【正文】 /h；h ——液體的粘度，mPa s；L?? Ф——填料因子，1/m； ——水的密度和液體的密度之比；? g——重力加速度 178。)堆積密度ρ/(kg/m179。0d 其中 ，則：..???Nbmm169)()3(0?????dbt 元整取得 D=。a 則 求得，1)(360???a 所以 ?b 對于多管程換熱器，常采用組合排列方法。則 .?PN 則此換熱器為 6 管程換熱器。s 103pa.℃) 求傳熱面積 pA 換熱器的傳人面積 /m2： ?????tKQ21 / 48 選擇所用換熱器型號查《化工設(shè)計手冊》中《管殼式熱交換器系列標(biāo)準(zhǔn)》 。 碳分子篩在空氣分離制取氮氣領(lǐng)域已獲得了成功，在其它氣體分離方面也有廣闊的前景 [18]。 　　沸石的特點是具有分子篩的作用，它有均勻的孔徑，如 3A0、4A0 、5A0、10A0 細(xì)孔。在一定操作條件下，它的干燥深度可達(dá)露點70℃以下。氣體吸附分離成功與否，極大程度上依賴于吸附劑的性能，因此選擇吸附劑是確定吸附操作的首要問題。 綜上所述，本設(shè)計中蒸發(fā)器可選擇減壓降膜式蒸發(fā)器 [17]。 (2) 外加熱式 其主要特點是采用了加長的熱管，且液體下降管不受熱，有利于液體在器內(nèi)循環(huán)。分布器的設(shè)計不當(dāng)，液體分布不均，填料層有效潤濕面積減少，而偏流現(xiàn)象和溝流現(xiàn)象增加，即使填料性能再好，也很難得到滿意的分離效果。 (4) 塑料鮑爾環(huán)環(huán)填料塔 塑料花環(huán)填料是近年來又國外引進(jìn)的高效填料，經(jīng)過實踐檢驗證明，花環(huán)填料是一種具有比表面大，空隙來率高，阻力小，處理能力大，液體分布好，濕潤率高，投資省，占地少，節(jié)省能耗，制造安裝容易，操作方便等突出優(yōu)點的填料。 填料的類型 (1) 木格填料塔 該塔型在我國焦化廠應(yīng)用較多，它具有阻力較小，操作穩(wěn)定等優(yōu)點。缺點：洗苯效率低，塔后煤氣含苯量高，洗油循環(huán)量大，動力消耗大。 流體進(jìn)出口溫度的確定 工藝條體的進(jìn)出口溫度是工藝條件所規(guī)定的。這是因為管子直徑小，承壓能力強，能夠避免采用耐壓的殼體和密封措施。 ③ U 形管式換熱器 ：其每根換熱管都彎成 U 形，進(jìn)出口按章在同一個管板兩側(cè)，以隔板分開，每根管子可自由伸縮，結(jié)構(gòu)上比浮頭式簡單，但管程不易清洗，只用于清潔不易結(jié)垢流體。蛇管換熱器的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，能承受高壓，可耐腐蝕材料制造；其缺點是容器內(nèi)液體湍動程度低，管外給熱系數(shù)小。而蒸發(fā)的有機溶劑（二甲苯，甲酚）蒸氣再通入水冷凝器，用冷水將其冷凝成液體，實現(xiàn)回收。經(jīng)大量實驗研究，選用 5白礦油（沸點 ℃）作為吸收劑。熱交換后冷空氣溫度可升至 300℃左右，該熱空氣直接通入漆包機的蒸發(fā)段用于涂漆烘焙，可替代部分電加熱，使熱量得到大量回收利用。氣候特征如表 12 所示：12 / 48表 12 漢中市郊區(qū)氣候特征年平均氣溫 25℃極端最高氣溫 ℃（）極端最底氣溫 –℃（）最大風(fēng)速 最大平均風(fēng)速 全年風(fēng)向 東、東北夏季風(fēng)向 東、東南13 / 482 廢氣回收工段的工藝過程及工藝選擇 漆包線涂漆后經(jīng)過焙爐烘烤，溶劑蒸發(fā)，然后排出廢氣，廢氣回收處理工段主要任務(wù)是將廢氣中含有的有機溶劑冷凝成液體或通過吸收劑和吸附設(shè)備從廢氣中分離，而達(dá)到凈化的目的。碳吸附技術(shù)也受某些限制，如廢氣濕度不超過 50%，使用時溫度不高于 40℃.