年產(chǎn)1200噸高性能碳纖維新建項目廢氣處理方案知識講解

1、英成集團新材料科技有限公司年產(chǎn) 1200 噸高性能碳纖維新建項目處理方英成集團新材料科技有限公司2015年3月此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除目錄第一章 項目概況 4.第二章 工程設(shè)計內(nèi)容 6.2.1 工程范圍 6.2.2 技術(shù)規(guī)范 6.2.3 設(shè)計依據(jù) 6.2.4 設(shè)計原則 6.第三章 設(shè)計參數(shù) 7.3.1 污染源分析 7.3.2 設(shè)計處理前廢氣濃度和排放標準 8.第四章 廢氣處理工藝分析及確定 1.14.1 處理工藝的選擇 1.14.2 處理工藝的確定 1.34.3 處理工藝說明 1.7.4.4 設(shè)備選型簡介 1.7.4.5 設(shè)備優(yōu)點說明 1.9.第五章 設(shè)備一覽表 2.1.5.1

2、 設(shè)備一覽表 2.1.第六章 電氣控制設(shè)計說明 2.26.1 電氣說明 2.2.第七章工程投資預(yù)算 2.2.7.1 工程投資估算原則 2.27.2 主要工藝設(shè)備投資估算 2.2第八章 運行成本估算 2.3.8.1 廢氣處理系統(tǒng)設(shè)備能耗 2.38.2 運行費用分析 2.3.第九章 施工組織計劃 2.4.9.1 專項工程項目部成立 2.49.2 工期目標的確定 2.49.3 總進度控制計劃的制定 2.4此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流第十章 施工準備 2.5.10.1 現(xiàn)場準備 2.5.10.2 技術(shù)準備 2.5.10.3 物資條件準備 2.5.10.4 生產(chǎn)機械準備 2.6.10.5 勞動力準備 2.6.第

3、十一章 技術(shù)服務(wù)方案及技術(shù)培訓(xùn)方案 2.711.1 技術(shù)服務(wù)方案 2.7.11.2 技術(shù)培訓(xùn)方案 2.7.第十二章 技術(shù)服務(wù)承諾 2.9.此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第一章 項目概況英成集團新材料科技有限公司于 2014年2月26 日在太倉注冊成立，注冊資 本30000萬元，由英成集團有限公司、上海贏國投資管理中心、上海量豐投資管 理中心、費洪升等投資方組成，各投資方比例分別為 62%、20%、9%、9%。主 要從事研發(fā)碳纖維產(chǎn)品及其復(fù)合制品；碳纖維材料領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)服 務(wù)、技術(shù)咨詢、技術(shù)轉(zhuǎn)讓；經(jīng)銷塑料制品、化工原料；自營和代理各類商品和 技術(shù)的進出口業(yè)務(wù)（國家限定企業(yè)經(jīng)營

4、或禁止進出口的商品和技術(shù)除外）。項 目建成后，形成年產(chǎn) 1200噸高性能碳纖維生產(chǎn)能力。碳纖維（通常簡稱CF）是一種含碳量在94%以上的高性能纖維材料，屬于 新型增強和多功能性工程材料，它不僅擁有碳材料的本質(zhì)特征，制作復(fù)合材料 時又兼具紡織纖維的可加工性和高度可設(shè)計性。世界上工業(yè)生產(chǎn)的高性能碳纖 維產(chǎn)品按原料劃分，主要有兩大系列，一是以特種高分子（聚丙烯腈或PAN），二是以煤焦油或石油重油經(jīng)過高度精制提煉的前驅(qū)體為原料，分別在日本和美 國于上世紀 60、70年代研發(fā)成功并實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。前者的產(chǎn)量約占碳纖維總 產(chǎn)量的90%左右，屬于高強度型（T系列）；后者約占10%，以高剛性（高模量） 為主要

5、特征。碳纖維作為一種高端工程材料，在航空、航天、汽車、機械、化工、運動 休閑器材、建筑領(lǐng)域等軍事及民用行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，市場空間廣闊，是高 科技材料領(lǐng)域中標志性材料。因此，數(shù)十年來美國、日本等西方陣營（日、美 都是巴統(tǒng)組織成員國）把碳纖維一直當(dāng)做重要的戰(zhàn)略物資，對中國進行技術(shù)封 鎖。特別是高模量碳纖維，直到今天中國仍沒有成熟的技術(shù)，更談不上工業(yè)生 產(chǎn)能力。而強度型的聚丙烯腈碳纖維（如 T300系列產(chǎn)品）在國內(nèi)已有小批量生 產(chǎn)能力，但在質(zhì)量上和日、美產(chǎn)品還有很大差距。本項目將運用一系列經(jīng)過科學(xué)論證的先進技術(shù)和設(shè)備，以期填補國內(nèi)高模 量高性能碳素纖維產(chǎn)品的空白，為我國產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級換代，帶動一大批

6、新興產(chǎn) 業(yè)發(fā)展。這不僅能為投資者帶來巨大的經(jīng)濟效益，也為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟社會產(chǎn)生良好的社會效益和環(huán)境效益。本項目的成功也將意味著突破以美國為首的巴黎統(tǒng)籌 協(xié)會對中國數(shù)十年實行的技術(shù)封鎖，具有非常重要的戰(zhàn)略意義。本項目建成后，英成集團新材料科技有限公司將成為我國第一個高性能碳 纖維產(chǎn)品批量供應(yīng)商。本項目所采用的生產(chǎn)技術(shù)工藝流程短，生產(chǎn)效率高，為 國際一流水平；本項目所使用的設(shè)備，裝備水平高，技術(shù)先進。相比市場上的 T 系列產(chǎn)品，本項目產(chǎn)品的突出優(yōu)勢為模量。T系列產(chǎn)品的模量指標通常為200 -240Gpa,本項目的產(chǎn)品模量指標可覆蓋240Gpa至640Gp猶圍，產(chǎn)品選擇范圍廣 泛，可滿足市場不同客戶需求，

