Установка утилизации паров растворителей с линий покраски стальной полосы, количество выделяемых паров до 225 л/час.

Разработать установку для обезвреживания и утилизации паров растворителей, поступающих с технологического цикла « сушка полимерных покрытий» на стальной полосе.

Разрабатываемая установка должна обезвреживать органические выделения и продукты сгорания из сушильных печей и обеспечивать качественный и количественный состав выбросов вредных веществ в атмосферу нормам ПДК.

Исходные технические данные

Количество выделяемых паров растворителей
с одной печи – до 225 л/час.

Местная концентрация органических растворителей
в одной печи – до 10 г/ Нм³.

Концентрация органических растворителей
на выходе из печи – до 4,8 г/ Нм³.

Максимальная температура отсасываемых газов из печи до 400 °С.

Максимальный объем «грязного воздуха» уходящего
из одной печи – 135 000 Нм³/час.

Средний удельный вес отсасываемых газов – 0,720 кг/м³.

Значения давлений:
– скоростного до 45 Па;
– статического до 50 Па;
– полного до 90 Па.

Скорость воздушного потока до 15 м/с.

Состав продуктов сгорания печи: СО₂ 1.2 – 1,0 %, О₂ 18,9 – 19,2 %, СО – 0,0 %.

Состав и характеристики растворителей применяемые различными производителями полиэфирных эмалей прилагаются.

Состав растворителей для полиэфирной эмали:

Состав ЛКМ:

Содержание растворителей в ЛКМ:

Технические требования к проектируемой установке

Состав вредных веществ после установки обезвреживания не должен превышать нормы ПДК, действующие в РФ.

Модернизированное и приобретенное оборудование должны соответствовать требованиям промышленной безопасности и санитарным нормам, действующим в РФ.

Предложенное техническое решение базируется на основе процесса термического окисления очищаемых паров. Установка состоит из 4 модулей, каждый имеет производительность 72 000 Нм3/час. Суммарная максимальная производительность установки 288 000 Нм3/час. Модульная конфигурация установки позволяет гибко варьировать необходимую производительность установки, включая в процесс необходимое количество модулей.

Схема установки

Метод утилизации летучих органических соединений в регенеративном термическом окислителе базируется на процессе термического окисления. Химический процесс термического окисления достаточно прост: температура потока очищаемых паров повышается до такой точки, когда химические связи, которые удерживают летучие органические молекулы вместе, разрушаются. Летучие органические соединения в паре превращаются в углекислый газ, H2O, и термическую энергию благодаря высокой температуре камеры сгорания.

Процесс регенеративного термического окисления протекает в двух камерах рекуперации энергии системы, в которых размещаются керамические вставки, рекуперирующие тепло. Керамические вставки, рекуперирующие тепло выполняют функцию теплообменника для системы. Две камеры работают по принципу адсорбции (адсорбция с переменным слоем) т.е. принцип перемещения через 2 слоя с помощью реверсирования потока. В случае применения данного принципа с использованием керамических вставок процесс называется регенерацией.

Когда очищаемые пары проходят через первый слой керамических вставок, он адсорбирует тепловую энергию, хранящуюся в массе керамического материла, которая предварительно нагревает поток отработанных газов. Затем очищаемые пары попадает в камеру реактора горелки, где теплом от горелки очищаемые пары нагреваются до достижения рабочей температуры системы. После того как температура повысилась и продержалась некоторое время, очищенный пар поступает во вторую камеру рекуперации энергии. Когда поток пара проходит через камеру, холодная масса керамического материала адсорбирует тепловую энергию потока очищенного пара и сохраняет тепловую энергию для обратного потока системы. Как только тепловая энергия первой камеры уменьшается в результате адсорбции входящего воздушного потока, поток через систему поворачивается, и загрязненный входящий поток пара затем направляется через первичную адсорбционную камеру, а поток очищенного пара теперь проходит через предыдущую камеру.

При применении реверсирования очищаемого пара через слои керамического материала необходимо добавлять во входящий поток минимальное количество тепловой энергии для поддержания минимальной рабочей температуры системы. Размер слоев керамических вставок таков, что максимум 95% КПД рекуперации энергии, возможно, достичь при помощи процесса регенерирующего реверсивного потока.

Схема движения потоков в модуле

Пояснения к схеме:

Вход поступающих паров на очистку поступает посредством вентилятора справа. Затем пары направляются горизонтально через верхний манифольд. Потом, (следите за белой стрелой) они движутся вверх, сквозь верхний слой керамической среды /керамического материала (выделен оранжевым цветом) и движется в голубую секцию, где они проходят через камеру горелки и вниз через нижний слой керамической среды / материала, после чего уже очищенные пары (стрелка голубого цвета) и чистый воздух поступают в выхлопную трубу.

