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          廢氣工程師如何做好廢氣凈化系統(tǒng)設(shè)計

          發(fā)布日期:[2018-07-02]     點擊率:

          廢氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計過程可分為:
          1、基礎(chǔ)調(diào)查階段
          2、技術(shù)設(shè)計階段
          3、總結(jié)并提供成果階段
          4、后助工作

          1、基礎(chǔ)調(diào)查

          在接受設(shè)計任務(wù)后,應(yīng)首先編制設(shè)計工作計劃,確定設(shè)計內(nèi)容和技術(shù)要求、技術(shù)關(guān)鍵、進度安排、人員配備、要求工藝和土建等方面提供的資料、向工藝和其他工種提出的要求與提供的資料等。

          工藝調(diào)查

          污染源調(diào)查

          背景情況調(diào)查

          技術(shù)經(jīng)濟條件調(diào)查

          類比調(diào)查


          2、技術(shù)設(shè)計
          在完成基礎(chǔ)調(diào)查后,進行技術(shù)設(shè)計。
          根據(jù)工程的重要性、工程量的大小和復(fù)雜性,可采用二階段(設(shè)計擴大初步設(shè)計和施工圖),或三階段設(shè)計,(初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工圖)方式進行。

          設(shè)計工作主要包括:

          污染源控制方案的確定和污染物散發(fā)排放計算

          廢氣凈化方案的選定,

          凈化設(shè)備的選型(或設(shè)計)計算

          技術(shù)經(jīng)濟分析

          設(shè)備、管道布置和計算

          設(shè)計圖繪制

          工程概(預(yù))算及設(shè)計文件編制。

          1) 污染源控制方案的確定
          設(shè)計工作的第一個重要環(huán)節(jié),對污染控制系統(tǒng)的合理性、有效性和經(jīng)濟性起決定性作用。
          污染源控制方案的確定特別要注意與工藝密切配備,協(xié)同進行,才能選出 佳控制方案。
          對復(fù)雜的項目,要從工藝和污染控制兩方面進行專題研究和設(shè)計。
          對有污染物散發(fā)的設(shè)備,要重點進行集氣罩的設(shè)計和計算。

          后要得出廢氣量、污染物和其他重要組分的含量、廢氣的溫度和壓強等參數(shù)。

          2) 凈化方案的選定

          應(yīng)根據(jù)廢氣的流量、成分和性質(zhì),設(shè)備和原材料條件,綜合治理(是否有可作吸收劑、吸附劑或反應(yīng)物的廢液、廢渣等)和利用途徑,擬訂凈化方案,并作技術(shù)、經(jīng)濟分析。如果采用新的凈化方法和工藝,還需要進行必要的試驗。

          3) 設(shè)備選型或設(shè)計
          凈化設(shè)備應(yīng)根據(jù)廢氣的數(shù)量、成分、性質(zhì)和凈化設(shè)備的規(guī)格、性能選用。如果沒有凈化設(shè)備的產(chǎn)品或圖紙可供采用,則需進行設(shè)計。通過設(shè)備選型,確定凈化設(shè)備的型號、規(guī)格和數(shù)量;或通過設(shè)計,確定設(shè)備構(gòu)造、尺寸、材料和加工工藝。

          這項工作的指導(dǎo)原則是,在 經(jīng)濟、合理的條件下,保證污染物排放量達到有關(guān)標準規(guī)定的要求,或保證污染物排放后其影響范圍內(nèi)的大氣質(zhì)量符合要求。因此,設(shè)計計算時要將凈化設(shè)備和排放設(shè)備(煙囪或排氣筒)聯(lián)系起來進行。如果以大氣質(zhì)量作為設(shè)計考核標準,則需要進行污染物排放后的擴散計算。

          4) 凈化系統(tǒng)的設(shè)計和計算
          這一部分工作包括設(shè)備和管道布置、系統(tǒng)阻力計算、風(fēng)機選用、排氣筒(或煙囪)的計算或校核、輔助設(shè)施(如凈化系統(tǒng)附屬的供水、供氣管道和設(shè)備)設(shè)計。在進行設(shè)備和管道布置時,要與工藝和其他工種(特別是土建)密切配合,互相協(xié)調(diào)。設(shè)計進行到此,就可以向其他工種提出技術(shù)要求和提供技術(shù)資料。

