有机废气自动化处理装置设计.docx

摘要大气环境是人类赖以生存的重要环境要素，大气污染不仅破坏大气资源，而且对大气、水、土、生物等所有宙要的环境要素造成损害，危害当代人的健康和降低后代人的素质，破坏生态系统，成为经济持续发展的障碍，而造成大气污染的根源是人类采用旧的生产方式和消费方式，过量排放废气造成的.因此可以说废气处理工程是环境保护的重要组成部分，是控制大气污染、保护环境、保护人群健康，保证经济持续快速发展的关键环节。本有机废气处理装置系统流程大致为废气吸附后高温脱附再进行催化燃烧的方式处理废气，以某工厂两间喷涂车间为达到国家废气排放标准而设计.采用西门子S7-300PIC可编程控制器及触摸屏对整套系统进行编程操作及监控，轻松实现掾作参数调整、优化操作。废气处理设备关键部件选用国际知名品牌，以达到设备自动化安全可靠的正常运行。关键词：有机废气处理装置，催化燃灯，P1.e.触想理一、项目概述1、项目说明采用活性炭吸附挥发性有机类气体，待活性炭吸附饱和以后，采用高温气体对活性炭进行解析脱附，脱附后的高浓度有机气体送入催化燃烧装置进行催化裂解，催化裂解后的高温气体(二氧化碳和水)部分用来继续对话性炭进行高温脱附，一部分高空排放。整个脱附解析过程，有P1.C进行有效管理和操作。设备为全自动操作模式。经过解析脱附后的活性炭可继续进入吸附工作状态，以降低更换活性炭的频率和保证废气的有效达标排放。废气处理设备关键部件选用国际知名品牌，以确保设备的安全性、可靠性。废气处理设备操作简单，安全可靠，维护方便，运行费用低，VoC净化率局。2、设计依据2.1废气资料：2.1.1有机废气的排气温度：常温。2.1.2有机污染物质浓度水平：各物质浓度目前没有准确数据，主要为二甲苯/非甲烷总烧等有机物。2.1.3微粒散发的水平：因为废气都是通过车间废气预处理装置进行过滤，再排入以废气总管排入废气处理中心，废气中固体微粒应很少。3、排放标准排放按大气污染物综合排放标准上海市地方标准(DB31/933-2015)相关规定验收。本套设备预留供环保部门检测的检测口。二、设备简介本装置是采用废气吸附浓缩一脱附再生催化燃烧的工艺流程而设计的，采取多气路工作方式，由多个活性炭吸附器，一个催化燃烧器（辅之低压风机、阀门等构成）。其工作流程是：将废气经预处理除去颗粒状物质以后，送入活性炭吸附器吸附，当快达到饱和时停止吸附操作，然后用催化燃烧以后的热空气流将有机物从活性炭上脱附下来使其再生。在解吸脱附时，本吸附箱停止工作。脱附后的有机物已被浓缩（浓度较原来提高几十倍，达2000PPM以上），并送催化燃烧赛傕化为CO2与H2O排出。当有机废气的浓度达到2000PPM以上时，催化床内可维持自然，不用外加热。燃烧后的尾气经过换热渊，一部分气体排入大气，一部分送往吸附床，用于活性炭的脱附再生。这样可以满足燃烧和脱附所需热能，大大节省能耗，它既适合于连续工作，也适合于间断情况下使用。当某个吸附得吸附饱和需要脱附再生时，由操作员手动选择箱号进行脱附，这样，可以保证山于生产需要的连续性。单台吸附器每次脱付需要5-6小时左右。每次脱附利用成产间隙完成，也可以在线脱附。风机噪声控制在85分贝以内。1、废气处理装置正常运行工艺吸附工艺：废气由送风机送至活性炭吸附系统，活性炭吸附系统有多个活性炭吸附箱组成。废气经过活性炭吸附，然后由15米高空排放。活性炭吸附饱和时间程序设定暂定为300小时。