Сзади белой выпускной трубы находится заслонка, которая каждые 90 секунд до 2 минут изменяет направление воздушного потока на противоположенное, чтобы тепло, регенерированное керамической средой / материалом, могло быть использовано наилучшим образом. Установки используют очень небольшое количество топлива из-за превосходной регенерации тепла.

Обзор предложения

Предложение подробно описывает поставку одной (1) собранной установки, включающей в себя 4 модуля. Каждый модуль способен переработать 72 000 м³/час отходящих с линии покраски паров.

Ниже приведено описание объема поставки, который мы предлагаем, для каждого модуля входящего в состав установки:

• Один модуль, двухкамерный, с эффективностью удаления (очистки) загрязняющих веществ 95%
• Две камеры теплообменников, с возможностью рекуперации до 90% тепла со керамическими пористыми вкладками для возврата тепла
• Одна секция камеры сжигания, сконструированная для времени нахождения в ней технологического газа
• Один нагнетательный технологический вентилятор в комплекте с двигателем с частотно-регулируемым электроприводом
• Одна горелка, работающая на природном газе для камеры сжигания
• Один направляющий клапан потока
• Один впускной паровой коллектор
• Один выпускной паровой коллектор
• Одна отсекающая заслонка на входе свежего воздуха в сборе
• Один вентилятор подачи воздуха горения
• Одна линия подачи топлива на горелку разработанная в соответствии с NFPA
• Один пульт управления на базе ПЛК
• Одна выхлопная труба, высота разгрузки – 7,5 м над уровнем земли, 1 общая на две установки

Следующая позиция поставляется и распределяется между каждой группой отдельных модулей установки для комплектации целой установки каждого объекта:

• Комната (-ты) управления электрическим оборудованием

Габаритные размеры установки

Предварительно занимаемая площадь 15 м х3,6 м (каждый блок)
Вес 1 блока 68 т

Установка рассчитывалась с учетом следующих исходных данных:

Технологические данные

CO2 - 1.0 до 1.2% по объему
O2 - 18.9 до 19.2% по объему
CO - 0.0% по объему
N2 - 79.6 до 80.1% по объему
Растворяющее вещество - 0.094% по объему. макс/ 4.8 г/Нм3

Исходный состав паров

Расчетный состав паров

Пояснения:

Изменения в расчетном химическом составе паров произошли потому, что при температуре на входе в окислитель при 400C все другие пары будут уже переработаны (преобразованы), поскольку имеют температуру самовоспламенения (самоокисления) меньше 400 С. При расчете установки принимался во внимание наиболее худший возможный вариант, при котором будут обрабатываться все ЛОС с температурой самовоспламенения выше 450 С и будет происходить их разрушение. Такой подход дает абсолютный гарантированный 100%-й запас результата утилизации.

Примечание:

При подготовке предложения на оборудование предполагалось, что очищаемые пары не содержат совсем или содержат в очень малых концентрациях взвешенные частицы в технологическом потоке при его поступлении в установку регенеративного термического окисления.

Примечание:

Пропускная способность каждого модуля будет 283 станд. м3/час. Это номинальный размер горелки. Модуль будет способен потреблять этот объем только во время подогревания, направляя тепло в слои керамической среды (материала).

Во время работы с выделением тепла от органического соединения, эти системы будут работать с горелкой, переключенной на минимальное пламя (огонь), что меньше 14,16 станд.м3/час потребления природного газа для каждого модуля.

Спецификация оборудования для каждого модуля

Технологический вентилятор системы

Технологический системный вентилятор используется для вытяжки отработанных газов через коллекторный воздуховод и их нагнетания через Систему Окислителя. Вентилятор допускает нейтральное давление на входе во время нормальной работы.

Промышленный вентилятор идет в комплекте с 225 кВт IEC двигателем с повышенным КПД. Корпус вентилятора произведен из толстостенной углеродистой стали, проваренной непрерывным швом. Вентилятор укомплектован роликоподшипниками для работы в тяжелых условиях эксплуатации, с масленками для консистентной смазки, защитными кожухами вала, уплотнением вала и люком для ТО вентилятора, если потребуется.

Регулирование объема выхлопного потока должно достигаться благодаря использованию частотно-регулируемого привода, который поставляется с оборудованием.

Нижеуказанные предполагаемые уровни звукового давления - для расстояния 1м. Актуальные уровни звукового давления необходимо подтвердить после подбора вентилятора

Ограничительный уровень звукового давления (туннельный вход и выход)

Камеры регенерации энергии

Камеры регенерации энергии в системе выполняют функцию корпуса для материала регенерации тепла, который используется в ходе циклов регенерации системы. Камеры теплоизолированы при помощи блочных материалов из керамического волокна.

Размер каждой камеры будет рассчитан на максимальный предполагаемый расход паров технологического процесса. Каждая камера будет разработана с учетом требуемого термического КПД, перепада давления и требований к физическому размеру.

