【正文】 活性污泥法等。 目前應用最多的方法是吸附一催化燃燒法，它主要以顆粒炭或 蜂窩炭為吸附劑，為了保證生產的連續(xù)性， 一 般設置兩個吸 附 床交替使用，由于切換的周期至少為 1d，因此吸附床體積大，吸附劑 用量多，設備笨重，投資大，操作麻煩；由于床層體積大，容易出現因吸附熱的積蓄引起的燃燒爆炸等現象。所以必須解決廢氣凈化問題。 不需要加熱。 設備龐大 , 占地面積多。 催化劑成本高。 建造快、占地少。 （ 3）設計圖紙（平面布置圖、工藝流程圖、主要構筑物圖、管道布置圖等） 設計進氣指標 風量為 20200 hm/3 ，溫度為 35℃ ， 排氣壓力為 kpa， 苯濃度為 100 3/mmg 。 （ 4）采用低能耗、低運行費用、基建投資省、占地少、操作管理簡便。 液體吸收法凈化效率為 60%～ 80% ,適合處理低濃度 ,大風量的有機廢氣 ,但存在著二次污染；催化燃燒法凈化率為 95% ,適合處理高濃度 ,小風量的有機廢氣，缺點是對處 理對象要求苛刻 ,要求氣體的溫度較高 ,為了提高廢氣溫度 ,要消耗大量的燃料 ,所以運行費用很高 ；活性炭吸附法凈化效率為 %～ % ,對于處理大風量、低濃度的有機廢氣 ,國內外一致認為該法是最為成熟和可靠的技術 ,但該工藝流程過長 ,操作費用高 ,另外需要穩(wěn)定的蒸氣源也常常是比較困難的事情。3 活性炭固定吸附床 。 在生產過程所產生的廢氣主要為苯、甲苯、二甲苯等，根據苯類性質，本方案采用活性炭作為吸附劑對廢氣進行吸收處理， 吸附床一般配置 2 臺以上 ,輪換使用 ,當 1 臺吸附床吸附的有機物達到規(guī)定的吸附量時 ,換到另 1 臺吸附床進行吸附凈化操作 ,同時對前面 1 臺吸附床進行脫附再生。吸附處理廢氣時，吸附的對象是氣態(tài)污染物，被吸附的氣體組分稱為吸附質，多孔性物質稱為吸附劑。 由于多孔性固體吸附劑表面存在著剩余吸引力，固表面具有吸附力。 9 吸附機理 吸附和脫附互為可逆過程。當同一時間內吸附質的吸附量與脫附量相等時，吸附和脫附達到動態(tài)平衡，此時稱為達到吸附平衡。吸附平衡量是吸附劑對吸附質的極限吸附量，亦稱靜吸附量分數或靜活性分數，用 Xt表示，無量綱。 吸附等溫線與吸附等溫方程式 平衡吸附量表示的是吸附劑對吸附質吸附數量的極限，其數值對吸附造作， 設計和過程控制有著重要的意義。由于吸附過程中，吸附溫度一般變化不大，因此吸附等溫線最為常用。E 朗格謬爾等溫式 的 另一表現形式為： V = apapVm?1 式中 Vm ——單分子層覆蓋滿時（ 1?? ）的吸附量 ； V —— 在氣相分壓 p 下的吸附量 。在一定溫度下，對一定體系而言是常數， k 和 n 隨溫度變化而變化； m ——吸附質質量，㎏ ； x ——被吸附氣體的質量 。E它除了接受朗格謬爾理論地幾條假定， 即固體表面是均勻的，被吸附分子不受其它分子的影響，吸附與脫附在吸附劑表面達到動態(tài)平衡以外， 還認為在吸附劑表面吸附了一層分子以后，由于范德華力地作用還可以吸附多層分子， 而第一層與以后的各層有所不同。T 公式是比較準確的，在低 12 壓下可以與 朗格謬爾等溫式 一致。對一定的吸附體系，靜活性只取決于吸附溫度和吸附質的濃度或分壓。 吸附速率 吸附過程常需要較長時間才能達到平衡，而在實際生產過程中，兩項接觸時間 是 有限的。 