铝涂装线双涂双烘环保方案.docx

铝涂装线双涂双烘环保方案.docx

《铝涂装线双涂双烘环保方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝涂装线双涂双烘环保方案.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

铝涂装线双涂双烘环保方案

一、用户提供彩涂烘箱相关参数

1：

双涂双烘生产线

序号

项目名称

参数内容

1.

工艺形式

2涂2烘；说明：

正面底漆+正面面漆（没有背面涂装）

2.

材料材质

铝板

3.

材料宽度

1600mm

4.

材料厚度

0.1~0.5mm

5.

涂装速度

20~30m/min

6.

干膜厚度

正面底涂~13μ，正面面涂~17μ（底漆+面漆=30μ）

7.

干、湿膜比例

10μ干膜需22~28μ湿膜

8.

烘箱长度

1涂，18米；2涂24米

9.

烘箱温区

1涂：

3区；2涂：

4区

10.

烘箱温度

220~300℃

11.

油漆种类

聚酯漆、氟碳漆

12.

烘箱加热方式

（单面风刀）废气净化余热利用；热风循环加热

13.

溶剂成分

主要为二甲苯

14.

PMT

214~255°

15.

前处理方式

酸洗>烘干80~120℃>铬化>烘干80~120℃

16.

加热热源

天然气压力0.05Ma

17.

热源

天然气

二、设计标准

GB16297-1996大气污染物综合排放标准（新建企业相关污染物见下表）

序号

污染物名称

最高允许排放浓度mg/m3

最高允许排放速率kg/h

无组织排放监控浓度限值

排气筒

m

二级

三级

监控点

浓度

mg/m3

1.

苯

12

15

0.5

0.8

周界外浓度

最高点

0.4

20

0.9

1.3

30

2.9

4.4

4.

甲苯

40

15

3.1

4.7

周界外浓度

最高点

2.4

20

5.2

7.9

30

18

27

7.

二甲苯

70

15

1.0

1.5

周界外浓度

最高点

1.2

20

1.7

2.6

30

5.9

8.8

10.

非甲烷总烃

120

15

10

16

周界外浓度

最高点

4

20

17

27

30

53

83

三、废气净化方法选择

目前温度较高的有机废气处理主要采用热氧化净化方法，主要有催化燃烧、直接高温焚烧、蓄热高温焚烧等几种。

各有优点和缺点，彩铝线采用催化燃烧，因溶剂成分的原因催化剂使用寿命较短，使用后期环保效果、节能效果不理想。

现仅对高温直接焚烧和蓄热高温焚烧做一些说明分析。

直接高温焚烧和蓄热高温焚烧原理都是把有机废气加热燃烧到~750℃，在高温状态下停留一定时间，使废气中有机物充分燃烧氧化净化转化为二氧化碳和水，达到环保净化的目的，并且净化处理效果稳定可靠。

直接高温焚烧在彩铝线应用已成熟可靠，当废气浓度控制调节合适时同样非常节能。

蓄热高温焚烧的区别在于在焚烧炉内安装了蓄热材料，依靠阀门切换气体流动方向达到蓄热、放热提高温度的目的，从而减少燃料消耗，蓄热高温燃烧净化方法在废气浓度较低的场合应用已较为成熟，能耗与直接高温焚烧相比有极大的优势。

