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整体移动式喷漆房技术方案简介

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整体移动式喷漆房技术方案简介

来源:http://www.cdadhb.com/news605173.html 发表时间:2021-05-05 15:15:00

移动式喷漆房技术方案简介

一、房体部分

1、    房体为钢构移动式,内空尺寸30x9x6米。

2、    房体骨架为方管桁架结构,保证了足够的强度和刚度,墙板为50mm厚岩棉彩钢板,保证房体内部平整,顶部设有24个过滤式自然补风口。

3、    房体钢构桁架的底部安装有多对负重轨道轮,可在地面轨道上顺畅移动。房体前端两侧安装有2套电动行走机构,电机功率5.5kwx2,驱动整个房体在地面轨道上来回移动以满足工艺需求。

4、    房体前后两端均设有电动PVC卷帘门,门洞尺寸为宽8.8米、高5米。

5、    房内顶部及两侧安装有防爆照明灯,共64LED节能灯,保证房内光照度大于500Lux

二、漆雾及废气处理部分

1、方案概述

1.1、根据现场状况及用户要求,该废气处理设备采用干式过滤+活性炭吸附浓缩+低温催化燃烧脱附的工艺方式。

1.2、所有设备放置在车间墙外,总占地尺寸为:40X3.5米,最大高度5.6米。排风管(烟囱)沿厂房外墙竖立,排放高度为15米。

1.33个工位处分别设有地下通风道,汇总于车间墙内侧。3个工位的风道分别设有电动风阀门,通过阀门的开闭转换,每次只有一个工位能够与废气处理系统的进风口联通。

1.4喷漆房体的设计通风量为150000m3/h,共设3套处理单元,每套单元的处理风量为50000m3/h

1.5、废气中的漆雾颗粒及杂质等采用两级干式过滤进行拦截处理,处理效率95%以上;废气中的有机物(三苯及VOC)则通过活性炭的吸附进行处理,饱和后的活性炭采用低温催化燃烧方式进行脱附再生,同时将有机气体分解后达标排放。

2、设备选型及介绍

2.1漆雾过滤装置

每个工位设计由3条地槽风道,地槽上部放置钢格栅,保证人行安全。格栅下部安装有百褶过滤纸和漆雾过滤棉,对吸入的漆雾进行2级过滤处理,可使漆雾过滤效率达到95%以上。

钢格栅采用40扁钢制作,表面镀锌处理,栅格间距不大于30mm,单件重量不大于50kg,承重大于100kg/m2

过滤纸和过滤棉直接平铺在地槽内,更换方便灵活。

2.2 活性炭箱

 


工作原理:活性炭吸附床内装活性炭层及气流分布器,以浓缩净化有机气体,是整个装置第一个主循环的主要部件及核心工序,活性炭砖砌式装填。废气进入箱体经装填活性炭层吸附净化,可以降低吸附箱吸附流速提高净化效率。

吸附原理:采用多孔性固体物质处理流体混合物时,流体中的某一组分或某些组分可被吸引到固体表面并浓集保持其上,此现象称为吸附。在进行气态污染物治理中,被处理的流体为气体,因此属于气-固吸附。被吸附的气体组分称为吸附质,多孔固体物质称为吸附剂。

活性炭选用以优质无烟煤作为原料、外形蜂窝状,其主要特点为:具有强度高、比表面积较大、吸附容量高、吸附速度快、孔隙结构发达、孔隙大小介于椰壳活性炭和木质活性炭之间。

蜂窝活性炭规格参数

主要成份

活性炭

规格

100×100×100mm

壁厚

0.6mm

体密度

(380~450)

比表面积

700

吸苯量

25%

脱附温度

<120

使用寿命

8000h

孔数

150/平方英寸

风速阻力

450Pa(风速1m/s;床厚60cm)