吸附器的確定 對 吸附器的基本要求： （ 1）具有足夠的過氣斷面和停留時間 ； （ 2）良好的氣流分布 ； （ 3）預先除去入口氣體中污染吸附劑的雜質 ； （ 4）能 夠 有效地控制和調節(jié)吸附操作溫度 （ 5）易于更換吸附劑 。 （ 5） 有足夠的 熱穩(wěn)定性 及 化學 穩(wěn)定性 （ 6） 有 良好的再生性能 （ 7） 吸附劑的 來源廣泛 、 造價低廉 實際中，很難找到一種吸附劑能同時滿足上述要求，因而在選擇吸附劑時要權衡多方面的因素。它是 一種具有非極性 表面，為疏水性和親有機物 的 吸附劑， 故活性炭常 常 被 用 來 吸附 回收 空氣中的有機溶劑和惡臭物質， 在環(huán)境保護方面用來處理工業(yè)廢水和治理某些氣態(tài)污染物 。被處理廢氣在通過蜂窩活性炭方 孔時能充分與活性碳接觸 ，吸附效率高，風阻系數小，具有優(yōu)良的吸附、脫附性能和氣體動力學性能，可廣泛用于凈化處理含有甲苯、二甲苯、苯、等苯類、酚類、酯類、醇類、醛類等有機氣體、惡臭味氣體和含有微量重金屬的各類氣體。穿透曲線是表征材料吸附性能的主要性能之一 ,是吸附前后吸附質濃度比值隨時間變化的一個函數 ]9[ 。在孔隙率相同的情況下 ,壁厚增加 ,則單位體積蜂 窩的炭含量也隨之增加 ,從而可以提高吸附容量。如果吸附質以較高的擴散速度擴散到蜂窩壁的內部 ,由此空出來的吸附位又可連續(xù)吸附 ,因此厚壁蜂窩應該具有更好的吸附效率和吸附容量 ]11[ 。 氣速過大 , 則壓降會增大 , 使吸附效率受到影響。表示吸附 床處理氣體量與出氣口污染物濃度之間的關系的曲線稱為穿透曲線。在吸附作用時間 ζ內，所吸附污染物的量為 ]13[ X= aSL b? 式中： X—— 在時間 ζ 內的吸附量； a —— 靜活度，重量 ， %； S —— 吸附層的截面積， m2； L—— 吸附層高度， m； ρb——吸附劑的堆積密度，設計為 470 kg/m3 固定床雖然結構簡單，但由于污染物在床層內濃度分布是隨時間變化，計算比較復雜，因此目前工程上都是采用近似計算，通過算活性炭的作用時間進行后處理的計算。 ＝ ? ==4 塊 考慮安裝的實際情況，得到固定床吸附裝置的實際尺寸取為： L B H＝ 7000mm 3300mm 3000mm 床層壓降的計算 ]15[ 流體通過固定床吸附器時，由于流體不斷地分流和回合，以及流體與吸附劑顆粒和器壁 的 摩擦阻力，會產生一定 的 壓降。一般常用的再生方法有：升溫脫附、降壓脫附、置換脫附、 吹打脫附、 化學轉化 再生法 、溶劑萃取 。 如活性炭吸附有機蒸氣后，可用通入高溫蒸氣再生，也可用加熱和抽真空的方法再生；沸石分子篩吸附水分后，可用加熱氮氣的辦法再生。升溫脫附可將吸附劑從 T1 升溫到 T2 ，這是吸附劑容量可以低于 x2 。 該系統(tǒng)用以捕集污染物的裝置大多數呈罩子形狀，通常稱為集氣罩。而設計不良的集氣罩即使用很大的排風量也達不到預期 的目的。集氣罩罩口氣流運動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；另一種是吹氣口氣流的吹出流動。 這亦表明 ，吹出氣流的控制能力大，而吸入氣流則有利于接受 。