【正文】 ...........................................................................................21 集氣罩的分類及設(shè)計原則 .......................................................................................21 集氣罩的選型 ...........................................................................................................22 吸附前的預處理 .............................................................................................................24 管道系統(tǒng)設(shè)計計算 ........................................................................................................24 管道系統(tǒng)的配置 ......................................................................................................25 管道內(nèi)流體流速的選擇 ..........................................................................................26 管道直徑的確定 .......................................................................................................26 管道內(nèi)流體的壓力損失 ...........................................................................................27 風機和電機的選擇 ...................................................................................................275 工程核算 ...............................................................30 工程造價 ........................................................................................................................30 運行費用核算 ................................................................................................................31 價格標準 ...................................................................................................................31 運行費用 ...................................................................................................................316 結(jié)論與建議 .............................................................32 結(jié)論 .................................................................................................................................32 建議 .................................................................................................................................32參考文獻 .................................................................34致謝 .....................................................................35 01. 緒 論 概述 有機廢氣的來源有機廢氣的來源主要有固定源和移動源兩種。首先本文將概述當前有機工業(yè)廢氣的處理現(xiàn)狀，主要處理方法和優(yōu)缺點，并且闡述本設(shè)計所采用該技術(shù)的原因。本設(shè)計利用活性炭固定床吸附系統(tǒng)對工業(yè)有機廢氣進行凈化。（5）其它要求：包括制造工藝要求、節(jié)能要求、安全要求、質(zhì)量檢測要求以及應(yīng)遵循的國家法令、政策、規(guī)范和標準等。（3）可靠性要求。有機廢氣量 20220m3/h，主要污染物組分：苯 100mg/m甲苯80mg/m二甲苯 100mg/m3。二、畢業(yè)設(shè)計（論文）的要求與數(shù)據(jù)（1）基本設(shè)計參數(shù)。滿足相應(yīng)的環(huán)境空氣質(zhì)量標準、大氣污染物排放標準、工業(yè)企業(yè)設(shè)計衛(wèi)生標準、大氣污染控制技術(shù)標準、警報標準以及國家相關(guān)技術(shù)政策、凈化效率和操作適應(yīng)負荷范圍等。包括工程概算、成本分析和技術(shù)經(jīng)濟分析。本設(shè)計將介紹一種有效且最廣泛使用的工業(yè)有機廢氣的凈化技術(shù)—活性炭吸附法。選用活性炭為吸附劑，具有吸附性能好，流體阻力小的特點。還給出了綜合性的評價和可行性的建議。VOCs 廢氣排入大氣環(huán)境中會產(chǎn)生以下幾個方面的影響: ①VOCs 是光化學反應(yīng)的前體,有陽光照射時 ,在合適的條件下VOCs 與NOx及其它懸浮化學物質(zhì)發(fā)生一系列光化學反應(yīng),主要生成臭氧,形成光化學煙霧,從而發(fā)生光化學污染； ②光化學煙霧會刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng),有些VOCs 還具有強烈刺激氣味,空氣中達到一定濃度時則產(chǎn)生令人不適的感覺,影響空氣質(zhì)量； ③有些有毒的VOCs (如芳香烴等) 氣體在環(huán)境中存在會損害人們的健康 ,長時間暴露在污染空氣中會引發(fā)癌變或引起其它嚴重疾病, 如苯對骨髓的造血機能造成破壞, 是一種致癌物； 甲苯和二甲苯對中樞神經(jīng)具有強的麻醉作用； 氯乙烯為致癌物。美國環(huán)保署 EPA（Environmental Protection Agency）定義的污染物中 VOCs 占了 300 多種，而美國 1990 年的《清潔空氣法》 （Clean Air Act）要求減少 90%排放量的 189 種毒性化學物中，70%屬于 VOCs 。因此，有機廢氣的治理技術(shù)也多種多樣，各種治理技術(shù)也存在自己不同的優(yōu)缺點。物理一化學法包括熱破壞法、光分解法、電暈法、臭氧分解法等。催化燃燒法凈化率可達95%，但適合于處理高濃度、小風量且廢氣溫度較高的有機廢氣，而且要求氣體的溫度較高，為了提高廢氣溫度，要消耗大量的能源。采用無害涂料、無害溶劑在現(xiàn)階段生產(chǎn)中是不能馬上實現(xiàn)的, 苯類溶劑使用量仍然很大?？苫厥杖軇?。僅限于低濃度。有利于凈化高濃度廢氣。廢氣凈化不需預處理。 32 設(shè)計任務(wù)說明 設(shè)計任務(wù)設(shè)計內(nèi)容為 20220 m3/h 活性炭吸附工業(yè)有機廢氣的工程設(shè)計，主要內(nèi)容包括：廢氣治理工藝、主體設(shè)備選型和非標準設(shè)備設(shè)計，管道輸送系統(tǒng)設(shè)計及吸附劑再生系統(tǒng)設(shè)計等，應(yīng)完成工作：（1）紙質(zhì)設(shè)計說明書及其電子版本；（2）譯文及原文影印件。（3）本處理工藝運行可靠，處理效果好，維護管理方便。目前 ,國內(nèi)外對有機廢氣治理的常用方法有三種:液體吸收法、活性炭吸附法及催]4[化燃燒法。 2 除霧過濾器。 6 排氣罩.圖 有機廢氣工藝流程圖 6該處理工藝系統(tǒng)組合十分緊湊,集吸附脫附于一體。如 附圖 1 所示 74 設(shè)計與計算 基本原理 吸附原理在用多孔性固體物質(zhì)處理流體混合物時，流體中的某一些組分或某些組分可被吸引到固體表面并濃集其上，此現(xiàn)象稱為吸附 。因此，在實際工作中，正是利用吸附劑的吸附－再生－吸附的循環(huán)過程，達到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。工業(yè)上的吸附操作正是利用這種可逆進行吸附劑的再生及吸附質(zhì)的回收利用的。但從宏觀上看，同一時間內(nèi)吸附質(zhì)的吸附量仍大于脫附量，所以過程的總趨勢認為吸附。當吸附質(zhì)與吸附劑長時間接觸后，終將達到吸附平衡。吸附等溫線通常根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制，也常用各種經(jīng)驗方程式來表示。對一定的吸附體系可測得如下關(guān)系： ① 當保持 T 不變，可測得 A 與 P 的變化關(guān)系② 當保持 P 不變，可測得 A 與 T 的變化關(guān)系 9③ 當保持 A 不變，可測得 P 與 T 的變化關(guān)系依據(jù)上述變化關(guān)系，可分別繪出相應(yīng)的關(guān)系曲線，分別為吸附等溫線，吸附等壓線和吸附等量線。 