靠性能尽量高、 操作尽量简易等因素,采用 1 台回转式换热器作为该工程的烟气 换热器。 技术参数表 项目 吸收塔形式 流向 吸收塔前烟气量 吸收塔后烟气量 液气比 烟气流速 烟气在吸收塔内的停留时间 吸收塔吸收区直径 吸收塔吸收区高度 吸收塔总高度 吸收塔壳体 入口烟道材料/厚度 喷淋层和喷嘴 喷淋层数和层间距 每层喷嘴数 喷嘴型式 除雾器位置 除雾器级数 保温厚度 保温材质 外包层材质 内容 喷淋塔 逆流 9540 7500 15 4.0 1.2 1 5 11.56 内衬碳钢/鳞片树脂 C276/6mm FRP/SiC 3/1.2m 63 螺旋锥型 塔上部 1级 100 岩棉 铝板 5.注意事项 单位 m3/h m3/h 1m3 m/s s m m m mm 5.1 安装注意事项 5.1.1 喷淋塔安装注意事项 (1)对施工材料做好加工,尽量节约钢管,因为喷头的间距一 17 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 般都是 3.2-3.6 米,而钢管都是六米定尺的,这样就要计算好钢管 的使用量,只有节约用管才能有效益。在加工管道的同时要最好 标记,这样安装的时候就会节约时间。 (2)管道加工时能够安排部分人员安装管道支吊架,这样加工 好的只管就能够直接安装了。支吊架安装完毕后先安装主管道, 尽量将只管在地面组装完成后再与主管道连接。这样能够节省人 工。 (3)注意安全,高空作业和用电安全,防机械伤害(无齿锯、 套丝机和压槽机)压槽时注意压槽的深度和形状,避免加工不合 格造成漏水,同样也要注意丝扣的质量。管网安装完毕后一定要 进行管道压力试验,确保管网不漏。 (4)配合其它专业施工时,一定要注意护成品保,装修施工吊 顶时一定要将喷淋头的位置留孔,不要漏装喷淋头。系统安装完 毕后一定要进行联动试验,确保系统正常运行。湿式报警阀安装 要按照说明书进行安装,避免安装失误。安装是应注意调整喷淋 泵的转动方向,和管道上单向阀的安装方向。 5.1.2 风机安装事项 (1)风机安装时,应先检查各零件连接是否牢固,转动是否灵 活等,并要检查机壳内有无杂物。 (2)风机与基础结合面、进出口风管连接时,应调整自然吻 18 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 合,不得强行连接,绝不允许风管的重量集中在机壳上,以免机 壳变形影响正常运转。风机进出口风管应用软管连接,并注意风 机的水平位置。 (3)安装后试拨叶轮转动,检查是否灵活,发现不妥之处应及 时调整。 (4)安装完毕,各部位正常后才能进行试运转。试运转过程中 要严格控制电流,不能超过额定值。为防止电机因过载而烧毁, 在风机启动和试运转时,必须在无荷载的情况下进行。如情况良 好,逐步将阀门开启到规定工况为止。 5.2 安全注意事项 5.2.1 安全方案 除了加强安全教育,制定安全操作规程和安全管理制度外, 在设计方面采取如下措施: (1)各建筑物中的凌空处均设置保护栏杆。 (2)尽量在污染物小的空间设管道闸阀方便操作。 (3)电器安全措施:本设计均严格执行《10KV 及以下变电所 设计规范》(GB50053-94)、《建筑电气设计技术规程》(JGJ1683)以及《工厂电力设计技术规程》等有关规范以及规程中有关 防雷、接地安全措施和事故处理的保护措施。 19 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 5.2.2 工艺安全设计方面 制定操作规程,在运转管理说明中明确规定安全操作规则, 规范职工的操作行为,杜绝事故的发生。 5.2.3 消防设施 所 有 建 筑 物 均 严 格 执 行 《 建 筑 设 计 防 火 规 范 》 ( GBJ1687)。厂区消防系统与低压给水系统结合,按规定配置室外消火 栓。在值班室、配电室均设置 CO2 干粉灭火器。 