按集氣罩與污染源的相對位置及密閉情況，還可將吸氣式集氣罩分為 :密閉罩、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩等。 （ 4） 集氣罩的吸氣氣流不允許通過人的呼吸區(qū)再進入罩內。 （ 7） 要 盡可能避免或減弱干擾氣流 辱穿堂風、送風氣 流等對吸氣氣流 的影響； 雖然集氣罩的結構不十分復雜，但由于各種因素的相互制約，要同時滿足上述要求并非易事，應充分了解生產工藝、操作特點和現場實際。 本設計 除 霧處理采用前置式 干式 除 塵 過濾器 ，具體運行參數如下： 處理風量： Q=20200 m3/h 過濾速度： u =～ m/s 過濾面積： S = ? = m2 過濾器的尺寸：長 寬 高＝ 70020202020mm 設備阻力： 2P? 350Pa 數量： 一臺； 采用鋼板進行燒焊，過濾箱采用抽屜方式放置雙層進 口干式 除塵和除霧 過濾材料，容塵量大、凈化效率高、阻力低、過濾風速大、阻燃。 管道系統(tǒng)的配置 （ 1）配置的一般原則 從總體布局考慮，統(tǒng)一規(guī)劃，力求簡單、緊湊、適用、美觀，而且安裝、操作、維修方便，并盡可能縮短管線長度，減少占地與空間，節(jié)省投資 。在進行 管網 配置 時，主要考慮的 一個重要問題就 是要實現各支管間的壓力平衡，以保證各吸氣點達到設計風量，實現控制污染物擴散的目的。由于本設計管道線較短，管內介質溫度不是很高，管徑小于1000mm，可采用自然補償法，利用管道自然轉彎管段（ L 形或 Z 形）來吸收管道熱身長形變，既經濟有合乎安全穩(wěn)定要求 。 管道系統(tǒng)保溫設計的主要內容包括保溫材料選擇、保溫層厚度計算和保溫層結構設計。當流量確定后，若選擇較低的流速，管道 斷 。設計時應采取 以下 防爆措施：加強可燃物濃度的檢測與控制；消除火源；阻火與泄爆措施；設 備密閉和廠房通風；對管道系統(tǒng)的布置必須將有可能蓄積靜電的風管和設備可靠地接地。 （ 4）管道系統(tǒng)的保溫 及 防爆措施 在管道系統(tǒng)的設計中， 為減少輸送過程中熱量損耗或防止煙氣結露而影響系統(tǒng)正常運行， 則 需要對管道和設備進行保溫。 （ 3）管道熱補償 為了保證管道系統(tǒng)在熱狀態(tài)下的穩(wěn)定和 安全 ，吸收管道熱脹冷縮所產生的應力，管道系統(tǒng)每隔一段距離應裝固定支架和熱補償裝置。同一系統(tǒng)的吸氣 （塵） 點不宜過多。 管道系統(tǒng)設計計算 只有通過各種管道把各種凈裝置連接在一起才能組合成完整的凈化系統(tǒng)，因此，管道系統(tǒng)設計是凈化系統(tǒng)設計中不可缺少的組成部分，合理地設計、施工和使用管道系統(tǒng)，不僅能充分發(fā)揮凈化裝置的能效，而且直接關系到設計和運轉的經濟合理性。這些粉塵含量不高，粒徑較小，絕大部分在 10um以下，若未經處理，將很快堵塞活性炭微孔，使活性炭失效。 （ 5）集氣罩的配置應與生產工藝協(xié)調一致，力求不影響工藝操作和設備維 修 。 （ 2） 集氣罩的 吸氣氣流盡可能與污染氣流運動方向一致， 以 充分利用污染氣流的初始動能 。 集氣罩的分類 及設計原則 集氣罩的種類繁多，應用廣泛。 吸入氣流和吹出氣流的流動特性是不同的。因此，集氣罩的設計是氣體凈化系統(tǒng)設計的重要環(huán)節(jié)。