【正文】 再者，我還要感謝我們畢業(yè)設(shè)計(jì)小組的同學(xué)們和四年的同窗們。導(dǎo)師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向老師致以我誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。當(dāng)然畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成，離不開(kāi)很多很多人的幫助和支持。本設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)工藝先進(jìn)，設(shè)計(jì)合理，控制風(fēng)速，凈化風(fēng)量及噪聲強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)均達(dá)到或接近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)通風(fēng)凈化效果顯著，工人在清潔區(qū)作業(yè)，可有效的保護(hù)身體健康，特別是系統(tǒng)節(jié)能效果顯著、操作簡(jiǎn)單、使用方便和處理廢氣效果好的特點(diǎn)。目前,除了推廣傳統(tǒng)工藝外，應(yīng)重點(diǎn)開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，以達(dá)到提高去除效率、降低投資運(yùn)行費(fèi)用，減少二次污染的目的。（2） 活性炭費(fèi)用：活性炭損耗費(fèi)：活性炭每半年換一次，活性炭用量約噸，按活性炭4000元/噸計(jì)，則元/月，每月運(yùn)行285小時(shí)，則元/小時(shí)。（3） 平整費(fèi)用：土方：10元/平方米；沙：15元/平方米。 電機(jī)型號(hào)查[28]排風(fēng)機(jī)選擇為：C473 具體性能參數(shù)如下：風(fēng)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(jì)算：表46 蜂窩狀活性炭的性能表[27]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(fēng)管，取風(fēng)速12m/s風(fēng)管直徑：取整為600mm (469)規(guī)格為600mm風(fēng)管橫截面積： (470)則實(shí)際風(fēng)管氣速： (471) 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，摩擦力計(jì)算公式為： (472)λ——摩擦阻力系數(shù)v——風(fēng)管內(nèi)氣體的平均流速，m/sρ——?dú)怏w的密度，kg/m179。補(bǔ)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(shè)置補(bǔ)償器。同一系統(tǒng)的吸氣（塵）點(diǎn)不宜過(guò)多。（1） 干燥吸附劑時(shí)空氣消耗量： (465)式中：L——干燥吸附劑時(shí)空氣的消耗量，kgl——空氣的單位消耗量，即干空氣/H2O，無(wú)量綱xx2——分別為離開(kāi)、進(jìn)入吸附劑層時(shí)空氣的含濕量即H2O/干空氣W——干燥時(shí)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(jìn)入吸附器的空氣熱含量，I1——進(jìn)入加熱器的空氣熱含量，設(shè)利用120℃的熱風(fēng)進(jìn)行吸附，查得35℃，120℃，則： (468) 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算只有通過(guò)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(shè)計(jì)時(shí)凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的組成部分，合理地設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)和運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)合理性。本設(shè)計(jì)采用升溫吸附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進(jìn)行吸附，然后降溫冷卻，重新吸附。本設(shè)計(jì)的床層壓力降用下式計(jì)算[25]： (462)根據(jù)活性炭的性能： (463) (464) 活性炭再生的計(jì)算吸附劑的吸附容量有限，一般在1%~40%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）之間。在吸附作用時(shí)間內(nèi)所吸附污染物的量為[23]：X=aSLρb (449)式中：X——在時(shí)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(shè)計(jì)為470Kg/m3。原始條件：處理風(fēng)量：Q=10000m179。 空塔氣速和橫截面的確定空塔氣速為氣體通過(guò)吸附器整個(gè)橫截面的速度。這是因?yàn)楸诤裨黾樱涓C中流體通道的截面積減少，這樣真實(shí)的表面或體積流速也會(huì)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(shí)間變化的一個(gè)函數(shù)[19]。實(shí)際應(yīng)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(duì)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(yīng)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(jī)械強(qiáng)度和均勻的顆粒尺寸；(5) 有足夠的熱穩(wěn)定性及化學(xué)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(dòng)床和流化過(guò)程，相應(yīng)的三種吸附器的主要特點(diǎn)比較見(jiàn)表44：表44 三種吸附器主要特點(diǎn)比較[16]類型主要特點(diǎn)比較固定床吸附器、制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉、分散、間歇性的污染物治理、間歇操作移動(dòng)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(yán)重流化床吸附器，造價(jià)昂貴，適合治理連續(xù)性、大氣量的污染源結(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)生氣流分配不均勻現(xiàn)象。物理吸附過(guò)程一般為內(nèi)外擴(kuò)散控制，化學(xué)吸附既有表面動(dòng)力學(xué)控制，又有內(nèi)外擴(kuò)散控制。因此，吸附量取決于吸附速率，而吸附速率與吸附過(guò)程有關(guān)，吸附過(guò)程可分為以下幾步：（1） 外擴(kuò)散，吸附質(zhì)從氣流主體穿過(guò)顆粒物周圍氣膜擴(kuò)散至吸附劑的外表面。很多實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)比壓P/Po在范圍內(nèi)時(shí)，BE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。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(shí)驗(yàn)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(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。依據(jù)上述變化關(guān)系，可分別會(huì)出相應(yīng)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(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(méi)有嚴(yán)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(jià)廉、耐沖擊、不易破碎等優(yōu)點(diǎn)，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(wú)機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。