Материал решетки и опорная конструкция для керамического материала будут изготовлены из нержавеющей стали SS 304 с целью обеспечения структурной стабильности при эксплуатации в высоких температурах.

Керамические материалы теплообмена

Материал теплообмена будет представлять собой химически устойчивый структурированный керамический материал. Количество материала и конфигурация слоя будут таковыми, чтобы добиться 90 % КПД восстановления тепла при максимальных расчетных параметрах расхода.

Срок службы материала при расчетных технологических условиях составит, 15 лет.

Камера сгорания

Камера сгорания имеет два назначения в системе. Назначение первое - подвод требуемой тепловой энергии для того, чтобы довести подогретый воздух, выходящий из слоя регенерации энергии, до требуемой рабочей температуры с помощью розжига горелки в камере. Назначение второе - удержание технологического потока при рабочей температуре для требуемой повышенной температуры для того, чтобы достичь требуемого КПД разрушения – обычно это называется временем нахождения.

Горелка и воздух камеры сгорания

Назначение горелки на установке – создание и подвод тепловой энергии, которая требуется для поднятия температуры на выходе материала теплообмена до требуемой рабочей температуры камеры сгорания исключительно во время пуска. Во время технологической операции огонь (пламя) горелки должен быть уменьшен, поскольку концентрация летучих соединений возрастает.

Одна воздуходувка подачи воздуха на сгорание будет использована для горелки камеры сгорания. Воздуходувка подачи воздуха на сгорание будет подавать требуемый объем воздуха к горелке и будет оснащена заслонкой для контроля объема.

Линия подачи топлива

Линия подачи топлива состоит из магистрального газопровода, который безопасно подает природный газ к горелке камеры сгорания. Для подачи топлива в горелку будет использоваться 1 магистральный трубопровод.

Система подачи топлива горелки будет разработана с учетом нормативов Национальной Ассоциации Пожарной Безопасности NPFA.

Система клапанов

Назначение регулирующих клапанов – направлять движение технологического потока в/из камер регенерации энергии для процесса восстановления.

Заслонки будут спроектированы таким образом, чтобы выдерживать максимальные температуры отработанных газов, возникающие при высокотемпературных процессах.

Основным уплотнением в системе будет посадка «метал по металлу» вторичное уплотнение круглого сечения каплеобразной формы с хвостиком для крепежа (см. рисунок), для обеспечения минимальной протечки клапанов.

Трубопровод на входе и выходе с фланцевым присоединением.

Технологическая отсекающая заслонка / заслонка на входе свежего воздуха

Назначение технологической отсекающей заслонки состоит в том, чтобы изолировать систему от технологического потока. Заслонка на входе свежего воздуха пропускает наружный воздух для продувки системы во время запуска. Обе заслонки будут механически соединены в T-образную конструкцию и будут работать по принципу «вкл./выкл.»

Выпускная труба

Выпускная труба будет поставлена вместе с окислителем для того, чтобы направлять объем очищенного воздуха в атмосферу. Труба будет поставляться в разобранном виде и потребует монтажа и опоры на месте установки. Труба проектируется и предлагается в следующем виде: высота разгрузки – 7,5 метров над уровнем земли, материалы изготовления – углеродистая и нержавеющая сталь. Так же будут предоставлены два (2) контрольных отверстия диаметром Ду 80.

Выпускная труба будет изолирована внешней изоляцией на высоту 2,4 м от уровня земли.

Система управления / оборудования обеспечения безопасности и контроля

Установка будет иметь полностью автоматическую систему управления и контроля, спроектированную по стандарту UL508A.

Система управления будет оснащена полностью автоматизированным кнопочным управлением на протяжении всей последовательности операций системы окислителя. Конструкция с одной кнопкой пуска/останова обеспечивает простоту эксплуатации и устраняет возможность совершения оператором дорогостоящих ошибок.

Система будет включать современные дисплеи (устройства воспроизведения) и графические устройства для получения статуса рабочего состояния, сообщений о неполадках/нахождении и устранении неисправностей. Датчик неполадки покажет сообщения, сообщающие причину любого останова системы или останова средств управления. Сообщения минимизируют время, требующееся для исправления неисправного состояния, минимизирует время, затрачиваемое для поиска и устранения неполадок (диагностики) и увеличивают время работы технологического процесса

Каждая система управления будет установлена в общей комнате управления электрической системой вместе с частотно-регулирующими приводами, силовым распределительным щитом, автономной системой управления отоплением, вентиляцией и кондиционированием (HVAC), столом и запирающейся дверью. Комната управления будет расположена со стороны торца вентилятора РТО установки и будет обеспечена должным освещением для возможности круглосуточного доступа.

Инженеры проконсультируют или предоставят дополнительную техническую информацию по предлагаемым установкам утилизации паров растворителей.

Ваши запросы на установки утилизации паров растворителей просим присылать в технический департамент нашей компании.