但是蓄热高温焚烧在彩铝线高浓度应用还存在一些需要克服的问题。

1、蓄热高温焚烧需要克服的问题：

1）、较高浓度废气进入高温蓄热体内~800℃再次燃烧后，温度急剧升高冲击损坏设备，特别是换热器。

虽然可采用新鲜空气稀释的方法降低废气浓度降低温度，但不可完全避免出现问题的可能性，因牵涉到安全问题则需停机检修影响正常生产。

且稀释处理后风量较大，设备投资增加。

2）、烘箱排气主要通道6个阀门频繁不间断切换可靠性、安全性的问题。

因6个阀门都是烘箱排气主要通道，若阀门出现故障不能有效开启，则可能烘箱因排气不畅导致废气浓度升高而出现危险情况。

另外当阀门不能严密关闭出现泄漏时可能导致环保不达标。

虽然上述问题可通过有效监控保护，但6个故障点出现的几率较高，因牵涉到安全问题则需停机检修影响正常生产。

3）、阀门切换引起风压波动影响正常生产。

当换向阀门快速切换时不可避免出现排气风压波动，当生产线生产品种要求较高，例如左、中、右色差、油漆固化、流平性能要求较高时，因风压不稳导致板面不稳定出现质量问题。

另外，当生产薄板时因风压波动引起张力不稳定、板面波动，导致拉筋打折等问题影响正常生产。

2、直接热力燃烧法的原理

有机废气通过废气换热器换热提高废气温度后，进入燃烧裂解炉膛，采用燃烧机以燃油或燃气为燃料，把废气温度加热到有机物的氧化裂解温度750~800℃，并且在裂解段停留一定的时间，使废气中的有机物充分转化氧化为水和二氧化碳，从而达到净化废气的目的，废气在燃烧净化过程中放出热量，相应燃烧器输出功率降低；在合适的废气浓度、废气预热温度条件下，燃烧器可输出较小的运行功率。

由于废气所需氧化净化温度较高，当废气浓度较低时燃料消耗较多；

根据以上分析，废气直接高温焚烧净化处理方法，系统运行稳定，焚烧系统无阀门切换，且烘箱排气风量、风压无硬性波动；烘箱供热温度、热量稳定可靠，确保生产线正常稳定运行。

因系统中没有需要经常更换的部件所以基本没有维护费用。

在生产线、环保要求比较严格的前提下，选用直接高温焚烧净化是合理的选择。

四、2涂2烘箱合用1套环保设备的说明

1、废气处理风量

废气处理风量必须同时满足以下条件：

1）：

烘箱运行安全的最佳浓度，通常以爆炸极限LEL的20%以内；

2）：

设备最高使用许可的废气燃烧温升；

3）：

废气燃烧净化需要的氧气含量；

4）：

满足烘箱呈微负压的排气风量；

废气处理风量首先考虑烘箱运行安全浓度和设备最高使用许可的废气燃烧温升，根据常用有机物性质，废气浓度一般控制在6~10g/Nm3范围；即根据最高溶剂量和浓度计算处理风量。

现按30m/min，板宽1600mm，底涂+面涂最大干膜厚度30μm，干湿膜比例2.8，计算总溶剂量：

（30×2.8-30）×1.6×30×60×0.8=124416g/h

废气浓度按7g/Nm3计算所需风量：

124416÷7=17773Nm3/h（取整18000Nm3/h）

实际运行风量根据不同的产品规格、速度、溶剂量，采用变频控制烘箱排气的处理风量，达到满足烘箱供热、微负压及燃烧需氧量的要求。

当生产线产品厚度较薄、速度较快时，因单位时间溶剂量较大则处理风量相应增加，并且因溶剂燃烧生成热较大，所以此时燃气消耗较少，相反当板厚较厚，速度较慢时，虽然速度慢，但单位时间烘箱板材所需热量无明显减少，由于溶剂量较少则溶剂燃烧热也较少，此时燃气消耗增加。

因此，生产厚板时在满足板温的前提下，尽可能提高生成速度，降低单位能耗（燃气消耗），在生产薄板时适当控制速度，在最佳的运行条件下生产。

2、2合1的使用控制说明

根据贵公司生产线特点，2个烘箱均为正面单面涂装，1涂正面底漆，2涂正面面漆。

因2个烘箱均为单面涂装（其他同行生产线1个烘箱完成正面+背面涂装固化），2个烘箱总的废气处理风量，考虑设备工艺结构、制作、运输、安装等因素，还在相对合理范围内，所以2合1净化处理是降低设备投资可行的方法。

