化工工程设计方案.docx

1工程概括
本系统采纳氧化技术办理有机废气。废气与补氧空气混淆经尾气换热器预热后与废水
换热后进入催化反响器，在反响器中进行催化氧化反响，将有害的挥发性有机物转变成二氧化碳和水，产生的烟气经蒸汽过热器和板式换热器回收热量后排入烟囱。
烟气排放标准按GB16297-1996《大气污染综合排放标准》实行。
2设计条件
废气参数
1、废气办理量:41864kg/h 即 3381Nm 3/h
2、废气的绝热温升：313C
3、废气温度：60C
4、废气中污染物详细成分以下表：
序号
构成
分子式
分子量
Wt%
热值（kJ/ Nm3 ）1
1
氮
N 2

0
2
氩
Ar

0
3
A
氧
ii°6
32

0
A

^水
H U
2

6
0
5
二氧化碳
CU 2

0
6
-一氧化碳
CU

12636
7
乙烷
C2H 6

63577
8
n
丙烯
C3H6

86407n i a n n
9
丙烷
C H38

91029
10
一甲醛
CH 2U

12841
11
乙醛
rC2H4U

48130

丙烯醛
C3 H 4：

68803
^3-
丙醛
~^U-

75130
14
丙酮
C 3H6U

73956
15
异丙酮
nc4+ 而A!
C3H8Uc 38

80709

醋酸
C H U
- 2 TT 4 -2

35121
17
丙烯酸
C H U342

574

废水参数
1、废水办理量：4180Kg/h
2、废水绝热温升：377 C
3、废水温度：30C
序号
构成
分子式
分子量
Wt%
热值(kJ/ Nm3)
1
n
A
H2O
P 21

0
„ 1 rrcnr

-二 力

0-
醋酸
C H O^
2 4 2

35 121
4
丙烯酸
C3H 4O2

574

4、废气中污染物详细成分以下表:
2、《工业公司噪声控制设计规范》
(GBJ87-1985 )

公用工程
1、饱和蒸汽
压力：温度：2 C
2、低压蒸汽
压力：温度：143°C
3、电气
电气：380V , 50Hz , 3相仪表：220V , 5OHz , 1相
4、仪表空气
压力：温度：常温
3焚烧系统设计工艺要求及装置构成
设计履行规范
1、《中华人民共和国环境保护法》（1989年）

