【正文】 吸附前的預(yù)處理 .............................................................................................................24 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)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(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇 ...................................................................................................275 工程核算 ...............................................................................................................................30 工程造價(jià) ........................................................................................................................30 運(yùn)行費(fèi)用核算 ................................................................................................................31 價(jià)格標(biāo)準(zhǔn) ...................................................................................................................31 運(yùn)行費(fèi)用 ...................................................................................................................316 結(jié)論與建議 ...........................................................................................................................32 結(jié)論 .................................................................................................................................32 建議 .................................................................................................................................32參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................................34 致謝 ...........................................................................................................................................35 1. 緒 論 概述 有機(jī)廢氣的來源有機(jī)廢氣的來源主要有固定源和移動(dòng)源兩種。首先本文將概述當(dāng)前有機(jī)工業(yè)廢氣的處理現(xiàn)狀，主要處理方法和優(yōu)缺點(diǎn)，并且闡述本設(shè)計(jì)所采用該技術(shù)的原因。本設(shè)計(jì)利用活性炭固定床吸附系統(tǒng)對(duì)工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。本設(shè)計(jì)將介紹一種有效且最廣泛使用的工業(yè)有機(jī)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(diǎn)。 還給出了綜合性的評(píng)價(jià)和可行性的建議。 VOCs 廢氣排入大氣環(huán) 境中會(huì)產(chǎn)生以下幾個(gè)方面的影響: ①VOCs 是光化學(xué)反應(yīng)的前體,有陽光照射時(shí),在合適的條件下VOCs 與NOx及其它懸浮化學(xué)物質(zhì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng),主要生成臭氧,形成光化學(xué)煙霧,從而發(fā)生光化學(xué)污染； ②光化學(xué)煙霧 會(huì)刺激人的眼睛和呼吸系 統(tǒng),有些VOCs 還具有強(qiáng)烈刺激氣味,空氣中達(dá)到一定濃度時(shí)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(huì)損害人們的健康,長(zhǎng)時(shí)間暴露在污染空氣中會(huì)引發(fā)癌變或引起其它嚴(yán)重疾病, 如苯對(duì)骨髓的造血機(jī)能造成破壞, 是一種致癌物； 甲苯和二甲苯對(duì)中樞神經(jīng)具有強(qiáng)的麻醉作用； 氯乙烯為致癌物。美國(guó)環(huán)保署 EPA（Environmental Protection Agency）定義的污染物中 VOCs 占了 300 多種，而美國(guó) 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(xué)物中，70% 屬于 VOCs 。因此，有機(jī) 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(diǎn)。物理一化學(xué)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(dá)95%，但適合于處理高濃度、小 風(fēng)量且廢氣溫度較高的有機(jī)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(shí)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(yù)處理。 2 設(shè)計(jì)任務(wù)說明 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)內(nèi)容為 20220 m3/h 活性炭吸附工業(yè)有機(jī)廢氣的工程 設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容包括： 廢氣治理工藝、主體 設(shè)備選型和非 標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備設(shè)計(jì)，管道 輸 送系統(tǒng)設(shè)計(jì)及吸附劑再生系統(tǒng)設(shè)計(jì)等，應(yīng)完成工作：（1）紙質(zhì)設(shè)計(jì)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(yùn)行可靠，處理效果好， 維護(hù)管理方便。目前 ,國(guó)內(nèi)外對(duì)有機(jī)廢氣治理的常用方法有三種:液體吸收法、活性炭吸附法及催化]4[燃燒法。 2 除霧過濾器。 6 排氣罩.