废气处理设施设计流程.pptx

废气处理设施设计流程,可发环保课,设计准则-流程,,2,,制程换气量计算,,,管路设计规划,,,管道压损核算,,,洗涤塔选型,,,,,,设计资料收集,,,,废气基础资料,,,,设计准则-废气基础资料,厂内废气种类与排放标准,3,设计准则-废气基础资料,阳极废气及处理方式 1.厂内采用碱性溶液吸收的方法，洗涤塔内水质pH为810，利用碱性溶液吸收产生的HF、硫酸雾、氨气、氮氧化物等废气，化学式及示意图如下,4,设计准则-废气基础资料,喷砂研磨废气工艺流程,5,镭雕机废气工艺流程,粉尘废气及处理方式 厂内采用湿式洗涤塔喷淋的形式，利用喷淋水吸收粉尘废气,粉尘废气处理工艺流程,设计准则-废气基础资料,CNC工艺流程,6,CNC废气及处理方式 厂内采用湿式洗涤塔喷淋的形式，利用喷淋水吸收CNC工艺的水性切削液废气,切削油挥发性废气处理工艺流程,设计准则-废气基础资料,喷涂废气工艺流程,7,非甲烷总烃废气处理工艺流程,喷涂废气及处理方式 厂内采用湿式洗涤塔加活性碳箱的形式去除非甲烷总烃，先进过湿式洗涤塔后再通过活性碳箱吸收气流中非甲烷总烃,活性碳箱,无组织排放,,,水淋洗涤塔,,喷涂废气,表15 喷涂主原料成分,设计准则-废气基础资料,皮膜废气及处理方式镁（锌）合金组件,8,皮膜废气及处理方式 厂内采用湿式洗涤塔喷淋的形式，利用喷淋水吸收皮膜工艺的制程废气,整修、补皮膜,涂装,设计准则-废气基础资料,废水厂废气及处理方式 废水厂内含磷调匀池、含镍调匀池、染色废水会有酸性废气挥发，泡药间用氢氧化钙时也会有大量粉尘，采用洗涤塔吸收的方式处理废气,9,,设计准则-废气基础资料,配套模具加工生产工艺,10,模具废气及处理方式 厂内采用湿式洗涤塔喷淋的形式，利用喷淋水吸收模具工艺的水性切削液废气,切削油挥发性废气处理工艺流程,,设计准则-设计资料收集,设计资料收集,11,,备注由设备及现场需求部门一同现场评估，确定抽风方式，需制成layout图以及车间CAD底图，方便绘制管路初稿,以CNC为例,设计准则-制程抽风量,制程抽风量清查及设计标准,12,各制程建议换气次数,制程换气量计算 1.由换气区域的体积乘以建议换气次数即为换气区域的空间换气量，依据空间换气量，选择适当的风机风量 2.阳极车间空间换气量由槽体总换气量和建议换气次数决定,,设计准则-风罩、管路、管径设计,净化系统 1.净化系统简介 在生产过程中，往往散发出含有各种有害气体，蒸汽或粉尘的废气，为处理这些废气，改善工作环境和保障工人的身体健康，需进行合理的通风或装置必要的净化系统,13,设计准则-风罩、管路、管径设计,净化系统,14,设计准则-风罩、管路、管径设计,净化系统,15,设计准则-风速要求,1.目前我司采用的干管风速如下表,16,备注 1.因风速影响管道压损风速平方与压损成正比，为减小管道压损使风机能有效运用，后续将降低管道风速要求 2.风速要求与粉尘粒径相关，预计6/21完成风速制定标准 3.颗粒污染物管道风速基于可燃性粉尘检测报告判断,设计准则-风罩、管路、管径设计,风罩吸风风速要点 1.从污染源散发出来的污染物具有一定的扩散速度，当扩散速度减小到零时的位置称控制点。只有控制点的污染物才容易被吸走，此时风罩在控制点所造成的能吸走污染物的最小气速为控制速度 2.按有害物散发条件选择吸入速度，如表29,17,管径设计合理性评估 1.管径大小与管道的沿程阻力损失负相关，管径越大及压损越小，管径越小则压损越大，而管径的大小跟风量成正相关，与风速成负相关 2.在已知流量和确定流速以后，管道断面尺寸可按计算方式计算 其中D为管道直径，m ；Q为体积流量，m3/s ；v为管内流体的平均速度，m/s,,设计准则-洗涤塔设计,洗涤塔简介,18,图3 洗涤塔外观图,洗涤塔构造图,设计准则-洗涤塔设计,洗涤塔设计参数简介,19,设计准则-洗涤塔设计,填料规格合理性评估 1.选择洗涤塔填料规格时，为了克服下降液体的壁流短路现象，应控制填料直径d与塔径D的比例。根据经验推荐如下拉西环d/D 1/10；鲍尔环d/D 1/8；鞍形填料d/D 1/15 2.厂内填料为拉西环，直径有三种规格d73mm； d76mm ；d95mm；如图5所示 3.洗涤塔直径有三种规格D3m；D2.6m；D2.2m；具体如表38,20,d95mm,d73mm,d76mm,图5 拉西环规格图,d73mm,d95mm,设计准则-洗涤塔设计,喷淋头数量合理性评估 1. 