7、市場空間巨大。石油瀝青基碳纖維相對于聚丙烯腈基碳纖維，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢氣較少， 毒性較低，廢氣處理也相對簡單。為保護員工的身體健康和周邊環(huán)境，確保企 業(yè)員工的良好工作環(huán)境、確保企業(yè)安全生產(chǎn)，根據(jù)全方位的資料，現(xiàn)對英成集 團新材料科技有限公司惡臭氣體治理設(shè)計方案設(shè)計如下。此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第二章 工程設(shè)計內(nèi)容2.1 工程范圍本工程范圍包括：處理裝置、配電、非標設(shè)備設(shè)計和設(shè)備制造、采購以及系統(tǒng) 的安裝、調(diào)試等。2.2 技術(shù)規(guī)范1、大氣污染控制工程；2、工業(yè)通風(fēng)除塵技術(shù)；3、大氣污染物綜合排放標準( GB16297-1996)；4、中華人民共和國大氣污染防治法，國家主席( 20

8、00)32 號令；5、環(huán)境空氣質(zhì)量標準( GB3095-2012)；6、參考業(yè)主提供的有關(guān)廢氣參數(shù)的資料。2.3 設(shè)計依據(jù)1、甲方提供的基礎(chǔ)資料；2、我方針對甲方廢氣介質(zhì)和設(shè)計要求所做的分析化驗及小試結(jié)果；3、類似工程治理的工程經(jīng)驗和技術(shù)；4、國家現(xiàn)行的建設(shè)項目環(huán)境保護設(shè)計規(guī)定；5、設(shè)計技術(shù)規(guī)范與標準。2.4 設(shè)計原則1、借鑒類似廢氣處理工程實踐經(jīng)驗，廣泛參閱相關(guān)資料；2、處理工藝穩(wěn)定、合理、可靠、實用；3、運行費用低，管理操作簡便；4、根據(jù)場地情況，合理布局。第三章設(shè)計參數(shù)3.1污染源分析建設(shè)項目主要原輔材料消耗見表3.1-1。主要的原輔材料的理化性質(zhì)見表3.1- 2。表3.1-1項目主要原

9、輔材料消耗原料名稱規(guī)格單耗量kg/kg產(chǎn)品年耗量kg/a利用率備注重油（留分）煤系或石油系224000000.75桶裝，汽運去離子水0.12144000蒸發(fā)桶裝，汽運重油催化劑HF0.00008298.41桶裝，汽運三氟化硼乙醚 絡(luò)合物清洗劑5% 的 NaHC0 3水溶液0.117140000水蒸氣蒸 發(fā)，鈉元素 循環(huán)上膠劑40%水性環(huán)氧 樹脂上膠劑0.00333943水蒸氣蒸發(fā)桶裝，汽運表3.1-2產(chǎn)品及原輔材料理化性質(zhì)名稱理化特性及危規(guī)號爆炸燃燒性毒性毒理重油（燃料 油）無色透明液體，相對密度（水=1）：相對密度（空氣=1）:1.59-4,燃燒熱（kj/mol） :30000-46000

10、混合物：由各族烴類和非烴類的組成的?？?燃液體，溶解性：不溶于水，溶于 醇等溶劑。閃點：60C危險特性：其蒸氣與 空氣可形成爆炸性混 合物，遇明火、高熱 能引起燃燒爆炸。與 氧化劑可發(fā)生反應(yīng)。流速過快，容易產(chǎn)生 和積聚靜電。其蒸氣 比空氣重，能在較低 處擴散到相當(dāng)遠的地 方，遇火源會著火回 燃。急性毒性 ：LD505000mg/kg（大鼠經(jīng) 口 ）, LC55000mg/kg大鼠 吸入）氟化氫 危規(guī)號：93019無水氟化氫低溫下為無色透明的液 體，沸點19.4,熔點-83.37,密度 1.008g/cm3（25/4）。氣體的 比重 1.27（34C ）（空氣=1），液體的比重 0.987,在室

11、溫和常溫下極易揮發(fā) 成煙霧狀，水溶液在-30時也不凍 結(jié)。它的化學(xué)性質(zhì)極活潑，很強的 吸水性、有強腐蝕性，能與堿、金 屬、氧化物以及硅酸鹽（能腐蝕玻 璃和破壞其他含硅物質(zhì)，）等反 應(yīng)，在一定條件下能與水自由混合 成氫氟酸（溶于水時激烈放熱而成 氫氟酸）。閃點：112C危險特性：氟化氫為 反應(yīng)性極強的物質(zhì)， 能與各種物質(zhì)發(fā)生反 應(yīng)。腐蝕性極強。急性毒性：LD 501044 mg/m3伏鼠吸入）三氟化 硼乙醚分子量141.94三氟化硼47%乙醚53%。常溫常壓下為淡黃色或者無閃點：66.7C爆炸上限（V/V ）急性毒性 ：LD50900mg/kg（兔 經(jīng)絡(luò)合物色透明發(fā)煙液體，有刺激味。烝汽 壓 3