          向土建(建筑和結(jié)構(gòu))應(yīng)提的要求和資料主要有:設(shè)備和管道的名稱、位置、尺寸、重量,所需凈空,支承件的位置,門和孔口的尺寸、位置和預(yù)埋件等。如果需要機房,則應(yīng)提出機房位置、平面和剖面尺寸、起重設(shè)備的規(guī)格、安全要求(如防火、防爆、防腐蝕等)、隔聲要求等。

          向給排水和水污染控制方面應(yīng)提的要求主要有:用水設(shè)備名稱、數(shù)量、位置,供水的水質(zhì)、水量和水壓;排放廢水的設(shè)備名稱、數(shù)量、位置、廢水的水質(zhì)、水量和凈化要求(如果回用)等。

          向電氣方面應(yīng)提的要求有:用電設(shè)備的名稱、位置、供電電壓、電流、同時運轉(zhuǎn)情況,控制要求等。

          如果凈化系統(tǒng)需要供應(yīng)燃油、燃氣、壓縮空氣等,應(yīng)提出需要供應(yīng)能源的設(shè)備名稱、位置,所需能源的品種、規(guī)格、用量等。


          3、成果表達

          1)施工圖繪制

          施工圖是設(shè)計成果的主要表達形式,也是設(shè)備加工制作和施工安裝的主要技術(shù)依據(jù)。因此,施工圖必須具有完整性、正確性,并符合規(guī)范化的要求。

          一般情況下施工圖包括

          ①凈化系統(tǒng)的平面和立面圖:應(yīng)充分表達系統(tǒng)中的設(shè)備和管道的位置、高度、外形尺寸和設(shè)備編號,在附表中應(yīng)列出設(shè)備編號、型號、規(guī)格、數(shù)量,說明中應(yīng)規(guī)定管道材料、制作要求、防腐和保溫措施及系統(tǒng)施工安裝的技術(shù)要求。

          ②凈化系統(tǒng)的軸測圖:對比較復(fù)雜的系統(tǒng),需繪軸測圖,反映設(shè)備和管道的空間相對位置和關(guān)系,圖中需注明設(shè)備編號(與系統(tǒng)平面和立面圖一致),管道直徑、坡度、管段長度,橫向直管起止點標高,管道部件編號。在附表中需列出部件編號、名稱、型號、規(guī)格和數(shù)量。對大型管道系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)外形尺寸按比例繪雙線軸測圖。

          ③非標設(shè)備設(shè)計圖:應(yīng)包括裝配圖、零部件加工圖和加工、裝配等方面的技術(shù)要求。
          2)設(shè)計文件編制

          ①設(shè)計說明書:主要包括設(shè)計任務(wù)的依據(jù)、設(shè)計內(nèi)容和技術(shù)要求、設(shè)計標準、設(shè)計思想、方案探討、設(shè)計工作程序(包括試驗研究)、施工和運轉(zhuǎn)調(diào)試要求、運轉(zhuǎn)管理建議等。

          ②設(shè)計計算書:主要包括基礎(chǔ)資料和數(shù)據(jù)(注明來源)、設(shè)計計算方法和程序、計算過程和結(jié)果。

          設(shè)計工作基本完成后,需按規(guī)定進行校對、審核,以保證設(shè)計質(zhì)量。


          4、后期工作
          在完成設(shè)計后,為了保證順利施工以至投入正常運轉(zhuǎn),還必須做好后期工作。后期工作主要包括:

          1)技術(shù)交底:施工前的技術(shù)交底是銜接設(shè)計和施工的重要環(huán)節(jié),除需介紹工程的內(nèi)容、規(guī)模和特點外,應(yīng)重點交待指導(dǎo)思想、設(shè)計意圖、技術(shù)關(guān)鍵、

          施工要求和預(yù)計的工程難點等。

          2)現(xiàn)場配合:施工過程中與施工單位密切聯(lián)系,協(xié)商解決施工中出現(xiàn)的問題,并根據(jù)實際情況作必要的局部調(diào)整。

          3)運轉(zhuǎn)調(diào)試:與施工單位、建設(shè)單位共同制訂調(diào)試工作計劃,對凈化系統(tǒng)各部分進行檢測、調(diào)試和全系統(tǒng)聯(lián)動試車。

          4)竣工驗收:參加工程竣工驗收,按照設(shè)計任務(wù)書中的技術(shù)要求作全面檢驗,評價工程質(zhì)量。對不符合要求部分與施工單位商定改進和彌補措施。

