浓缩低温催化燃烧法--处理有机废气方案 （5000m3/h）
临沂汇鑫环科院 曹工
一. 概述
1． 项目概况
业主在生产过程中，会产生有机废气，为了保护环境，保障企业员工职业健康及周边居民的健康，特对有机废气采取如下整治方案，以供贵公司审定。 2． 设计范围
自废气处理设备进风口至废气处理风机排放口之间的设备系统、电控系统及管道系统等的设计。 3. 工程内容
根据业主提供的相关资料和现场状况，设计废气治理工程方案，废气治理工程方案经业主最终确认后，根据方案进行设备、电控及管道的制造、发运、安装、调试、售后服务等。
废气治理工程中的土建、平台基础和至设备区的公用工程管线等外围事项由业主负责实施。
二． 设计依据、标准、原则
1．设计依据
◇《中华人民共和国环境保》 ◇《中华人民共和国大气污染防治法》
◇《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996) ◇《恶臭污染物排放标准》（GB14554-93） ◇《声环境质量标准》（GB3096-2008）
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◇《工业企业设计卫生标准》（GBZ1-2002） ◇《烟囱设计规范》（GB50051-2002）
◇《电气装置工程施工及验收规范》（GBJ232-82） ◇《钢结构设计规范》（GBJ50205-2001） ◇《通风管道技术规程》（JGJ141—2004） ◇《建筑防雷设计规范》（GB50057-94）
◇《通风与空调工程施工质量验收规范》（GB50243-2002） ◇《建筑设计防火规范》（GBJ16-1987）
◇《爆炸和火灾危险场所电气施工及验收规范》（GB50257－96）
◇《涂装作业安全规程—有机废气净化装置安全技术规定》（GB16297-1996） ◇《电气装置安装工程接地装置施工及验收规范》（GB50169-1992） ◇《涂装前钢板表面锈蚀等级和除锈等级》（GB23-88） ◇《环境空气质量标准》(GB3095-2012)
◇《工作场所有害因素职业接触限值第一部分：化学有害因素》 ◇ 公司提供的基础资料及要求: 2．设计标准
根据有关设计要求，本净化设备尾气的大气染污源最高允许排放标准参照《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)中的二级标准和环评的标准执行。
最高允许排放 污染物 12 40 70 120 30 无组织排放 浓度(mg/m) 0.4 2.4 1.2 4.0 1.0 3排气筒高度 （m） 15 15 15 15 15 浓度(mg/m) 苯 甲苯 二甲苯 非甲烷总烃 颗粒物 33．设计原则
① 贯彻国家关于环境保护的基本国策，执行国家对环境保护、废气治理的有
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关法律、法规、规范及标准。
② 按照业主的要求，通过分析比较和调查研究，选用符合实际的工艺方案，以期获得较大的社会、经济和环境效益。在总体规划的指导下，从保护大气环境及人身健康的角度出发进行设计、规划，本净化设备的提供，首先保证尾气的有效达标排放，确保废气处理后达到国家标准；其次保证设备的处理风量达到生产要求。
③ 采用技术先进，经济可行，尽可能降低工程投资及运行成本的废气治理工艺，确保废气治理系统在技术上的先进性、经济上的合理性和操作上的可靠性。 ④ 所采用的设备具有操作简便灵活，维修方便，使用寿命长。 ⑤ 妥善处理废气净化过程中产生的其他废物，避免造成二次污染。 ⑥ 体现“以人为本”的设计理念，尽可能减轻劳动强度。
⑦ 整体布置在满足使用功能的基础上，要求结构紧凑、布局合理、美观大方，尽可能节省占地，节约能耗，全面贯彻节能减排、环保、安全、卫生、防火原则。
三. 工艺方案
1．处理风量：5000m3/h
2．废气处理方式：活性碳吸附＋催化燃烧脱附再生的处理工艺。 3．废气处理工艺流程：
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高空排放MMM有机废气过滤器M吸附床IMMKK101M吸附风机KK101吸附床IIKK101脱附床MMM脱附风机
工艺说明：本方案选用的是双床型（一个床用于吸附，另一个床再生备用）。 4．废气处理工作原理：
本装置工作过程可分为二个阶段，活性碳吸附阶段和活性碳脱附再生阶段，二个阶段的工作原理如下： ① 活性炭吸附过程：