目前喷淋头规格如下表所示,21,设计准则-洗涤塔设计,喷淋头数量合理性评估 1. 喷淋头数量评估,22,备注目前厂区内喷淋头类型分为DN15、DN20和DN25，平面图如上图所示，后续建议采用DN25厂内喷淋头与喷淋物拉西环距离约0.41.0m，设计建议需符合业界规范，喷淋覆盖率需达200以上,设计准则-洗涤塔设计,喷淋密度合理性评估 1.洗涤塔处理效率主要与液体分布及填料的湿润度相关，因此塔内液体的喷淋密度不应低于极限值，也称为最小喷淋密度，即单位时间内单位塔截面积上喷淋的液体体积，而最小喷淋密度可由最小湿润速率求得，以厂内使用填充料规格，最小湿润速率需大于0.12 m2/hr 2.润湿速率计算公式,23,洗涤塔循环水量需求合理性评估 1. 循环水量影响洗涤塔的处理效果，理论上值越大，废气被吸收效率越高，洗涤塔处理效果越好，但考虑到经济因素以及节约用水的目的，因此需选择适宜的循环水量 2.洗涤塔循环水量计算公式 备注湿润速率建议取值为0.12 m2/hr,填充段空塔滞留时间合理性评估 1. 滞留时间代表气体在洗涤塔内的停留时间，影响气体被吸收的效率，理论上停留时间越大，处理效果越好 2.洗涤塔空塔滞留时间与填充层高度、填充段有效截面积、以及现况排风量有关 3.洗涤塔空塔滞留时间计算 备注洗涤塔空塔滞留时间建议取值0.5s,设计准则-洗涤塔设计,液气比合理性评估 1. 液气比吸收剂与惰性气体摩尔流量的比值,它反映单位气体处理量的吸收剂的耗用量 2.最小液气比理论上吸收液能达到的最高浓度，对应的吸收剂的用量即为最小吸收剂用量，此时的液气比即为最小液气比选择合适的液气比可以使吸收剂的耗用量与设备费用之和达到最小，节约生产成本 3.最小液气比计算公式,24,泛点气速与塔径合理性评估 1. 洗涤塔塔径计算公式为 2.初步计算后的塔径应符合我国压力容器直径标准，直径1m以下，间隔为100mm；直径1m以上，间隔为200mm 3.在相同填料的情况下，塔径越大则要求的最小循环水量越大；在风量一定的情况下，塔径越小则空塔风速越大,空塔风速合理性评估 1. 空塔风速通过洗涤塔横截面积的线速度，单位为m/s 2.空塔速度是影响塔内流体流动状态及传质效果的重要因素，速度越大，停留时间越短，反应深度降低，但处理量增大；速度越小，停留时间越长，反应深度增高，但处理量减小 3.空塔风速的计算公式为 备注备注空塔风速建议取值1.8m/s,设计准则-洗涤塔设计,泛点气速与塔径合理性评估 1. 泛点气速达到泛点时的空塔风速称为泛点气速，单位为m/s 2.填料塔的泛点气速与液气比、填料的特性等有关 3.依埃克特通用关联图计算泛点气速，空塔风速取泛点气速的0.5 0.8，常压操作下取值趋下限值本报告中计算取系数为0.6,25,埃克特通用关联图,u空塔气速，m/s；g重力加速度，m/s2；填料因子，1/m；液体密度校正系数（等于水的密度与液体密度之比）；L、V液体与气体的密度，kg/m3；L液体的黏度，mPas；L、V液相及气相的质量流量，kg/s,,设计准则-系统压损设计,系统压损简介,26,设计准则-系统压损设计,管道压损合理性评估 1.管道之阻力损失 式中，为摩擦阻力系数；v为风管内空气的平均流速，m/s；p为空气密度，kg/m3；L为风管长度，m；Rs为风管为水力半径，m。由式中可知，管道压损与管道摩擦阻力系数、流速、风管长度成正比，与风管水力半径成反比 水力半径Rs可按下面公式计算 式中，A为管道中充满流体部分的横断面积，m2；P为湿润周边，在通风系统中，即为风管的周长，m，对于直径为D圆形风管而言，水力半径为 2.圆形风管单位长度的摩擦阻力Rm又称比摩阻，Pa/m 摩擦阻力系数与空气在风管内的流动状况Re和风管壁的绝对粗糙度K有关。而雷诺系数为 ，其中为气体密度，kg/m；v为流体的流速，m/s；为气体动力粘度表征液体或气体粘性的内摩擦系数，Pa.S。 经计算我司管道内空气流动雷诺系数Re4000，处于紊流态此时按流体力学原理，在Re4000时，摩擦阻力系数为 式中，k为风管内壁粗糙度，mm；D为风管直径，mm,27,设计准则-系统压损设计,局部管道压损合理性评估 流体流过异常管件或设备时，由于流动情况发生变化使阻力增加，这种阻力称为局部阻力，克服这种阻力而引起的能量损失称为局部压力损失，简称局部压损 局部管道压损计算如下 式中Ps为单位长度管道压力损失，Pa/m； 为摩擦阻力系数； v为风管内空气的平均流速，m/s，4.04为固定值 根据已知条件， 可求出局部管道压损为 净化系统管网总压力 流体流过异常管件净化系统管网的总阻力，是不同直径段摩擦阻力之和，加上各局部阻力点局部阻力之和，在乘以附加阻力系数储备量，即 式中，p为系统管网总压力，k为流体阻力附加系数，可取k1.151.20,28,洗涤塔填料层压差合理性评估 1. 