抗压强度

正压>0.9MPa;侧压>0.3MPa

活性炭通过风速不大于1m/s,风量150000m3/h时活性炭吸附面积为41.6m2;每套单元采用2个箱体,总共6个活性炭箱体。废气穿透时间不小于0.6s,活性炭层厚度为600mm,活性炭总装量Q4=24.96m3。 总重约13T

活性炭箱参数(单个)

序号

名称

参数

1

处理风量

25000m3 /h

2

工作方式

间隙式运行

3

VOC去除率

90%

4

废气与活性炭接触速度

1m/s

5

活性炭箱外形尺寸

3200×2200×4400mm

6

单床活性炭填充量

4.16m3

7

保温层

内衬硅酸铝

8

吸附阻力损失

650Pa

9

活性炭脱附温度

110℃(可调)

10

活性炭吸附周期

20个工作日

11

设备重量(含活性炭)

3500kg(单箱)

2.3 低温催化燃烧炉(CO炉)

设备工作一段时间后,活性炭达到饱和状态,排放监测VOC浓度达到地标值的60%时,停止吸附。此时有机物已经被浓缩在活性炭内。再利用催化燃烧对饱和活性炭进行脱附再生,重新投入使用。

吸附箱前后各装有1只吸附阀1只脱附阀,吸附管路与脱附管路并联接入箱体。根据电控程序(时间)控制两端阀门开闭将活性炭箱独立,以实现用催化燃烧产生热空气对活性炭箱逐一单独脱附。脱附分解后达标热空气部分用于循环脱附,多余部分热空气直接外排。外排气流量根据所需管道温度控制模拟阀开度控制。整个催化燃烧脱附工作由PLC程序自动控制完成以活性炭脱附出的高浓度废气进入温度为250-280℃的CO\CTO炉中,在贵金属催化剂的作用下,从而分解VOCs分子,VOCsCO\CTO炉中的反应式如下:

催化燃烧炉工作原理

催化净化装置内设加热室,启动加热装置,进入内部循环,当热气源达到有机物的沸点时,有机物从活性炭内跑出来,进入催化室进行催化分解成CO2H2O,同时释放出能量,利用释放出的能量再进入吸附床脱附时,此时加热装置完全停止工作,有机废气在催化燃烧室内维持自燃,尾气再生,循环进行,直至有机物完全从活性炭内部分离,至催化室分解,活性炭得到了再生,有机物得到催化分解处理;间隙式每次脱附均需启动加热装置,可以连续脱附就不需要加热功率。

催化燃烧:利用催化剂做中间体,使有机气体在较低的温度下,变成无害的水和二氧化碳气体,即:

将饱和的活性炭解析出来的有机气体通过脱附引风机作用送入净化装置,(活性炭脱附下来的有机溶剂为气体)首先通过除尘阻火器系统,然后进入换热器,再送入到加热室,通过加热装置,使气体达到燃烧反应温度,再通过催化床的作用,使有机气体分解成二氧化碳和水,再进入换热器与低温气体进行热交换,使进入的气体温度升高达到反应温度,如达不到反应温度,这样加热系统就可以通过自控系统实现补偿加热,使它完全燃烧,这样节省了能源,废气有效去除率达标排放,符合国家排放标准;催化净化效率95%以上。

在设备的进口设置了阻火除尘装置,将生产线和处理设备之间的任何危险断开,同时处理废气源中的灰尘,保证废气的洁净度。装置正常运转。阻火器应能有效地防止火焰通过。

在催化反应室内设置了泄压口,当设备内部的压力 10-30Kpa之间时,自动泄压,使设备始终在安全状态下运行。

装置的金属外壳应有明显的接地标志,金属壳体或可能带电的金属部位(包括因绝绝缘损坏可能带电的金属件)与接地螺钉间的电阻不大于 0.1 欧姆。装置的绝缘电阻不小于2MΩ。装置的带电部分与外壳之间l应能承受频率为 50HZ,电压为 2000V。持续 1min的耐压试验,不得发生击穿和闪络现象。

