【正文】 求吸收塔設(shè)計氣速 u 泛點是填料塔的極限操作條件，正確估算泛點氣速，對填料塔的設(shè)計和操作十分重要。對于0(~5)td??直徑較小的管子，要注意，管心距最小不能小于（ +6）mm，而且 t/ 值應(yīng)稍大些。0d則 ????s (2) 確定管程 由于管程數(shù) :PN lLN?P式中 l——選取的每程管子長度， m。本設(shè)計之后計算，廢氣的相關(guān)物性也均以空氣對用的物性近似計算。氣體活化法是把活性炭原料在非活性氣氛中加熱，通常在 700℃以下除去揮發(fā)組分以后，通入水蒸氣、二氧化碳、煙道氣、空氣等，并在 700~1200℃溫度范圍內(nèi)進行反應(yīng)使其活化。 常用的吸附劑有以碳質(zhì)為原料的各種活性炭吸附劑和金屬、非金屬氧化物類吸附劑（如硅膠、氧化鋁、分子篩、天然黏土等） 。 ④ 噴灑式分布器（蓮蓬頭） 適用于小型填料塔內(nèi)，缺點是氣量較大時會產(chǎn)生較多的液沫夾帶。該填料塔與木格填料塔相比，具有比表面積大，吸收率高，阻力小，動力消耗小等優(yōu)點，但制造麻煩，價格昂貴，處理能力小。 吸收塔 目前，我國采用的吸收塔主要有空噴塔，板式塔和填料塔，下面分別加以介紹。 (2) 有時在設(shè)計上需要提高流體的速度，以提高其表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，在這種情況下，應(yīng)將需要調(diào)高流速的流體放在管程。根據(jù)熱量交換原理可分為間壁式，混合式和蓄熱式，間壁式換熱器應(yīng)用最多，本設(shè)計采用間壁式換熱器。 廢氣水冷凝工藝 經(jīng)空氣預(yù)冷后的廢氣進一步用水進行冷卻，可將溫度降低至約 35～45℃，因為甲酚和二甲苯的沸點都比較高，在此過程中，大部分甲酚和二甲苯氣體將被冷凝而得到回收。18180。當廢氣進去系統(tǒng)后，膜選擇性的讓 VOC 氣體通過而被富集，凈化氣體在另一側(cè)可排放，VOC 富集氣提去冷凝回收系統(tǒng)回收，此法可分離 90%的 VOC。 ① 固定床吸附法 固定床吸附法的特點是吸附于脫附在同一床層上實現(xiàn)，為保證吸附過程的連續(xù)性，需 2 臺及以上的吸附器同時工作，其中一些吸附器進行吸附同時，另一些進行再生。為了減少污染節(jié)約能源，火炬法逐步被氣柜回收代之。 廢溶劑的回收一般都采用蒸餾法，而且通常采用蒸汽間接加熱，蒸餾 65~100℃，采用工藝如下：廢溶劑→接收槽→蒸餾工序→冷凝器→潷析器。二甲苯作為有機溶劑產(chǎn)生大量的二甲苯氣體，嚴重影響周圍大氣環(huán)境質(zhì)量，國內(nèi)已在研究其水溶性環(huán)保替代產(chǎn)品。油品餾程大致如下：煤油 200~300℃；航空煤油 130~250℃；輕柴油 250~350℃；潤滑油 350~520℃；重質(zhì)燃料油520℃；汽油 40~200℃。對溶劑蒸氣的回收處理也在排廢過程中完成。 [關(guān)鍵詞] 漆包線；二甲苯；甲酚；白礦油；廢氣回收2 / 48Enameled wire production volatile anic solvent recovery processLiMingxuThe institute of chemistry and chemical engineering of Hunan University of Chemical engineering and process engineeringTeacher: GeHongguangAbstract: This design is the design of anic solvent recovery process,in the treatmenting section of waste gas for a 500 t/year enameled wire production. It mainly includes 4parts:A, the introduction. Second, the parison and selection of process method , the technical process described and discussed. Three, the calculation,argumentation and selection of main equipment. Five, the requirements of process. This design using the process flow of three parts: cooling and condensation part, absorption and separation part and purification of adsorption part. Condensation and cooling using cold air and cold water for medium, made the waste gas39。