【正文】 再者，我還要感謝我們畢業(yè)設計小組的同學們和四年的同窗們。導師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹向老師致以我誠摯的謝意和崇高的敬意。當然畢業(yè)設計的完成，離不開很多很多人的幫助和支持。本設計工程系統(tǒng)工藝先進，設計合理，控制風速，凈化風量及噪聲強度等技術(shù)參數(shù)均達到或接近設計標準，同時通風凈化效果顯著，工人在清潔區(qū)作業(yè)，可有效的保護身體健康，特別是系統(tǒng)節(jié)能效果顯著、操作簡單、使用方便和處理廢氣效果好的特點。目前,除了推廣傳統(tǒng)工藝外，應重點開發(fā)新的技術(shù)，以達到提高去除效率、降低投資運行費用，減少二次污染的目的。（2） 活性炭費用：活性炭損耗費：活性炭每半年換一次，活性炭用量約噸，按活性炭4000元/噸計，則元/月，每月運行285小時，則元/小時。（3） 平整費用：土方：10元/平方米；沙：15元/平方米。 電機型號查[28]排風機選擇為：C473 具體性能參數(shù)如下：風量：580010500m179。 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：表46 蜂窩狀活性炭的性能表[27]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1113鐵和剛1923水泥粉塵1218鋼鐵粉塵1315重礦物粉塵1416灰土、砂塵1618焦炭粉塵1418輕礦物粉塵1214煤塵1113炭黑1012染料粉塵1517棉絮810石棉粉塵1218短纖維粉塵812鋼板制圓形風管，取風速12m/s風管直徑：取整為600mm (469)規(guī)格為600mm風管橫截面積： (470)則實際風管氣速： (471) 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，摩擦力計算公式為： (472)λ——摩擦阻力系數(shù)v——風管內(nèi)氣體的平均流速，m/sρ——氣體的密度，kg/m179。補償器有多種形式。主要是利用管道彎曲管段的彈性變形或在管道上設置補償器。同一系統(tǒng)的吸氣（塵）點不宜過多。（1） 干燥吸附劑時空氣消耗量： (465)式中：L——干燥吸附劑時空氣的消耗量，kgl——空氣的單位消耗量，即干空氣/H2O，無量綱xx2——分別為離開、進入吸附劑層時空氣的含濕量即H2O/干空氣W——干燥時驅(qū)走的水分，kg由《化工原理》查表得，35℃，則 (466)（2） 加熱空氣所消耗的空氣熱含量：Q=l(I2I1)W (467)式中：I2——由加熱器進入吸附器的空氣熱含量，I1——進入加熱器的空氣熱含量，設利用120℃的熱風進行吸附，查得35℃，120℃，則： (468) 管道系統(tǒng)設計計算只有通過各種管道把各種凈化裝置連接在一起才能組合成完整的凈化系統(tǒng)，因此，管道系統(tǒng)設計時凈化系統(tǒng)設計中不可缺少的組成部分，合理地設計、施工和使用管道系統(tǒng)，不僅能充分發(fā)揮凈化裝置的能效，而且直接關(guān)系到設計和運轉(zhuǎn)的經(jīng)濟合理性。本設計采用升溫吸附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進行吸附，然后降溫冷卻，重新吸附。本設計的床層壓力降用下式計算[25]： (462)根據(jù)活性炭的性能： (463) (464) 活性炭再生的計算吸附劑的吸附容量有限，一般在1%~40%（質(zhì)量分數(shù)）之間。在吸附作用時間內(nèi)所吸附污染物的量為[23]：X=aSLρb (449)式中：X——在時間ξ內(nèi)的吸附量；a——靜活度，重量，﹪；S——吸附層的截面積，m3；L——吸附層高度，m；ρb——吸附劑的堆積密度，設計為470Kg/m3。原始條件：處理風量：Q=10000m179。 空塔氣速和橫截面的確定空塔氣速為氣體通過吸附器整個橫截面的速度。這是因為壁厚增加，蜂窩中流體通道的截面積減少，這樣真實的表面或體積流速也會增大。穿透曲線是表征材料吸附性能的主要性能之一，是吸附前后吸附質(zhì)濃度比值隨時間變化的一個函數(shù)[19]。實際應用表明蜂窩狀活性炭吸附性能好、脫附速率快，完全滿足了工藝使用要求。一切固體物質(zhì)的表面，對于流體的表面都具有物理吸附的作用，但合乎工業(yè)要求的吸附劑則應具備以下一些要求：(1) 具有大的比表面積；(2) 具有良好的選擇性吸附作用；(3) 吸附容量大；(4) 具有良好的機械強度和均勻的顆粒尺寸；(5) 有足夠的熱穩(wěn)定性及化學穩(wěn)定性；(6) 有良好的再生性能。