洗涤塔填料层压差指洗涤塔进口压力与塔顶的压力之差，若洗涤塔压差大，说明塔内阻力大，主要会影响洗涤塔的流通量以及降低洗涤塔的洗涤效率 2.洗涤塔填料层压差计算公式 备注目前洗涤塔填料采用乱堆形式，填充层乱堆系数为5102 ；气体密度预估为1.17kg/m3,,设计准则-风机设计,29,风机参数,设计准则-风机设计,30,风量计算 1.风量的计算 管网漏风系数按1015计算；设备漏风系数按510计算 风压计算 2.全压的计算 Pf全压，Pa；p管网总压损，Pa；Ps设备的压损，Pa ； a1管网的压力损失附加系数，按1520取值； a2设备的全压负差系数，取1.05风机行业标准 功率计算 3.功率的计算 风量风机风量，cmm；全压系统全压，mmaq,,,设计准则-水泵选型,水泵管径设计 1.抽水机管径大小一般以口径表示 式中，D抽水机吸水口径mm；Q吸水量m3/min；V吸水口流速m/s，考虑吸水口流速、抽水机旋转数、吸水扬程等V以1.53m/s为准23，根据前章计算最小循环水量计算，取速度为2.5m/s，可求此时管径，如下表,31,设计准则-水泵选型,水泵扬程计算 1.总扬程抽水机的总扬程包括实际扬程及抽水机附属的吸水管、出水管及排水管的水头损失如下Hhahpvhohf 式中， H总扬程m；ha实际扬程m；hpv 吸水及出水管水头损失m；ho 出水口残余速度水头m；hf 直管道水头损失m 2.损失水头主要水头损失系数为f，损失水头可以表示如下 式中，h 水头损失m；f 损失系数；v 流速m/s；g 重力加速度kg/m2 3.弯头水头损失fbfb1*fb2 式中，fb1依弯管曲率半径及管径而定损失系数，fb2任意弯曲中心角及中心角90之损失，90弯曲时，依弯管水头损失系数图可知fbfb1*fb20.25*10.25 4.吸水口水头损失fi依吸水口形状而异，口径大时取小者，fi 0.5610； fi 0.5； fi 0.06以下，因水泵管径较小，根据下水道工程建议取值0.5610，此时取fi 3，可求出此时吸水口水头损失 5.直管损失水头hf 24 式中， L直管长度m；D直管管径 。在试验范围内0.9m/sv2.1 m/s，试验PP-R 管的水力摩阻系数与糙度无关， 属于水力光滑管区。实测的聚丙烯塑料管PP-R摩阻水头损失系数平均值为0.01948。取水泵直管长度为6m，可求出此时直管道水头损失 6.出水口残余速度水头ho 因喷淋头需有1.2Kg/m2压力，此时出水口残余水头为12.36m,32,设计准则-水泵选型,水泵扬程计算,33,设计准则-水泵选型,水泵功率计算 1.由水泵扬程可计算出水泵的马力 轴马力 式中，H抽水机总扬程；Q抽水量CMS；抽取液体的密度，常温水1000kg/m3； 抽水机效率，建议取值0.8 24 电动机马力 其中， 安全系数电动机与抽水机直接相连接为0.10.2，使用发动机为0.250.45，安全系数取0.2 26,34,,设计准则-其他材质选择,材质选择 2.下表为厂区洗涤塔材质选择建议表，供参考,35,设计准则-其他材质选择,材质选择 1.洗涤塔的材质选择需综合考虑处理物的物理化学特性以及材质的成本,36,,设计准则-其他变频器,变频器调节 1.转速和频率的关系马力 交流同步电机转速与频率的关系可用如下公式n60f/p n电机转速，转/分钟；f电源频率，在我国为50Hz；p电机磁极对数，两极为一对、四极为两对如此类推 对于交流异步电机也可用上面公式，但其转速相对于磁场磁极变化略有滞后，故异步电动机实际转速略低于同步电机转速，转速为同步电机转速的97左右 电机和风机通过皮带相连接，牵动不同半径叶轮转动，n电/n风r风/r电 2.转速和风量的关系 Q1/Q2n1/n2 3变频器能耗说明 变频器作为电器设备自身也存在能量消耗，变频器的电能消耗约为额定功率的35,37,,涂装风机现状 1. 则此时电机转速为n电60*50/4750 根据最适宜空塔风速1.8m/s，求出此时风量为760cmm，可此时风机转速为644rpm 可求出此时电机转速474rpm 根据公式求出此时频率为31.7Hz,The End,