冷凝冷卻部分以冷空氣和冷水為介質(zhì)，使廢氣溫度降低到沸點之下，并有效的利用其 帶有的大量 熱量。 導(dǎo)線經(jīng)過涂漆后進入烘爐，首先將漆液中的溶劑蒸發(fā)，然后固化形成一層漆膜，再涂漆，烘焙，如此反復(fù)數(shù)次，便完成了漆包的烘焙全過程。經(jīng)測試甲苯的溶解能力很強，其溶解度為 105 .；而煤油的溶解力較差，溶解度為 29 .；芳香烴溶劑具有中、高溶解度， 60~90；甲和二甲苯具有較高的溶解度，約為 80~115。 二甲苯的主要用途是作為化工原料和溶劑，也可用于生產(chǎn)苯酐、染料、殺蟲劑和藥物，如維生素等，亦可作為航空汽油添加劑，其工業(yè)用途非常廣泛。70 年代初，國外就著手開展了利用可燃性危險廢棄物作為替代燃料應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的研究。 (3) 直接燃燒有焚燒爐法和火炬法。大部分 VOC 受爆炸極限的限制，氣體中含量不會太高，因此該技術(shù)一般作為一級處理技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合使用。任何可溶解于吸收劑的有機物都可以從氣相轉(zhuǎn)移到液相中，然后對吸收液處理。 設(shè)計任務(wù) 本設(shè)計為年產(chǎn) 500t 漆包線生產(chǎn)中的廢氣回收工段設(shè)計。這部分熱氣流進入烘膛后，使烘膛中熱對流加劇，溫度則更加趨于均勻一致。 吸附排廢工藝 經(jīng)白礦油吸收后的尾氣中甲酚和二甲苯已近微量，由于活性碳適合吸附低濃度廢氣，故將此尾氣再通過活性碳吸附器后可達標排放。 本設(shè)計工藝中含有三個換熱器，其中一個空氣冷凝器，兩個水冷凝器，綜上比較，三個換熱器均采用固定管板式換熱器 [13]。加熱劑或冷卻劑的進口溫度也是確定的，但其出口溫度有時可由設(shè)計者決定。但也存在著生產(chǎn)能力小，設(shè)備龐大、苯重，投資和操作費用高及木材耗量大等缺點。 常用的液體分布器有： ① 多孔管式分布器 能適用于較大的流體流量波動，對安裝水平要求不高對氣體阻力小。 吸附器 吸附劑 吸附劑是能有效地從氣體或液體中吸附其中某些成分的固體物質(zhì)。 (3) 活性炭　　是將木炭、果殼、煤等含碳原料經(jīng)炭化、活化后制成的。 本設(shè)計采用的是活性碳吸附劑處理廢氣，以達到凈化目的。s，均為一般流體，管內(nèi)流速為 3m/s，管間流速為? ~ [9]。沒程內(nèi)都采用正三角形排列，而在各程之間為了便于安裝隔板，采用矩形排列方法，排管數(shù)目表如表 44：表 44 排管數(shù)目正三角型排列每個弓形部分的管數(shù)正六角形的數(shù)目六角形對角線上的管數(shù) b六角形內(nèi)的管數(shù) 第一列 第二列 弓形部分的管數(shù)管子總數(shù)1 3 7 72 5 19 193 7 37 374 9 61 615 11 91 916 13 127 1277 15 169 3 18 1878 17 217 4 24 2419 19 271 5 30 30110 21 331 6 36 36711 23 397 7 42 43912 25 469 8 48 51713 27 547 9 2 66 61314 29 631 10 5 90 72115 31 721 11 6 102 82316 33 817 12 7 114 93117 35 919 13 8 126 1045 管心距 傳熱管和管板的連接方法有脹接和焊接兩種,當采用脹接時，采用過小的管心距，常會造成管板變形。)填料因子Φ/ 1m?鮑爾環(huán) 25 塑料亂堆 209 170 進出塔個組分計算吸收工藝如下圖 44 所示：查《溶劑手冊》得： 二甲苯的相對分子質(zhì)量 M=；空氣的相對分子質(zhì)量 ，則吸收塔的進口氣體中，290?M二甲苯的摩爾流量 skmol531 ??????GN空氣的摩爾流量 skmol302 .????MGN進塔氣的組分 ：1y ?y由于吸收劑可吸收 96%的二甲苯，則進塔氣組分 ：2y 41 106...%)96( ????????y查的二甲苯溶于白礦油時的亨利系數(shù) MPa31027?E則 ..m進塔吸收劑為純白礦油，所以 2x被吸收的二甲苯的量△G：圖 44 吸收塔工藝29 / 48%9 ?????????G出塔吸收液的組分 ：1x Lx1.其中 L 為吸收劑的摩爾流量(kmol/s)。；?， ——氣體和液體的質(zhì)量流量，kg/s；VWL， ——氣體和液體的體積流量，m 179。