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、移動床和流化過程，相應的三種吸附器的主要特點比較見表44：表44 三種吸附器主要特點比較[16]類型主要特點比較固定床吸附器、制造簡單、價格低廉、分散、間歇性的污染物治理、間歇操作移動床吸附器，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，吸附劑磨損較為嚴重流化床吸附器，造價昂貴，適合治理連續(xù)性、大氣量的污染源結(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)生氣流分配不均勻現(xiàn)象。物理吸附過程一般為內(nèi)外擴散控制，化學吸附既有表面動力學控制，又有內(nèi)外擴散控制。因此，吸附量取決于吸附速率，而吸附速率與吸附過程有關(guān)，吸附過程可分為以下幾步：（1） 外擴散，吸附質(zhì)從氣流主體穿過顆粒物周圍氣膜擴散至吸附劑的外表面。很多實驗證明，當比壓P/Po在范圍內(nèi)時，BE有資料認為它在高壓范圍內(nèi)不能很好地吻合實驗值。在很多體系中，朗格繆爾等溫式不能在較大的θ范圍內(nèi)與實驗結(jié)果相吻合。（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于脫附呈動態(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。依據(jù)上述變化關(guān)系，可分別會出相應的關(guān)系曲線，分別為吸附等溫線，吸附等壓線和吸附等量線。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。固體表面吸附了吸附質(zhì)后，一部分被吸附的吸附質(zhì)可從吸附劑表面脫離，此現(xiàn)象稱為脫附。取液氣比因，即 （411）所以 （412）查埃克特通用關(guān)聯(lián)圖知 （413）圖49 ?？颂仃P(guān)聯(lián)圖吸收液溫度為20℃，μL=1mPa價廉、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點，多用于吸收、解吸、萃取、除塵等裝置中。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機酸、堿和有機溶劑的腐蝕。碳鋼填料造價低，且具有良好的表面潤濕性能，對于無腐蝕或低腐蝕性物系應優(yōu)先考慮使用；鈦材、特種合金鋼等材質(zhì)制成的填料造價極高，一般只在某些腐蝕性極強的物系下使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強，一般能耐除Cl以外常見物系的腐蝕，但其造價較高。陶瓷填料價格便宜，具有很好的表面潤濕性能，工業(yè)上，主要用于氣體吸收、氣體洗滌、液體萃取等過程。設計時應靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。而大尺寸的填料應用于小直徑塔中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴重的壁流，使塔的分離效率降低。散裝填料規(guī)格的選擇。所選填料應具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負荷發(fā)生波動時維持操作穩(wěn)定。比較填料的壓降有兩種方法，一是比較填料層單位高度的壓降△P/Z；另一是比較填料層單位傳質(zhì)效率的比壓降△P/NT。對于大多數(shù)常用填料，其泛點氣速或氣相動能因子可由有關(guān)手冊或文獻中查到，也可通過一些經(jīng)驗公式來估算。對于常用的工業(yè)填料，其HETP(或HTU)值可由有關(guān)手冊或文獻中查到，也可通過一些經(jīng)驗公式來估算。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設備投資和操作費用較低。金屬孔板波紋填料強度高，耐腐蝕性強，特別適用于大直徑塔及氣液負荷較大的場合。（2） 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式。（1） 金屬絲網(wǎng)波紋填料是阿波紋填料的主要形式，是由金屬絲網(wǎng)制成的。和45176。 規(guī)整填料規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。（5） 矩鞍填料。弧鞍填料屬鞍形填料的一種，其形狀如同馬鞍，一般采用瓷質(zhì)材料制成。由于高徑比減少，使得氣體繞填料外壁的平均路徑大為縮短，減少了氣體通過填料層的阻力。鮑爾環(huán)是目前應用較廣的填料之一。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎上改進而得。（1） 拉西環(huán)填料。 