【正文】 23罩口敞開面周長： ????AL罩口喇叭口長度： 取 md0?罩的擴張角角： tan （在允許的范圍內(nèi)）arc?9??.?圓形工作臺特征尺寸： ?d工作臺至地面高度: mH又 (設計符合要求)??d ???dD污染源至至罩口高度: 取 H ＝1 m .7..? 吸附前的預處理對于一般的有機廢氣的工藝過程所產(chǎn)生的塵霧在高速噴出時，誘導周圍的空氣流動，加上工作點的不斷變換，又與工件周圍的空氣大量混合，在反彈氣流及車間內(nèi)橫向氣流作用下，塵霧呈無序發(fā)散。其集氣罩的設計原則為：（1）集氣罩應盡可能包圍或靠近污染源，使污染物的擴散限制在最小的范圍內(nèi)，盡可能減少氣吸氣范圍，防止橫向氣流的干擾，減少排風量。了解吸入氣流、吹出氣流以及兩種氣流合成的吹吸氣流的運動規(guī)律，是合理設計和使用集氣罩的基礎。它是氣體凈化系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，它可將粉塵及氣態(tài)污染物導入凈化系統(tǒng)，同時防止污染物向生產(chǎn)車間及大氣擴散。本設計采用升溫脫附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進行脫附，然后降溫冷卻，重新吸附。在設計固定床吸附器時多采用流路模型估算床層壓力降，若對壓力降計算有更高的要求，則可直接用實驗測得的數(shù)據(jù)。穿透曲線的形狀和穿透時間取決與固定床的操作方法。]1[ 空塔氣速和橫截面積的確定空塔氣速為氣體通過吸附器整個橫截面的速度。此比值達到]9[,所吸附的吸附質(zhì)的總量就稱為穿透容量?；钚蕴康难芯?、生產(chǎn)和應用發(fā)展很快,目前應用較多的主要是粉末狀、顆粒狀的活性炭和活性炭纖維。 吸附工藝根據(jù)吸附劑在吸附器上的工作狀態(tài)，可將吸附器分為固定床、移動床和流化床過程，相應的三種吸附器的主要特點比較見表 42 ]6[表 42 三種吸附器主要特點比較類型 主要特點比較固定床吸附器1．結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、價格低廉2. 適用于小型、分散、間歇性的污染源治理3．吸附和脫附交替進行、間歇操作4．應用廣泛移動床吸附器1．處理氣體量大，吸附劑可循環(huán)使用，適用于穩(wěn)定、連續(xù)、量大的氣體凈化2. 吸附和脫附連續(xù)完成3．動力和熱力消耗較大，吸附劑磨損較為嚴重流化床吸附器1．結(jié)構(gòu)復雜，造價昂貴2．氣體和固體接觸相當充分3. 生產(chǎn)能力大，適合治理連續(xù)性、大氣量的污染源 134．吸附劑和容器的磨損嚴重結(jié)合工藝特點和經(jīng)濟技術(shù)可行性分析，本設計吸附器采用臥式圓錐形固定床吸附器，殼體為圓形，封頭為橢圓形，其優(yōu)點是流體阻力小，可以減少氣體流經(jīng)吸附床層的動力消耗，易產(chǎn)生氣流分配不均運現(xiàn)象，故吸附質(zhì)以整砌形式放在抽屜式的凈化單元中，抽屜間設有防治氣體短路的擋板，在氣體入口的吸附劑之間裝有氣體整流裝置，力求氣體均勻。（2）吸附劑的動活性在一定的操作條件下，將氣體混合物通過吸附床層，吸附質(zhì)被吸附，當吸附一段時間后，從吸附劑層流出的的氣體中開始發(fā)現(xiàn)吸附質(zhì)（或其濃度達到一規(guī)定的允許值）時，認為床層失效，此時吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量稱為吸附劑的動活性。吸附達平衡后，吸附總數(shù)（V）為： ????????????001pCpmP ——平衡時氣體分壓；V—— 壓力為 p 時的吸附總量；——吸附劑表面為單分子層鋪滿時的吸附量；m——實際溫度下氣體的飽和蒸氣壓；0pC——與氣體有關(guān)的常數(shù)。x弗羅因德利希等溫方程式只是一個經(jīng)驗式，它所適用的 θ 范圍比朗格謬爾式要大些，可用于未知組成物質(zhì)的吸附，如有機物或礦物油的脫色，通過實驗來確定 k 與 n。T 方程，后者應用較多。達到吸附平衡時，平衡吸附量與吸附質(zhì)在流體中的濃度與吸附溫度間存在著一定的函數(shù)關(guān)系，此關(guān)系即為吸附平衡關(guān)系，其一般都是根據(jù)實驗測得的，也可以用經(jīng)驗方程式表示。平衡時，吸附質(zhì)再在流體中的濃度和在吸附劑表面上的濃度不再變化，從宏觀上看，吸附過程停止。根據(jù)吸附劑表面與被吸附物質(zhì)之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附和化學吸附，但同一污染物可在較低溫度下發(fā)生物理吸附，而在較高溫度下發(fā)生化學吸附，或者兩種吸附同時發(fā)生，兩者之間沒有嚴格的界限。脫附是在外加蒸汽的作用下通過加溫進行的,由尾氣放出的熱氣流大部分用于吸附床吸附劑的脫附再生,達到余熱的利用。