(TJ36-1979 )
(GB16297-1996 )
(GB3096-1993 )
(GB12348-28 )
3、《工业公司设计卫生标准》
4、《大气污染物综合控制标准》
5、《城市地区环境噪声标准》
6、《工业公司厂界噪声标准》
7、《化工管道设计规范》
8、《设备及管道设计公则》
设计工艺要求
带格式的：项目符号和编
工艺技术要求
1、采纳催化焚烧方式，进行无焰焚烧，正常焚烧过程中无需任何燃料。
2、利用废气压力直接将废气预热后送至炉内催化床焚烧，操作方便。
3、运行过程中，经过调理补氧风量，保证催化反响器的烟气温度稳固在设计范围内。
4、焚烧系统应知足所要求运行工况下能完整焚烧废气，并将废气中的C、H、O完整地转
变成CO2、 H2O等无害物质。
5、正常运行时产生 25t/h过热蒸汽（2 C过热到250 C）。
6、采纳PLC全自动运行控制设计，并可切换为手动，并预留信号输出接至DCS中控，自动化程度高。
7、焚烧系统设备资料应具备耐高温、耐腐化性能，保证设备的正常使用寿命。
8、要按规定做好防雷击静电接地。
9、工作场所设备部署需知足 《石油化工设计防火规范》 的隔爆要求。本系统按甲A类装置设计，电气的防爆等级为 dll BT4，控制系统的防爆等级 Exia IIBT4,电机防备等级为IP54。控技术要求
本焚烧系统采纳PLC自动控制，系统负责对废气办理设备各动力设备实行供电和自动控
制。对焚烧办理设备中重点设备的运行状态、重点点的温度和压力加以监测。
为保证废气办理系统的正常运行，本设计经过收集与传输温度、压力的参数变化信号来达到自控焚烧与自控连锁的安全保护功能，并预留信号输出接至DCS中控。
装置构成
为知足上述工艺要求动工炉由以下主要设备构成：
动工电加热室、前催化反响器、蒸汽过热器、后催化反响器、高温板式换热器、低温板式换热器、废水换热器、空气鼓风机、空气过滤器、雾水分别器、烟囱
焚烧办理工艺流程
焚烧工艺流程简介
60 °C丙烯酸废气与空气鼓风机送来的补氧空气及工艺尾气混淆后进入低温板式换热器预热到225C左右。30C废水经废水换热器与143 C低压蒸汽换热后达到9C以上。225C
左右的混淆废气与2090kg/h 95 C以上的废水在管道内混淆蒸发温度降低至142 C左右后进
入高温板式换热器预热到328 C左右，328C左右的混淆废气与2090kg/h , 95C左右的废水
在管道内混淆蒸汽温度降低至250 C左右经动工电加热室进入前催化反响器进行催化焚烧，将废气及废水中的有机污染物氧化成无害的CO 2和H2O。
催化焚烧产生的53C左右烟气进入蒸汽过热器，产生25t/h( 2 C -250C)过热蒸汽，
烟气温度降低至46C左右。烟气接着进入后催化反响器进一步将节余的有机污染物氧化成
无害的CO2和H2O，产生的411C左右的烟气进入高温板式换热器，烟气与混淆废气换热后
温度降低至270C左右，而后烟气接着进入低温板式换热器预热废气为空气，降至120 C左
右的烟气经烟囱达标排放。
运行过程中，经过调理空肚量，废水流量分派比率，保证进入催化反响器的废水温度稳固在设计范围内。
焚烧工艺流程简图
动工电加热室
前催化反响器
48041
Nm 3/h
250 C
2090
kg /h95C
丙烯酸废水
180kg/h
95C
48041Nm 3/h
250 C 40280Nm 3/h
高压饱和蒸汽
45526Nm 3/h
328 C
530 °C
一 ~|蒸汽过热器
250kg/h
2 C
45526Nm 3/h142C
Q090 kg /h95C ' "4
低压饱和蒸
一 772kg/h! 143 C
废水换热器
180kg/h30 C
-772kg/h 143 C
丙烯酸废水
蒸汽冷凝水
高压锅热蒸汽
428050
466 C
― /hm 3/h 25C
后催化反响器
48050Nm3/h
441
T高温板式换热
4805
L11Nm 3 /h 2
)Nm 3/h7C
C
2
低温板式换热
48050 Nm
3/h,20C
烟囱
空气+工艺尾气
430|11Nm
50C
十
270 C
空气鼓风机
92Nm 3/h 20C
/h
33811
Nm 3/h
60 C
丙烯酸废气

序号
项目
单位
数值
1
丙烯酸废水办理量
Kg/h
4180
2
丙烯酸废水入温度
C
30
3
丙烯酸废水出温度
C
95
4
低压蒸汽耗量
Kg/h
772
5
低压蒸汽入压力
Mpa

6
低压蒸汽入温度
C
143
7
蒸汽冷凝水出温度
C
143
8
热量损失
%
2
9
换热面积
M 2
8

4主要设备说明
废水换热器
废水换热器功能
,143C的低压蒸汽进入废水换热器与30C丙烯酸废水换热，废水预热至95C以上后分
成两支路，一支路与低温板式换热器出来的225 °C左右的丙烯酸废气及补氧空气混淆蒸发为
142C左右的混淆气后进入高温板式换热器；另一支路与高温板式换热器出来的混淆气混淆蒸发至250C左右后进入动工电加热室，低压蒸汽冷凝为同压力下的饱和水排出系统。废水换热器拥有换热效率高、设备运行安全、靠谱等长处。
废水换热器参数设计参数
动工电加
动工电加热室功能
为达到废气催化焚烧的起燃温度，在焚烧装置运行前需要对系统进行预热。当焚烧设备的工况知足催化焚烧反响要求后，加热装置停止工作，完整依赖废气中的有机物放出的热量保持系统进行。本方案采纳电加热装置预热系统和废气空气混淆气，使混淆气温度保持在
250 C左右。
在开车过程中，因为必定量的废气在预热并经催化焚烧后，经过换热器能预热等量的废气，所以电功率的耗费即为预热43011 Nm 3/h混淆气所需的电量。
序号
项目
单位
数值
1
开车时间
h
6
2
丙烯酸废气入温度
°C
60 n
3
丙烯酸废气办理量
Nm 3/h
!
3381
4
补氧空肚量
Nm 3/h
92
5
预热温度
C
250
6
开车电功率
kw
4
动工电加热室设计参数
催化反
前催化反响器功能
催化反响器用于装置已运行、废气焚烧时的工况。
动工电加热室出来的250C左右的废气、补氧空气及废水混淆气，进入催化反响器，废物中的80%左右有机成分完整分解成水和二氧化碳等无害气体。
经过调理补氧空肚量使催化反响器出烟气温度控制在530 C左右。
前催化反响器设计参数
序号
项目
单位
数值
1
入混淆气体温度
C
250
2
出烟气温度
C
530
3
热量损失
%
1
4
有机物转变率
%
80
5
入丙烯酸废肚量
Nm 3/h
33811
6
补氧空肚量
Nm 3/h
92
7
入丙烯酸废水量
Nm 3/h
5030
8
出烟肚量
Nm 3/h
40280
9
反响器气速
m/s