（可调）脱附工艺：活性炭吸附饱和后，需要高温解析，多个吸附箱共用1套脱附系统，该脱附系统有催化燃烧装置，脱附风机等组成。脱附时有P1.C自动进行，严禁在脱附时紧急关机或人为停电。2、初级过滤器为了防止少量的粉尘和水雾进入到吸附净化装置系统，影响活性炭的净化效果，经干式过滤工艺，以确保吸附处理系统的气源洁净度为96双干式过漉器采用二级处理（漆雾过滤粘+合成纤维无纺布），以降低活性炭更换周期，减少运行费用。采用金属网制成框加架，内夹过滤材料，过灌器安装在金属箱体内。抽屉式过滤框架更换方便，过源器内安装压差计，当压差达到500Pa时进行过滤棉更换。3、吸附箱吸附箱有多个室体组成。壳体由3mm碳钢板保温制造，外表面设角钢加强筋，壳体良好密封。3.1、箱体内保温室内保温采用耐火玄武岩棉板，耐热300C,绒重120kgm3.内保温厚度为50mm厚，外表温度环境温度小于50度。4、活性炭活性炭可广泛用于各种气体净化设备和废气治理工程，实践证明，净化效果比普通好。用活性炭可不同程度去除的污染物有：氧化氮、四氯化碳、氯、苯、二甲能、丙酮、乙醇、乙醒、甲醇、乙酸、乙酯、苯乙烯、光气、恶臭气体等酸碱性气体。具有比表面积大，通孔阻力小，微孔发达，高吸附容量，使用寿命长等特点，在空气污染治理中普遍应用。选用活性炭吸附法，即废气与具有大表面的多孔性活性炭接触，废气中的污染物被吸附，从而起到净化作用.5、催化燃烧系统该装置是将活性炭吸附的高浓度有机废气引入主要设备。有机废气从活性炭层中将有机物分离后，通过俄化剂的作用分解成水和二氧化碳，同时称放能量，山热交换装置.置换能量，用于维护设备自燃的能源。当催化床温度达到250300时，催化燃烧床开始反应，利用废气燃烧产生的热空气循环使用，此时加热停止，不需要外加热，单床脱附，脱附时间为3T小时，设定时间活性炭吸附箱定时自动切换脱附，内部装填的陶瓷蜂窝体贵金属催化剂使用寿命为7200-8000小时；整个脱附系统采用多点温度控制，保证脱附效果的稳定。HA-8系列催化剂采用堇青石蜂窝陶瓷体作为第一载体，&-A12O3为第二载体，以贵金属Pd、Pt等为主要活性组分，贵金属柏和杷，具有高活性、高净化效率、耐高温及长使用寿命。6、控制系统6.1控制要求总述：控制系统采用触摸屏和P1.C,对废气处理系统进行自动控制。配人机界面对整个系统运行工况进行实时监控。各吸附箱及傕化燃烧装置的高温传感器能反馈各温度信息，有P1.C进行控制，使脱附时的吸附箱保持稳定；当吸附箱温度超过上限温度90（可调）时，系统将自动打开补冷比例阀；低于下限温度60C时，系统将自动打开补热比例阀。催化燃烧设置工作温度：220tC-300,C（可调）,6. 2可编程序控制器(P1.C)及控制要求6.3P1.C工作电源、I/O模块电源经过各自的隔离变压器接到电控柜电源总开关的前端。6.4设备正常运行时有运行信号灯显示，当出现异常故障时有相应的显示和报警。6. 5触摸屏：控制柜安装人机界面(HM1.)设备一台，作现场操作提示、故障报警、运行参数显示、控制参数设定及设备控制。触摸屏上要显示工艺过程、阀门位置、风机状态、系统状态等。可方便进行参数的更改。7、也觑僦动力电缆、控制电缆等采用标准产品。模拟信号采用屏蔽电缆.现场电缆采用桥架+线管方式敷设。所有电缆两头绑扎永久的电缆号牌。8、电机主风机采用变频器进行控制(小风机无变频器)，通过通讯线和变频器相连，便于观察和操作。