12、00kPa（-20C ）;熔點-48C /純沸 點124.5-126C ;相對密度（水 =1）1.125相對密度（空氣=1）1.45溶 解性：溶于水。與水反應(yīng)。遇水或 置于潮濕空氣中時立即分解，產(chǎn)生 劇毒的氟化氫煙霧。11.1% ,爆炸下限 （V/V） 2%,危險特性：本產(chǎn)品遇 明火會發(fā)生燃燒爆炸 危險?？?）；LC53124ppm 1 小時 （大鼠吸入）碳酸氫 鈉分子量：84.01。白色粉末或單斜 晶結(jié)晶性粉末。無毒。有氨臭。溶 解度（水）7.8 g/100 mL （18 C）, 熔點270 C,密度1.58/cm3,蒸氣密 度 2.7（vs air）,蒸氣壓 2.58E-05mmHg at

13、 25C 220g/L。能溶于水，水溶液 呈堿性，不溶于乙醇。急性毒性 ：LD504220mg/kg大鼠經(jīng) 口 ）；表3.1-3原料重油詳細理化性質(zhì)項目含量備注密度（g/ml）0.920.98粘度（mm2/s 100C）106200凝點C） 45殘?zhí)恐? 8.8灰分% 0.2C mt%8688H mt%1112O mt%約0.3N mt%小于0.2S mt%小于0.5H/C摩爾比1.7平均分子量11001300飽和烴%3040分子量分布440-1700芳香烴%3040分子量分布560-6000膠質(zhì)%30分子量分布700-8000瀝青質(zhì)%小于0.1分子量分布10000200 C 餾分（w/%）

14、2.5350 C 餾分（w/%）4055工藝簡述以及尾氣排放：中間相瀝青調(diào)制：原料處理過程，是重油裂解聚合的過程。通過原料處理步 驟，重油中的芳香分轉(zhuǎn)化為更多環(huán)的芳烴物質(zhì)，而原來重油中的脂肪烴經(jīng)過重 新裂解聚合，大部分逐漸的轉(zhuǎn)化為了芳香烴。在整個裂解（420C）過程中，低沸點的輕組分、裂解生成的小分子、催化劑等，逐步從反應(yīng)釜中溢出。溢出的 輕組分、催化劑經(jīng)過冷凝回收裝置冷卻收集，由泵重新加入到反應(yīng)釜中作為原 料使用。在整個原料處理過程中，一些無法冷凝的物質(zhì)（脂肪烴，硫化氫等）， 排入到廢氣管道中，集中處理。具體工藝圖如下圖所示：中間相瀝青調(diào)制工藝圖紡絲工序：紡絲工序的溫度（260r）低于中間相

15、瀝青調(diào)制的溫度，故在紡 絲過程中已經(jīng)沒有輕組分冒出，因此過程沒有廢氣產(chǎn)生。預(yù)氧化工序：纖維的預(yù)氧化過程，是瀝青分子之間氧化交聯(lián)過程，此過程 反應(yīng)氣體大部分為CO2和H20，同時包括少量的小分子脂肪烴、醛類和氫氣。碳化工序：碳化過程是碳化是復(fù)雜的物理化學(xué)變化和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化過程，是在 惰性氣體（N2）保護下發(fā)生熱分解、熱聚過程。最終結(jié)果就是使預(yù)氧化過程形 成的梯形結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為碳纖維亂層石墨結(jié)構(gòu)。此過程包括碳碳鍵斷裂，以及官能此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除團之間的聚合，生成的氣體主要為 C02和H20，同時生成脂肪烴、醛類、氫氣 和少量的瀝青煙（芳香烴）。石墨化工序：石墨化工序就是使碳纖維經(jīng)過

16、2200 E -3000C幾秒到十幾秒 石墨化處理，使碳纖維內(nèi)部結(jié)構(gòu)重排、轉(zhuǎn)化、取向更接近于是石墨結(jié)構(gòu)，從而 在性能上更接近于石墨。石墨化階段產(chǎn)生的廢氣主要是，脂肪烴和芳香烴，少 量的二氧化碳和水。表面處理工藝，排除氣體全是水蒸氣，無有害氣體生成。根據(jù)上述工藝流程，主要廢氣來源為：原料處理過程中產(chǎn)生的低分子脂肪 烴、少量甲醛、以及硫化氫。預(yù)氧化、碳化、以及石墨化工序中，產(chǎn)生的二氧 化碳和水、低分子脂肪烴、少量芳香烴。綜上所述改項目廢氣主要成分為：脂肪烴（低分子烷類）、二氧化碳、水蒸氣、甲醛、極少量硫化氫以及少量瀝青煙（芳香烴）。3.2設(shè)計處理前廢氣濃度和排放標準根據(jù)業(yè)主方提供的數(shù)據(jù)，該公司一條

17、生產(chǎn)線生產(chǎn)廢氣約為716kg/日，即29.8kg/h。項目一天產(chǎn)生廢氣具體分析如下所示：表3.2-1主要廢氣元素組成區(qū)分廢氣廢氣產(chǎn)生位置/原料處理預(yù)氧化爐碳化爐石墨化爐總計/日總計/小時重量192kg/ 日48kg/日330kg/ 日146kg/ 日716kg/ 日29.8kg/h一C82kg/ 日27.95kg/ 日199.89kg/ 日55.01 kg/ 日364.85kg/ 日15.20kg/hH89kg/ 日10.16 kg/ 日123.4kg/ 日87.05 kg/ 日309.61kg/ 日12.90kg/hN1 kg/ 日1 kg/ 日1 kg/ 日1 kg/ 日4kg/ 日0.1