2个烘箱同时涂装运行约60%的使用率，在较小订单1个烘箱涂装生产时，另一个烘箱作为换色不停机使用。

在此条件下运行，因废气浓度降低则燃气消耗增加，但生产效率因换色不停机而得到提高。

2个烘箱同时运行，按最大所需合理风量正常运行。

当仅使用1个烘箱生产时，且较长时间1个烘箱运行时，为了节约燃气、电力消耗，则务必把不使用的烘箱关闭。

若需运行时，则需提前启动，使烘箱温度正常稳定。

为了确保烘箱运行安全，设置必要的单个烘箱风量、风压、阀门位置保护控制。

为了提高生产效率降低运行费用，尽可能合理安排生产品种，及时调节系统参数和设备运行状态，达到变废为宝、节能环保的最佳状态。

五、高温焚烧余热换热利用系统特点

1.烘箱排放废气；经高温焚烧净化达标，余热利用后全部排空，烘箱内废气浓度低，确保安全（爆炸、燃烧）。

2.烘箱供热洁净；热源来自涂装室低浓度气体间接换热加热供热，烘箱气体洁净，确保产品质量（剥离强度）。

3.烘箱内部洁净，确保产品品质；烘箱供热来自换热后高温新风，烘箱中温、高温区无冷风渗入，无沉积物（高沸点有机物遇冷自然沉积）；避免灰尘的产生影响板面质量。

4.前处理烘干采用新鲜空气余热换热利用，空气洁净。

避免出现漏涂、水膜测试不良的质量影响。

5.PLC智能PID调节供热阀门，降低烘箱实际温度波动，确保产品品质（仪表控制显示波动较小，但实际温度波动较大，运行色差明显）；

6.合理和完善的烘箱结构，循环风送、排风设计；烘箱温度场相对均匀。

烘箱温度场分布决定了产品的质量，左、中、右温度差将导致色差、色带的形成。

7.变废为宝，降低运行成本。

系统正常运行时，烘箱、前处理供热热源主要来自废气焚烧净化所产生的热量，并通过合理的余热利用，达到绿色、环保、节能、低碳的目的。

8.采用高效、节能的燃烧设备，把正常运行时的燃气消耗降低到最少（高温焚烧燃烧器必须保持一定量的燃烧，且一般燃烧器在较小功率运行时，无法稳定燃烧）。

9.相对零排放；涂装室低浓度废气换热加热后作为烘箱热源风使用，对外界基本无污染。

10.高温焚烧净化效果彻底、稳定、可靠，一次性投入一劳永逸。

11.采用先进的PLC、HMI及变频控制，一键式操作自动化程度高。

12.借鉴美国、德国、日本先进成熟的热工工艺结构设计，强化设备使用寿命和可靠性；

13.硬件、软件多重安全保护功能；确保设备使用安全；

14.多种安全保护功能，极限报警自动退出涂装机确保运行安全。

15.设置安全防爆检修口，确保安全和日常维护检查。

六、流程描述

本系统主要特点为烘箱废气净化后全部间接换热后排空，烘箱热源来自涂装室低浓度气体，并且经换热加热后的热气体。

该方法能有效处理部分涂装室低浓度废气。

从理论上来说对外零污染气体排放。

1：

废气净化

滚涂后的板材进入烘箱，在烘箱内通过对流传热使板温逐渐提高，并且涂在工件表面的有机溶剂，在烘箱的高温作用下迅速挥发，为了有效把烘箱内挥发的有机气体排出，确保烘箱运行安全和产品质量，根据有机溶剂挥发特性和烘箱负压的需要确定每个区域的排气量，所以每个区域的排气量各不相同。

来自烘箱的废气首先进入废气换热器，由经净化后的高温气体与烘箱排出的废气进行热交换提高一定温度，提高废气预热温度，减少废气加热到裂解温度~750℃时燃烧器燃料消耗的目的，降低运行费用。

然后进入废气焚烧净化炉膛，采用燃烧器以天然气为燃料，把经换热达预热到一定温度的废气燃烧燃烧加热到有机物裂解温度~750℃（根据废气浓度和种类），并且停留一定时间，把有害的碳氢化合物（C、H）氧化转化为无害的水（H2O）和二氧化碳（CO2），达到净化废气的目的。

废气中的有机物在氧化净化过程中放出热量，使气体温度升高，同时燃烧器运行输出功率及天然气消耗量；根据废气中有机物的燃烧热量多少而相应改变，当废气浓度达到合适值时，燃烧器运行功率可降到最低程度。

