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入門必讀】廢氣工程師如何做好廢氣凈化系統設計(基礎調查、技術設計、成果表達和后助工作),認真看完就會了!
日期:2016/9/19 13:50:09 人氣:1343


廢氣凈化系統的設計過程可分為: 
1、基礎調查階段 
2、技術設計階段 
3、總結并提供成果階段 
4、后助工作

1、基礎調查

在接受設計任務后,應首先編制設計工作計劃,確定設計內容和技術要求、技術關鍵、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。

工藝調查 

污染源調查 

背景情況調查 

技術經濟條件調查 

類比調查 


2、技術設計
在完成基礎調查后,進行技術設計。
根據工程的重要性、工程量的大小和復雜性,可采用二階段(設計擴大初步設計和施工圖),或三階段設計,(初步設計、技術設計和施工圖)方式進行。 

設計工作主要包括:

污染源控制方案的確定和污染物散發排放計算

廢氣凈化方案的選定,

凈化設備的選型(或設計)計算

技術經濟分析

設備、管道布置和計算

設計圖繪制

工程概(預)算及設計文件編制。

1) 污染源控制方案的確定
設計工作的第一個重要環節,對污染控制系統的合理性、有效性和經濟性起決定性作用。
污染源控制方案的確定特別要注意與工藝密切配備,協同進行,才能選出最佳控制方案。
對復雜的項目,要從工藝和污染控制兩方面進行專題研究和設計。
對有污染物散發的設備,要重點進行集氣罩的設計和計算。

最后要得出廢氣量、污染物和其他重要組分的含量、廢氣的溫度和壓強等參數。

2) 凈化方案的選定

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

3) 設備選型或設計
凈化設備應根據廢氣的數量、成分、性質和凈化設備的規格、性能選用。如果沒有凈化設備的產品或圖紙可供采用,則需進行設計。通過設備選型,確定凈化設備的型號、規格和數量;或通過設計,確定設備構造、尺寸、材料和加工工藝。    

這項工作的指導原則是,在最經濟、合理的條件下,保證污染物排放量達到有關標準規定的要求,或保證污染物排放后其影響范圍內的大氣質量符合要求。因此,設計計算時要將凈化設備和排放設備(煙囪或排氣筒)聯系起來進行。如果以大氣質量作為設計考核標準,則需要進行污染物排放后的擴散計算。

4) 凈化系統的設計和計算
這一部分工作包括設備和管道布置、系統阻力計算、風機選用、排氣筒(或煙囪)的計算或校核、輔助設施(如凈化系統附屬的供水、供氣管道和設備)設計。在進行設備和管道布置時,要與工藝和其他工種(特別是土建)密切配合,互相協調。設計進行到此,就可以向其他工種提出技術要求和提供技術資料。

向土建(建筑和結構)應提的要求和資料主要有:設備和管道的名稱、位置、尺寸、重量,所需凈空,支承件的位置,門和孔口的尺寸、位置和預埋件等。如果需要機房,則應提出機房位置、平面和剖面尺寸、起重設備的規格、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提的要求主要有:用水設備名稱、數量、位置,供水的水質、水量和水壓;排放廢水的設備名稱、數量、位置、廢水的水質、水量和凈化要求(如果回用)等。

向電氣方面應提的要求有:用電設備的名稱、位置、供電電壓、電流、同時運轉情況,控制要求等。

如果凈化系統需要供應燃油、燃氣、壓縮空氣等,應提出需要供應能源的設備名稱、位置,所需能源的品種、規格、用量等。


3、成果表達

1)施工圖繪制

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

一般情況下施工圖包括

①凈化系統的平面和立面圖:應充分表達系統中的設備和管道的位置、高度、外形尺寸和設備編號,在附表中應列出設備編號、型號、規格、數量,說明中應規定管道材料、制作要求、防腐和保溫措施及系統施工安裝的技術要求。

②凈化系統的軸測圖:對比較復雜的系統,需繪軸測圖,反映設備和管道的空間相對位置和關系,圖中需注明設備編號(與系統平面和立面圖一致),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、規格和數量。對大型管道系統應根據外形尺寸按比例繪雙線軸測圖。

