某企業(yè)噴涂廢氣的冷凝吸附處理設計方案(編輯修改稿)
2025-05-22 01:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 根據(jù)廢氣性質(zhì)和氣量，本項目選用固定板式換熱器對甲苯和水蒸氣進行冷凝以回收脫附所得甲苯。冷凝器②的作用是將脫附所得甲苯和水蒸氣冷凝為液體，回收脫附所得甲苯。為了便于排出冷凝液，流動路徑按甲苯和水蒸氣走管間（即殼程）、冷卻水走管內(nèi)考慮。另外，為達到一定的回收效率，且兼顧冷卻水成本，確定冷卻水進口溫度為20℃，出口溫度為25℃，蒸汽進口溫度為120℃，經(jīng)冷凝后降至30℃以下。計算過程如下：1. 確定所需蒸汽量脫附時甲苯回收率＝＝％％＝ kg/h。一般取蒸汽量：吹脫溶劑量＝（4~10）：1，確定蒸汽量為100 kg/h。2. 冷凝甲苯回收率計算甲苯的Antoine常數(shù)為A=, B=, C=。由Antoine方程 （p為溫度T時的飽和蒸汽壓，mmHg）120℃時p＝；30℃時p＝因此，80℃降溫至30℃的回收率為＝％，即甲苯基本上全部冷凝下來。3. 計算換熱器的面積A120℃，水蒸氣質(zhì)量流量為100 kg/h。 蒸汽從120℃降低至30℃，冷卻水從20℃升高至25℃。熱負荷Q1＝甲苯降溫傳熱量＋蒸汽傳熱量＋蒸汽冷凝潛熱＝ (120 30) + 100 (120 30)＋100 2232＝105 kJ/h冷卻水用量W＝＝＝先按單殼程考慮：對數(shù)平均溫差＝＝18 ＝根據(jù)R、P的值查溫度校正系數(shù)圖可得，溫差修正系數(shù)＝，可見用單殼程合適，因此有效溫差＝35K假定換熱器總傳熱系數(shù)為，則所需傳熱面積為： ＝6m2 4. 主要工藝及結構基本參數(shù)的計算選用Φ25，材質(zhì)20號鋼。 取管內(nèi)冷卻水的流速為0. 5 m/s，則管數(shù)＝＝22根管長l＝＝＝因此，換熱器管程數(shù)為2，管長為2m，總管數(shù)＝222＝44根。殼體的公稱直徑DN＝600mm，公稱壓力為16kgf/cm2。采用正三角形排列換熱管，管子與管板采用焊接法連接。綜上，列管式冷凝器_2的主要參數(shù)是：選用2m長的Φ25（材質(zhì)20號鋼）44根；換熱面積6m2；殼體直徑600mm；；蒸汽由120℃降至30℃，冷卻水由20℃升至25℃。本項目活性炭吸附裝置為固定床活性炭吸附器，活性炭吸附器是凈化裝置最重要組成部分，設置目的是利用吸附法截留廢氣中的有機物進一步凈化廢氣，并利用低壓蒸汽吹脫及冷凝等手段回收部分甲苯。已知，廢氣氣量為33000m3/h，溫度24℃，廢氣中含有587mg/m3的甲苯，要求出口甲苯濃度為40 mg/m3，％。根據(jù)項目的實際情況，本項目選用HT52型過濾凈化氣體用粒狀活性炭，該活性炭的具體參數(shù)如下：堆積密度＝450kg/m3，＝5mm，空隙率＝。甲苯在該活性炭上的吸附等溫線方程為 式中：a－氣相濃度為時的平衡吸附量，kg/kgAC；－氣相中甲苯的濃度，g/m3。由廢氣中甲苯濃度為 ＝ g/m3可得，活性炭吸附甲苯的靜態(tài)飽和吸附容量a＝。 根據(jù)本項目通風量大的特點，為了不使設計出的吸附器的直徑過大產(chǎn)生問題，則適當?shù)脑龃蠡钚蕴课狡髦械臍馑伲』钚蕴课狡髦械臍馑偌s為1m/s，則根據(jù)公式可算得，根據(jù)以往的工程經(jīng)驗，吸附帶中活性炭的動態(tài)吸附容量按靜態(tài)飽和吸附容量的35％計， kg/kg。吸附工作周期按2天（16h）計，則每一周期的吸附量為吸附帶內(nèi)的活性炭量為 吸附劑床層總高為 活性炭總用量為 氣流穿過固定床層的壓降估算式為： 式中：－壓降，Pa； －空隙率，m3空隙/m3吸附床； －吸附劑顆粒直徑，m； －氣體密度，kg/m3； G－氣體表現(xiàn)質(zhì)量通量，； D－床深，m； －氣體黏度。 30℃下氣體密度為，黏度為，當80℃廢氣降低為24℃時，則廢氣的流量變?yōu)? 則，氣體表現(xiàn)質(zhì)量通量為 ，因此經(jīng)計算可得壓降為
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