18、67kg/hS13 kg/ 日0.94 kg/ 日0.94 kg/ 日1.88 kg/ 日16.76kg/ 日0.70kg/h07kg/ 日7.95kg/日4.77kg/ 日1.06 kg/ 日20.78kg/ 日0.87kg/h此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第四章 廢氣處理工藝分析及確定4.1 處理工藝的選擇國內(nèi)外現(xiàn)有污染氣體的主要處理技術(shù)有：燃燒法、吸收法、吸附法、生物法、 光催化法、低溫等離子法等。（1）燃燒法 燃燒法主要有根據(jù)燃燒的溫度及輔助介質(zhì)不同又分為直接燃燒法和催化燃燒 法兩種。催化燃燒法較適合于高濃度、小風(fēng)量廢氣的凈化，在處理低濃度的廢氣時， 由于要維持300400C

19、的催化燃燒溫度，需借助于活性炭吸附等濃縮工藝來提 高廢氣的燃燒熱值，但廢氣中的水氣、油污及顆粒物易引起活性炭吸附容量下 降及催化劑中毒失活等問題，使得該方法的推廣和使用在一定程度上受到了限 制。直接燃燒法是投加輔助燃料與廢氣一起送入焚燒爐燃燒，直接焚燒工藝成熟， 控制一定的溫度條件下污染物去除效率高，焚燒徹底，但在使用過程中一般會 有以下問題： 若焚燒含氯、鹵代有機物和芳烴類物質(zhì)時極易產(chǎn)生二惡英類強致癌物質(zhì)，尤 其在焚燒爐啟動和關(guān)閉過程中更易產(chǎn)生，為避免二惡英類物質(zhì)產(chǎn)生，須提高燃 燒溫度在1200 r以上，若保持如此高的燃燒溫度不僅運轉(zhuǎn)費用高，而且對焚燒 爐的要求也大大提高。 焚燒含氯代有機物

20、時會產(chǎn)生氯化氫腐蝕問題，尤其是在高溫狀態(tài)下，氯化氫 的腐蝕性能大大增強，不僅對管道存在腐蝕，更嚴重的是會引起焚燒爐的腐蝕。（2）吸收法利用污染物質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，使用水或化學(xué)吸收液對廢氣進行吸收去除的 方法。該方法在設(shè)計操作合理的情況卜去除效率很高，運轉(zhuǎn)管理方便，但對設(shè) 備及運行管理要求極高，而且只有能溶解液吸收液或能與吸收液反應(yīng)的污染物 才能被有效去除。（3）吸附法該方法是當(dāng)污染物質(zhì)通過裝有吸附劑 （如活性炭、疏水分子篩等 ）的吸附塔時， 此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 利用該吸附劑對污染物的強吸附力，從而達到凈化廢氣的日的。該方法設(shè)備簡 單，去除效果好，多用

21、于凈化工藝的末級處理。該方法缺點是對高濃度廢氣處 理效率低、占地而積大、氣阻大、吸附劑需經(jīng)常更換或再生等缺點，而且吸附 劑脫附后的氣體難于收集而最終又排回大氣中，是一種不徹底的解決途徑。（4）吸附再生法 低溫加熱再生法。對于吸附沸點較低的低分子碳氫化合物和芳香族有機物的 飽和炭，一般用100-200C蒸汽吹脫使炭再生，再生可在吸附塔內(nèi)進行。脫附 后的有機物蒸汽經(jīng)冷凝后可回收利用。常用用于氣體吸附的活性炭再生。此方 法重復(fù)使用率較高，但活性炭顆粒之間容易粘結(jié)成塊，造成通道堵塞，同時此 方法對高濃度廢氣也無能為力。（5）生物法 生物法是近年來研究較多的一種處理工藝，該方法最突出的優(yōu)點是處理成本 低

22、廉、基本無二次污染。生物法雖然在凈化低濃度有機污染物時效果明顯，具 有能耗低的優(yōu)點，但存在氣阻大、降解速率慢、設(shè)各體積龐大、易受污染物濃 度及漏度的影響，而且該法僅適用于親水性及易生物降解物質(zhì)的處理，對疏水 性和難生物降解物質(zhì)的處理還存在一定難度。（6）光催化技術(shù)光敏半導(dǎo)體催化氧化或納米金屬氧化物光催化也是近年來的研究熱點，但 該技術(shù)的降解效率受控于污染物質(zhì)與催化劑表面界面擴散速率，而且催化劑價 格昂貴、很容易中毒失效，目前光催化技術(shù)很難用于大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，多局 限于實驗研究及小風(fēng)量應(yīng)用階段。（7）低溫等離子法低溫等離子是內(nèi)外電極在高壓狀態(tài)下進行間隙放電，間隙通過的氣體被電 離的過程。由于放

23、電電壓較高，電子在與空氣中的氮氣碰撞產(chǎn)生大量的氮氧化 物，造成二次污染。臭氧發(fā)生器與低溫等離子放電技術(shù)和放電原理一樣，而放 電電壓3500V,幾乎無氮氧化物產(chǎn)生。（老式工頻臭氧發(fā)生器35000V,使用一段 時間后，罐體內(nèi)會產(chǎn)生大量氮氧化物濟膠， 3500v 放電，無任何殘余物 ）。低溫 等離子名義上是電離廢氣，實際上是電離空氣產(chǎn)生臭氧，利用臭氧看到強氧化 性來進行廢氣處理。由于等離子廢氣處理系統(tǒng)廢氣直接經(jīng)過放電系統(tǒng)，對易燃 易爆氣體帶來很大安全隱患，容易造成火災(zāi)等重大安全事故，實例有小鳥電勸 此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除車噴漆廢氣采用低溫等離子體發(fā)生爆炸。故防爆