车间排出的废气经管道进入活性碳吸附床, 有机废气穿过活性碳时，废气中的有机 成份被吸引到活性碳的微孔中并浓集保留其中，其它气体穿过活性碳后经风机排空。 ② 活性炭再生过程：
活性炭使用一段时间，吸附了一定量的溶剂后，会降低或失去吸附能力，此时活性炭需脱附再生，再生后活性炭重新恢复吸附功能可继续使用。再生时，启动催化燃烧装置予热室电源，将空气予热，予热后的气体送入吸附箱，箱中活性炭受热后，活性炭吸附的溶剂挥发出来，溶剂经风机送入催化燃烧室燃烧，燃烧后分解生成CO2和H2O蒸汽等热空气，热空气一部分回到活性炭吸附箱继续给活性炭加热，叧一部分排空，热空气内部循环多次活性碳即可得到再生。 5.设备系统组成
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设备系统由活性碳吸附系统、催化燃烧再生系统、电气控制系统及通风管道（阀门） 系统等四大系统组成。
① 活性碳吸附系统：包括吸附箱本体、活性碳、仪表阀门、风机电机等。
② 催化燃烧再生系统：包括电加热予热室、催化燃烧室、热交换室、连接管道、仪表阀门、电加热管、催化剂、风机电机等。
③ 电气控制系统：包括PLC电控柜、触摸屏、仪表、电气管线等。 ④ 通风管道系统：包括所有连接管道、阀门等。 6．设备主要部件介绍 ① 活性碳吸附床：
○ 吸附系统采用二个吸附床并联而成，为了节省占地面积，二个吸附床上下叠放。 ○ 由于脱附再生时活性碳床内有高温气体，所以吸附床采用双层隔热保温措施。 ② 催化燃烧装置：
○ 废气加热采用无污染、运行稳定的电加热方式，电加热室内的总功率为24kw，电热管分成二组、由电控箱自动控制，当废气温度低于一定温度时（可设定）电热管会自动接通电源给废气加热，当废气温度高于一定温度时（可设定）电热管会自动断开一组、二组或全部电源以节约电能及达到安全运行。 ○ 电热管选用耐热耐用的不锈钢电热管。
○ 催化燃烧装置由内胆和外壳组成，内外壳间填满隔热材料保证炉体外壁温度在 60℃以下，以防烫伤操作人员和节约能源。内胆和外壳选用碳钢材料制作。 ○ 催化燃烧装置增加了管式热交换器，燃烧后的高温气体经过热交换器时会把部分 热能传递给未处理的低温有机废气，使热能得到充分利用，节约能源。
○ 催化室内的催化剂选用浙大生产的（KMK-22型）球状颗粒催化剂催化剂 ,载体三 氧化二铝，外表涂层铂和钯。
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③ 活性碳：
吸附活性碳选用蜂窝状活性碳。 活性碳的规格：100×100×100 蜂窝状活性碳比表面积大。 蜂窝状活性碳流体阻力小。 蜂窝状活性碳对漆雾不敏感。 活性碳填充量：活性碳的质量和数量
决定着废气处理设备净化效率的高低，所以要在保证合格排放的基础上，合理配置活性碳的填充量，本装置活性碳的填充量如下表： 设备风量（m3/h） 5000 设备单元数（个） 2 单元填量（m³） 1×1×0.8 = 0.8 总填充量（m³） 1.6 ④ 电气控制系统：
○ 电控系统具有手动和自动控制功能。
手动控制时各项设备可启动；自动控制时各项设备自动按程序启动。
○ 本控制系统通过PLC采集现场各类数据和信号，实现数据检测，数据存储，动态画面显示等实现监视的功能，对于运行事故能预先自动判断、准确地反映出故障状态、故障时间、及相关信息并及时报警，故障代码以文本形式显示。整个系统能够正常、稳定、安全、高效、低耗运行。
○ 各控制回路均设有空气开关、熔断保险、热继电器等保护系统，确保系统安全运行。 ○ 风机电机均有短路和过载保护装置，确保和延长电机使用寿命。 ⑤ 通风管道、阀门、风机
○ 所有连接管道均选用碳钢板制作。 ○ 所有管道的管内流速控制在10-15米/秒。
○ 以上吸附床的吸附进（出）风阀和再生进（出）阀门均采用气动阀门，此 阀门密闭性好、开启灵活、坚固耐用。 ○ 风机型号功率：
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名 称 吸附风机 再生风机 补冷风机 型 号 4-72-4.5型 9-12-3.15型 4-72-2.8型 功 率 7.5kw 1.5kw 1.5kw 流 量 16m3/h 1139m3/h 1310m3/h 全 压 2479Pa 2416Pa 966Pa 数 量 1台 1台 1台
7．安全措施
为了确保设备安全运行，除了加强安全教育，制定安全操作规程和安全管理制度外，特采取以下措施：
1. 严格执行有关规范及规程中有关防雷、接地安全措施和防范各种事故的保护措施。 2. 活性炭吸附床和催化燃烧装置分别设置泄压装置。