脱附风机采用P1.C,当吸附箱脱附时，脱附风机启动，将废气排出。其它： 电控电源开关为带锁开关，有专业人士保管。 每个过滤器安装压差仪，用于提醒过滤棉的更换。 高温限制热电偶信号，变送器的输出为4-2OmA。9、气动阀门设备进出口阀门：根据工况要求，在电器控制下实现管路切换，脱附时控制整个设备脱附温度的必要元件，执行机构为CKD气动。气动采用CKD产品。气动执行机构要求压缩空气压力为5-6bar0每个气动阀均有阀位信号反馈。10、操作平台平台、扶梯、爬梯及栏杆力求安全可靠、美观大方。11、保温外护板废气脱附管道均需保温.保温材料为岩棉，厚度50mm,外包605mm铝板/镀锌板。12.压缩空气供给系统由车间提供压缩空气压力为5-6oar.：.三、设备控制程序说明1、78400mVh设备控制程序说明1 .自动控制要点1.I系统处在自动控制状态系统上电，在电控柜箱面板上先将转换开关旋至“门动”档，此时系统界面状态处于自动控制模式下，自动指示灯由红色变为绿色，如图1-1所示.SIEMEN：SMART1.INE。1年月配O日时分ToUCH图1-1系统时间2018-11-279:34:29施定取消手动调成I参数设见注销I1.2参数设置点击，'参数设汽”,出现（如图1-2所示）登录界面，用户输入密码uPOI.YGEEf,然后点击“确定”，则进入参数设置页面（如图1-3所示）设置参数。初始参数详见表1-1。S1.EMENSMART1.NE参数设置吸附时间设定O小时碳层温度上限1*0碳层温度上上限I碳层火警温度rI返回管页图1-3初始参数表:吸附时间设置500小时碳层温度上限80'C碳层温度上上限120,C碳层火警温度MOC1.3吸附启动(1)在主界面画面选择中，点击“厂按钮,出现(如图1-4所示)自动控制界面。I#箱吸附。时O分2#箱吸附时分3#箱吸附OJHO分4#箱吸附分脱附启动；ON,止脱附箱编号选定选定游号自助脱用程片仔效图IT(2)在(图1-4)自动控制界而中，点击频率设定按钮对风机频率进行设定。再点击吸附启动按钮，此时系统就处在自动吸附状态中。在吸附时会显示吸附运行状态、当前的风机频率、各个吸附箱运行时间以及故障报警。注：(1)开启吸附系统时，压缩空气压力保持在0.4-0.6MPr(2)电控箱控制面板上的控制模式保持在自动状态.1.4F1.动脱附启动当吸附时间达到所设定的时间数时，设备界面会提示。此时就需要进行脱附启动了。（如图1-5所示）首先需要进行脱附箱编号的选定，选择带要脱附的吸附箱编号（如1#箱），然后点击“巾“J”按钮，即进入（1#箱）的自动脱附状态，等到了系统所设定的脱附时间后，系统自动停止脱附。注：活性炭吸附箱在进行吸附时，不能同时进行脱附，只行在吸附停止后才可进行脱附。（2）如果选择脱附单元（活性炭吸附箱）编号号码错r,就让此次脱附工作完成后在更换吸附箱进行脱附，不允许在吸附箱进行脱附时更换箱号!（3）当设备进行脱附时：1 .压缩空气压力保持在0.40.6MII;2 .进行脱附的活性炭的吸附阀处于关闭状态！3 .电加热必须正常工作状态，脱附风机正常启动，各项控制器必须都在正常工作状态。2 .工艺流程点击（如图1-5）界面中“返；首页”按钮，即出现“初始窗口”界面,再点击“I：艺流程”按钮后即进入（如图2-1所示）工艺流程界面。“I：艺流程”界而会显示各个箱的温度、各个阀的开启和关闭状态、吸附风机的频率以及报警时的指示等。