2：

余热利用

●烘箱加热

来自涂装室的低浓度废气经新风低温、高温换热器与净化后气体换热加热达到所需温度的高温气体，通过各区的自动调节阀调节汇入各自烘箱循环风系统。

自动调节阀根据烘箱设定温度，调节供热热风风量，当烘箱温度低于设定值时逐渐开启阀门，增大热风风量提高烘箱循环风温度，反之则逐渐关小阀门，减小热风风量降低烘箱循环风温度。

回用温度调节，采用新风高温换热器旁路阀调节换热量，即该旁路阀根据设定回用热风温度控制，当回用热风温度低于设定值时，旁路阀PID调节关闭，新风全部进入换热器换热加热，当回用热风温度高于设定值时，则PID调节开启旁路阀，旁路换热器减少换热量，达到控制回用温度的目的。

●废气预热

高温焚烧净化后的气体经新风高温换热器换热，降低一定温度，然后通过废气换热器换热加热烘箱排出的废气，使废气温度提高，达到减少废气燃烧器燃料消耗的目的，降低运行费用。

●水汽、化学热风换热器

经新风低温换热后的净化气还具有一定温度，为了最大化余热利用，并且水汽化学烘干温度较低，所以采用换热器加热新鲜空气，给水汽、化学烘箱提供烘干热风，达到最佳的余热利用目的。

●换热加热热水（或系统供热）

净化后气体经水汽化学换热后还有一定温度，为了最大利用余热，再采用热水换热器加热热水作为生活或供暖用热水。

3：

燃烧器的选用

因设备启动、无涂装作业走空带时所需热量较大，但是在正常运行时，焚烧炉基本依靠废气中有机物燃烧裂解产生的热量，且燃烧器必须保持较小稳定的燃烧输出功率，确保安全和废气净化，燃烧器不能熄火停止，否则导致废气不能燃烧净化环保不达标，燃烧器输出功率根据焚烧炉所需温度和废气浓度确定；所以燃烧器必须具备较大的燃烧负荷调节比。

4：

废气排风机的控制

在相同的烘箱排气量前提下，由于设备启动和运行时工况条件及温度变化时，系统阻力发生变化，并且最终通过废气风机排放的温度亦随之改变，由于风机排放的是体积流量，根据风机的运行特性，若不加以控制则影响到改变烘箱的排气风量。

设备启动或温度较低时，设备阻力小烘箱排气风量大，造成废气排放热量大能源浪费或供热不足；设备温度高时气体因热膨胀体积量增大系统阻力增大，由于废气风机是体积流量，受热膨胀体积量增大和系统阻力增大的双重影响，废气风机排放的质量流量减少，从而使烘箱废气排放量减少，造成烘箱排气不畅。

