基于废气处理的工程分析

基于废气处理的工程分析

杨宏

四川迅雷威机械制造有限公司

摘要：保护和治理环境是国家持续发展的基本国策，为此国家采取了许多综合保护和治理环境的有效措施，目前有一定成效，但离党中央的提出的“绿水青山，就是金山银山”的要求，还存在一定差距。

关键词：废弃；处理；

1 项目建议必要性

国内许多企业风云而起，各种环保产品先后进入市场。经公司对市场调研，发现许多环保产品达不到国家排放标准，主要有以下缺陷：净化率低、适用范围窄、结构复杂、体积大、能耗高、操作复杂、寿命短、运行费用高、维修率高等缺陷。在这种背景下，以我为该项目主要技术负责人，带领公司技术团队，通过多年实践与技术创新，自主研发了微波等离子光氧催化废气净化设备。经用户使用和国家环境监测，废气排放完全达到国家排放标准。填补了国内废气处理领域的空白，该产品整机荣获一项国家发明专利及五项部件应用型专利。

2现场调研情况

我于2018年11月11日，到湖北省潜江市湖北渴望牧业有限责任公司生产厂区，进行实际调研，并与用户进行友好平等交谈。

现场生产车间1幢楼，共5层，高度约30米，17条排废气风管，总排气量约40万m³/h，3楼制粒机9台（无组织排放，废气未进行处理）。

该公司主要生产鱼、虾、蟹特种饲料。在生产过程中产生大量废气（主要化学成分为氨NH₃、硫化氢H₂S等有毒、有害的无、有机物）、粉尘和水蒸气，异味较重，对车间工作人员身体健康和周围环境影响较大。

经双方分别详谈了该工程设计及使用要求，并确定如下废气处理设计方案。

3废气处理工艺流程

1、该废气处理共分二组处理系统，一组为干粉饲料废气处理系统（饲料粉碎、超微生产过程中产生的废气），另一组为湿粉饲料废气处理系统（饲料冷却、烘、膨化、抽湿生产过程中产生的废气）。

2、干粉、湿粉饲料废气处理系统均设有导流板、护栏、梯子、检修门和雨棚。

3、干、湿粉尘沉降反应室（各1台）尺寸：长（8米）X宽（4米）×高（5米），材质SUS304不锈钢，厚2mm，设计处理风量200000m³/h，设计风速≤2.7米/秒，设计粉尘净化率约为60%，设计废气反应时间≥3秒。

沉降反应室的理论设计：

（1）材质的选用和结构设计。

由于臭氧具有强烈氧化性，对一般金属都具有强烈氧化和腐蚀性，只有对含铬、镍合金SUS304不锈钢不会强烈氧化和腐蚀性。沉降反应室内部为SUS304不锈钢角钢和方钢框架结构，强度和刚度完全满足实际需求而且成本低、适用性强等特点，沉降反应室为SUS304不锈钢板箱体采用氩弧焊满焊。满足箱体的气密性。

（2）沉降反应室风速理论设计计算

风量（Q）=断面积（S）×平均速度（V）×3600。

平均速度（V）=200000÷（4.5X4.5X3600）=2.7米/秒。

（3）沉降反应室反应时间理论设计计算

位移（S）=平均速度（V）×反应时间（t）。

反应时间（t）=8米÷2.7米/秒=3秒。

(4) 沉降反应室根据实验获得粉尘沉降率约60%。

4、沉降反应室设有检修门，用户可以定期对沉降反应室内饲料粉尘进行清理，回收使用，降低饲料生产成本。

5、饲料废气处理水喷淋塔（2台）尺寸：直径（5米）×高（8米）（材质SUS304不锈钢，厚3mm）内设水喷淋2层，每日最大用水量5T/天，污水经30T污水处理设备净化后，返回水喷淋塔循环使用，定期对污水淤泥进行清理，清水回用。