3 .报警系统报警信息如在设备使用过程中发生系统报警,在首页点击“报生信总”按钮即可查询（如图3-1所示）报警信息，根据故障处理故障。处理完故障后，系统自动报警复位。如无法处理故障，请及时联系生产厂家。2018-iI-279:34:43S2018-11-279:33:59S1.100O1.2018-11-279:33:59$270006项目己改变：无法从永久性报警缓冲.返回首页4 .手动调试当需要手动时，将转换开关旋至“手动”档，在触摸屏上点击“手动调试”按钮，出现（如图47所示）手动调试界面。手动调试仅作为调试人员使用，在此不做详细介绍。手动调试吸附风机oh/报瞥揄出onM2、48000m3h设备控制程序说明1.自动控制要点1.1系统处在自动控制状态系统上电，在电控柜箱面板上先将转换开关旋至“自动”档，此时系统界面状态处于自动控制模式下，自动指示灯由红色变为绿色，如图IT所示。点击“参数设置”，出现（如图1-2所示）登录界面，用户输入密码uPO1.YGEEm然后点击“确定”，则进入参数设置.页面（如图1-3所示）设置参数。初始参数详见表1-1。参数设置吸阳时间设定口、时碳层温度上限1V磔层温度上上限三I碳层火警温度VI返回管页I图1-3初始参数表:吸附时间设置500小时碳层温度上限80'C碳层温度上上限120'C碳层火警温度IAOC表IT(1)在主界面画而选择中，点击.按钮，出现(如图1-4所(2)在(图1-4)自动控制界面中，点击频率设定按钮对风机频率进行设定。再点击吸附启动按钮，此时系统就处在自动吸附状态中。在吸附时会显示吸附运行状态、当前的风机频率、各个吸附箱运行时间以及故障报警。注：开启吸附系统时，压缩空气压力保持在0.4-0.6MPae电控箱控制面板上的控制模式保持在自动状态1.4自动脱附启动当吸附时间达到所设定的时间数时，设备界面会提示。此时就需要进行脱附启动了。（如图1-5所示）首先需要进行脱附箱编号的选定，选择需要脱附的吸附箱编号（如1#箱），然后点击-I-.<"按钮，即进入（18箱）的自动脱附状态，等到了系统所设定的脱附时间后，系统自动停止脱附。注：(1)活性炭吸附箱隹进行吸附时，不能同时进行脱附，只有在吸附停止后才可进行脱附。(2)如果选择脱附单元(活性炭吸附箱)编号号码错了，就让此次脱附:作完成后在更换吸附箱进行脱附，不允许在吸附箱进行脱附时更换箱号!(3)当设备进行脱附时：1 .压缩空气压力保持在04-0.GMPa:2 .进行脱附的活性炭的吸附阀处于关闭状态！3 .电加热必须正常工作状态，脱附风机正常启动，各项控制器必须都在正常工作状态。2 .工艺流程点击（如图1-5）界面中“返；首页”按钮，即出现“初始窗口”界面,再点击“I：艺流程”按钮后即进入（如图2-1所示）工艺流程界面。“I：艺流程”界而会显示各个箱的温度、各个阀的开启和关闭状态、吸附风机的频率以及报警时的指示等。3 .报警系统如在设备使用过程中发生系统报警，在首页点击“报?按钮即可查询（如图3-1所示）报警信息，根据故障处理故障。处理完故障后，系统H动报警复位。报警信息2018-11-279:34:4342018-11-279:33:59$!100O1.切换为在线”操作模式72018-11-279:33:59$270006项目己改变：无法从永久性报警缓冲.1.返回页S3-14 .手动调试当需要手动时，将转换开关旋至“F动”档，在触摸屏上点击“手动调试”按钮，出现（如图47所示）手动调试界面。