24、環(huán)境絕對不允許使用。而臭氧 的產(chǎn)生的環(huán)境是干燥氣氛，故對氣氛濕度不好控制的環(huán)境，其除臭效率很差。4.2 處理工藝的確定從第三章數(shù)據(jù)可以看出，瀝青基碳纖維生產(chǎn)過程的廢氣主要為碳氫化合物， 以及少量的硫元素。雖然廢氣的元素組成單一，但其結(jié)構(gòu)形式不確定因素很多， 故采用吸收法、吸附法來處理有機廢氣有很大的挑戰(zhàn)。生物法以及光催化技術(shù) 對復(fù)雜的有機廢氣處理方案，也有待成熟。故本項目采用目前較為成熟的廢氣 處理技術(shù)來處理碳纖維生產(chǎn)過程中的廢氣，即直接燃燒法。在有氧氣氛下，本項目所產(chǎn)生的廢氣，經(jīng)過高溫處理（ 900C以上）基本轉(zhuǎn)化為水蒸氣和二氧化碳，二氧化硫。二氧化硫的濃度遠小于國家的排放標準。4.3 碳化

25、爐與石墨化爐代替焚燒爐的可行性碳纖維生產(chǎn)工藝中，碳化爐溫度在 1100C，而石墨化爐更是達到了 2600C 傳統(tǒng)焚燒爐的目的就是要通過加入燃料，使廢氣的溫度達到1000C以上。因此,如果能有效運用碳化爐以及石墨化爐內(nèi)部的高溫，對廢氣充入足夠的氧氣，就 可以使廢氣達到完全燃燒的目的，達到廢氣凈化的效果。碳化爐以及石墨化爐作為對碳纖維碳化以及石墨化的設(shè)備，其主要的作用 就是對碳纖維高溫處理（惰性氣氛），使碳纖維機械性能提高。因此如果想利 用碳化爐以及石墨化爐同時對廢氣進行處理，一定要保證爐子本身的作用不受 影響的同時（走絲艙內(nèi)惰性氣氛不能改變，艙內(nèi)的溫度不能波動太大），廢氣 也應(yīng)達到焚燒要求（焚燒

26、溫度要達到，滿足一定的停留時間，氧氣一定要充 足）。本項目進口的碳化爐以及石墨化爐設(shè)備，經(jīng)過嚴格的計算與設(shè)計，使其具 備廢氣焚燒功能，能夠完全處理碳纖維生產(chǎn)工程中的廢氣。兩種爐子的結(jié)構(gòu)示意圖如 4.3-1,4.3-2所示：從碳化爐爐體結(jié)構(gòu)（圖 4.3-1）可以看出，爐體最內(nèi)部為碳纖維走道（絲束 從左往右輸送），是爐體溫度最高的部分。碳化爐氣體入口為氮氣入口，主 要是維持走絲艙內(nèi)部的惰性氣氛以及帶走反應(yīng)生產(chǎn)的廢氣。氣體入口為廢氣 入口（中間相瀝青調(diào)制以及預(yù)氧化過程產(chǎn)生），廢氣處理艙其實是走絲艙外部此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除的夾層，主要利用走絲艙內(nèi)部的溫度余熱來處理廢氣。廢氣通道內(nèi)部

27、安裝有蜂 窩結(jié)構(gòu)的蓄熱陶瓷材料，能夠儲存走絲艙傳來的熱量，同時蓄熱材料周圍有額 外的加熱器，以保證廢氣到達焚燒溫度。走絲艙內(nèi)部出口連接廢氣處理艙，保滬吒林入保滬r體出炭氣與保護氣體混合出炭氣入門4J-2石墨化爐結(jié)構(gòu)示意圖碳化工藝產(chǎn)生廢氣隨著惰性氣體流入廢氣處理艙，混合后由出口排出碳化爐 排氣口具有防逆流裝置，以免廢氣進入碳化爐走絲艙污染纖維。碳化爐中走 絲方向與惰性氣體方向相同，這樣是因為在走絲方向上溫度是依次遞增的，惰 性氣體溫度也是依次遞增，如果惰性氣體充入方向與走絲方向相反，貝U會影響此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除碳化爐內(nèi)部溫度的分布。石墨化爐結(jié)構(gòu)如4.3-2所示，石墨化爐與碳

28、化爐結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別是惰性氣體入口與走絲方向相反，而惰性氣體出口在廢氣（碳 化爐出來的廢氣）入口處（廢氣口），與廢氣一起進入到廢氣處理艙。這樣 的設(shè)計不但可以迅速提高廢氣的溫度，還可以使廢氣充分混合（達到有效的停 留時間）。經(jīng)過廢氣處理艙以后，廢氣經(jīng)過排氣口排出，排氣口與煙囪連 接，經(jīng)過冷卻后排放。碳纖維生產(chǎn)工藝中，完整的廢氣處理方案如4.3-3所示。433廢氣處理的工藝流程圖從爐體結(jié)構(gòu)上看，利用碳化爐以及石墨化爐來處理廢氣具有可行性。為了保證爐體達到焚燒爐的效果需要從溫度、停留時間、氧氣濃度來考慮。根據(jù) 本項目的廢氣元素，具體計算數(shù)據(jù)如下:廢氣充分燃燒條件的確定：補充空氣計算：廢氣的元素組成（