6、水喷淋塔理论设计风速≤2.8米/秒，设计粉尘净化率约为35%，设计废气反应时间≥2.9秒，设计废气净化率≥20%。

水喷淋塔理论设计计算

（1）材质和结构设计。

由于臭氧具有强烈氧化性，对一般金属都具有强烈氧化和腐蚀性，只有对含铬、镍合金SUS304不锈钢不会强烈氧化和腐蚀性。水喷淋塔内部为SUS304不锈钢角钢和方钢框架结构，强度和刚度完全满足实际需求而且成本低、适用性强等特点，水喷淋塔壳体为SUS304不锈钢板制作，采用氩弧焊满焊联接，满足的气、水密性。

（2）水喷淋塔风速理论设计计算。

风量（Q）=断面积（S）×平均速度（V）×3600。

平均速度（V）=200000÷（3.14×2.5² ×3600）=2.8米/秒。

（3）水喷淋塔反应时间理论设计计算。

位移（S）=平均速度（V）×反应时间（t）。

反应时间（t）=8米÷2.8米/秒=2.9秒。

（4）水喷淋塔根据实验获得粉尘沉降率约35%。

（5）水喷淋塔流量计算。

水喷淋塔横截面积=3.14×2.5²=19.6m²，水喷头流量7升/分，射角120^O。设每个水喷头喷水所覆盖面积0.785m²，每层喷淋共需要水喷头=19.6 m²÷1 m²=20个，水喷淋塔共需要40个水喷头，水喷淋塔最大流量=40×7×60=16.8 m

³/h。根据水喷淋塔最大流量和扬程选择相应水泵和水管件。

7、干粉饲料废气处理系统配置，为我公司生产的微波光氧设备。湿粉饲料废气处理系统配置10万型微波光氧设备。标准处理废气量为100000m³/h，能满足实际需要。废气净化率可达95%以上，远超废气排放国家标准。

8、湿粉饲料废气处理系统配置，为我公司生产的微波光氧设备。湿粉饲料废气处理系统配置18万型微波光氧设备。标准处理废气量为180000m³/h，能满足实际需要。废气净化率可达95%以上，远超废气排放国家标准。

9、干粉饲料废气处理工作原理。干粉饲料废气处理系统配置10万型微波光氧设备，先由两组5万型微波光氧设备产生的臭氧、羟基、等离子直接灌入干粉沉降室废气入口进行反应，去除废气中大部分化学成分，粉尘经干粉沉降反应室去除废气中约60%大颗粒粉尘，再经水喷淋塔去除废气中可溶于水无、有机物和细小粉尘。粉尘去除率可达35%。去除废气中化学成分可达35%，余下未处理完毕的废气，再由一组5万型微波光氧设备产生臭氧、羟基、等离子直接灌入喷淋塔废气集中风管出口处，废气排气管高空排放。最终实现粉尘净化率≥90%，废气净化率可达95%以上，远超废气排放国家标准，进行达标排放。

10、湿粉饲料废气处理工作原理。湿粉饲料废气处理系统配置18万型微波光氧设备，先由两组8万型微波光氧设备产生高浓度的臭氧、羟基、等离子直接灌入湿粉沉降反应室废气入口进行反应，去除废气中约60%的废气化学成分，粉尘经湿粉沉降反应室去除废气中约60%大颗粒粉尘，再经水喷淋塔去除废气中可溶于水无、有机物和细小粉尘。粉尘去除率可达35%。去除废气中化学成分可达35%，余下未处理完毕的废气，再由一组2万型微波光氧设备产生高浓度的臭氧、羟基、等离子直接灌入喷淋塔废气风管出口处，使废气中的大分子结构键断裂、氧化降解，最终产物是水H₂O和二氧化碳CO₂气体达标排放，对周边环境零污染。废气排气管高空排放。最终实现粉尘净化率≥90%，废气净化率≥95%，远超废气排放国家标准，进行达标排放。

11、3楼9台制粒机无组织排放，经集风罩→风管→集中收集→3万风量风机→湿粉沉降反应室→水喷淋塔→排气风管→达标排放，从而改善生产车间及周边环境。

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