改性沥青防水卷材生产废气净化系统及热回收室优化研究

发布时间：2020-05-14 14:48

【摘要】：随着建筑业的蓬勃发展,作为功能性建材的防水材料也得到迅猛发展。1985年至今30多年间,我国建筑防水材料行业产值从25亿元增加到近2000亿元,2018年全国主营业务年收入在2000万元以上的建筑防水材料企业共784家,全年累计生产改性沥青防水卷材约7.8亿m~2。改性沥青防水卷材生产过程中会产生大量废气,国内该类企业废气净化普遍存在工艺复杂、净化效率不高、设备维护困难等问题。目前得以应用的几种废气净化方法中,燃烧法的运行成本相对较高,废气燃烧后产生的高温烟气余热具有较高的回收利用价值,但由于设备初投资较大,该类企业对余热回收的相关研究与应用较少。因此对该类企业废气净化系统的优化及废气燃烧后烟气余热回收利用的研究具有明显现实意义。本文以杭州JW防水材料公司改性沥青防水卷材生产废气净化系统为研究对象,基于设备布置杂乱、管理难度大、运行能耗高等问题,通过理论分析和试验研究,优化设计了“高温燃烧+余热回收+喷淋”的组合净化方式。对已投入运行的优化系统进行测试及分析,结果显示各项污染物的排放平均低于《大气污染物综合排放标准GB16297-1996》规定限值92.53%,废气净化效果理想;系统优化后运行能耗大为减少,由于增加了热回收室,生产过程中加热导热油炉的天然气年用量也减少,节能效果显著;本次废气净化系统的优化成本约30万元,而优化后企业成本每年可减少约83.73万元,投资回收期少于半年。实测废气净化系统热回收室各进出口温度,得到余热回收效率为56.14%,经分析发现热回收室换热管结构较为简单是余热回收效率不高的主要原因,因此本文针对热回收室换热管进一步优化,基于数值模拟的方法深入研究热回收室采用翅片管时,其结构参数变化对热回收室传热性能和流动阻力的影响,并对比分析不同形式翅片管综合性能的优劣。结果显示,相比于光滑管,热回收室采用矩形百叶窗式翅片管的传热量约增加12%,综合性能最优;其次是波纹翅片管,传热量约增加11%;而Y形翅片管的传热性能虽略优于矩形平板式翅片管,但综合性能最差。最后通过理论分析得到废气净化系统热回收室采用翅片管进行余热回收时,加热导热油炉的天然气年用量减少约75744 m~3,更具节能优势。本文初步完成了对该企业废气净化系统的优化及热回收室换热管的研究,为改性沥青防水卷材生产废气净化系统及烟气余热回收的工程设计与应用提供一定的参考依据,有助于节能减排相关技术的发展,对提高能源利用率、减少能源消耗有重要意义。
【图文】：

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（2）搅拌：加热研磨完成后输送进密闭搅拌釜，同时加入填充料进行搅拌。把沥青、性剂、填充料等物质搅拌混合成改性沥青后，打入涂盖池使用。（3）胎布展开：利用胎基调整装置把胎布展开，然后进行加热。（4）烘干：胎布烘干温度需保持在 150℃左右，烘干热源为导热油炉，目的是使胎体持干燥，如果胎体含有水分，涂盖后容易导致产品起泡报废。（5）胎布浸涂：胎布烘干后，进入浸涂工序，涂盖料为改性沥青，防止涂盖料凝固，盖过程中需要保持温度在 180℃-190℃左右，，热源为导热油炉。（6）覆膜/撒砂：卷材经过涂盖后，还需要在上下表面覆膜，也可根据客户对卷材的同要求在表面撒砂等。（7）冷却：经过覆膜/撒砂后，卷材初步加工完成，卷材温度较高，可利用循环水进行却处理。（8）压实、裁断收卷：待改性沥青防水卷材冷却后，把卷材压实定型，然后根据要求断收卷，最后成品完成、包装入库。
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X799.1

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