【正文】 24罩口敞開面周長(zhǎng)： ????AL罩口喇叭口長(zhǎng)度： 取 md0?罩的擴(kuò)張角角： tan （在允許的范圍內(nèi)）arc?9??.?圓形工作臺(tái)特征尺寸： ?d工作臺(tái)至地面高度: mH又 (設(shè)計(jì)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(yù)處理對(duì)于一般的有機(jī)廢氣的工藝過程所產(chǎn)生的塵霧在高速噴出時(shí)，誘導(dǎo)周圍的空氣流動(dòng)，加上工作點(diǎn)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(shè)計(jì)原則為：（1）集氣罩應(yīng)盡可能包圍或靠近污染源，使污染物的擴(kuò)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(fēng)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(yùn)動(dòng)規(guī)律，是合理設(shè)計(jì)和使用集氣罩的基礎(chǔ)。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(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時(shí)防止污染物向生產(chǎn)車間及大氣擴(kuò)散。本設(shè)計(jì)采用升溫脫附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進(jìn)行脫附，然后降溫冷卻，重新吸附。在設(shè)計(jì)固定床吸附器時(shí)多采用流路模型估算床層壓力降，若對(duì)壓力降計(jì)算有更高的要求，則可直接用實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)。穿透曲線的形狀和穿透時(shí)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(gè)橫截面的速度。此比值達(dá)到]9[,所吸附的吸附質(zhì)的總量就稱為穿透容量。活性炭的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展很快,目前應(yīng)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(dòng)床和流化床過程，相應(yīng)的三種吸附器的主要特點(diǎn)比較見表 42 ]6[表 42 三種吸附器主要特點(diǎn)比較類型 主要特點(diǎn)比較固定床吸附器1．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易、價(jià)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(jìn)行、間歇操作4．應(yīng)用廣泛移動(dòng)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(dòng)力和熱力消耗較大，吸附劑磨損較為嚴(yán)重流化床吸附器1．結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴2．氣體和固體接觸相當(dāng)充分3. 生產(chǎn)能力大，適合治理連續(xù)性、大氣量的污染源 144．吸附劑和容器的磨損嚴(yán)重結(jié)合工藝特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性分析，本設(shè)計(jì)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(diǎn)是流體阻力小，可以減少氣體流經(jīng)吸附床層的動(dòng)力消耗，易產(chǎn)生氣流分配不均運(yùn)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(shè)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(dòng)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(dāng)吸附一段時(shí)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(dá)到一規(guī)定的允許值）時(shí)，認(rèn)為床層失效，此時(shí)吸附劑吸附的吸附質(zhì)的量稱為吸附劑的動(dòng)活性。吸附達(dá)平衡后，吸附總數(shù)（V）為： ????????????001pCpmP ——平衡時(shí)氣體分壓；V—— 壓力為 p 時(shí)的吸附總量；——吸附劑表面為單分子層鋪滿時(shí)的吸附量；m——實(shí)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(gè)經(jīng)驗(yàn)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(jī)物或礦物油的脫色，通過實(shí)驗(yàn)來確定 k 與 n。T 方程，后者應(yīng)用較多。達(dá)到吸附平衡時(shí)，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(shí)驗(yàn)測(cè)得的，也可以用經(jīng)驗(yàn)方程式表示。平衡時(shí)，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(xué)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(xué)吸附，或者兩種吸附同時(shí)發(fā)生，兩者之間沒有嚴(yán)格的界限。脫附是在外加蒸汽的作用下通過加溫進(jìn)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(dá)到余熱的利用。針對(duì)這些問題,結(jié)合本畢業(yè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)和具體要求，采用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，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(shè)計(jì)出氣指標(biāo)依據(jù)廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《大氣污染物排放限值》 （DB44/272022）一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn) ,]3[具體數(shù)據(jù)見表 21: 表 單位 mg/m3指 標(biāo) 苯 甲苯 二甲苯出氣濃度 ≤12 ≤40 ≤70 設(shè)計(jì)目標(biāo)（1）嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，確保各項(xiàng)污染指標(biāo)達(dá)到國(guó)家及地區(qū) 5有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。要考慮催化劑中毒和表面異物附著, 易失效。凈化效率高, 運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。針對(duì)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(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。有機(jī)廢氣治理的方法主要有回收法和消除法兩類。光化學(xué)煙霧也會(huì)危害人的健康和植物的生長(zhǎng)，1965 年日本各大城市頻繁發(fā)生的光化學(xué)煙霧, 1966 年美國(guó)洛杉磯的光化學(xué)煙霧均對(duì)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(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)過程計(jì)算。