电加热组件可以根据废气的温度起伏,自动控制补偿和停止;当反应温度出现高温时,自动停止电加热的电源,温度降低后会自动起动,恢复正常工作。电加热采用不锈钢电热管。

控制系统上显示废气预热温和气体反应温度,可以清楚了解实时效果。

可以从控制系统中了解电加热组件工作状态及电加热组件的完好状态,电源均有良好地接地和保护措施。

设备外表面用绝缘保温材料进行保温,使表面的外壳温升为 46-50℃,整个设备的绝缘电阻小于 2MΩ。

本装置由主机、引风机及电控柜组成,净化装置主机由换热器、催化床、电加热元件、阻火阻尘器和防爆装置等组成,阻火除尘器位于进气管道上,防爆装置设在主机的顶部,其工艺流程示意图如下:

设备说明

电催化氧化(Electric Catalytic Oxidizer 简称 ECO v \ECTO)设备能有效的降低热量损耗及能耗资源,同时大大降低净化后气体排出温度。ECO\ECTO 设计独特,布局合理,具有以下特点:

①操作方便:工作时全自动控制。

②能耗低:达到一定浓度时,无功率(或低功率)运行。

③安全可靠:泄压、自保,阻火除尘、超温报警及先进的自控。

④阻力小效率高:采用当今先进的贵金属钯、铂浸渍的蜂窝陶瓷催化剂,比表面积大。

⑤占地面积小:仅为同行业同类产品的 70%

⑤使用寿命长:催化剂一般 3~4 /8500h更换,并且载体可再生。

ECO\ECTO 主机由阻火除尘器、热交换器、预热器、催化反应室、主排风机、控制系统、电加热组件以及催化剂组成,是设备的核心部件。

阻火除尘器:将设备和废气源之间的危险阻隔开来,保证处理设备和生产设备之间的安全,同时除去废气源中的粉尘。结构为波纹网型及过来棉,参照国家标准制造,更换快捷,清理方便。是本设备中安全设施之一。

热交换器:将有机气体分解后的热能和废气源冷气流进行冷热交换,置换热能,提高废气源的温度。当废气浓度达到一定值时,通过热交换器的作用,可以保证设备在无运行功率(或低功率)的状态下正常运转,是催化净化装置中对废气源进行第一次温度提升装置,也是设备中节能设施之一;通过热交换器内部对气流的合理控制,使交换器的效率保证在 50%以上。结构采用 Q235 冷轧钢钢板制,合理的布置,使冷热气流全面接触,能量进行全面置换;制作按照国家《钢制压力容器制作标准》进行制作和验收。

预热室:废气源在进入催化燃烧室之前,经温度检测仪检测,温度达不到催化反应的条件,由布置在预热室内的电加热系统进行温度的第二次提升;Q235 电加热组件为红外线加热管,由固定绝缘板固定,维护更换十分方便。

催化反应室:达到温度条件的有机废气进入第一级催化反应室;第一催化反应室采用抽屉式,内装蜂窝状催化剂,中间分插电加热组件,利用红外线辐射原理,使蜂窝状催化剂温度达到反应温度,使部份有机物进行分解,释放出能量,直接使废气温度提升,是本设备设计的第三温度提升处,也叫催化升温;温度提升后的有机气体进入催化固定床,内置蜂窝状催化剂,满足反应条件的有机气体在此完全分解,废气变成洁净气体。本设施为催化净化装置的心脏。

电加热组件:电加热组件为不锈钢电热管,利用电加热的辐射原理。电加热管由φ16高温薄管内衬高温氧化镁及电加热丝组成,具有效率高、散热快、寿命长等特点,严格按照国家标准制作和验收。分为多组安装,根据PLC控制开启数量。其性能参数为:

电加热组件参数

电功率

NkW

功率偏差

±10%

冷态绝缘电阻

200MΩ

老化时间

3000 h

热态绝缘电阻

5MΩ

拉力

998N

催化剂:催化剂是在化学反应中能改变反应温度而本身的组成和重量在反应后保持不变的物质。本装置中选用的催化剂型号为TFJF/工业废气VOC净化催化剂,是处理各种不同类型有机废气的高效广谱型催化剂。

TFJF/工业废气VOC 净化催化剂,催化剂蜂窝陶瓷做载体,内浸渍贵金属铂和钯,具有高活性、耐高温及使用寿命长等特点。

催化剂活性指标测试

净化效率≥95%的起燃温度和相应浓度

甲苯

4g/m3

220

4g/m3

240

二甲苯

4g/m3

220

醋酸乙酯

4g/m3

300

乙酮

4g/m3

220

甲基胺

4g/m3

320

正已醇

4g/m3

180

丙醇

4g/m3

280

 

催化剂主要技术性能

外形尺寸

50×50×50mm

空穴尺寸

φ1.3mm

空穴密度

25.4 /cm2

孔壁厚度

0.5mm

深层主晶相

γ-A1203

比表面积

43 m2/g

堆积密度

0.8g/cm2

空速

1.2×104 h-1

催化剂活性温度

210

耐冲击温度

750

使用寿命

8500h

催化燃烧炉参数

序号

 

 

数量

1

CO\CTO主机

型号:CO-2K

处理风量:2000m3/h

外形尺寸:1670×1660×2320mm

1

2

炉体保温

岩棉保温厚度100mm

1

3

阻火除尘器

波纹网型

1

4

热交换器

板式换热器,Q235A 冷轧钢钢板(t=1.5mm),整体密封性能好

1

5

预热器

Q235锅炉板(t=12mm),设备内外连续焊接,焊接不允许存在气泡、夹渣等现象

1

6

催化反应室

Q235锅炉板(t=12mm),设备内外连续焊接,焊接不允许存在气泡、夹渣等现象

1

7

循环风机

Y6-30-6.3C-5.5KW

1

8

补冷风机

4-72-4A-2.2KW

1

9

电加热组件

不锈钢电热管,72kw

1

10

催化剂

TFJF/工业废气 VOC净化催化剂

1

11

控制系统

国标自制

1

12

设备重量

2200kg

 

备注

1

设备外框采用 Q235t=5mm)钢板制成,面板采用 Q235t=2mm)钢板制成,面板与框架采用十字螺栓连接

2

设备采用容重 50kg/m2的硅酸铝保温,保温厚度为100mm,每层保温棉的厚度为50mm,二层岩棉交错布置

2.4 风机

设备所有风机全部采用川西风机有限公司产品。

主风机

风机参数

型号

YG11.5C-55KW

功率

55KW

转速

1150r/min

风量

52740m3/h

压力

2750Pa

耐温

常温

数量

3

 