29、一條產(chǎn)線）區(qū)分重量重量比例(kg/h)元素組成C15.200.510H12.900.433N0.1670.006O0.700.022S0.870.029廢氣完全燃燒的理論空氣量每kg廢氣理論空氣量此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除Lo=11.49*O.5O1+34.5*（O.433-O.O22/8）+4.31*O.O29=2O.73（kg）即每kg的廢氣完全燃燒需要空氣20.73kg空氣過剩率1.2每kg廢氣必要空氣量 L 1=20.73*1.2=24.88（ kg）故每小時需向廢氣管道補充空氣量為：L3=24.88*29.8=741.5（ kg）熱量計算：每kg空氣

30、從20C升到900 C所需要的熱量為：（空氣比熱按1.004計算）R 0=1.004*880=883.5KJ741.5kg/h每kg原料處理中的廢氣（30C）升到900C所需要的能量：（廢氣比熱按2計算）R1=2*870=1740KJ8kg/h（排放速度）每kg預(yù)氧化階段產(chǎn)生的廢氣（220 C）升到900 C所需要的能量：（廢氣比熱按2計算）R2=2*680=1360KJ7kg/h （排放速度）每kg預(yù)碳化階段產(chǎn)生的廢氣（1100C）降到900C所釋放的能量：（廢氣比熱按4計算）R3=4*210=840KJ100 kg/h（排放速度，包含了惰性氣體以及清潔氣體）每kg石墨化階段產(chǎn)生的廢氣（26

31、00 C）降到900C所釋放的能量：（廢氣比熱按6計算）R4=6*1700=10200KJ56kg/h （排放速度，包含了惰性氣體以及清潔氣體）R 總即廢氣每小時還需要從碳化爐以及石墨化爐中爐吸收23355.25KJ KJ熱量，才能保證氣體完全燃燒。熱值轉(zhuǎn)化為功率為。假設(shè)熱轉(zhuǎn)化率為95%，則還需要功率為6.8kw的加熱器就能滿足需求。故在碳化爐設(shè)計時，在廢氣通道內(nèi)增加額外的加熱器，就能滿足廢氣的焚燒。等效燃燒室容量經(jīng)過燃燒后每小時理論排放氣體：把廢氣元素全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水以及二氧化硫以后，其體積如下表所示。氣體重量/kg體積Nr3/hCQ59.4530.26fO120149.33N2569

32、.6455.68SQ1.40.49O162.05113.44把標況下的體積轉(zhuǎn)化為 900 C時氣體體積為 3219m3。有機廢氣充分燃燒的停留時間為三秒， 則廢氣處理通道的容積應(yīng)該為：3219/3600*3=2.68m 3。碳化爐以及石墨化爐廢氣管道的總?cè)莘e應(yīng)該在2.7m3以上。此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除從上所述，廢氣只要在碳化爐以及石墨化爐內(nèi)達到焚燒溫度（900C），充入充足的氧氣（750kg/h空氣補充量），廢氣處理通道容積適合（2.7m3以上）， 就可以利用碳化爐以及石墨化爐來處理生產(chǎn)廢氣。本項目進口的設(shè)備廢氣處理艙有額外的加熱設(shè)備（ 8KW），使廢氣設(shè)備溫 度達到900E

33、，廢氣處理艙室設(shè)計容積為 3m3（停留時間3s），完全達到廢氣處理 的要求。事實證明，該設(shè)備在日本工廠運行穩(wěn)定，處理效果良好。利用碳化爐以及石墨化爐充當(dāng)氣體的焚燒場所（焚燒爐），不僅可以節(jié)約設(shè)備空間，而且有利于熱量的充分利用，節(jié)約了能源。4.4碳纖維生產(chǎn)工藝說明如圖4.3-3所示，攪拌釜產(chǎn)生的廢氣、不熔化階段產(chǎn)生的廢氣經(jīng)過混合同時 進入碳化爐裝有蓄熱材料的通風(fēng)夾層中，艙內(nèi)溫度在600-1100C。在進入碳化爐夾層之前，廢氣管道經(jīng)過排風(fēng)機通入空氣，以保證廢氣能夠充分燃燒，空氣 補充量為750kg/h。碳化爐廢氣處理夾層的空間為 2m3經(jīng)過熱處理后的廢氣與 碳化階段產(chǎn)生的廢氣在碳化爐的排風(fēng)口處集合

34、（詳見圖4.3-1）,同時進入到石墨化爐的廢氣夾層。石墨化爐廢氣入口處經(jīng)過碳化爐處理后的廢氣溫度已經(jīng)達 到600E以上。石墨化階段產(chǎn)生的惰性氣體與廢氣（經(jīng)過碳化爐的廢氣）在廢 氣處理艙入口處混合，之后一起經(jīng)過廢氣處理艙，詳見石墨化爐結(jié)構(gòu)示意圖（圖4.3-2）。石墨化爐的廢氣處理夾層有效空間為1m3廢氣經(jīng)過石墨化爐夾層后，出口處管道有放大艙（2m3，使高溫氣體進一步混合，以保證充分燃燒。 經(jīng)過充分燃燒后，廢氣已經(jīng)幾乎全部轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。經(jīng)過排風(fēng)口的冷卻 排風(fēng)機冷卻到350E后（冷卻空氣量1500kg/h），排到大氣中。4.5設(shè)備選型簡介本項目采用的凈化系統(tǒng)，是采用碳化爐（電氣式廢氣處理裝置）