針對這些問題,結(jié)合本畢業(yè)設計特點和具體要求，采用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，選用蜂窩狀活性炭做為吸附劑。3/g甲苯濃度為 80 ,二甲苯濃度為 100 ，3/m 設計出氣指標依據(jù)廣東省地方標準《大氣污染物排放限值》 （DB44/272022）一級排放標準 ,]3[具體數(shù)據(jù)見表 21: 表 單位 mg/m3指 標 苯 甲苯 二甲苯出氣濃度 ≤12 ≤40 ≤70 設計目標（1）嚴格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護的各項規(guī)定，確保各項污染指標達到國家及地區(qū) 4有關(guān)污染物排放標準。要考慮催化劑中毒和表面異物附著, 易失效。凈化效率高, 運轉(zhuǎn)費用低。針對這些問題，現(xiàn)有新型裝置的吸附器采用一種多單元分流組合結(jié)構(gòu)，并以新型材料――活性炭纖維作為吸附劑，采用PLC電腦來實現(xiàn)整個系統(tǒng)的連續(xù)運行。有機廢氣治理的方法主要有回收法和消除法兩類。光化學煙霧也會危害人的健康和植物的生長，1965 年日本各大城市頻繁發(fā)生的光化學煙霧, 1966 年美國洛杉磯的光化學煙霧均對人類健康造成危害。其次，本文將系統(tǒng)介紹所采用技術(shù)的基本原理，設計原則和設計過程計算。三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作（1）紙質(zhì)設計說明書及其電子版本；（2）譯文及原文影印件。排放標準：苯 12mg/m甲苯 40mg/m二甲苯70mg/m3。 （2）技術(shù)要求。（3）設計圖紙（平面布置圖、工藝流程圖、主要構(gòu)筑物圖、管道布置圖等）四、畢業(yè)設計（論文）進程安排序號 設計（論文）各階段名稱 地點 起止日期1 文獻檢索及資料收集 圖書館 2 外文資料熟悉及翻譯 圖書館 3 工藝設計及說明書編寫 設計室 4 工程繪圖 設計室 5 答辯階段 課室 I五、應收集的資料及主要參考文獻[1] Taylor S. H., Heneghan C. S., Hutchings G. J., Catalysis Today [J], 2022, 59: 249.[2] 、 1996 第一期:19～20[3] DB44/272022, ：廣東省環(huán)境保護局，[4] － .：338～346[5] （下冊）, .：165[6] （第二版）.高等教育出版社 .2022[7] ， （1）[8] K. P. Gadkaree , M. Jaroniec. Pore Structure Development in Activated Carbon Honeybs[J ] . Carbon 2022 , (38) ∶983～993.[9] Tien C. Adsorption Calculations and Modeling. Butter worth Heinemann[M] , London ,1994 ,123.[10] K. P. Gadkaree. Carbon Honeyb Structures for Adsorption Applica2tion[J ] . Carbon , 1998 , (36) ∶981～989.[11] ， （1）[12] 、 第15卷 第1期 1997年06月：94～95[13] . 廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院學報，第四卷 [14] 朱世勇. 環(huán)境與工業(yè)氣體凈化. 北京：化學工業(yè)出版社， [15] 熊振湖、. 北京：機械工業(yè)出版社，：274[16] ――大氣污染控制設備 .：363～364[17] ， 第25卷 [18] 童志權(quán)等. 工業(yè)廢氣污染控制與利用. 北京：化學工業(yè)出版社， 1988[19] ：226[20] GB/T501032022[21] GB/T501042022[22] GB/T501052022發(fā)出任務書日期：2022 年 1 月 26 日 指導教師簽名：預計完成日期： 2022 年 6 月 15 日 專業(yè)負責人簽章：主管院長簽章：II摘 要近年來，人們逐漸認識到有機廢氣對環(huán)境和人類健康的巨大危害性，因此在環(huán)境工程領域?qū)τ袡C廢氣的治理越來越受到人們的重視。最后，對本畢業(yè)設計的造價和費用進行工程預算，包括工程施工費用、設備費用、工程管理費用、設備維護費用和水電費等等，確定其經(jīng)濟可行性。VOCs 對環(huán)境的極大危害和對人體健康的嚴重威脅，引起了世界各國政府的高度重視。有機廢氣主要回收技術(shù)有：吸附法、吸收法、冷凝法、膜分離技術(shù)及變壓吸附技術(shù)等；有機廢氣消除技術(shù)可分為物理一化學法和生物法兩類。 