脱附风机

风机参数

型号

Y660D-5.5KW

功率

5.5KW

转速

1150r/min

风量

2000m3/h

压力

4000Pa

耐温

300

数量

1

新风风机

风机参数

型号

4-72-3.2A-2.2KW

功率

2.2KW

转速

1150r/min

风量

3000m3/h

压力

1000Pa

耐温

常温

数量

1

其中主风机配置消音器

2.5 风管及阀门

设备风管主要分为各设备间的连接风管及排风管(烟囱),均为镀锌板制作。所有风管(含弯头等)采用1.2mm镀锌板,分段制作、法兰连接。

风管法兰连接处缠绕石棉绳及打密封胶,保证无漏风现象。

在规定高度(管径的6倍)的排风管上开有环保检测孔,同时搭建有检测平台及爬梯、护栏等,便于人员检测。

3个工位地下风道处安装有3套电动风阀门,便于在各风道和2废气处理系统进风口之间进行功能转换。

2.6 控制系统

2.6.1设计依据

1)低压配电装置及线路设计规范GBJ54-83

2)工业企业照明设计规范GBJ50034-92

3)通用用电设备配电规范GBJ50055-93

4)电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规范GB50257

2.6.2电气要求

1)具有污染物排放自动检测工能,并根据排放情况进行吸附脱附自动切换。

2)主风机采用变频控制。

3)电器箱具有能源计量功能。

4)主控制具有单点检修操作功能,便于观察设备运行动态。

2.6.3电气设计

设备主要由主电柜、风机变频器、控制单元、现场设备检测元件(温度传感器、VOC浓度检测仪)、现场执行机构(气动执行器、调节阀、电磁阀等)等组成;各用电设备、传感器、执行器等直接与控制层中的 PLC 进行数据交换,将现场信息发送给 PLC 系统,并按 PLC 输出指令执行设备动作,并对整套系统的控制提供显示及监控。

本案采用全自动化控制系统,配套触摸屏、电动调节阀、报警系统等,本系统包含生产模式、手动控制模式。

安全保护措施包括:停电、火灾、温异常、风机异常、系统设备异常停机、保护联锁等。

系统设备提供下信息(HMI): 风机、 水泵运转状态、各阀门状态、各点温CO\CTO、报警信息等。

本控制系统特点:

1)采用先进的 PLC 可编程控制器和具备良好人机界面的触摸屏,轻松实现操作参数调整、优化操作;

2)各控制元件均采用正泰品牌,确保控制精度;

3)可灵活切换试机、自动、待机等多种操作模式;

4)可实现自动开停机操作。

5)电器柜具有能源计量功能。

具体控制说明:

(1)手动操作模式——手动控制状态下,设备每个动力点、执行机构无关联动作,以便设备调试、设备检修工况下操作。

(2)自动操作模式——自动操作状态下,设备根据PLC预设程序自动执行吸附工作。当VOC浓度检测仪检测到排放浓度达到设定值后,自动切换碳箱阀门,并对饱和的碳箱自动进行脱附再生,PLC全程监测温度变化情况,采取相应动作。

主控制柜顶部装有带声响的柱型指示灯以显示系统的运行状态及故障类别,柱型指示灯分三层,上层红色显示故障,中层绿色显示运行,下层黄色显示停止。

控制柜从功能上独立设置主电源柜(PDP)、变频柜(VFP)(根据需要配置)。

主控柜设置主电源开关(带热过载、电磁过载、错相保护功能,带反馈触点,上传 PLC系统),可手动设定主开关,在控制柜面板设置电源指示灯。

控制柜进、出线采用电缆桥架,在控制柜的顶部或底部进、出线,给控制系统内所有设备提供动力电源及控制电源,所有控制柜配置门开关及照明灯。

布线方式:柜内采用线槽,柜外采用镀锌桥架,其他使用尼龙软管为辅。

喷涂颜色:各控制柜喷两遍防腐蚀底漆,甲方指定色标,电柜防护等级:IP54。柜内配置一个 AC 220V 10A 插座。

2.7安全措施

1)催化燃烧炉、活性炭箱、脱附管道中均安装有温度传感器,控制各设备在脱附过程中温度运行在合理范围。

2)在CO\CTO燃烧炉顶部设置泄压防爆口。

3)活性炭箱内安装消防喷淋装置,接入消防水或者氮气,配合烟光报警器,一旦出现明火能及时对箱内明火进行扑灭。

4)安全控制及温度设定(调试确定)

1

阀门为开到位

风机停止运转

2

吸附温度

箱体>50℃报警

箱体>60℃,关闭两端阀门并报警、停机

3

脱附温度

预热,250~280

燃烧:≤450

管道温度:~90

4

停机通电不间断测温当箱体>60℃时,报警

5)排风管顶部设有避雷装置,接入建筑物防雷系统。设备和管道可靠接地,法兰连接的风管采取跨接,避免静电集聚引起可燃气体燃烧、爆炸。