圖 有機(jī)廢氣工藝流程圖該處理工藝系統(tǒng)組合十分緊湊,集吸附脫附于一體。如 附圖 1 所示 4 設(shè)計(jì)與計(jì)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(shí)，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(shí)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(dá)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(jìn)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(shí)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(shì)認(rèn)為吸附。當(dāng)吸附質(zhì)與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間接觸后，終將達(dá)到吸附平衡。吸附等溫線通常根據(jù) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制，也常用各種經(jīng)驗(yàn)方程式來表示。對(duì)一定的吸附體系可測(cè)得如下關(guān)系： ① 當(dāng)保持 T 不變，可測(cè) 得 A 與 P 的變化關(guān)系② 當(dāng)保持 P 不變，可 測(cè)得 A 與 T 的變化關(guān)系③ 當(dāng)保持 A 不變，可測(cè)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(yàn)方程式，即為吸附等溫方程式，其中有的完全依據(jù)實(shí)驗(yàn) 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(dǎo)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(dǎo)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?jǐn)?shù)； a ——吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)； p ——?dú)庀喾謮?。?）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(shí)氣體分 壓； k ，n ——經(jīng)驗(yàn) 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(dá)到平衡時(shí)吸附劑的平衡吸附量即為其靜活性。吸附劑的動(dòng)活性值是吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。 吸附器選擇的設(shè)計(jì)計(jì)算吸附器的設(shè)計(jì)計(jì)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(duì)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(jī)械強(qiáng)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(dá)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(fēng)量的各類有機(jī)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(duì)蜂窩狀活性炭來說,壁厚是一個(gè)非常重要的參數(shù),可以通過]10[改變壁厚來提高它的吸附效率。在給定的條件下,這個(gè)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(jì)。從氣流開始通入至吸附床失效這段時(shí)間稱為穿透時(shí)間，或保護(hù)作用時(shí)間。假定吸附床到達(dá)穿透時(shí)間時(shí)全部處于飽和狀態(tài)，即達(dá)到它的平衡吸附量 a,也稱 a 為靜活度，同時(shí)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(dāng)吸附劑達(dá)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(shí)際中，常常是幾種方法 結(jié) 合使用。假定吸附 階段終了時(shí)，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(jì)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(jì)等幾個(gè)部分。設(shè)計(jì)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(fēng)量獲得最佳的控制效果。 集氣罩氣流的流動(dòng)特性研究集氣罩罩口氣流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)于有效捕集污染物是十分重要的。吹出氣流在較遠(yuǎn)處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠(yuǎn)處其能量密度急劇下降。按其氣流流 動(dòng)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(fēng)量最小。（6）集氣罩應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、堅(jiān)固耐用而造價(jià)低，并便于制作安裝和拆卸維修。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)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(jì) 性、 場(chǎng)地情況進(jìn)行選擇。管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)通常是在凈化系統(tǒng)中的各種裝置選定之后進(jìn)行的，主要包括管道系統(tǒng)的配置和管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算等兩個(gè)方面的內(nèi)容。同一系統(tǒng)有多個(gè)分支管時(shí)， 應(yīng)將這些分支管分組控制。管道熱伸長(zhǎng)補(bǔ)償方法有自然補(bǔ)償和補(bǔ)償器補(bǔ)償兩類。所 謂保溫是對(duì)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(jì)兩方面的問題。 表 45，使投 資和運(yùn)行費(fèi) 用總和最小綜合衡量。（2）活性炭費(fèi)用：活性炭損耗費(fèi)：活性炭每半年更換一次，活性炭用量約 9 噸，按活性炭4000 元/噸計(jì)，則 184000247。設(shè)計(jì)從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可看是較好的，能達(dá)到國(guó)家的相關(guān)規(guī)范、 標(biāo)準(zhǔn)的要求，對(duì)工業(yè)產(chǎn)生的有機(jī)廢氣危害與污染控制是行之有效的。在這里，主要 談?dòng)嘘P(guān)活性炭性能的改進(jìn)：1　 提高活性炭脫附效能除了前文所介紹的活性炭升溫脫附的方法以外，這一過程還可以通過降壓脫附來完成。吸附過程是在較高壓力下進(jìn)行，再生沖洗一般是在常2 2壓下進(jìn)