對于單管程換熱器，殼體內(nèi)徑由下式確定 0(1)23Dtbd???式中 t——管心距，mm； ——傳熱管外徑，mm。~~~ 宗上所述應(yīng)選用 的每程管長度。.℃) 取 K=100W/(m178。 (4) 沸石分子篩　　又稱合成沸石或分子篩，其化學(xué)組成通式為： 　　[M 2(Ⅰ)M( Ⅱ)] . mH2O 　　式中 M2(Ⅰ)和 M(Ⅱ)分別為為一價和二價金屬離子，多半是鈉和鈣，n 稱為沸石的硅鋁比，硅主要來自于硅酸鈉和硅膠，鋁則來自于鋁酸鈉和 Al(HO)3 等，它們與氫氧化鈉水溶液反應(yīng)制得的膠體物，經(jīng)干燥后便成沸石，一般 n=2~10,m=0~9。 吸附劑的種類 工業(yè)上常用的吸附劑有：硅膠、活性氧化鋁、活性炭、分子篩等，另外還有針對某種組分選擇性吸附而研制的吸附材料。管束中央有一根直徑較大的中央循環(huán)管，流體的兩部分受熱不同發(fā)生熱虹吸，中央循環(huán)管科促進流體的熱虹吸。這種填料在蘇、美應(yīng)用較多。 用空噴塔洗苯具有以下優(yōu)點：投資省，處 理能力大，阻力小，不堵塞等。 (4) 壓力高的流體應(yīng)走管程。 (2) 沉浸式蛇管換熱器 這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀，并沉浸在容器內(nèi)的液體?？刹捎糜袡C溶劑進行吸收處理。海拔高度 34 米本地具有大陸性氣候特點。但該技術(shù)減少二次污染，前景廣闊。是很細的纖維狀物質(zhì)，具有巨大的比表面積、外表面積和微孔結(jié)構(gòu)，纖維上很多微孔可直接與有機物接觸，更易于吸附低濃度 VOC。 由于廢氣組成復(fù)雜多變，且多數(shù) VOC 氣體易爆，在處理時要考慮廢氣與空氣的混合方式，一般空氣過量系數(shù)為理論量的 ~ 倍。在熱分解技術(shù)中，燃燒罐技術(shù)和接觸濕式氧化是兩種可供選擇的新技術(shù)，但接觸濕式氧化需在高壓下運行，不僅裝置成本較高，而且對操作要求也較高。漆包線生產(chǎn)中使用的絕緣漆,二甲苯和甲酚等溶劑的含量達 70%，在烘焙過程中揮發(fā)出來，而一般空氣過量系數(shù)為理論量的 ~ 倍。溶劑油的閃點和燃點高，其在運輸、使用過程中更難因產(chǎn)生閃火而發(fā)生燃燒。（室溫） [2]。 cresol。三 、主要設(shè)備的計算， 論證和選型(空氣冷卻器，水冷凝器，吸收塔，膜蒸發(fā)器，吸附器等等)。其中涂漆烘焙冷卻裝置是漆包機的重要組成部分，它又分為涂漆室、烘爐和冷卻架三部分構(gòu)成 [1]。 工業(yè)有機溶劑的特性 幾種常用油漆溶劑的特性如表 11 所示：表11 常用油漆溶劑特性表名稱 類別 沸程 閃點 自燃點 使用品種200號汽油 脂肪烴 150～190 33 — 油脂類、醇調(diào)、醇酸甲苯 芳香烴 109～112 536 硝基、聚酯二甲苯 芳香烴 135～145 10 490～550 醇酸、氨基、丙烯酸松節(jié)油 植物性烴類 150～170 30～37 253 清漆、醇酸漆丁醇 醇類 115～119 37 340～420 氨基醋酸乙酯 酯類 70～85 72 485 硝基、丙烯酸從表 11 可以看出，雖然有機溶劑種類繁多，但是應(yīng)用于各類溶漆以及洗漆的溶劑一般具有以下特征：(1) 溶解力強 溶解度是一種液體溶解某種物質(zhì)的能力。有機溶劑在乳油制劑中的含量高達 50~90%。對于所有種類的廢溶劑油都需要注意防止靜電，以防火防爆 [8]。 (2) 稀釋法將少量的廢溶劑油用大量的廢水稀釋，在達到污水生化指標后排放到污水處理廠或者直接排入地表水體，由于大部分有機溶劑均不同程度地含有毒性，導(dǎo)致地表水體生態(tài)系統(tǒng)破壞嚴重，更有甚者破壞地表水體附近的土壤生態(tài)系統(tǒng)。常用冷卻介質(zhì)有冷水、冷凍鹽水和液氮。濃縮輪以一定的速度緩慢旋轉(zhuǎn)，在一個系統(tǒng)內(nèi)就可以完成吸附脫附操作，降低了設(shè)備投資費用。 碳吸收技術(shù)適用于氣量大、VOC 濃度不超過 5103 的有機廢氣處理，含量太高設(shè)備不安全，需在吸附前進行稀釋，且顆粒碳不適于處理含酮、酯的氣體。 廢氣空氣冷凝工藝 漆包線生產(chǎn)中蒸發(fā)出的溶劑為甲酚（沸點 191℃）和二甲苯（沸點 ℃） ，沸點較高，其蒸氣易冷凝，因此，可采用空氣冷卻和水冷凝的方法回收大部分漆包線加工中蒸發(fā)出的甲酚和二甲苯。吸收劑白礦油儲存在吸收劑灌內(nèi)，經(jīng)循環(huán)多次使用后，吸收劑白礦油內(nèi)有機溶劑（二甲苯，甲酚）的含量達一定程度時，將其通過減壓降膜蒸發(fā)器，二甲苯的沸點為℃、甲酚的沸點為 191℃，而白礦油的沸點為 ℃，白礦油與甲酚和二甲苯的沸點相差較大，將空氣冷凝后 325℃左右廢氣作為熱源，通過減壓