碳鋼填料造價(jià)低，且具有良好的表面潤(rùn)濕性能，對(duì)于無(wú)腐蝕或低腐蝕性物系應(yīng)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(jià)極高，一般只在某些腐蝕性極強(qiáng)的物系下使用；不銹鋼填料耐腐蝕性強(qiáng)，一般能耐除Cl以外常見(jiàn)物系的腐蝕，但其造價(jià)較高。陶瓷填料價(jià)格便宜，具有很好的表面潤(rùn)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(guò)程。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來(lái)選擇填料的規(guī)格。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會(huì)產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)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(yīng)具有較大的操作彈性，以保證塔內(nèi)氣液負(fù)荷發(fā)生波動(dòng)時(shí)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(duì)于大多數(shù)常用填料，其泛點(diǎn)氣速或氣相動(dòng)能因子可由有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到，也可通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。對(duì)于常用的工業(yè)填料，其HETP(或HTU)值可由有關(guān)手冊(cè)或文獻(xiàn)中查到，也可通過(guò)一些經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)估算。所選填料既要滿足生產(chǎn)工藝的要求，又要使設(shè)備投資和操作費(fèi)用較低。金屬孔板波紋填料強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)，特別適用于大直徑塔及氣液負(fù)荷較大的場(chǎng)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(guó)內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場(chǎng)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(guò)填料層的阻力。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得。（1） 拉西環(huán)填料。 散裝填料 散裝填料[14]是一個(gè)個(gè)具有一定幾何形狀和尺寸的顆粒體，一般以隨機(jī)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(guò)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(yīng)盡可能滿足無(wú)毒性、無(wú)腐蝕性、不易燃易爆、不發(fā)泡、冰點(diǎn)低、價(jià)廉易得以及化學(xué)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(guò)程中吸收劑的揮發(fā)損失。吸收劑對(duì)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(guò)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(guò)大，操作氣速勢(shì)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(bǔ)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(jìn)入由塔頂排出，液相自塔頂進(jìn)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(shè)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(dòng)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(yuǎn)處仍舊能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠(yuǎn)處其能量密度急劇下降。 集氣罩氣流的流動(dòng)特性研究集氣罩罩口氣流運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)于有效捕集污染物是十分重要的。由于污染源設(shè)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(lái)的廢氣，通過(guò)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(guò)吸收劑對(duì)氣體進(jìn)行處理，處理后的氣體從塔上方排出后進(jìn)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(guò)活性炭濾層對(duì)氣體進(jìn)行處理，凈化后的氣體經(jīng)過(guò)風(fēng)機(jī)打到煙囪。 工藝流程及說(shuō)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(diǎn)為110．8℃，凝固點(diǎn)為－95℃，密度為0．866g／m3。苯是常用的有機(jī)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(xué)制品和制藥的中間體及溶劑。苯，分子式C6H6，相對(duì)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(shè)計(jì)內(nèi)容引用標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范等引用標(biāo)準(zhǔn)GB162971996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；引用標(biāo)準(zhǔn)GB503162000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》；引用手冊(cè) 環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊(cè)。所以必須解決廢氣凈化問(wèn)題。因此，對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)，統(tǒng)籌考慮有機(jī)污染物的種類、性質(zhì)、濃度、凈化要求和經(jīng)濟(jì)性等因素，綜合選擇適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)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(jī)廢氣中低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物徹底分解轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳等物質(zhì)，從而達(dá)到去毒化的目的。我國(guó)在1997年1月1日開(kāi)始實(shí)施的《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB162971996）也規(guī)定了苯、甲苯、氯化氫等排放較為嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，如表12所示。在制鞋業(yè)，由于“三苯”中毒而導(dǎo)致工人致死時(shí)間已發(fā)生過(guò)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(jī)物。石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲(chǔ)設(shè)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(chǎng)合和燃料設(shè)備，以石油產(chǎn)品為燃料的各種交通工具都是有機(jī)廢氣的源頭。有機(jī)廢氣的來(lái)源和污染途徑見(jiàn)表11[1]。光化學(xué)煙霧也會(huì)危害人的健康和植物的生長(zhǎng)，在1965年日本各大城市頻繁發(fā)生光化