集氣罩的性能對整個氣體凈化系統(tǒng)的技術經濟效果有很大的影響。 局部排氣凈化系統(tǒng) 主要由集氣罩、風管、凈化設備、風機、煙囪等組成。吸附床的操作溫度為 T1 ， 原料中吸附質的分壓為 P1 ，當吸附床達飽和后，吸附劑吸附容量為 x1 。至于工業(yè)上到底采用哪種操作方法，應視具體情況選用既經濟又有效的方法。本設計的床層壓力降用下式計算： ? ? 2pf32pf23 UUL P ρε－ ε＋με ε△ ???? 根據活性炭的性能： ? ? 0 . 0 0 3 232523 ????????? －＋△ －P ＝ △ P1 ＝ ＝ 活性炭再生的計算 ]16[ 吸附劑的吸附容量有限，一般在 1％～ 40％ （質量分數） 之間。 ＝bsρρV ＝ ? ＝ 3m 設計吸附床層尺寸為 L B＝ 6600mm 3200mm，則每塊塔板的截面積 A3 ＝ 3m 。操作過程的實際速率和機理、吸附平衡性質、氣流速度、污染物入口濃度，以及床層厚度等都影響穿透曲線的形狀，此過程比較復雜，目前仍是只是近似過程的計算。吸附設計中不能追求過高的吸附效率，把空塔速度取值降小，那樣會使吸附床體積、吸附劑用量和設備造價大為增高；反之也不宜取過大的空塔氣速那樣設備費用雖低，但吸附效率下降很多，且體系壓降會隨空塔速率的增大上升很快，造成動力消耗過大，因此因選取合適的空塔氣速，最適宜空塔氣速為 ～ ]12[ ，依此經驗結論，本設計確定 空塔氣速 : U = m/s. 原始條件： 處理風量： Q＝ 20200 3m /h ， 設計溫度為 350 C， 壓力為 105 Pa 由于廢氣中，空氣所占的比例遠遠大于污染物所占比例，因此，廢氣性質可以近似看作為干空氣的熱物理性質，查《化學原理》附錄 9得以下數據： 空氣混和物性質： 流體密度 ρf =，黏度為 μ f = 105? Pa. S，比熱容為 Cp =( C) 吸附得粒狀活性炭顆粒性質： 17 平均直徑 dp =， 表觀密度 ρs =670kg/ 3m ， 堆積密度 ρB =470 kg/ 3m 固定床空隙率ε f ＝ 橫截面積 : S = ?UQ ? = ㎡ D= 3 6 0 2 0 0 0 044 ＝π ????UV m 固定床吸附層高度的計算 采用透過曲線計算法，通過實驗將含有一定濃度污染物的氣流連續(xù)通過固定床吸附器，在不同時間內，確定確定吸附床不同截面處氣流中污染物的濃度分布，當吸附床使用一段時間后，出口氣體污染物濃度達到某一允許最大濃度時，認為吸附床失效?？账?氣速的選擇 , 不僅直接決定了吸附器的尺寸和壓降的大小 , 而且還會影響吸附效率。同時 ,吸附質與炭之間的接觸效率也會提高 ,這兩者之間存在一個平衡關系。穿透容量取決于流體流速、吸附質濃度和蜂窩炭組分含量等因素 ]10[ 。 綜合衡量各方面因素， 如果企業(yè)經濟允許的話，建議 吸附劑選用蜂窩狀活性炭纖維能較好的滿足技術經濟要求，其物理性能參數見表 43： 表 43 蜂窩狀活性炭的物理性能 ]7[ 項目 性能指標 外形尺寸 /㎜ 50 50 100 孔數 /㎝ 2 16 孔壁厚 /㎜ 壓碎強度 /Mpa 正面： 側面： 體積密度 /g.㎝ 3 ～ 幾何外表面積 /㎡ .g1 比表面積 /㎡ .g1 700 著火點 /℃ 550 苯