10
催化反响器截面积
m 2

11
催化剂模块数
行数X列数X层数
5x5x 2

蒸汽过热器
蒸汽过热器功能
从催化反响器出来的烟气进入蒸汽过热器进行热能的回收利用。本套装置产生、250 C
的过热蒸汽250kg/h。
过热器工质与烟气为逆流换热，过热器整个受热面积为①38 x的蛇形管，资料为
12Cr1MoV ，在过热器系统中，、2C饱和蒸汽被加热至250 C的过热蒸汽。
蒸汽过热器设计参数
序号
项目
单位
数值
1
烟肚量
Nm 3/h
40280
2
入烟气温度
°C
530
3
出烟气温度
°C
466
4
饱和蒸汽压力
—
Mpa
—
5
饱和蒸汽温度
C
2
6
过热蒸汽温度
C
250
7
热量损失
%
2
8
锅热蒸汽量
kg/h
250
9
换热面积
2m L
78
10
设备外形尺寸
长x宽x高mm
3625 x 2755 x 15
后催化反响器
后催化反响器功能
蒸汽过热器出来的烟气接着进入后催化反响器，经过催化反响作用进一步将烟气中节余
有机成分分解成水和二氧化碳等无害气体。
后催化反响器设计参数
序号
项目
单位
数值
1
入烟气温度
C
466
2
入烟肚量
Nm 3/h
40280
3
出烟气温度
C
441
4
出烟肚量
Nm 3/h
48050
5
热量损失
%
1
6
反响器气速
m/s
4
7
催化反响器截面积
m 2

8
催化剂模块数
行数x列数x层数
5x5x2

序号
成份
含量Nm 3/h
含量Vol%
1

35481

2
2
CO 2
A_2
1487
?

3
O
2
2 42 2

4
H 2O
8660

共计
48050

后催化反响器出烟气成分
序号
项目
单位
数值
1
入混淆肚量
Nm 3/h
4556
2
入混淆气温度
°C
142
3
出混淆气温度
°C
328
4
入烟肚量
Nm 3/h
48050
5
入烟气温度
C
441
6
出烟气温度
C
270
7
热量损失
%
1
8
换热面积
m 2
934
9
设备外形尺寸
长x宽x高mm
35 x 36 x 3150

高温板式
高温板式换热器功能
从后催化反响器出来的烟气进入高温板式换热器，与142C的丙烯酸废气、空气、废水
构成的混淆气进行换热，换热后荒弃温度为328 C。
为其换热器采纳板式换热器，拥有换热效率高、设备运行安全、靠谱等长处。
高温板式换热器设计参数
低温板式寸
低温板式换热器功能
从高温板式换热器出来的烟气进入低温板式换热器。50C丙烯酸废气及空气鼓风机送来
的补氧空气混淆后进入低温板式换热器与烟气进行换热，换热后混淆气温度达到225 C左
右，烟气温度降至 120C左右由烟囱达标排放。
尾气换热器采纳板式换热器，拥有换热效率高、设备运行安全、靠谱等长处。
低温板式换热器设计参数
序号
项目
单位
数值
1
丙烯酸废肚量
Nm 3/h
33811
2
入废肚量
°C
60
3
补氧空肚量
Nm 3/h
92
4
出混淆气温度
C
225
5
入烟肚量
Nm 3/h
48050
6
入烟气温度
C
270
7
出烟气温度
C
120
8
热量损失
%
1
9
换热面积
m 2
1829
10
设备外形尺寸
长x宽x高mm
60 x 3010x 3150

