凹版印刷油墨废气治理沸石转轮+催化燃烧CO技术方案word版本文档格式.docx

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工程设计范围

胶印工段、凹印工段、洗桶间、工段库及OVMI间

厂房性质

非防爆区域，丙类车间

厂房通风

原设计有冬夏空调工况、春秋过渡工况；

实际排风口及管道有变化。

生产班制

凹印工段、洗桶间16h/d计；

——浓度较高

胶印工段，工段库8h/d计，250d/a；

——浓度较低，有少量粉尘

OVMI间，按计划开展，可兼顾。

——浓度很低，有少量粉尘

废气来源

三辊研磨机、搅拌设备敞开式生产，VOCs无组织逸散

废气组分

十二烷（约60%）、十一烷（约10%）、二甲苯（约4%）、甲基异丁基酮（约2.5%）、甲苯、乙醇、丙酮、庚烷

废气浓度

轧墨机墨面347mg/m3，车间空气174mg/m3，排风管口128mg/m3

废气风量

1、整体废气风量为48000m3/h。

运行工况随时间有异。

其中早班凹印工段25000，洗桶间3000，胶印10000，配墨8000，生产时间8h/天；

其余条件下30000m3/h处理废气，凹印工段25000，洗桶间3000，生产时间16h/天），另有OVMI间（分配2000风量）按计划生产，长期处于无生产状态。

需要兼顾这个生产模式

废气温湿度

常温，相对湿度低于90%。

（2）废气浓度

非甲烷总烃（mg/m3）

VOCs（mg/m3）

轧墨设备生产墨面

217~347

210~353

车间空气

49~141

80~174

空调排风口

34~116

100~128

根据前期检测和跟踪，废气浓度设计为300mg/m3。

废气组分：

正十二烷（60~70%）、十一烷（10~15%）、二甲苯（5%）、甲基异丁基甲酮（3%）、甲苯、丙酮、己烷、庚烷、乙醇。

（3）废气治理设施安装位置

VOC设备放置在风冷热泵机组东侧，可用位置为18×

9m，高度不限。

两柱之间距离6米，排风机管道可以缩短。

需要评估建筑物承重和抗震能力。

1.3污染物排放标准

（1）有组织排放按照上海市地方标准《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》（DB31/881-2015）以及客户相关要求进行设计；

（2）废气处理效率大于95%，以进、出口浓度和风量折算的去除质量计；

（3）运行要求：

做到无人值守，只需巡检就好，因此要做好信号传输和自动化的设计。

因此本项目排放标准如下所示：

序号

污染物

适用工艺

最高允许排放浓度mg/m3

最高允许排放速率kg/h

污染物排放监控位置

1

颗粒物

染料尘、颜料尘、炭黑尘、钛白尘

10

0.3

车间或生产设施的排气筒

2

苯

所有企业

1.0

0.05

3

甲苯

0.2

4

二甲苯

20

0.8

5

苯系物

40

1.6

6

非甲烷总烃（NMHC）

50

20*

*当NMHC回收净化设施的去除效率不低于90%时，等同于满足最高允许排放速率限值要求。

考虑到排放标准升级，客户要求非甲烷总烃排放限值为30mg/m3。

排气筒高度不低于15m，具体高度由环评影响高度确定。

二、

设计依据和原则

2.1设计依据

（1）《大气污染物综合排放标准》（DB31/933-2015）；

（2）《大气污染控制设计手册》；

（3）《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2010）；

（4）《中华人民共和国大气污染防治法》；

（5）《中华人民共和国环境保护法》；

（6）《通风管道技术规程》（JGJ141-2004）；

（7）《设备及管道设计通则》；

（8）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008Ⅲ类）；

（9）《仪表供气设计规定》（HG20510-2000）；

（10）《信号报警、联锁系统设计规定》（HG20511-2000）；

（11）《仪表系统接地设计规定》（HG20513-2000）；

（12）《化工企业静电接地设计规程》（HGJ28-90）；

（13）《城市区域环境噪声标准》（GB3096-1993）；

（14）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）；

（15）《烟囱设计规范》（GB50051-2002）；

（16）《化学工业炉金属材料设计选用规定》（HG20684-1990）；

（17）《火灾自动报警系统设计规范》（GB50116-98）；

（18）《工业自动化仪表选型规定》（HG20507-2000）；

（19）《低压配电设计规范》（GB50054-2000）；

（20）《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）；

（21）《工业金属管道设计规范》（GB50316-2000）；

（22）《工业企业总平面设计规范》（GB50187-93）；

（23）《涂料、油墨及其类似产品制造工业大气污染物排放标准》（DB31/881-2015）

所用标准、规范均需按签订合同时的最新版本执行，未尽事项按国标、国家、行业有关标准执行，并且按最高和最严原则执行。

2.2设计原则

（1）严格执行国家及地方有关环保法规及相关的排放标准，使处理后的废气各项指标达到且优于国家和地方标准。

（2）采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺，并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。

（3）工艺设计与设备选型，能够在生产运行过程中，具有较大的灵活性和调节余地，确保废气达标排放。

（4）在净化设备运行过程中，便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费

三、

系统工艺设计说明

3.1系统设计说明

根据客户提供的现有资料，本方案将各车间废气收集后经“沸石转轮浓缩+CO”治理工艺处理。

治理工艺流程框图如下：

混合废气

（1）前处理阶段

车间收集的废气首先经过三级干式过滤器除去细小颗粒物，以保护转轮治理效果和使用寿命。

（2）吸附浓缩阶段

预处理后的废气通过转轮内的沸石被吸附，变频主风机将净化后尾气排入大气。

转轮持续以每小时1~6转的速度旋转。

能达到95%以上的VOCs去除率。

（3）脱附阶段

转轮内VOCs被浓缩在沸石吸附区，部分废气经过冷却区后利用一级换热器提供的热流加温，之后经过加热器1进行加热到220℃左右，再进行脱附，脱附完成后旋转至冷却区，以常温空气吹嘘冷却至常温、再旋转至吸附浓缩区。