5.2.4 管道防腐 选用管道基本为碳钢管道加防腐,保证整个工艺管线的流畅 和提高设施的使用寿命。在设计中根据不同的用途采取相应的防 腐蚀措施,都会避免减少因各种各样的腐蚀而造成的损失。 5.2.5 管道防爆 当管道输送介质中含有可燃气体或易燃易爆粉尘,管道系统 设计时应采用以下防爆措施: (1)加强可燃物浓度的检测与控制; (2)消除火源; (3)阻火与泄爆措施; (4)设备密封和厂房通风。 20 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 5.2.6 设备防腐 为了使工业废气治理工程采用的设备延长使用寿命,节省投 资,减少维护量,设计根据不同的工作环境,不同的场合,对设 备选材及防腐做出不同的选择,采取不同的防腐措施。 6.电气设计和自动控制 6.1 设计依据 (1)《供配电系统设计规范》(GB50052-95) (2)《低压配电设计规范》(GB50054-95) (3)《通用用电设备配电设计规范》(GB50055-95) (4)《建筑物防雷设计规范》(GB50057-94- ) (5)《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65-83) (6)《电力工程电缆设计规范》(GB50217-94) (7)《工业企业照明设计标准》(GB50034-92) 6.2 工程范围 本设计包括整个处理系统全部电气设计,具体内容如下: (1)用电设备供电及控制系统设计。 (2)电缆敷设设计。 (3)系统及各建、构筑物接地设计。 21 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 (4)防雷及接地设计。 6.3 供电方式 根据处理工艺和设备运行的要求,供电电源的电压等级为 380V。 6.4 控制与保护 控制方式为手动方式,同时可实现配电箱控制、就地控制。 6.5 防雷与接地 本工程所有正常不带电的用电设备外裸壳必须可靠接地,接 地电阻小于 4Ω。站区照明灯杆及护栏考虑防雷,其电阻小于 10 Ω。 7.维护或检修 1、喷淋塔要设专人操作和检修。全面掌握喷淋塔的性能和构 造,发现问题及时处理,确保喷淋系统正常运转。值班人员要记 录当班运行情况及有关数据。 2、转动部位定期注油。 3、清理塔壁,检查塔壁腐蚀情况,测量壁厚。做气密性试验 或按规定作水压强度试验。检查焊缝腐蚀情况。检查修理支撑 环、栅板、液体再分布器、喷淋装置、视镜。检查清洗或更换填 料。检查,紧固或更换各连接件和管件。检查,修理或更换密封 件。检查,修理或更换进出料管和回流管,清洗进料过滤器。清 洗喷淋孔、滤环。检查安全阀、流量计、温度计、压力表。修补 22 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 保温层、涂漆。 4、塔体解体;检查,清理料垢和腐蚀层。修理或更换易损件 及附属设备。校核加压塔壁厚强度。检查找正塔体铅直度、直线 度、紧固地脚螺栓。检查修理塔裙座。检查、修理塔基础的裂 纹、下沉情况。塔体除锈、涂漆、保温。 8.售后服务 8.1 现场服务 1、设备在安装调试阶段,根据需方要求,供方派出现场服务 人员免费进行指导安装和调试工作。 2、供方对需方指派操作人员免费进行技术培训,培训内容包 括设备系统组成、使用和操作、检查及故障排除等。 8.2 售后服务 1、设备运转过程中,一旦发生故障,需方可立即与我公司取 得联系,我们将在 24 小时内派员组织维修,排除故障。 2、质保期为一年,质保期内供方为需方免费保修,保修期满 后成本保修,除主体设备外的易损易耗件由需方自行修理。 以上设计内容在现场安装、调试工程过程中为了满足和改进处 理效果,允许做适当修改。 常州千帆环保科技有限公司 23 2020 年 4 月 19 日 文档仅供参考 -03-11 24 2020 年 4 月 19 日