③非標設備設計圖:應包括裝配圖、零部件加工圖和加工、裝配等方面的技術要求。
2)設計文件編制

①設計說明書:主要包括設計任務的依據、設計內容和技術要求、設計標準、設計思想、方案探討、設計工作程序(包括試驗研究)、施工和運轉調試要求、運轉管理建議等。

②設計計算書:主要包括基礎資料和數據(注明來源)、設計計算方法和程序、計算過程和結果。

設計工作基本完成后,需按規定進行校對、審核,以保證設計質量。


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

1)技術交底:施工前的技術交底是銜接設計和施工的重要環節,除需介紹工程的內容、規模和特點外,應重點交待指導思想、設計意圖、技術關鍵、

施工要求和預計的工程難點等。

2)現場配合:施工過程中與施工單位密切聯系,協商解決施工中出現的問題,并根據實際情況作必要的局部調整。

3)運轉調試:與施工單位、建設單位共同制訂調試工作計劃,對凈化系統各部分進行檢測、調試和全系統聯動試車。

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

凈化過程的預處理和后處理


凈化預處理和后處理

1、廢氣的預處理
當廢氣的成分、性質和狀態不符合凈化過程的要求,就要進行預處理。
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、吸附和催化轉化均不利。如果廢氣含塵濃度過高,就要進行預除塵。燃燒和催化轉化要在一定溫度下進行,如果廢氣溫度較低,應進行預熱。
預處理主要是冷卻(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
對凈化設備捕集下來的污染物進行后處理,是凈化過程的最后,也是十分重要的環節。如果處置不當,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:合理利用和經無害化處理后拋棄。

凈化設備選型
凈化設備的選型是設計中的關鍵,必須根據排放要求、工藝條件、廢氣的性質(載氣和污染物)、凈化設備的性能、經濟條件和管理水平等因素,進行調查研究、綜合分析,選用適當型號、規格的設備。
基本的技術要求是:排氣的性質與凈化設備的性能相適應,廢氣流量與設備處理能力相配合。

排氣筒設計

在適當的地點、時間,將一定數量的廢氣排放,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量標準容許的范圍內,是一種有效而經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,溫度排放來實現的。


管道設計

1 、管道的材料和構造 
輸送廢氣的管道,常用材料有鋼板 (包括塑料復合鋼板 )、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被輸送氣體的物理、化學性質,并考慮技術經濟條件等因素。 

輸送廢氣的管道,大多數采用圓斷面,在某些特定條件下可采用矩形或其他形狀的斷面。由于這類管道規格復雜,用量較少 (相對于其他通用管道而言),所以目前很少有定,型產品,多數是根據設計要求預制或現場加工的。

2 、管道系統的安排
1)系統劃分
排氣系統的劃分,首先必須考慮排氣的性質。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;排可燃氣體、粉塵或油霧,不能與排熱煙氣合為同一系統。其次要考慮同時運轉的可能性,不同時使用的設備,分系統設置,可以保證運轉的靈活性,減少能耗。
2)管道布置
管道布置合理與否,直接影響到系統建造和運轉的經濟性和可靠性。所以應根據現場情況(建筑物、其他設備或管線)、工藝要求和輸送氣體的性質,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、監測口)等。

管道布置主要原則是:

①管道盡量順直,不影響生產和交通,避免與建筑物、其他設備和管 線發生矛盾,少占有效空間,并且要便于安裝和維修。 
②管道應避免斷面和方向的突變 (如突擴、突縮、急轉彎),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°),或在橫管上連續設排灰斗。,
④輸送含高凝結點蒸氣、水蒸氣或霧滴的廢氣,橫管應保持不小于 0.005的坡度,以便排液。排液方向最好與氣流方向一致,并在容易積液的地方(如管道末端、彎頭等 )設放液口。 
⑤管道沿建筑物設置,或與其他管線平行設置,應保持必要的安裝、 檢修距離,及有關規范規定的距離。 

3)附件設置

①在需要關閉或調節流量處(如各吸氣點、管路分支處),設置閥門。但除塵系統的管道上應盡避免設調節閥,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,應注意,選擇使用。 
②在管道容易積塵的地方,設檢查口或清掃口。在需要進行測試的地方(如直管段、凈化設備進出口等處),設可啟閉及便于與,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,如設補償器或彎管。
⑤排氣筒出口的位置、高度、直徑、需經過擴散計算確定,以保證對周圍環境的影響符合要求。

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,就會發生爆炸。處理含可燃物的廢氣,應特別注意安全。 
首先是設計應保證系統內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污染物積聚。系統內應杜絕一切火源,如摩擦或撞擊引起的火花、電火花等
為了防止火焰在設備之間傳播,可在管路上裝設金屬網或礫石阻火器。 
在容易發生爆炸的部位,應設置泄爆門。
氣體管路中采用的連接水封 。

2)保溫

當廢氣溫度較高,且其中存在水蒸氣或其他高沸點物質蒸氣時,為了避免在管道和設備內出現液體凝結,必須對管道和設備采取保溫措施。

寒冷地區的液體管道和濕式凈化設備,也需要保溫,防止凍結。

3)防腐蝕

設備、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?;つ?,如表面加涂料、搪瓷、刷瀝青、復合塑料、襯貼橡膠等。
采用適當的耐腐蝕材料,也是重要的防腐措施

4)防磨損

除塵系統的設備和管道易受磨損,磨損引起漏氣,會嚴重影響效果。氣態污染物凈化系統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,改進管道(主要是彎管)和設備(如離心分離器)的形狀和構造;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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