對于過低濃度 VOC 廢氣處理可用濃縮輪技術(shù)再結(jié)合其他方法進(jìn)行有機溶劑回收 [12]。 (5) 減壓蒸餾 減壓蒸餾法采取減壓蒸餾塔來回收廢溶劑油中的主要成分，其工藝通過降低塔釜內(nèi)壓強來降低溶劑揮發(fā)溫度，回收效果較好，但是減壓蒸餾設(shè)備要求氣密性高，生產(chǎn)時能耗大，投入較大，該方法存在缺點較為明顯。該技術(shù)是利用液體吸收劑與廢氣直接接觸而將 VOC 吸收，按機理分為物理吸收和化學(xué)吸收，通常為物理吸收，使用的吸收劑有柴油、煤油、水和其他熔劑。由于吸附能力強，吸附裝置小，吸附劑用量低，處理費用低?；厥章逝c有機物的沸點有關(guān)，沸點越高，回收率越高。 根據(jù)廢氣的物理化學(xué)性質(zhì)選擇不同方法或幾種方法的組合來回收 VOC 廢氣中的有機溶劑，可減少污染并有一定的經(jīng)濟效益。水是人類不可或缺的資源，我國北方多數(shù)為缺水或極為缺水區(qū)，水資源的合理有效利用關(guān)系到人民群眾的生計，因此稀釋法不可取。 相對于國外污染物處置，國內(nèi)對于廢溶劑油的處理無論是從觀念上還是從技術(shù)方法上都比較滯后，仍處于國外上世紀(jì)三十、四十年代的水平，亂排放現(xiàn)象比較嚴(yán)重。普通焚燒的技術(shù)含量不高，方便簡易，但在處理時需防火防爆，焚燒產(chǎn)生的廢氣需達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，否則將產(chǎn)生大氣污染上世紀(jì) 70 年代之前，美國曾經(jīng)簡單地將工業(yè)廢油、廢溶劑倒置山洞、坑道或加土掩埋，但后來發(fā)現(xiàn)這樣處理可能會危害周圍環(huán)境，引發(fā)生態(tài)問題。因此，廢氣直接排放既不符合政策，又浪費資源 [7]。 二甲苯苯酚等物質(zhì)的危害及國家規(guī)定 本次設(shè)計中需要回收的是漆包線漆漆溶劑中的二甲苯，因此以下主要討論以二甲苯為主要構(gòu)成的洗漆廢溶劑油。大多數(shù)有機溶劑含有毒性，而作為溶漆的溶劑一般毒性很小，但是溶劑油中混入其他有機物會使餾程不合格并增加毒性。有機溶劑能降低物質(zhì)的粘度和增加物質(zhì)的流變性，防止沉淀或以固體形式分解。 目前我國產(chǎn)量大、使用廣的漆包線漆主要是：聚酯漆，聚氨酯漆，聚酯亞胺漆，油性漆、縮醛漆、聚酰亞胺漆、聚酰胺酰亞胺漆等以及水性漆也有生產(chǎn)。其中與有機溶劑回收有直接關(guān)系的是烘焙過程。 white mineral oil。 本設(shè)計所采用的工藝流程分三部分：冷卻冷凝部分、吸收分離部分和吸附凈化部分。二 、工藝方法的論證及選擇(廢氣的冷凝，吸收及吸收劑解吸等工藝), 工藝流程詳述和說明。s temperature reduced to under the boiling point , and effective used it with a lot of heat. Absorption and separation part, using white mineral oil as medium, recycling volatile anic solvent in waste gas. Adsorption and purification using activated carbon as the medium, for the further purification, in order to achieve the row of waste requirements, to decrease environmental pollution.Key words: enameled。漆包機由放線裝置、收線裝置、退火裝置、涂漆烘焙冷卻裝置和控制柜五大部分組成。 