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高温定型机废气治理工程设计方案张家港市保丽洁环保科技有限公司PolygeeEnvironmentalProtectingTechnologyCo.，Ltd二o一o年三月本设备的五大特点：1．烟囱口看不到烟----净化效率高！2．带自动消防系统----消除火灾隐患！3．没有二次污染----设计合理！4．收集的废油量多----工艺先进！5.运行费用少----设计科学！一．总论1.概述由于定型机是纺织印染后整理的关键设备，印染定型机在作业过程中都会排出含有机物、染料助剂（含蜡质、溶剂、乳化剂、高分子单体）的油烟，其主要成分为醛、酮、烃、脂肪酸、醇、酯、内酯、杂环化合物、芳香族化合物，特别是纱线在织造过程中添加了润滑油剂，防水、阻燃等功能性面料的后整理中染料助剂的成分更为复杂，因此对大气造成了极大的污染，对操作工人的身体健康也造成损害，并影响周围居民。本案就定型油烟的净化治理进行设计。2.设计依据1）《中华人民共和国环境保护法》及其它相关环境保护法律、法规和规章；2）《建设项目环境保护管理条例》，中华人民共和国国务院令第253号，1998年11月29日；3）《关于环境保护若干问题的决定》，国务院国发(1996)31号文；4）GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》；3.设计原则1）跟据环保要求，保证该项目对企业周边的空气环境质量影响在允许范围内为原则；2）坚持安全、经济、适用，并兼顾美观的精心设计原则；3）选择工艺先进成熟、系统稳定可靠、管理方便、无二次污染的治理技术；4.设计范围废气处理系统设计内容包括从废气出口集气总管至排气筒之间的废气处理设施（工艺、设备、电气、自控等在内）的工程设计、安装和调试。5.生产工艺及污染物发生状况1）热定型的技术原理热定型是将织物保持在一定的尺寸，在一定温度下加热一定时间的过程。通过热定型，消除了织物中纤维的内应力，使织物具有较好的形态稳定。因此定型时应具有适当的拉伸张力定型的过程。首先是将织物在适当拉伸力下加热到所需的温度，然后很快冷却，使受热后变化了的微细结构固定下来，从而达到织物形态稳定的目的。2）热定型工艺及废气产生源进布超喂进针板热定型废气冷却落布图1定型机工作及废气排放流程图热定型的温度和时间是与定型效果密切相关的主要工艺因素，此外张力也对定型效果有较大影响。温度是热定型的重要因素，涤纶纤维的热定型主要利用它的热塑性。在温度、湿度与机械力的作用下，纤维中分子链的热运动增大，已形成的纤维网络结构中较弱的分子键会被拆散，原有结构得到舒解。在后续的冷却过程中，改组为更强固的网络结构。由于纤维大分子中折叠链的增加，造成纤维中微细结构的相应变化，纤维结晶区的内应力大部分得到消除，无定型的平均序态较高的结构单元。实际生产中所采用的温度一般在涤纶的玻璃化温度与软化温度中选择(涤纶的玻璃化温度T=67～81℃，软化温度T=230～240℃)。当温度超过180℃时，对涤纶分子运动加剧有利，但棉纤维要逐渐发生裂解，聚合度下降，240℃时棉纤维开始分解，所以涤纶和棉纤维混纺织物的热定型温度在180～220℃。由于布料热定型过程中温度较高，因此定型机烘房中产生大量的高温气体，高温气体中含有染料、染料助剂（含蜡质、溶剂、乳化剂、高分子单体）、润滑油、纤维类颗粒物等污染物质。废气温度大约为150～190℃，废气量一般与定型机规模有关，大都集中在16000～20000m3/h﹒台之间。废气中油烟的浓度根据布料和定型的温度的不同而有所不同：一般涤纶布定型温度较高，因此油烟浓度较高，一般在800～1500mg/m3范围内；而棉布定型温度相对较低，因此油烟浓度也相对较低，一般在200～800mg/m3左右。3）源强高温定型机油烟含有几百种污染物，化学成分十分复杂，其中包括烷烃类、酯类、醇类、酮类、醛类、杂环化合物、多环芳烃类等。