烟囱
烟囱排放按GB16297-1996《大气污染物综合控制标准》中二级排放履行。烟囱顶部设
置避雷针，与地面避雷装置相连，接地电阻小宇 4Q .
烟囱设计理论参数

序号
项目
单位
数据
1
烟囱离地面高度
mm
250
2
排放烟肚量
Nm 3/h
48050
3
出烟气流速
m/s
13
4
烟囱直径
mm
中 14

空气鼓风机
补氧风机将空气增补入废气中，进而使得催化反响器出烟气温度控制在530 C左右。
同时为有机废气的催化焚烧供给足够的氧气。
空气鼓风机由卖方供给选型参数，买方购置，设备一用一备。
鼓风机选型参数
型号：流量：12292~1463m 3/h
压力：12427~12078pa
电机功率：75kw
转速：29rpm
5电气控制系统
控制方式
本系统废气办理采纳主装置 DCS控制系统对催化氧化系统进行自动控制和调理。
对生产系统的主要用电设备依据工艺要求，采纳现场手动控制、自动控制并拥有远程控
制系统。控制级别由高到低为：现场手动控制、远程控制、自动控制。
控制柜上的“自动/自动”开关选择“手动”方式时，经过控制柜上的按钮实现对设备的启停、开关操作，知足系统设备检修及保护的需要。
控制柜上的“自动/自动”开关选择“自动”方式，且现场控制站的“自动 僵控”设定为“自动”方式时，设备的安全由各DCS依据办理线的工况及生产要求来达成对设备的运
行或开 关控制，而不需要人工干涉。最大限度的实现系统自动运行，减少人员配置，为系统经济运行供给保证。
控制柜上的“自动/自动”开关选择“自动”方式时。操作人员经过操作面板或中控系统操作站的蓝控制面用鼠标对设备进行启/停、开关操作。
保护方式和保护接地
系统安装停电保护、过载保护、线路故障保护和误操作等安全装置，所在电气设备均可
靠接地，保证系统在特别状态下的安全性（在相对湿度80%，电气回路绝缘电阻不小于24
兆欧），电气连线外有金属软管保护。作业线设备大功率电机变频控制，启动时不会对供电系统造成冲击。
控制系统的接地分为两部分：保护地（沟通地）和障蔽地（直流地）。控制系统接地的
目的就是为了当进入控制系统的信号、供电电源或设备自己出现问题时，有效地接地系统可
蒙受过载电流，并快速将其导入大地，为系统供给障蔽层，除去电子噪声扰乱，为整个控制系统供给公共信号参照点。有效地接地系统的保护有双方面：人员保护和设备保护。当接地系统发生问题时，可造成人员的触电损害，设备着火损失。
系统自动控制
本系统自动控制系统完整按照“工艺必要、先进适用、保护简易”的原则，进行设计和实行；选择外国品牌公司的产品，保障设备连续运行的靠谱性。
本自动化控制系统能够知足废气办理工艺运行的要求，保证生产的稳固和高效，减少劳动强度，改良操作环境，实现办理过程的现代化生产管理。
系统检测项目
序号
测ij点或参数名称
就地
控制盘
指示
指示
记录
积算
信号
一
压力

1
丙烯酸废气压力
/

2
空气鼓风机前后压力
/

3
饱和蒸汽压力
/
/
/

/
4
过热蒸汽压力
/
/
/

/
5
催化反响器出入压力
/
/

二
温度部分

1
丙烯酸废气温度
/

2
空气温度
/

3
丙烯酸废气空气混淆温度
/
/

4
丙烯酸废水预热后温度

5
饱和蒸汽温度

6
过热蒸汽温度

7
过热器管壁温度

8
催化反响器出入温度

9
动工电加热器炉膛温度

10
各烟道烟气温度

11
排烟温度

12
风机轴承温度

三

1

2

3

4