從產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)考慮，排廢量要大些，但是在排廢同時帶走大量的熱量，因此排廢要適量。工業(yè)溶劑的分類依據(jù)主要有： (1) 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類，有烴類溶劑、醇、酯、酮、醚類溶劑、縮醛類等； (2) 按溶劑沸點分類，可分為高、中、低沸點溶劑；圖11 傳統(tǒng)漆包工藝8 / 48 (3) 按溶劑極性分類，可分為極性溶劑和非極性溶劑； (4) 按溶解能力分類，即根據(jù)對成膜物的溶解力，可分為真溶劑、助溶劑、稀釋劑； (5) 按溶劑的特殊作用分類，可分為流平劑、增塑劑、軟化劑等，這類溶劑大多也稱為助劑，用量很小，但不可缺少 [4]。 (3) 不含任何機械雜質(zhì)，外觀清澈。國內(nèi)大部分乳油中的溶劑是甲苯和二甲苯，以及甲醇和乙醇等。在國際范圍以二甲苯作為有機溶劑的替代品研究早已展開。其他的廢油即溶劑在進(jìn)行回收時，需嚴(yán)格標(biāo)注廢溶劑產(chǎn)品種類，不可混放。 在某些特別易揮發(fā)不穩(wěn)定溶劑如正己烷等的回收工藝中也可使用活性炭，吸附在活性炭上的溶劑采用蒸汽法很容易回收。催化燃燒溫度相對低，節(jié)省燃料，但催化劑的價格高，且不能處理含塵氣體，使用一段時間后要進(jìn)行清理，出去表面附著物，延長使用壽命。焚燒法雖然能夠比較完全地處理液體廢棄物，大大減少廢棄物體積，但是焚燒方法要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，其工藝要求非常嚴(yán)格，燃燒氣體停留時間與溶劑成分、燃燒溫度和去除率有關(guān)。(1) 冷凝法冷凝法是將廢氣冷卻到露點溫度以下，使有機物冷凝成液滴而分離出來的簡單回收方法?；钚蕴康膽?yīng)用最為廣泛，由于其易吸附水，不實用于溫度高于 40℃，氣體相對濕度超過 50%的氣體吸附處理，也不適用于活性大的熔劑的吸附，該類有機物在活性炭表面反應(yīng)而堵塞碳孔。 ③ 濃縮輪法 濃縮輪是一個裝滿吸附劑的旋轉(zhuǎn)輪，廢氣由輪上游側(cè)進(jìn)入濃縮輪的吸附區(qū)，凈化后的廢氣由下游排出；同時另一股流量較小，溫度較高的脫附氣超廢氣反方向進(jìn)入脫附區(qū)，將已吸附的 VOC 脫附出來。 膜分離適用于中高濃度（VOC 含量高于 1103）的廢氣處理。從流量方面考慮，處理大流量廢氣優(yōu)先考慮吸附法；小流量時用膜分離和冷凝法。北緯 34176。本工藝很好的利用了廢氣攜帶的大量熱量，為之后蒸發(fā)提供熱量，并使進(jìn)入焙爐內(nèi)的空氣穩(wěn)定到 300℃左右，保證漆包線質(zhì)量。處理后廢氣含有極少量的二甲苯，甲酚。 蒸發(fā)分離工藝 吸收劑白礦油與廢氣經(jīng)過充分接觸后，可將廢氣中 96%溶劑回收至吸收劑中，但是由于處理量較少，故采用間隙生產(chǎn)。 換熱器類型 (1) 夾套式換熱器 這種類型的換熱器是在容器外壁安裝夾套制成，結(jié)構(gòu)簡單，但是傳熱系數(shù)不高。 (5) 管殼式（列管式）換熱器是最經(jīng)典的間壁式換熱器，其應(yīng)用歷史悠久，至今仍占換熱器主導(dǎo)地位。這是因為管程流通截面積一般較小，而且易于采用多管程結(jié)構(gòu)提高流速。16 / 48在選用加熱劑或冷凝劑時，首先應(yīng)滿足所能達(dá)到的加熱或冷卻溫度外，還應(yīng)考慮其來源方便，價格低廉，使用方便。 吸收塔類型 (1) 空噴塔 空噴塔一般為多段噴灑，沒段下部均設(shè)有煤氣分布器，相鄰兩段設(shè)有煤氣通過的錐性散罩，底部設(shè)有許多個噴嘴組成的洗油噴灑裝置，其上設(shè)有備用的中央噴嘴，從頂部灑下來的洗油經(jīng)降液管引到下段。 (3) 填料塔 填料洗苯塔是應(yīng)用較早，較廣的一種塔。 (3) 金屬螺旋填料塔 金屬螺旋填料塔采用鋼帶和鋼絲繞成，其比表面積大，重度小,由于形狀復(fù)雜，填料層的持液量大，因此吸收劑與煤氣接觸時間較長，又由于煤氣通過填料時攪動激烈，因而吸收效率較高。對于普通填料，支撐板的自由截面積不低于全塔面積的 50%，應(yīng)大于填料層的自由截面積。 蒸發(fā)器 根據(jù)物料的不同性質(zhì)，又各種不同結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器。 (3) 旋轉(zhuǎn)刮板式蒸發(fā)器 此種蒸發(fā)器專為高粘度溶液和 漿狀物料的蒸發(fā)而設(shè)計。 　　衡量吸附劑的主要指標(biāo)有：對不同氣體雜質(zhì)的吸附容量、磨耗率、松裝堆積密度、比表面積、抗壓碎強度等。 (2) 氧化鋁 活性氧化鋁是由鋁的水合物加熱脫水制成，它的性質(zhì)取決于最初氫氧化物的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，一般都不是純粹的 Al2O3,而是部分水合無定形的多孔結(jié)構(gòu)物質(zhì)，其中不僅有無定形的凝膠，還有氫氧化物的晶體?；钚蕴亢泻芏嗝?xì)孔構(gòu)造所以具有優(yōu)異的吸附能力。在分離過程中，大孔主要起運輸通道作用，微孔則起分子篩的作用。 廢氣放出熱量 Q： ????? 廢氣的總放熱 Q 即為整個換熱器的總傳熱量 Q（熱損失忽略不計） 。 溶劑冷凝放熱 ：rQskJr .????G總的換熱量 Q： ?圖 42 水冷凝工藝 122 / 48 確定換熱器的總傳熱系數(shù) K 查表 11 ，可知該換熱器的傳熱系數(shù) K=17280W/(m178。 國標(biāo)(GB 151)推薦的傳熱管長度為 、。 查圖 43 得 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 ，所以此換熱器為單管程換熱器。 多管程結(jié)構(gòu)中，隔板占有管板部分面積。 選擇換熱器的型號 由計算已知的數(shù)據(jù)查《化工設(shè)計手冊》中《管殼式熱交換器系列標(biāo)準(zhǔn)》 。目前應(yīng)用最廣的是?？颂?Eckert)提出的泛點關(guān)聯(lián)圖如圖 45。smPa???則可知泛點氣速 ：fu smVLf )(. . ???????????gu設(shè)計氣速取泛點氣速的 70%，則吸收塔設(shè)計氣速 u： .%??fu 求吸收塔的塔徑 D 由于塔徑計算式為 VS???4 其中 為廢氣的體積流量， 則塔徑 mS ????uD? 計算每米填料的壓降△P。 則實際氣液比 5..)(.min??GL 可得液相摩爾流量 L：kmol/. ????? 液相質(zhì)量流量 ：L kmol/????MG 其中白礦油的相對質(zhì)量分?jǐn)?shù) M=350。對于多殼程換熱器，設(shè)置縱向折流板的目的不僅在于提高殼程流體的流速，而且是為了實現(xiàn)多殼程結(jié)構(gòu)，減小多管程結(jié)構(gòu)造成的溫差損失。27 / 48一般情況下，脹接時，取管心距 ；焊接時，取 （ 為管子外徑） 。其中校正系數(shù) 與流體的進(jìn)出口溫度有關(guān)。 300℃下水的密度為 ???3℃10.???? 選用 Ф192 的換熱管，管內(nèi)流速選為 24 / 48 則 4????udVn2is? 換熱管數(shù)取 =10s 以此可計算出單管程換熱器計算所得的管子長度 L0dnA?s? 式中 ——管子外徑，m。 由于溶劑中主要成份為二甲苯和苯酚，則可以近似的取溶劑的汽化潛熱為二甲苯的汽化潛熱r。/kg； 所以每年溶劑的使用量 m=Ma70% m=500100=35000kg； 每年的總生產(chǎn)時間