吸附等溫方程式根據(jù)大量的吸附等溫線整理出描述吸附平衡狀態(tài)的經(jīng)驗方程式，即為吸附等溫方程式，其中有的完全依據(jù)實驗數(shù)據(jù)所表現(xiàn)的規(guī)律整理而得，一定條件范圍內(nèi)具有應(yīng)用意義，但不具有理論指導意義，如弗羅因德利希（Freundlich）吸附等溫方程式；有些是以一定的理論假設(shè)為前提得出的方程式，如朗格謬爾（Langmuir）吸附等溫方程式和 B根據(jù)上述假設(shè)，可推導出朗格謬爾等溫式： ap??1?式中 θ ——吸附劑表面被吸附分子覆蓋的百分數(shù)； a ——吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)； p ——氣相分壓。（2）弗羅因德利希方程式 nkPmxq1?式中 q ——固體吸附氣體的量，㎏/㎏吸附劑； P ——平衡時氣體分壓； k ，n ——經(jīng)驗常數(shù)。（3） BT 理論。E 吸附劑的活性有兩種表示方法：（1）吸附劑的靜活性 在一定條件下，達到平衡時吸附劑的平衡吸附量即為其靜活性。吸附劑的動活性值是吸附系統(tǒng)設(shè)計的主要依據(jù)。 吸附器選擇的設(shè)計計算吸附器的設(shè)計計算應(yīng)包括確定吸附器的形式，吸附劑的種類，吸附劑的需要量，吸附床高度，吸附周期等，這些參數(shù)的選擇應(yīng)從吸附平衡，吸附傳質(zhì)速率及壓降來考慮。一切固體物質(zhì)的表面，對于流體的表面都具有物理吸附的作用，但合乎工業(yè)要求的吸附劑則應(yīng)具備以下一些要求：（1） 具有大的比表面積（2） 具有良好的選擇性吸附作用（3） 吸附容量大（4） 具有良好的的機械強度和均勻的顆粒尺寸。其中活性炭是應(yīng)用最早、用途較廣的一種優(yōu)良吸附劑。蜂窩狀活性炭為一種新型環(huán)保吸附材料，通過將優(yōu)質(zhì)活性炭和輔助材料制成蜂窩狀方孔的過濾柱，達到產(chǎn)品體積密度小、比表面積大的目的，目前已經(jīng)大量應(yīng)用在低濃度、大風量的各類有機廢氣凈化系統(tǒng)中。材料參數(shù)包括炭的]8[吸附孔隙率、蜂窩結(jié)構(gòu)的壁厚和炭的含量；過程參數(shù)包括流體流速、吸附質(zhì)的濃度、吸附能( 吸附能取決于碳結(jié)構(gòu)和吸附質(zhì)的特征如分子量) 。對蜂窩狀活性炭來說,壁厚是一個非常重要的參數(shù),可]10[以通過改變壁厚來提高它的吸附效率。在給定的條件下,這個平衡關(guān)系將決定吸附增加還是減少。氣速很小, 則吸附器尺寸很大, 不經(jīng)濟。從氣流開始通入至吸附床失效這段時間稱為穿透時間，或保護作用時間。假定吸附床到達穿透時間時全部處于飽和狀態(tài)，即達到它的平衡吸附量 a,也稱 a為靜活度，同時根據(jù)朗格謬爾等溫線假定靜活度不在與氣象濃度有關(guān)。33m取板上固定床高度 H＝，則吸附器中塔板數(shù)：n＝ ＝ ==4 塊AV?339。要增大吸附裝置的處理能力，吸附劑一般都循環(huán)使用，即當吸附劑達到飽和或接近飽和是，使其轉(zhuǎn)入脫附和再生操作。生產(chǎn)實際中，常常是幾種方法結(jié)合使用。假定吸附階段終了時，允許吸附后氣體中的吸附容量低于 x 。局部排氣凈化系統(tǒng)的設(shè)計主要包括污染物的捕集裝置、管道系統(tǒng)、凈化設(shè)備設(shè)計等幾個部分。設(shè)計完善的集氣罩能在不影響生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)操作的前提下，用較小的排風量獲得最佳的控制效果。 集氣罩氣流的流動特性研究集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律對于有效捕集污染物是十分重要的。吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度急劇下降。按其氣流流動的方式可分為兩大類：吸氣式集氣罩和吹氣式集氣罩。（3）在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，使排風量最小。（6）集氣罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、堅固耐用而造價低，并便于制作安裝和拆卸維修。目前,國內(nèi)外對這些塵霧特別是噴漆污染的治理非常重視，凈化方式多種多樣，有干式過濾法、濕式過濾法、燃燒法、催化燃燒法、吸附法、蒸餾析法等，根據(jù)不同產(chǎn)品的特性、產(chǎn)品生產(chǎn)狀況以及經(jīng)濟性、場地情況進行選擇。管道系統(tǒng)的設(shè)計通常是在凈化系統(tǒng)中的各種裝置選定之后進行的，主要包括管道系統(tǒng)的配置和管道系統(tǒng)的設(shè)計計算等兩個方面的內(nèi)容。同一系統(tǒng)有多個分支管時，應(yīng)將這些分支管分組控制。管道熱伸長補償方法有自然補償和補償器補償兩類。所謂保溫是對設(shè)備、管道表面貼覆絕熱材料，以減少熱傳遞，維持管道或設(shè)備在一定的溫度范圍內(nèi)工作。 管道內(nèi)流體流速的選擇管道內(nèi)流體的選擇涉及到技術(shù)和經(jīng)濟兩方面的問題。 表 45，使投資和運行費用總和最小綜合