因此当温度、系统阻力改变时，废气风机排放风量是不同的，所以废气排风机采用变频控制。

废气排风机根据废气排放风量变频调节控制。

并且为了安全起见，排废风机设定最低频率限制值。

七、主要技术参

1.废气处理方法：

高温焚烧净化

2.废气处理风量：

Max：

18000Nm3

3.处理废气浓度：

0~7g/Nm3

4.处理废气成分：

主要为苯类、脂类。

5.废气温度：

~220℃

6.设计裂解温度：

750℃

7.设计最高使用温度：

800℃

8.热源类型：

天然气，热值8500kcal/h；压力0.03MPa

9.燃烧器：

德国威索1800000kcal/h

10.天然气消耗：

正常运行：

根据废气浓度；冷态启动：

Max180Nm3/h。

11.烘箱供热：

净化气余热换热供热

12.余热利用：

间接换热加热水汽、化学烘干热风，热水。

13.废气引风机控制：

变频控制

14.阀门控制：

自动/手动

15.系统控制：

PLC可编程控制

16.系统操作：

全自动/手动

17.废气净化后达到标准：

GB16297-1996

八、装机容量

1、电力

序号

设备名称

单机容量

数量

小计

实际可能运行

备注

1

废气引风机

30kw

1台

75

40

变频

2

烘箱循环风机

7.5kw

8台

60

40

3

供热新风风机

4kw

2台

8

6

4

水汽、化学送风机

4kw

1台

4

3

5

水汽烘箱循环风机

2.2kw

1台

2.2

2

6

水汽烘箱循环风机

5.5kw

1台

5.5

4

7

气封风机

2.2kw

1台

2.2

2

8

助燃风风机

3kw

1台

3

2

9

热水循环泵

2.2kw

1台

2.2

2

10

电动阀门

90W

11台

0.99

0

忽略

小计

2、燃气

序号

设备名称

单机容量

数量

小计

实际运行

备注

1

废气燃烧器

180万大卡/h

1台

180

30~80

冷态启动180万大卡/h

3、水、压缩空气

冷却水：

风机循环冷却，少量。

压缩空气：

无需求。

九、系统控制及安全

1.系统故障自检保护

2.炉膛温度异常保护报警

3.裂解温度异常保护报警

4.废气换热后温度异常报警

5.净化气废气换热后温度异常报警

6.炉膛压力异常保护报警

7.烘箱排气风量异常保护报警

8.燃烧器异常保护报警

9.烘箱温度异常保护报警

10.废气排风机异常保护报警

11.系统各风机异常保护报警

12.阀门异常报警保护

13.设置安全防暴口

14.输入、输出出联锁信号

*：

输出极限第二种报警信号

*：

输出极限报警涂装机退出信号

*：

底涂烘箱涂装机运行许可信号

*：

面涂烘箱涂装机运行许可信号

十、18000Nm3/h环保设备规格

1：

废气净化焚烧系统

序号

设备名称

规格

材料

数量

单价

万元

小计

万元

1.

焚烧炉膛

18000Nm3/h

310/304

1台

16.8

16.8

2.

燃烧器

德国WMG20

1台

9.2

9.2

3.

废气高温换热器

管板式

201

1台

15.5

15.5

4.

废气低温换热器

管板式

Q235

1台

9.5

9.5

5.

废气引风机

Y5-4812.5C75kw

Q235

1台

3.2

3.2

6.

气封风机

4-723.2A2.2kw

低合金

1台

0.6

0.6

7.

手动阀门

Q235

4台

0.1

0.4

8.

连接管道

Q235/304

1套

2.8

2.8

9.

烟囱

Q235

1根

1.2

1.2

10.

小计

2：

2个主烘箱新风供热系统

序号

设备名称

规格

材料

数量

单价

万元

小计

万元

1.

新风高温换热器

管式

304

1台

17.2

17.2

2.

新风低温换热器

管板式

镀锌板

1组

14.2

14.2

3.

循环风机

Y4-726C7.5kw

304

8台

3.5

0

4.

新风风机

DHF-TH560C4kw

低合金

2台

2.2

4.4

5.

自动阀门

304

11台

0.6

6.6

6.

手动阀门

304

14台

0.2

2.8

7.

供热新风高温管道

304/镀锌板

2套

5.5

11

8.

循环风管道

304

4套

1.8

0

9.

备用排气烟囱

镀锌板

2套

0.8

1.6

10.

小计

3：

水汽化学烘箱供热系统

序号

设备名称

规格

材料

数量

单价

万元

小计

万元

1.

水汽、化学热风换热器

管板式

镀锌板

1台

8.8

8.8

2.

水汽、化学送风机

DHF-TH500C4kw

低合金

1台

1.4

1.4

3.

水汽、化学排风机

DHF-TH560C5.5kw

低合金

1台

1.6

1.6

4.

手动阀门

镀锌板

10台

0.1

1

5.

连接管道

镀锌板

1套

2.6

2.6

6.

烟囱

镀锌板

1根

0.8

0.8

7.

小计

4：

热水余热利用系统

序号

设备名称

规格

材料

数量

单价

万元

小计

万元

1.

热水换热器

翅片管式2t/h

304/铝翅片

1台

5

5

2.

热水水泵

Q235

1台

0.6

0.6

3.

小计

5：

电器控制系统

序号

设备名称

规格型号

品牌

数量

单价

万元

小计

万元

1.

控制柜

300PLC

西门子

1套

15

15

2.

10”彩色触摸屏

西门子

3.

数字量IN/OUT

西门子

4.

模拟量：

IN/OUT

西门子

5.

变频器

日本

6.

空气开关、接触器

热继电器、继电器

进口或国优品牌

7.

压力、温度、流量

传感器、变送器

DC4~20mA

杭州

2套

2

4

8.

电线、桥架及附件

2套

1.5

3

9.

小计