各種凈化方法的分析比較解決有機廢氣的污染, 最根本的方法是工藝改革。廢氣凈化前要進行預處理。液體吸收法流程較簡單,吸收劑價格便宜。（2）經(jīng)本處理工藝處理后的廢氣，將不會產(chǎn)生二次污染物。 工藝流程注：1 集氣罩。生產(chǎn)中揮發(fā)出來的廢氣，通過離心風機將其送至吸附塔以活性炭作為吸附劑，在塔內(nèi)的氣體從右到左，從下到上通過活性炭過濾層對氣體進行處理，凈化后的氣體通過排氣管排入大氣。兩者的主要區(qū)別見表 41 ]5[表 41 物理吸附與化學吸附的區(qū)別性質(zhì) 物理吸附 化學吸附吸附力 范德華力 化學鍵力吸附層數(shù) 單層活多層 單層吸附熱 ?。ń谝夯療幔?大（近于反應熱）選擇性 無或很差 較強可逆性 可逆 不可逆吸附平衡 易達到 不易達到吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附力不強，當氣體中吸附質(zhì)分壓降低或溫度升高時，容易發(fā)生脫附。平衡時的吸附質(zhì)在流體中的濃度稱為平衡濃度，在吸附劑中的濃度稱為平衡吸附量。 吸附等溫線 在氣體吸附中，其平衡關(guān)系可表示為： A＝ ???,pf式中 A——平衡吸附量； p——吸附平衡時吸附質(zhì)在氣相中的分壓力； T——吸附溫度 根據(jù)需要。（1）朗格謬爾方程式朗格謬爾吸附理論假定：①吸附僅是單分子層的；②氣體分子在吸附劑表面上吸附與脫附呈動態(tài)平衡；③吸附劑表面性質(zhì)是均一的，被吸附的分子之間相互不受影響；④氣體的吸附速率與該氣體在氣相的分壓成正比。有資料認為它在高壓范圍內(nèi)不能很好地吻合實驗值。 11 很多實驗證明，當比壓 p/ 在 － 范圍內(nèi)時， B動活性除與吸附劑和吸附質(zhì)的特性有關(guān)外，還與溫度、濃度及操作條件有關(guān)。抽屜式的裝卸吸附劑方式非常方便，利于操作，其具體結(jié)構(gòu)見 附圖2，基本運行參數(shù)如下：處理風量：20220 hm/3吸附器外觀尺寸：LBH＝700033003000mm 材料：鋼板 δ＝4壓降： 1000 Pa ?數(shù)量：兩臺并聯(lián)，脫附吸附交替運行 吸附劑的選擇 如何選擇、使用和評價吸附劑，是吸附操作中必須解決的首要問題。除此之外,新型的活性炭也在積極開發(fā)之中,蜂窩狀活性炭便是其中的一種。穿透容量取決于流體流速、吸附質(zhì)濃度和蜂窩炭組分含量等因素 ?？账馑俚倪x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。操作過程的實際速率和機理、吸附平衡性質(zhì)、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。本設計的床層壓力降用下式計算： ??2pf32pf3 － ε＋με ε△ ????根據(jù)活性炭的性能：＝?? 232523 ?－＋△ －△P ＝ ＝ 19 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(zhì)量分數(shù)）之間。吸附床的操作溫度為 T ，原料中吸附質(zhì)的分壓為 P ，當吸附床達飽和后，1 1吸附劑吸附容量為 x 。集氣罩的性能對整個氣體凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟效果有很大的影響。吸入氣流和吹出氣流的流動特性是不同的。（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。這些粉塵含量不高，粒徑較小，絕大部分在10um 以下，若未經(jīng)處理，將很快堵塞活性炭微孔，使活性炭失效。同一系統(tǒng)的吸氣（塵）點不宜過多。 （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(jié)露而影響系統(tǒng) 25正常運行，則需要對管道和設備進行保溫。因此，要使管道設計計算經(jīng)濟合理，必須選擇適當?shù)牧魉?，使投資和運行費用的總和為最小。表 45 風管最小風速 ]17[粉塵性質(zhì)垂直風管水平風管 粉塵性質(zhì)垂直風管水平風管粉狀粘土和砂 11 13 鐵和鋼 19 23水泥粉塵 12 18 鋼鐵粉塵 13 15重礦物粉塵 14 16 灰土、砂塵 16 18焦炭粉塵 14 18 輕礦物粉塵 12 14煤塵 11 13 炭黑 10 12染料粉塵 15 17 棉絮 8 10石棉粉塵 12 18 短纖維粉塵 8 12 26 管道直徑的確定在已知流量和確定流速后，管道直徑可按下式計算：鋼板制圓形風管，取風速 12 m/s風管直徑： m 圓整為 800 ㎜ ????uQd?查 規(guī)格為 800 ㎜ ㎜ ]18[風管橫截面積： ㎡則實際風管氣速： ＝ m/??dQu? 管道內(nèi)流體的壓力損失（1）摩擦阻力的計算對于直徑為 d 的圓形風管，摩擦阻力計算公式