浓缩转轮+RCO工艺计算书

一、设计条件

某汽车制造企业在喷涂工序产生工艺废气，主要污染物为漆雾、二甲苯、VOCs等，排放量为73万m3/h，具体详见表：

根据《环境空气质量标准》（GB3095-2012），环境空气功能区分为二类：一类区为自然保护区、风景名胜区和其他需要特殊保护的区域；二类区为居住区、商业交通居民混合区、文化区、工业区和农村地区。假设该工厂位于二类区，根据《大气污染物综合排放标准》

（GB16297-1996），其排放要求为：

本计算书以附件工艺图为计算前提，进行下述设备的选型计算：（1）漆雾处理装置、（2）浓缩转轮、（3）RCO、（4）混合换热器、（5）主风机、（6）RCO风机

二、装置计算

2.1 漆雾处理装置

漆雾处理装置由玻璃纤维棉及装置框架组成，玻璃纤维棉由高强度的连续单丝玻璃纤维组成，呈递增结构，捕捉率高、漆雾隔离效果好、压缩性能好，能保持其外型不变，其过滤纤维空间结构利于储存漆雾灰尘，具弹性、低压损，对漆雾有较佳的捕集效滤。

玻璃纤维棉捕集来自喷涂工序的过量油漆（即漆雾），避免影响后续的废气处理装置。通过咨询某玻璃纤维棉供应商，获得其产品参数：

为保证漆雾处理效果，本方案选择LH/PA-100型号，设计参数如下：

因处理风量较大，设计4套漆雾处理装置，进行并联设置，如示意图所示:

则每套漆雾处理装置的处理风量为：

Q=730000

4

m3/ℎ=182500m3/ℎ

根据单套漆雾处理装置的风量及设计过滤风速，每套漆雾处理装置的过滤面积为：

A=

182500

0.8×3600

m2=63.37m2

根据该过滤面积，设置漆雾处理装置长度为10米，则宽度为：

d=63.37

10

m=6.337m

对数据进行化整，取d=6.4m。

同时，为保证漆雾处理效果，避免影响后端浓缩转轮的使用性能，采用玻璃纤维棉供应商的建议，设置两层漆雾过滤，装置结构示意图如下：

为保证设备能装入两层100mm厚度的过滤层，同时留有检修孔等，设置漆雾处理装置高度为1.5m.

漆雾处理装置阻力为：

P=2层×(20~220)Pa/层=(40~440)Pa

漆雾浓度为4.07mg/m3，则单套漆雾处理装置每小时处理漆雾量为：

M=182500×4.07

1000000

=0.74kg/ℎ

根据玻璃纤维棉供应商提供的参数，取其容漆雾量为4.5kg/m2，则玻璃纤维棉更换周期为：

W=0.74kg/ℎ

4.5kg/m2

=0.16m2/ℎ

根据《环保装置设计手册—大气污染控制装置》，一般工业通风管道内的风速为：

设计漆雾处理装置进出口半径为1.1m，则对应风管风速为：

S=

182500

1.1×1.1×3.14×3600

m/s=13.34m/s<14m/s

因此该半径符合相关设计要求。

综合上述计算，单套漆雾处理装置的各项参数统计如下：

2.2 浓缩装置

因总处理风量较大，本方案设置两套浓缩转轮装置进行并联，则单套处理风量为：

Q=730000

m3/ℎ=365000m3/ℎ

转轮处于连续转动状态中,工厂排出的处理气（V）中，一部分用作冷却气用，经过转轮冷却区后进入热交换器加热至约200℃，再进入转轮脱附区。从转轮脱附区脱附的VOC废气进入RCO或其他燃烧装置中，经氧化分解为H2O、CO2。脱附区经冷却区冷却至可吸附温度后得到

再生，转入吸附区进行吸附工作。吸附区净化后的处理气（V1）排放至大气。浓缩倍率L定义为V1/V2；

浓缩转轮的工艺图如下：

（1）过滤面积

通过咨询浓缩转轮供应商，建议过滤风速≤2m/s。据供应商介绍，浓缩转轮分为吸附区、脱附区及冷却区，其中吸附区占截面面积的10/12，

脱附区占截面面积的1/12，冷却区占截面面积的1/12，则在该半径下其过滤面积最小为：

S=

Q

3600v

360°

300°

=

365000

3600×2

×

360°

300°

=60.8m2

设浓缩转轮半径为4.5m，则其过滤面积为63.585＞60.8，满足设计要求。核算当转轮半径为4.5m时其过滤风速：

v=

365000

63.585×3600

×

360°

300°

=

1.91m

s

＜2m/s

符合供应商参数要求。

（2）浓缩转轮转速

吸附与脱附在转轮运行周期中是同步进行的，两者互为影响并共同决定转轮的去除效率，而转速的大小意味着吸附和脱附时间的长短。

转速过低时，吸附区停留时间过长造成吸附质穿透，此种情况需提高转速加快吸附剂的更替。

转速过高时，脱附区停留时间过短造成再生不足，此种情况需降低转速给再生区足够的再生时间。

根据供应商推荐，最佳转速实质是吸附与脱附时间的控制，以实现转轮去除率最大，转轮的电机必须可调并满足转轮2~6转/h，而在系统调试时根据工况实际调整。

（3）转轮厚度

转轮的吸附容应确保吸附区转入再生区时，吸附区还未达到饱和。

厚度越大则转轮的吸附容量越大，但厚度大会带来脱附不均的问题。根据供应商建议，转轮厚度取600mm。

（4）脱附温度

脱附温度主要由三个因素决定：吸附质的性质（沸点）、转轮设备的隔热效率、冷却区的冷却能力。

要使吸附质脱出，脱附温度一般需高于吸附质的沸点温度。因为沸石分子筛甚至能承受上千度的高温，所以脱附温度越高，对脱附过程是越有利的。

但若脱附温度太高，因传热作用，会造成靠脱附区一侧吸附区吸附效率降低。再者会加重冷却区负荷，若超出冷却区极限，转入吸附区时温度过高也会降低吸附效率。

根据供应商介绍，本方案脱附温度设置为200℃。

综合上述计算，单套浓缩转轮装置的各项参数统计如下：