硫化車間工藝廢氣工程設計的施工實踐論文

論文范文 時間:2019-11-10 我要投稿
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  摘要:本文介紹了某硫化車間的硫化廢氣收集系統的設計及施工。通過設置局部排風罩,增加置換送風口,變頻排風的方式對原有系統進行改造。

  關鍵詞:硫化;局部排風;變頻

  引言

  通常硫化是橡膠制品生產的必備工藝。在橡膠制品的硫化工藝過程中,產生的有機廢氣會污染室內環境和對操作人員的身體造成危害:如非甲烷總烴、硫化氫、二氧化硫、臭氣、煙塵、顆粒物等。其中硫化氫是強烈的神經毒素,會對粘膜產生強烈的刺激作用;二氧化硫進入呼吸道后,由于其易溶于水的特性,故大部分被粘滯在上呼吸道,生成具有腐蝕性的亞硫酸、硫酸、硫酸鹽在濕潤的粘膜上,增強了刺激作用。特別是對眼及呼吸道粘膜有強烈的刺激作用。同時由于橡膠硫化的生產過程是在150~160℃發生,在這個過程會產生44℃熱煙氣,如果通風不暢,會造成室內處在高溫環境,危害操作人員的身體健康。本文介紹針對改造某生產企業的硫化車間的廢氣收集系統的設計及工程實踐。

  1改造前

  現有廠房屋頂安裝了通風器,通風換氣次數約8次。但硫化設備上沒有設風管排風,排風效果不佳。硫化車間的壓鑄機工作時,當設備打開,高溫、異味白煙溢出。同時安裝了六臺環保型水冷機用于冷卻廠房,每臺送風量52,000cmh,用電量22kW,其中一臺在之前的改造中拆除。

  1.1通風系統存在的問題

  (1)廠房內現有的送風立管安裝在大概離地4m的高度,出風口是普通格柵風口,其中部分送風口已脫落,出風風速高達3~4m/s,擾動了整個車間的氣流,使熱廢氣在車間內混合在一起,氣流組織不合理。(2)廠房屋頂設通風器,不能有效地將設備廢熱氣排走。由于沒有排風管道系統,目前的全室熱排氣從設備中溢出后,在廠房內擴散,不能很快排除,懸浮在廠房內,越積越多,形成儲煙倉,造成廠房內溫度很快上升。(3)根據業主提供的第三方檢測公司的室內污染物檢測報告,總粉塵量,油霧及非甲烷總烴超過國家標準限值。上述問題造成廠房內夏季很熱,通風狀況不好,房間內空氣品質較差,對操作人員的健康不利。

  2改造系統設計

  由于現有的全局通風不能有效地排除廢氣,因此本次改造考慮采用局部排風系統。

  2.1收集系統設計

  針對原有的送風系統,考慮將現有送風口末端改為置換風口,垂直送風管道從離地4m高度延長,置換風口底部離地1.2m;將送風風速降低為1.0m/s,減小對室內氣流的擾動;增加設備末端排風:針對不同的設備類型采取不同的局部收集方式。從設備內部設置側吸口,或者從每臺設備的正面或者背面設置局部排風罩(根據不同的設備)。模具從硫化機中取出后,會放置到修剪臺上進行毛邊修理,因此修剪臺上方設置局部排風罩。設備上連接的排風罩設置電動開關風閥,電動風閥與工藝設備聯鎖,根據設備的開模和關模信號啟停。共設2臺變頻排風機,設在室外。

  2.2局部排風系統計算

  2.2.1風量計算

  廠房現有壓鑄機共84臺,設備同時使用系數取為33.3%。排氣罩排風量計算采用槽邊側集罩和帶法蘭邊的傘形罩模型。槽邊側集罩[1]:Q=BWC或者Q=V0n;h按罩口速度Vx=10m/s確定;C為風量系數,在0.25~2.5m3/(m2.s)范圍內變化,一般取0.75~1.25;帶法蘭邊的傘形罩模型[2]:L=3600V0FF———罩口面積,m2;V0———罩口平均風速,m/s,取值可按如下規定:排除有刺激性的有害氣體時:一邊敞開V0=0.5~0.75m/s,本工程取0.5m/s;根據上述公式,針對不同的設備,傘形罩另外修剪臺采用傘形罩,計算得風量為1300~2500cmh;修剪臺和設備為不同時工作,設備使用存在延時的關系,設備和修剪臺同時工作系數取0.6,共84個單元,各單元同時使用系數為0.33,漏風率考慮5%,總風量為108000cmh。

  2.2.2阻力計算

  通風系統的經濟性受到風管內氣體流速的較大影響。流速大,風管斷面小,消耗的材料少,建造費用小;但是系統阻力大,電能消耗大,運行費用高。流速小,阻力小,電能消耗少,但是風管橫截面積大,材料和施工費用高,風管占的空間大。因此必須通過技術經濟比較,選定適當的氣體流速,使投資和運行的費用最低。對于管道系統,取支管速度12m/s,主管速度15m/s;風管材質按照鍍鋅鐵皮考慮,室外為PP風管;直通管阻力系數取0.04;風管水利計算表如下:末端處理設備阻力考慮為2000Pa,考慮10%的余量,整個系統設計總阻力為3500Pa。

  2.3控制系統

  由于84臺壓鑄機不同時工作,因此本系統為變風量系統。壓鑄機上的電動風閥根據設備提供的開模信號打開,根據設備提供的關模信號關閉,修剪臺設手動風閥,人工開啟和關閉。主管上設壓力傳感器,當末端設備的風閥開啟和關閉后,造成系統中的靜壓發生變化根據風管的靜壓變化,調節風機變頻;主風管上設置旁通電動風閥,當末端風閥逐漸關閉,風管的靜壓逐漸升高,排風機頻率降低,排風機頻率降低到報警值,旁通風閥打開,風機低頻運行。當末端風閥逐漸開啟,風管靜壓逐漸降低,排風機頻率升高,旁通風閥逐漸關閉。排風機與70℃防火閥連鎖,當火災發生時自動關閉全部風機;該控制系統根據末端設備的開啟,靈活地控制風量,節省了運行過程的電量,避免了能源的浪費。

  3系統安裝

  在施工過程中,由于本系統屬于高靜壓系統,所有拼接縫和風管連接處均采用密封措施。室內風管采用鍍鋅螺旋風管,角鋼法蘭連接,并在接縫處密封。室外風管采用PP風管,熱熔焊接。由于現場設備型號不同,因此需根據不同的設備,采取頂吸罩和側吸罩的形式。

  4結語

  改造后的系統總排風量為108000m3/h,風機阻力為3500Pa。通過增加置換送風口,改進了室內的氣流組織,使清潔的風有效地送入室內。末端排風罩的收集,快速地將90%的煙氣排除,將大部分的熱量和有害物質排出室內,降低了車間內的溫度,改善了車間的工作環境,在生產的全過程最大限度地減少對操作人員的危害。為企業有效地處理VOCs,減少污染物的排放量,實現清潔生產提供了條件。

  參考文獻

  [1]王純,張殿印.廢氣處理工程技術手冊[M].2012.

  [2]陸耀慶.實用供熱空調設計手冊[M].2007.


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