35、、石墨化爐（高溫廢氣處理裝置），根據(jù)項目本身的廢氣排量，精心計算設(shè)計。 其技術(shù)規(guī)格如下： 爐型：電氣式廢氣處理裝置（碳化爐）材質(zhì)：SUS310S耐高溫1790r ）外型尺寸：寬1800 mm 高2100 mm 長6900 mm此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 焚燒能力： 50kg/h 廢氣處理艙： 2.0m3功率： 63kw 爐型：高溫廢氣處理裝置 （石墨化爐 ）材質(zhì)：加熱管碳化鎢（耐高溫3000C ）外型尺寸：寬 2400 mm 高 2300 mm 長 4500 mm 焚燒能力： 80kg/h廢氣處理艙： 1m3功率： 125.4kw 鼓風(fēng)機（補充空氣）風(fēng)壓:1323Pa風(fēng)量:575

36、m3h功率:3kw鼓風(fēng)機（冷卻空氣）風(fēng)壓:1323Pa風(fēng)量 1500m3/h功率 8kw煙囪材質(zhì)：A3鋼 700mm高15m電控儀控系統(tǒng) 屋外型 焚燒爐電源開關(guān)顯示 熄火警報系統(tǒng) TIC 溫度顯示 緊急連鎖裝置 PID 調(diào)節(jié)4.5 運行指標 1 、基本指標 a進入方式：自動噴入b、處理方式：自動處理 此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流c、爐內(nèi)壓力：采用負壓設(shè)計，不逆火d、處理流程：廢氣收集一碳化爐處理一再次收集一石墨化爐處理一排出e、焚燒溫度：9001200Cf、煙氣停留時間：3秒g、廢氣處理容積：3m3以上h、廢氣處理由自動閥門控制，溫度過低是輔助加熱設(shè)備會自動開啟2、環(huán)境保護技術(shù)指標a、噪聲： 85db

37、(A)(距離 1m)b、臭氣濃度： 40(無量綱3、安全指標a碳化爐以及石墨化爐中設(shè)有安全保護系統(tǒng)，當(dāng)夾層堵塞或者流通不順暢時， 安全保護會報警提醒。b、當(dāng)碳化爐同時走絲以及處理廢氣處理時，夾層內(nèi)的輔助加熱器要同時打開， 以保證走絲艙內(nèi)的溫度影響不大。c、設(shè)備設(shè)有漏電保護裝置，在溫度為 40度、相對濕度為85%時，電氣回路絕 緣電阻大于2MQ，并能承受1min工頻(50Hz)、電壓1500V的實驗電壓，各 部件定位準確，連接可靠，控制柜與各設(shè)備之間的連接線裝有金屬軟管。d、氣路都經(jīng)過密封試壓實驗，無泄漏現(xiàn)象。e、報警系統(tǒng)：( 1 )焚燒爐裝置電源指示、開關(guān)(2) 殘燒定時裝置以確保爐內(nèi)無殘存之

38、易燃氣體與有機物，操作安全靠。( 3)過負荷保護裝置，保護電機不致過載。( 4)溫控燃燒( 5)高低溫控制連鎖4.6 設(shè)備優(yōu)點說明1 、碳化爐本體( 1)能源利用率較高。利用碳化爐本身作為廢氣處理場所，可以最大化利用爐 體的潛能，能源利用率較高，節(jié)省空間降低成本。此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除（2）安全性高。廢氣是一個從生產(chǎn)線出來到處理完畢，是一個逐步升溫的過程， 一方面增加了充分燃燒的可能性，另一方面則杜絕了氣體溫度瞬時劇烈變化， 使系統(tǒng)的安全性能更高。（3）運轉(zhuǎn)成本低。由于采用此項技術(shù)，使設(shè)備大幅優(yōu)化，成本降低，易于維護 保養(yǎng)。（ 4）無二次污染。采用多段送風(fēng)系統(tǒng)，可降低燃燒過程

39、中排放的NOx。2、管路系統(tǒng)包括：廢氣管路裝配有蝶閥、阻火器等。調(diào)壓閥、穩(wěn)壓閥皆進口設(shè) 備隨廠配備，連續(xù)運行時間長，效果好3、煙囪 對氣體起擴散作用，排放符合國家標準，煙囪加裝采樣孔、測溫孔、本煙囪根 據(jù)實際情況可增加相應(yīng)的固定裝置，確保其安全性和使用壽命。4、溫控系統(tǒng) 本系統(tǒng)通過對爐本體出口煙氣溫度傳感器信號的采集及燃燒上下限溫差的設(shè)定， 既能顯示各點溫度以觀測爐內(nèi)燃燒情況，也能閉合調(diào)節(jié)燃燒的配給，使燃燒器 在不同的溫度條件下起動或關(guān)閉。、5、電控系統(tǒng) 包括電源指示、電源電壓檢知、警報系統(tǒng)、殘燒定時裝置、電磁閥的開關(guān)及自 動與手動切換調(diào)節(jié)裝置等，操作自動化程度高，安全性好。第五章設(shè)備一覽表5