油烟浓度一般为200～1500mg/m3，油烟气温度在150～230℃,风量一般在16000～20000m3/h.粒径分布从滴状直至粒子小到0.05um，回收后的废油呈酸性。表1定型废气预测源强废气量m3/h油烟粉尘mg/m3kg/hmg/m3kg/h16000～20000200～15003.2～30200～12003.2～246.废气治理指标表3排放废气要求净化率序号污染物要求净化率1油烟90％2粉尘95％注：定型机废气污染物浓度跟布料和定型温度有关，油烟浓度一般为200～1500mg/m3，颗粒物浓度为200～1200mg/m3，这里计算污染物总量时，进口的油烟和颗粒物浓度暂时取1000mg/m3、600mg/m3。7.净化器工艺流程介绍图2废气治理工艺流程图1）油烟气进入冷凝器冷凝器将100℃的油烟气温度降到50~60℃，有利于净化器的稳定工作及液态油的回收.2）经冷凝处理过的油烟气进入第一和第二级电场进行预处理。3）经第一和第二级电场预处理过的油烟气进入第三板线式双区高效净化电场。4）处理后的废气通过引风机进入排气筒排空。8.本系统的特点各种需要定时清洗的设备都为可拆卸的模块化组合，这样既方便设备日常的清洗维护，也有利于这些部件的维修替换；设备都采用标准法兰连接的组合式结构，使设备具有可升级性。模块化净化单元可以灵活组合，根据不同的净化处理量及净化率要求，单元数量可作适应性调整；安全系统设计周密，检修门被打开，高压电源即自动切断；高电压电源精心设计成环氧树脂严密封闭的单元体，使用安全可靠；采用了大型机所运用的闪络跟踪技术，可配备远程控制系统，大大提高运行的安全系数。二、方案1.系统简图静电运行显示工作清洗ONOFF工作清洗工作清洗TEL:0512-58611892）高压发生器流程图电控部分主机部分2）油雾粒径大小对净化效率的影响在静电除尘的理论中，尘粒的直径大小对除尘效率有很大的影响。根据多依奇公式η=1-exp(-Wa/Q),效率η与粒子径没有直接的关系。但在粒子电场荷电中，粒径的大小直接影响粒子的驱进速度。设粒子的直径为dp，则：ω(dp)＝[K/(K+2)](ε/u)E2dp式中，K：粒子介电常数；ε：真空电容率；n：气体粘度；E：平均场强。设平均强场E=3KV/cm,K=1.5,对于粒子的粒径，dp=1um,W1=3cm/s;dp=10um,W2=30cm/s。AC220V50Hz过流过压自诊断循环检测系统尖峰吸收、浪涌抑制EMI电磁干扰滤波器PWM控制功率驱动高压转换油烟气混合污染达标排放末级净化处理机械净化处理均衡整流静电净化处理风机出口导向一电除尘器，处理10um粒径粉尘的效率如能达到98%，处理1um的粉尘，效率将降至69%。粒径小于0.2um的粉尘，属于扩散荷电，其驱进速度与粒径无关。油雾属于油品加热挥发后的凝聚物，在加热过程中又有大量的水分的挥发，因此油雾气溶胶的分布范围很大，大约0.1um-100um。大于10um的油雾较容易净化，一般采用丝网挡与离心分离就可以得到满意的效果，按重量法计算，大于10um的油雾气溶胶约占排放总量的50%，另外50%均为小于10um的微细气溶胶。对于微细溶胶，采用一般的丝网阻挡与离心分离方法收效甚微。采用静电除尘的方法净化油雾溶胶时，考虑其平均粒径为1um。3）窄间距电场设计原理窄间距电场是相对宽间距面言的。众所周知，在电除尘发展史上，电场同极距一直被认为200-300mm是最恰当的。直至1975年，国际上开始流行宽间距电场，才把这个经验数据扩大到600mm以上，宽间距设计扩充了电除尘的应用范围，特别是对高比电阻粉尘的效用十分明显。窄间距电场从另一方面扩充了电除尘的应用范围。它使电除尘器向小型化、普及化、民用化扩展。电除器从庞大的工业设备变成小巧的家用电器走进千家万户，被誉为电除尘技术的一大革命。窄间距电场设计是实现这一革命的关键之一。