手动调试仅作为调试人员使用，在此不做详细介绍。手动调试吸附风机_ox_1报鹭输出1#箱取附网_onJ11而脱用网2#箱吸阳阀U2#箱脱用阀3通吸附用=_3端脱阳网图4-1四、故障原因及排除1 .电源不正常联系供电部门是否己对系统供电；检行相关电源开关及线路；注意空开保险统是否熔断。2 .变频器故障检查P1.C与变频器及变频器与显示屏之间的通讯是否正常，特别是通讯线是否松动脱落。系统断电后，因风机的电机过电压保护，变频器可能会出现故障指示。再次通电启动后，按变频器复位键即可。如风机自动停车，可对动力柜断电再通电市新启动。正常停机后，再次启动设备也可能出现这种情况，按变频器复位键即可。如风机电机故障，则可能导致电机过电流，变频器故障报警。查看乐差仪是否异常，线路是否有接触不良！3 .风机报警若变频器正常，则检查电机（是否运转，有无异响）、皮带（有无断裂或松动）、轴承及电路（电机有无正常上电）°若变频器显示故障信号，经更位后仍不能恢复正常，则需专业技术人员检查维修。4 .气动阀门动作异常如所有阀门均不动作，则可能的问题根源如下：检查压缩空气压力是否在正常范围4-6kgfcm2,压缩空气主管道上手动阀有无开启。P1.C柜直流电源有无问题，保险丝是否熔断。如单个网门动作异常，则可能的问题根源如卜丁检查该阀门对应的压缩空气小管道上手动阀有无开启。检查该阀门对应的P1.C柜中继有无问题。检查该阀门电磁阀是否动作，首先检查电磁阀线圈有无通电；其次检查电磁阀内有杂物堵塞，一般解体清理后可继续使用。如气缸有问题，则需更换或由专业人员维修。观察现场阀位指示器是否到位，如现场阀位指示器到位则重新调整远传阀位指示。还有一种可能是阀门密封面上沾有铁屑等杂物，致使阀门无法完全关闭，压缩空气一直从.位四通阀排气口冲出。通常这种情况一般会随着杂物脱落而自动消失，否则应打开就近的检查门，清除杂物。5 .设备不能启动，原因检查：面板电源开关没有打到开的位置。手动一F1.动没有打到Ii1.动状态。HMT一面板没有打到HMT位置。6 .设备启动后变频器不启动，检查原因：控制变频器开关是否合上。电机散热风扇是否合上。变频器是否显示报警，如报警按FN键复位。如复位后还是报警不能启动，请查看变频器说明书或与变频器厂家联系。7 .风机有异响风机轴承加油。轴承必否完好。皮带走否松动。软接头是否以坏。叶轮拈否变形。8 .设备运转正常，风量变小变频裾频率是否正常。过滤器里的过滤棉是否堵了。阀门是否全部开启。9 .催化燃烧设备启动后温度升不上加热系统电源没有合上。电热偶坏了或电热偶线脱落。10 .催化燃烧设备启动后脱附风机不启动变频器报警，按FN键。变频器电源没有.合上。五、特别提示对脱附系统进行几点防范措施：1.在脱附工作时，严禁紧急停止脱附工作。（脱附工作程序为4小时，冷却半小时，合计4个半小时）2 .在脱附状态下紧急停电情况下，严禁吸附箱门打开。在来电情况下，重启脱附工作。3 .在脱附状态下紧急停止脱附工作，严禁吸附箱门打开。直至吸附箱温度显示在常温状态下可以启动吸附工作。（山丁活性炭吸附箱保温作用，至少超过24小时）4 .在脱附状态卜紧急停止脱附工作，严禁吸附箱门打开。在短时间内启动吸附风机工作，在活性炭未大量挥发有机溶剂前将活性炭强制降温。5 .接受消防部门的指导，在废气处理现场及控制室配备必要的消防器材。6 .