40、.1設(shè)備一覽表序號設(shè)備名稱部件名稱備注1廢氣處理系統(tǒng)電氣式廢氣處理裝置（碳化爐）碳纖維工藝必要設(shè)備高溫廢氣處理裝置（石墨化爐）碳纖維工藝必要設(shè)備廢氣風(fēng)機1KW鼓風(fēng)機（冷卻空氣）8kw鼓風(fēng)機（補充空氣）3KW煙囪高15m3管路區(qū)廢氣主要管道直徑400mm不銹鋼法蘭接口穩(wěn)壓閥調(diào)壓閥過濾器4電控儀控系統(tǒng)電控柜溫度控制系統(tǒng)儀表數(shù)顯系統(tǒng)功能連鎖系統(tǒng)PID調(diào)節(jié)儀控制線系統(tǒng)5其他輔助設(shè)備高溫防腐涂料連接、支撐及緊固件注：除去碳化爐、石墨化爐費用，其余輔助配套件預(yù)計10萬元第六章電氣控制設(shè)計說明6.1電氣說明（1）本工程電源由業(yè)主配電所提供，電壓為 380/220V,進線敷設(shè)方式有業(yè)主 自定，設(shè)計分界點為廢氣

41、處理配電柜進線電纜連接端子。（2）動力線路采用銅芯BV型電線、橡膠絕緣穿鋼管暗敷或明敷。（3）電源入戶外設(shè)零線重復(fù)接地裝置，電氣設(shè)備外殼采取保護零線，零線與回 路線銅管敷設(shè)。（4）自控系統(tǒng)說明廢氣處理設(shè)施自控要求為：在無人管理狀態(tài)下，實行自行運行，降低運行費用， 增加設(shè)備運行的可靠性。第七章工程投資預(yù)算7.1工程投資估算原則1、江蘇省化工非標設(shè)備工程技術(shù)資料2、設(shè)備生產(chǎn)廠家產(chǎn)品供應(yīng)價格3、相關(guān)材料市場供應(yīng)價格7.2主要工藝設(shè)備投資估算序號設(shè)備名稱數(shù)量價格（萬元）規(guī)格備注1設(shè)備1套10打包購買2運輸費、安裝費2.003調(diào)試費0.454稅金0.95合計13.35第八章運行成本估算8.1廢氣處理系統(tǒng)

42、設(shè)備能耗單位：KWH序號設(shè)備名稱總功率Kw使用功率Kw （每天）（功率泌行時間濃率）1鼓風(fēng)機8.58.5 忽480%=163.22碳化爐6363 24 20%=302.42石墨化爐125.4125.4 4 20%=601.92合計1067.528.2運行費用分析人工費用廢氣處理系統(tǒng)由車間工作人員操作，人工費記入生產(chǎn)運行費用中，在廢氣處理 站中不另設(shè)專職人員。耗電費用本廢氣處理系統(tǒng)耗電按每0.70元/KW- H計，則每天運行費用：0.70 X1067.52=747.264 /天能源費用此文檔僅供學(xué)習(xí)和交流此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除除電之外，本系統(tǒng)不需要額外的能源根據(jù)以上計算，年運行

43、費用為（以 250 天計算）， 747.264*250=18.68 萬第九章 施工組織計劃9.1 專項工程項目部成立合同簽訂后，三天內(nèi)成立工程項目部，由具有相關(guān)資質(zhì)的人員擔(dān)任工程項目 部經(jīng)理，并由項目經(jīng)理牽頭成立工程項目部下屬各個職能部門，確保項目順利 進行。9.2 工期目標的確定本工程為系統(tǒng)的廢氣治理環(huán)保工程，合理的安排工程進度計劃是施工組織的 關(guān)鍵，是合理的組織人、機、法、環(huán)、料等生產(chǎn)要素的前提。 本工程加工工期及工程安裝工期將響應(yīng)貴廠要求。 根據(jù)工期目標要求，以設(shè)備本體等主要加工及設(shè)備安裝為重點控制對象，確定 里程碑控制點。9.3 總進度控制計劃的制定根據(jù)工期目標和確定的里程碑控制時點，

44、在施工總進度計劃的安排上，我們 遵循客戶利益至上的宗旨，對生產(chǎn)精心組織，確保交貨時間。 在簽訂合同生效后 10 日內(nèi)向貴方提供全部技術(shù)資料和施工圖紙。 在簽訂合同生效后 7 日內(nèi)向貴方提供初步設(shè)計方案及資料，供需方審查。第十章 施工準備10.1 現(xiàn)場準備中標后， 5天內(nèi)開始組織人員準備加工設(shè)備及場地。10.2 技術(shù)準備（1）做好調(diào)查工作 由于工程所需物質(zhì)資源種類多、數(shù)量大，故應(yīng)對各種物質(zhì)資源的生產(chǎn)和供應(yīng) 情況、價格、品種等進行詳細調(diào)查，以便及早進行供需聯(lián)系，落實供需要求。（2）做好與設(shè)計的結(jié)合工作由公司工程技術(shù)中心組織相關(guān)人員認真學(xué)習(xí)圖紙，并進行自審、會審工作， 以便正確無誤的生產(chǎn)。通過學(xué)習(xí)，熟悉圖紙內(nèi)容，了解設(shè)計要求施工達到的技 術(shù)標準，明確工藝流程。進行自審，組織各工種的生產(chǎn)管理人員對本工種的有關(guān)圖紙進行審查，熟悉 和掌握圖紙細節(jié)。組織圖紙會審，由設(shè)計方進行交底，理解設(shè)計意圖及生產(chǎn)質(zhì)量標準，準確掌 握設(shè)計圖紙的細節(jié)。（3）認真編制生產(chǎn)組織設(shè)計 由公司工程技術(shù)中心認真編制該工程的生產(chǎn)組織設(shè)計，作為工程生產(chǎn)的指導(dǎo)性 文件。10.3 物資條件準備（1）生產(chǎn)材料的準備 根據(jù)生產(chǎn)組織設(shè)計中的生產(chǎn)進度計劃和生產(chǎn)預(yù)算中的工料分析，編制生產(chǎn)所 須的