          凈化過程的預(yù)處理和后處理


          凈化預(yù)處理和后處理

          1、廢氣的預(yù)處理
          當(dāng)廢氣的成分、性質(zhì)和狀態(tài)不符合凈化過程的要求,就要進行預(yù)處理。
          例如,袋式除塵器受到濾料耐熱性能的限制,處理氣體的溫度不能太高;高溫氣體不利于吸收或吸附。這些情況下,如果廢氣溫度太高,就要進行預(yù)冷卻。
          又如,廢氣中含有顆粒物(粉塵、液滴),對吸收、吸附和催化轉(zhuǎn)化均不利。如果廢氣含塵濃度過高,就要進行預(yù)除塵。燃燒和催化轉(zhuǎn)化要在一定溫度下進行,如果廢氣溫度較低,應(yīng)進行預(yù)熱。
          預(yù)處理主要是冷卻(或加熱)、除塵、除濕及去除不利于凈化過程的組分等。

          2 、污染物的后處理
          對凈化設(shè)備捕集下來的污染物進行后處理,是凈化過程的 后,也是十分重要的環(huán)節(jié)。如果處置不當(dāng),引起二次污染,以至前功盡棄。所以在選擇廢氣治理方案時,不但要考慮凈化方法和工藝,而且要考慮捕集下來的污染物的處理和處置。
          捕集下來的污染物,有灰渣、淤泥、清液等幾種存在形式。
          污染物的處置方式有兩種:合理利用和經(jīng)無害化處理后拋棄。

          凈化設(shè)備選型
          凈化設(shè)備的選型是設(shè)計中的關(guān)鍵,必須根據(jù)排放要求、工藝條件、廢氣的性質(zhì)(載氣和污染物)、凈化設(shè)備的性能、經(jīng)濟條件和管理水平等因素,進行調(diào)查研究、綜合分析,選用適當(dāng)型號、規(guī)格的設(shè)備。
          基本的技術(shù)要求是:排氣的性質(zhì)與凈化設(shè)備的性能相適應(yīng),廢氣流量與設(shè)備處理能力相配合。

          排氣筒設(shè)計

          在適當(dāng)?shù)牡攸c、時間,將一定數(shù)量的廢氣排放,利用污染物在大氣中的擴散稀釋,使污染物的濃度保持在大氣質(zhì)量標準容許的范圍內(nèi),是一種有效而經(jīng)濟的大氣污染控制措施,通常稱為稀釋法控制。稀釋控制主要是通過設(shè)計合適的排氣筒(或煙囪),使廢氣在一定高度以一定的速度和,溫度排放來實現(xiàn)的。


          管道設(shè)計

          1 、管道的材料和構(gòu)造
          輸送廢氣的管道,常用材料有鋼板 (包括塑料復(fù)合鋼板 )、混凝土、磚。要求防腐蝕的管道,可采用硬聚氯乙稀、聚丙烯或玻璃鋼(玻璃纖維增加塑料)。管材的選擇主要根據(jù)被輸送氣體的物理、化學(xué)性質(zhì),并考慮技術(shù)經(jīng)濟條件等因素。

          輸送廢氣的管道,大多數(shù)采用圓斷面,在某些特定條件下可采用矩形或其他形狀的斷面。由于這類管道規(guī)格復(fù)雜,用量較少 (相對于其他通用管道而言),所以目前很少有定,型產(chǎn)品,多數(shù)是根據(jù)設(shè)計要求預(yù)制或現(xiàn)場加工的。

          2 、管道系統(tǒng)的安排
          1)系統(tǒng)劃分
          排氣系統(tǒng)的劃分,首先必須考慮排氣的性質(zhì)。例如,排高沸點液體的蒸氣或水蒸氣,不能與排粉塵合為同一系統(tǒng);排可燃氣體、粉塵或油霧,不能與排熱煙氣合為同一系統(tǒng)。其次要考慮同時運轉(zhuǎn)的可能性,不同時使用的設(shè)備,分系統(tǒng)設(shè)置,可以保證運轉(zhuǎn)的靈活性,減少能耗。
          2)管道布置
          管道布置合理與否,直接影響到系統(tǒng)建造和運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟性和可靠性。所以應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場情況(建筑物、其他設(shè)備或管線)、工藝要求和輸送氣體的性質(zhì),確定管道走向和輔助部件位置(如閥門、阻火器、泄壓口、檢查口、清掃口、卸灰口、放液口、監(jiān)測口)等。

          管道布置主要原則是:

          ①管道盡量順直,不影響生產(chǎn)和交通,避免與建筑物、其他設(shè)備和管 線發(fā)生矛盾,少占有效空間,并且要便于安裝和維修。
          ②管道應(yīng)避免斷面和方向的突變 (如突擴、突縮、急轉(zhuǎn)彎),減少合流,氣流的沖突,以降低氣流壓損,避免積塵或磨損。
          ③輸送含塵氣體的管道,應(yīng)盡量避免橫管。如果要進行水平方向較長 距離的輸送,可將管道布置成若干段傾斜管 (與水平面的夾角要在45°~~60°),或在橫管上連續(xù)設(shè)排灰斗。,
          ④輸送含高凝結(jié)點蒸氣、水蒸氣或霧滴的廢氣,橫管應(yīng)保持不小于 0.005的坡度,以便排液。排液方向 好與氣流方向一致,并在容易積液的地方(如管道末端、彎頭等 )設(shè)放液口。
          ⑤管道沿建筑物設(shè)置,或與其他管線平行設(shè)置,應(yīng)保持必要的安裝、 檢修距離,及有關(guān)規(guī)范規(guī)定的距離。

          3)附件設(shè)置

          ①在需要關(guān)閉或調(diào)節(jié)流量處(如各吸氣點、管路分支處),設(shè)置閥門。但除塵系統(tǒng)的管道上應(yīng)盡避免設(shè)調(diào)節(jié)閥,以免堵塞。閥門的種類較多(如蝶閥、插板閥、密閉閥等),性能各異,應(yīng)注意,選擇使用。
          ②在管道容易積塵的地方,設(shè)檢查口或清掃口。在需要進行測試的地方(如直管段、凈化設(shè)備進出口等處),設(shè)可啟閉及便于與,測試、取樣儀器連接(法蘭或帶螺紋短管)的檢測口。
          ③輸送含可燃物、腐蝕性氣體的廢氣,要采取防火、防爆和防腐蝕措施。
          ④輸送高溫氣體的管道,要有補償因溫度變化而引起管道伸縮的措施,如設(shè)補償器或彎管。
          ⑤排氣筒出口的位置、高度、直徑、需經(jīng)過擴散計算確定,以保證對周圍環(huán)境的影響符合要求。

          3、防爆、保溫、防腐蝕和防磨損措施

          1)防爆

          當(dāng)廢氣中可燃物 (氣體或粉塵 )濃度處于易爆范圍,一旦遇高溫、明火,就會發(fā)生爆炸。處理含可燃物的廢氣,應(yīng)特別注意安全。
          首先是設(shè)計應(yīng)保證系統(tǒng)內(nèi)廢氣中可燃物濃度處于易爆濃度下限以下,并且要避免局部出現(xiàn)污染物積聚。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)杜絕一切火源,如摩擦或撞擊引起的火花、電火花等
          為了防止火焰在設(shè)備之間傳播,可在管路上裝設(shè)金屬網(wǎng)或礫石阻火器。
          在容易發(fā)生爆炸的部位,應(yīng)設(shè)置泄爆門。
          氣體管路中采用的連接水封 。

          2)保溫

          當(dāng)廢氣溫度較高,且其中存在水蒸氣或其他高沸點物質(zhì)蒸氣時,為了避免在管道和設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)液體凝結(jié),必須對管道和設(shè)備采取保溫措施。

          寒冷地區(qū)的液體管道和濕式凈化設(shè)備,也需要保溫,防止凍結(jié)。

          3)防腐蝕

          設(shè)備、管道受腐蝕,會縮短使用壽命,影響工作性能,以至失效;還會引起跑、冒、滴、漏等無組織排放,甚至造成事故。
          對金屬材料,可增加耐腐蝕金屬鍍層;也可采用非金屬保護膜,如表面加涂料、搪瓷、刷瀝青、復(fù)合塑料、襯貼橡膠等。
          采用適當(dāng)?shù)哪透g材料,也是重要的防腐措施

          4)防磨損

          除塵系統(tǒng)的設(shè)備和管道易受磨損,磨損引起漏氣,會嚴重影響效果。氣態(tài)污染物凈化系統(tǒng)如果使用含固體顆粒的漿料,也有磨損問題。
          防止磨損的主要措施:保持氣體流速適當(dāng),改進管道(主要是彎管)和設(shè)備(如離心分離器)的形狀和構(gòu)造;采用耐磨材料作襯里或使用耐磨材料制成的部件。

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