（4）催化氧化阶段

脱附出高浓度VOCs气流，以脱附风机抽送至催化燃烧炉内进行催化裂解处理，VOCs被转化为CO2（g）和H2O（g）排放至大气。

燃烧室高温气流被引出至气对气热交换器，与常温空气进行热交换、升温至脱附温度的热流，供脱附使用达到节省能源的目的。

（5）沸石转轮高温活化

因主要废气组分沸点较高，为保证废气处理效率和沸石转轮使用寿命，设施在投产运行2年后需要对转轮进行高温活化。

相关程序设定需在PLC系统中设定。

需要说明：

本方案不包括前端废气收集部分、设备基础和排气筒塔架，相关部分由客户自理。

3.2主要设备技术说明

3.2.1干式过滤器

3.2.1.1干式过滤器工作原理

由于废气中含有粉尘及粘性物质，如果直接进入处理系统导致系统处理效率降低甚至失效。

其原理是通过材料纤维改变颗粒物的惯性力方向从而将其从废气中分离出来，材料逐渐加密的多重纤维经增加撞击率，提高过滤效率。

过滤时能有效通过不同过滤材料组合，利用材料空间容纳颗粒物，达到更高的过滤效率。

过滤器设置压力表，保证废气处理系统正常、安全、稳定运行。

当过滤系统压力显示高于一定值时，操作人员应及时更换滤材；

过滤系统采用模块化设计，间距设计合理，易于更换、维护及清洁；

每级过滤器均配备检修门，检修门设置时考虑人机工程，方便后期更换滤材及保养维护。

3.2.1.2各级过滤方式及说明

（1）一级漆雾过滤器

专用于喷漆房废气处理，采用3D钻石口袋设计或板式折叠设计，可使过滤表面积扩大为1倍以上。

材质为3D材料，可拦截高固体涂料、粉末涂料、水性涂料、多远组分涂料、着色剂和粘合剂产生的漆渣。

外框材质选用碳钢，滤材与外框紧密的黏合外框防止气漏产生。

使用寿命较普通的空气过滤器达5倍以上，使用寿命持久，运行费用更低。

a、可以捕捉多种成分的漆雾；

b、漆雾捕捉能力最大可达到27kg/m2；

c、允许进气湿度可达100%RH；

d、过滤表面积较普通的过滤器可扩大1倍以上，同时不容易被堵塞；

（2）二级F6中效空气过滤器

由人造纤维及镀锌铁所组合而成。

有各种效率可供选择，包括40-45%，60-65%，80-85%，90-95%，法兰由镀锌铁组成。

此系列产品可应用于工、商业、医院、学校、大楼和其它各种工厂空调设备（系空调系统的初级过滤，以保护系统中下一级过滤器和系统本身，在对空气净化洁净度要求不严格的场所，经中效过滤器处理后的空气可直接送至用户），也可以安装于燃气轮机入风口设备或电脑室，以延长设备使用寿命。

（3）三级F9高效过滤器

适用于常温、常湿，允许含有微量酸、碱有机溶剂的空气过滤，该产品效率高，但是阻力大，容尘量小，广泛应用于航天、航空、电子、制药、生物工程等精密领域。

用于滤除空压机吸入空气中的粉尘杂质，吸入的空气越洁净则油滤芯、油气分离芯和油的使用寿命就越有保障；

防止其他异物进入主机，对主机造成损伤，导致主机“抱死”甚至报废.寿命通常为2000小时左右。

3.2.2沸石转轮装置

3.2.2.1工作原理

1）大风量、低VOCs浓度的喷漆工艺废气在过滤后，分为两路气流。

其中大部分废气（视浓缩比而定）流经连续旋转的沸石转轮，其VOCs成分被有效吸附在转轮表面，从而成为净化气体经烟囱排放到大气中；

2）剩余的小部分废气先被送入冷却区使再生后的转轮降温，然后经过加热器升温至180~200℃后送入脱附区。

3）脱离到这部分气流中，从而成为高VOCs浓度、低风量的浓缩废气，再被送入RTO设备进行高温焚烧，其VOCs被高温氧化分解为二氧化碳和水，达到废气处理的目的。

见图3.2.1

图3.2.1沸石转轮工作原理

3.2.2.2疏水型浓缩转轮

沸石转轮是从空气中去除有机挥发物的核心设备。

转轮基底为蜂窝状结构的陶瓷纤维材质，表面涂覆沸石材质，因此兼具吸附VOCs成分及蓄热的双重特性。

沸石的硅氧四面体和铝氧八面体组成四元环和六元环形成孔道结构，具有巨大的内表面积和吸附力。

另外，蜂窝式结构设计可以增加其与废气的接触面积，高效地吸附低浓度气体中的有机挥发物，从而净化空气。

如图3.2.2所示。

图3.2.2沸石转轮小样图3.2.3沸石转轮

如图3.2.3所示，为实现沸石转轮吸附VOCs的可持续性，将其划分为三个功能区：

吸附区、脱附区和冷却区。

整个转轮装置防火、防爆、防漏电和防泄漏处设计，设置温度指示、超温声光报警装置及应急处理系统，并连接至电控柜内部，实现实时监控。

吸附区主要用于将废气中绝大部分VOC