散裝填料 散裝填料[14]是一個個具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，壓力升高可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即加壓有利于吸收。 操作溫度與壓力的確定（1） 操作溫度的確定。所選用的吸收劑應盡可能滿足無毒性、無腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點低、價廉易得以及化學性質(zhì)穩(wěn)定等要求。操作溫度下吸收劑的蒸氣壓要低，以減少吸收和再生過程中吸收劑的揮發(fā)損失。吸收劑對溶質(zhì)組分的溶解度要大，以提高吸收速率并減少吸收劑的需用量。若吸收過程處理的液量很大，如果用通常的流程，則液體在塔內(nèi)的噴淋密度過大，操作氣速勢必很小(否則易引起塔的液泛)，塔的生產(chǎn)能力很低。（4） 多塔串聯(lián)操作。在逆流操作系統(tǒng)中，用泵將吸收塔排出液體的一部分冷卻后與補充的新鮮吸收劑一同送回塔內(nèi)，即為部分再循環(huán)操作。氣液兩相均從塔頂流向塔底，此即并流操作。氣相自塔底進入由塔頂排出，液相自塔頂進入由塔底排出，此即逆流操作。液體再分布裝置包括液體收集器和液體再分布器兩部分，上層填料流下的液體經(jīng)液體收集器收集后，送到液體再分布器，經(jīng)重新分布后噴淋到下層填料上。填料塔屬于連續(xù)接觸式氣液傳質(zhì)設備，兩相組成沿塔高連續(xù)變化，在正常操作狀態(tài)下，氣相為連續(xù)相，液相為分散相。填料塔的塔身是一直立式圓筒，底部裝有填料支承板，填料以亂堆或整砌的方式放置在支承板上。按其氣流流動的方式可分為兩大類：吸氣式集氣罩和吹氣式集氣罩。吹出氣流在較遠處仍舊能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度急劇下降。 集氣罩氣流的流動特性研究集氣罩罩口氣流運動的規(guī)律對于有效捕集污染物是十分重要的。由于污染源設備結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)操作工藝的不同、集氣罩的形式是多種多樣的。生產(chǎn)中揮發(fā)出來的廢氣，通過集氣罩收集，將其送到填料塔以氫氧化鈉作為吸收劑，在塔內(nèi)的氣體從下到上通過吸收劑對氣體進行處理，處理后的氣體從塔上方排出后進入吸附塔以活性炭作為吸附劑，在塔內(nèi)的氣體從下到上通過活性炭濾層對氣體進行處理，凈化后的氣體經(jīng)過風機打到煙囪。 工藝流程及說明 圖31 工藝流程圖 該處理工藝系統(tǒng)組合十分緊湊，集吸收吸附脫附于一體。甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶劑中。它的沸點為110．8℃，凝固點為－95℃，密度為0．866g／m3。苯是常用的有機溶劑，不溶于水，能與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化學制品和制藥的中間體及溶劑。苯，分子式C6H6，相對密度（(20℃)）比水輕，且不溶于水，因此可以漂浮在水面上。粗鹽酸因含雜質(zhì)氯化鐵而帶黃色。 設計內(nèi)容引用標準及設計規(guī)范等引用標準GB162971996《大氣污染物綜合排放標準》；引用標準GB503162000《工業(yè)金屬管道設計規(guī)范》；引用手冊 環(huán)境保護設備選用手冊。所以必須解決廢氣凈化問題。因此，對于企業(yè)來說，統(tǒng)籌考慮有機污染物的種類、性質(zhì)、濃度、凈化要求和經(jīng)濟性等因素，綜合選擇適當?shù)挠袡C廢氣治理方法顯得至關(guān)重要。分解消除是指利用光、電、熱、催化劑、等離子體或微生物等作用將有機廢氣中低濃度的揮發(fā)性有機物徹底分解轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等物質(zhì)，從而達到去毒化的目的。我國在1997年1月1日開始實施的《中華人民共和國國家標準大氣污染物綜合排放標準》（GB162971996）也規(guī)定了苯、甲苯、氯化氫等排放較為嚴格的標準，如表12所示。在制鞋業(yè)，由于“三苯”中毒而導致工人致死時間已發(fā)生過多起，而涂料工業(yè)使用的溶劑中，主要是甲苯、二甲苯和其他毒性有機物。石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲設施，印刷及其他與石油和化工有關(guān)的行業(yè)，使用石油、石油化工產(chǎn)品的場合和燃料設備，以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機廢氣的源頭。有機廢氣的來源和污染途徑見表11[1]。光化學煙霧也會危害人的健康和植物的生長，在1965年日本各大城市頻繁發(fā)生