应与公司供电部门商定、落实停电预通知（至少提前4小时）制度，避免系统突然停电后，因活性炭大量散热而造成意外事故。操作人员得到停电通知后，禁止在停电前2小时内进行脱附工作。如遇突发性的短时间停电（12小时以内），尚无大碍，来电恢复后重起脱附工作即可。7 .风机、阀门等转动机械应及时加注机油或黄汕。8 .因变频器发热量较大，在控制室气温高于25'C时，应打开动力柜的风扇，及时给柜内降温。9 .要精心保护P1.C触摸屏及变频器显示屏。不得用指甲或其它尖锐硬物碰屏面，以免划伤表面。10 .若主风机频率长时间固定在50HZ（最高）或IOHZ（最低），不根据废气管负压变化而变化，则需专业技术人员重新设定变频器PID。U.当废气处理设备长时间停用时，为防止阀门锈死、管道堵塞等情况发生，在开机前需要对每个单元（阀门,风机，电加热等单元）进行点动检测。六、设备安全操作规程1 .防止触电险 所有控制柜、按钮站、电机、外部其他电器元件通电或运行时，请不要打开门或盖板，否则会发生触电。 即使电气系统断开时，除专业人员在监护状态下进行的操作（定期检查、维护）外，电器元件内部不得接触。 请勿用湿手接触、操作电器元件，否则会造成触电或受伤。 不要损伤电缆，或施加过重的应力、钳压，否则会导致触电。人员触电，其他人员切勿用手拉或身体接触，应先断电后抢救。2 .防止损伤C危险 不得将手或身体的任何部位接触旋转的机械构件内，否则会造成重大伤害。 不得在运转的设备中进行机械维护。 人员、移动机械通过运输通道时必须确定设备不在运行状态，并严格按照规程通过，否则有可能造成重大人身伤害或设备损害。 安全护栏内未经过批准，人员不得进入，否则会造成伤害。3.其他注意事项Z意正常情况应严格按照操作程序进行系统的启动和停止运行。电机、变频器、软起动器等专用设备必须仔细阅读相关随机文件后进行操作、维护。不要对变频器、P1.C模块等固化后的电器设备进行改造，以免降低设备的使用性能或原有品质。故障检修后，请确认系统的再启动不会对相关人员造成伤害。设备在脱附过程中，严禁人为紧急停电。七、脱附时应急措施脱附工作中，紧急停电状况下，需要将氮气冲入（至少5瓶）等待半小时后,将吸附箱门打开，观察碳层情况。序号温度范围应急措施备注160C100CIO（TC时，脱附停止，脱附风机延时关闭（主要是冷却活性炭）正常2100rC-I1.O1C补冷比例阀全开降温，脱附风机正常运转正常31.irei20,c1 .该温度异常:需要冲入氮气（至少5瓶）2 .观察温度变化至少半小时。3 .严禁操作人员离开现场。预警警度4121C以上1.121C时，所有该吸附箱的进出阀门关闭，观察温度变化。2.125C时，打开吸附箱门，准备干式灭火器，第一种情况：碳层温度开始降低，宜至降到40C时，关闭吸附箱门。第二种情况：吸附箱内有浓烟，用灭火器进行扑灭。第三种情况：有明火，打开设备消防阀门，同时将车间消防栓打开进行灭火。现场必备品：灭火器5瓶以上，放置位置：吸附箱走道平台上。注释：冷却启动：电加热自动停止，脱附进出口阀门自动打开，脱附风机启动。冷却停止：电加热自动停止，脱附进出口阀门自动关闭，脱附风机关闭。I.4.8W风留废气处理电气图:2.7.8W风量废气处理电气图:3.废气处理平面图:4.工艺流程图:,p<H48W风做陵气处理（电气图）.pdf7.8VwJ*废气处理（电气图）.pd1.'国废气处理平面布置图.Pdf工艺流程图.Pdf