3. 活性炭吸附床和催化燃烧装置连接管道中设置防火阀：如果气体温度高于280℃时，防火阀中保险片会融化，随即防火阀会自动关闭，阻止高温气体进入活性炭吸附床，确保安全运行。
4. 设置稀释阀控制浓度：活性炭脱附出来的高浓度气体在进入催化燃烧前先补充自然空气降低废气浓度，再进行催化燃烧，确保安全运行。
5. 设置补冷风机控制温度：当活性炭吸附床内的温度高于设定值时，补冷风机会自动启动，补充冷风，降低吸附床内温度，确保安全运行。
6. 活性碳吸附箱和催化燃烧装置分别设置超温自动声光报警、断电和补风降温装置。 7. 活性炭吸附箱内设置消防喷淋装置：当活性炭吸附床内的温度高于设定值时（暂定180℃），喷淋水会自动打开，确保安全。 8. 高温设备及管道采取隔热保温措施。
四．设备部件规格和主要参数
设备型号 处理风量 净化效率 1 外型尺寸 SR-B型 5000 m/h ≥90％ 7000（长）×3750（宽）×4490(高) 吸附风机7.5kw 耗电总功率34.5.5kw 再生风机1.5kw 补冷风机1.5kw 37
催化燃烧电加热24kw 压缩空气耗量 消防水耗量（正常情况不需用） 活性碳再生时间 活性碳更换周期 催化剂更换周期 材 质 活性炭吸附床 外形尺寸 (双层隔热) 数 量 型 号 材 质 蜂窝状活性碳 碘 值 规 格 数 量 材 质 外形尺寸 催化燃烧装置 功 率 数 量 2 型 号 材 质 催化剂 规 格 数 量 寿 命 型 号 品 牌 电加热管 材 质 功 率 数 量 型 号 吸附气动阀 材 质 Q235B KMK-22 载体三氧化二铝，外表涂层铂和钯 Φ4 mm 30kg 3年 HSQ3型 泰州飞月 SUS304 4kw 6支 FD963型 24kw 1座 2套 JACP型 煤质 ≥850 100×100×100 1.6m Q235B，内胆6mm,外壳1.5mm 2000×1200×1760 3压力：4-5公斤 ；用量：＜0.1 m/min 口径: DN50 4-6小时 1一2年 3年 Q235B 2190×1160×1960 38
规 格 数 量 型 号 材 质 再生气动阀 规 格 数 量 型号功率 品 牌 补冷风机 流 量 全 压 数 量 型 号 热电偶 品 牌 数 量 型号功率 品 牌 吸附风机 流 量 全 压 数 量 型号功率 品 牌 再生风机 流 量 全 压 数 量 品 牌 材 质 防火阀 规 格 温 度 数 量 电控系统 控 制 柜 ￠220 7套 4-72-2.8A 1.5KW 南通正源 1310 m/h 966Pa 1台 WZP-500mm 上海仪表三厂 4只 4-72-4.5A 7.5 KW 南通正源 16 m/h 2479Pa 1台 B9-12-3.15C 1.5KW 南通正源 1139 m/h 2416Pa 1台 靖江舒源 Q235B φ220 280℃ 2个 800×500×1800 333400×400 4套 FD963型 Q235B 9
PLC及触摸屏 辅 件 数 量 喷淋装置
数 量 西门子 正泰 1套 Q235B 2套 五．工程预算
序号 名 称 活性碳吸附床 规格型号 2190×1160×1960 100×100×100 （含气缸、电磁阀） （含气缸、电磁阀） φ220×280℃ 24kw KMK-22 4kw ;SUS304 WZP-500 4-72-4.5A 7.5kw 9-12-3.15C 1.5kw 4-72-2.8A 1.5kw 含电缆及桥架 （含再生管道） 单位 套 m 套 套 套 套 kg 支 支 台 台 台 套 套 套 套 套 套 3数量 2 2 4 7 2 1 30 6 4 1 1 1 1 2 1 1 1 1 单价（元） 金额（元） 12000 10000 1500 1200 500 300 400 350 3000 24000 20000 6000 8400 1000 100000 9000 2400 1400 4000 4500 2500 12000 6000 8000 1000 2000 10000 1 蜂窝状活性碳 吸附气动阀 再生气动阀 防火阀 催化燃烧装置 催化剂 电加热管 热电偶 吸附风机 再生风机 补冷风机 电控系统 消防喷淋装置 设备管道 辅件辅料 运费 2 安装调试费 3 合计 ￥:222200元 (不含税)
六．工程实施计划
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时间（d） 10 20 项目 设计制造 安装调试
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