窄间距电场设计时，以下几个参数突破了以往的经验：(1)电场风速从常规的0.5-1.5m/s，可以提高到2.5m/s以上；(2)气体有效的滞留时间从常规的4-6秒，可以减少到0.04-0.08秒；(3)有效驱进速度可以提高1-2倍；(4)电场电容可以从常规的几十PF提高到几百PF。窄间距设计的关键是如何缩小电场的体积并降低其造价。4）静电荷复合除雾机理常规电除尘的除尘机理一般可以归纳成四个过程，即：(1)电晕放电；(2)尘粒荷电；(3)电场迁移；(4)极板收尘。一般电除尘器工作时，以上四个过程是在同一电场中完成的，称为单区电除尘器。现代发展起来的双区电除尘器把电晕放电、尘粒荷电与电场迁移、极板收尘分在两个区内进行。双区电除尘器比单区电除尘器在性能上前进了一步，但两个区分别需要两个不同的高压电源供电。静电预荷电区与吸附区是一种新型的改进提高的双区电除尘器。静电预荷电部分实际上是电晕放电区。本设计中放电阴极采用钨钢线，接地阳极采用板状结构。放电极的钨丝部分起电晕放电、电离空气的作用；放电极的钨丝部分与板状阳极形成较强的电场强度，有利于电场荷电与提高粒子的驱进速度。通过静电预荷电区的油雾气溶胶均被带上了足够的负电荷，并沿着驱进速度与气流速度的合速度方向运动。吸附区具有表面积大、重量轻、空隙均匀、阻力损失小等特点。带电的油雾气溶胶在吸附区中通过镜象力、惯性碰撞、凝聚、吸附等作用而被截留捕集。5）镜象电荷力原理镜象电荷力是一个物理量。在本设计中，它可以这样描绘：当荷电的油雾气溶胶进入金属丝的过界时，只要充分接近而不必接触，两者之间存在一个界面，金属丝上先前凝聚的不带电的中性油雾粒子会被极化，内部的电荷会发生位移，靠近带电粒子的一端会出现相反的电性，从而使两者之间产生吸引力，这个力就叫作镜象电荷力，这个界面就象一面镜子，在镜子的两面存在一对大小相等，极性相反与镜面的距离相等的电荷，镜象电荷力因此而得名。镜象力不同于范德华力，是带电粒子通过中性面时特有的一种物理作用。镜象力也不同于库仑力。应用在电除尘器中的库仑力是指荷电尘粒通过静电场时受到一将其吸引至收尘极的力的作用，镜象力是离子诱发产生的。镜象电荷力使电除尘与过渡层产生复合效应，从而为电除尘器的小型化、普及化提供一种有效可行的方法。综上所述，高压静电法对含油含尘废气处理净化效率高、运行费用少，目前在餐饮业油烟废气处理中已经得到广泛应用。但由于定型机废气温度较高，且其中含有易燃的纤维，采用单纯的干法高压静电处理时，安全隐患较大。因此，针对定型机废气特征，我们拟采用冷却与高压静电相结合的处理工艺。6）板线电场流程图它的双区式是指电离段与收集段，每个电离段由一系列钨钢线组成，在一系列接地板中间并通给高压直流电，大气中的微粒在通过电离器的强力静电场时被电离并带有正或负电荷。每个收集段由很多数量的平行板组成，通以高压直流电（极性与电离器一致，但电压减半）以形成电场，带电微粒被接地板吸引同时也受到带电板的驱赶，正因如此，当气流中含有带电微粒时，可以被高效去除。收集组件在保证气流平稳分布的情况下，需保证低速通过收集段。空气流动由位于收集组件后的风机提供能量，推动空气以特定的速度流动。理论上，分离带电粒子的电力与粒子带电量及收集电场强度之积成正比。此电力的大小，就比重为1的1um粒子而言，为重力的3000倍；就比重为1的10um粒子而言，为重力的300倍；这就是双区电场高效率的原因。7）板线式电场的技术特点◆高效：高效捕集不同粒径的油雾粒子，净化效率高，从根本上解决了污染转移问题。(欧美的发达国家均采用此技术)◆灵活：模块化净化单元可以灵活组合，根据不同的净化处理量及净化率要求，单元数量可作适应性调整。◆方便：模块化净化单元采用分体抽屉式结构，易于安装、维护，清洗特别方便。◆先进：静电电源控制系统可自动调节电场强度，使净化设备在长期运行后仍保持较高的净化率。◆安全：安全系统设计周密，检修门被打开，高压电源即自动切断；高压电源精心设计成环氧树脂严密封闭的单元体，使用安全可靠；采用了大型机所运用的闪络跟踪