三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作（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。排放標(biāo)準(zhǔn)：苯 12mg/m甲苯 40mg/m二甲苯70mg/m3。 （2）技術(shù)要求。（3）設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 地點(diǎn) 起止日期1 文獻(xiàn)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(shè)計(jì)及說明書編寫 設(shè)計(jì)室 4 工程繪圖 設(shè)計(jì)室 5 答辯階段 課室 II五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)[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(hù)局，[4] － .：338～346[5] （下冊(cè)）, .：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(xué)院學(xué)報(bào)，第四卷 [14] 朱世勇. 環(huán)境與工業(yè)氣體凈化. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [15] 熊振湖、. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，：274[16] ――大氣污染控制設(shè)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(xué)工業(yè)出版社， 1988[19] ：226[20] GB/T501032022[21] GB/T501042022[22] GB/T501052022發(fā)出任務(wù)書日期：2022 年 1 月 26 日 指導(dǎo)教師簽名：預(yù)計(jì)完成日期： 2022 年 6 月 15 日 專業(yè)負(fù)責(zé)人簽章：主管院長(zhǎng)簽章：III摘 要近年來，人們逐漸認(rèn)識(shí)到有機(jī)廢氣對(duì)環(huán)境和人類健康的巨大危害性，因此在環(huán)境工程領(lǐng)域?qū)τ袡C(jī)廢氣的治理越來越受到人們的重視。最后，對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)的造價(jià)和費(fèi)用進(jìn)行工程預(yù)算，包括工程施工費(fèi)用、設(shè)備費(fèi)用、工程管理費(fèi)用、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用和水電費(fèi)等等，確定其經(jīng)濟(jì)可行性。VOCs 對(duì)環(huán)境的極大危害和對(duì)人體健康的嚴(yán)重威脅，引起了世界各國(guó)政府的高度重視。有機(jī)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(jī)廢氣消除技術(shù)可分為物理一化學(xué)法和生物法兩類。 各種凈化方法的分析比較解決有機(jī)廢氣的污染, 最根本的方法是工藝改革。廢氣凈化前要進(jìn)行預(yù)處理。液體吸收法流程較簡(jiǎn)單,吸收劑價(jià)格便宜。（2）經(jīng)本處理工藝處理后的廢氣，將不會(huì)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(fēng)機(jī)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(duì)氣體進(jìn)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(xué)吸附的區(qū)別性質(zhì) 物理吸附 化學(xué)吸附吸附力 范德華力 化學(xué)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(yīng)熱）選擇性 無或很差 較強(qiáng)可逆性 可逆 不可逆吸附平衡 易達(dá)到 不易達(dá)到吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附力不強(qiáng)，當(dāng)氣體中吸附質(zhì)分壓降低或溫度升高時(shí)，容易發(fā)生脫附。平衡時(shí)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(shí)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(dòng)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(rèn)為它在高壓范圍內(nèi)不能很好地吻合實(shí)驗(yàn)值。 12 很多實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)比壓 p/ 在 － 范圍內(nèi)時(shí)， B動(dòng)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(yùn)行參數(shù)如下：處理風(fēng)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(tái)并聯(lián)，脫附吸附交替運(yùn)行 吸附劑的選擇 如何選擇、使用和評(píng)價(jià)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(huì)影響吸附效率。操作過程的實(shí)際速率和機(jī)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(fù)雜，目前仍是只是近似過程的計(jì)算。本設(shè)計(jì)的床層壓力降用下式計(jì)算： ??2pf32pf3 － ε＋με ε△ ????根據(jù)活性炭的性能：＝?? 232523 ?－＋△ －△P ＝ ＝ 20 活性炭再生的計(jì)算 ]16[吸附劑的吸附容量有限，一般在1％～40％（質(zhì)量分?jǐn)?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(dāng)吸附床達(dá)飽和后，1 1吸附劑吸附容量為 x 。集氣罩的性能對(duì)整個(gè)氣體凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果有很大的影響。吸入氣流和吹出氣流的流動(dòng)特性是不同的。（2）集氣罩的吸氣氣流盡可能與污染氣流運(yùn)動(dòng)方向一致，以充分利用污染氣流的初始動(dòng)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(diǎn)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(shè)計(jì)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) 26正常運(yùn)行，則需要對(duì)管道和設(shè)備進(jìn)行保溫。因此，要使管道設(shè)計(jì)計(jì)算經(jīng)濟(jì)合理，必須選擇適當(dāng)?shù)牧魉?，使投資和運(yùn)行費(fèi)用的總和為最小。表 45 風(fēng)管最小風(fēng)速 ]17[粉塵性質(zhì)垂直風(fēng)管水平風(fēng)管 粉塵性質(zhì)垂直風(fēng)管水平風(fēng)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 27 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(jì)算：鋼板制圓形風(fēng)管，取風(fēng)速 12 m/s風(fēng)管直徑： m 圓整為 800 ㎜ ????uQd?查 規(guī)格為 800 ㎜ ㎜ ]18[風(fēng)管橫截面積： ㎡則實(shí)際風(fēng)管氣速： ＝ m/??dQu? 管道內(nèi)流體的壓力損失（1）摩擦阻力的計(jì)算對(duì)于直徑為 d 的圓形風(fēng)管，摩擦阻力計(jì)算