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漆包線生產(chǎn)中揮發(fā)性有機(jī)溶劑回收工藝-文庫吧資料

2025-06-28 16:13本頁面
  

【正文】 或冷卻溫度外,還應(yīng)考慮其來源方便,價(jià)格低廉,使用方便。 應(yīng)該說明的是,上述要求常常不能同時(shí)滿足,在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮其中的主要問題,首先滿足其中較為重要的要求 [14]。 (5) 具有飽和蒸汽冷凝的換熱器,應(yīng)使飽和蒸汽走殼程,便于排出冷凝液。 (4) 壓力高的流體應(yīng)走管程。這是因?yàn)楣艹塘魍ń孛娣e一般較小,而且易于采用多管程結(jié)構(gòu)提高流速。對(duì)于固定管板式、浮頭式換熱器,一般應(yīng)使易結(jié)垢流體流經(jīng)管程,而對(duì)于 U 型管換熱器,易結(jié)垢流體應(yīng)走殼程。 本設(shè)計(jì)工藝中含有三個(gè)換熱器,其中一個(gè)空氣冷凝器,兩個(gè)水冷凝器,綜上比較,三個(gè)換熱器均采用固定管板式換熱器 [13]。 ② 浮頭式換熱器 :這種換熱器兩端的固定板又一端尅軸向自由浮動(dòng),不但完全消除了熱應(yīng)力,還可將整個(gè)管束抽出,便于清洗,但其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,造價(jià)也高。 (5) 管殼式(列管式)換熱器是最經(jīng)典的間壁式換熱器,其應(yīng)用歷史悠久,至今仍占換熱器主導(dǎo)地位。 (4) 套管式換熱器 套管式換熱器是由直徑不同的直管制成的同心套管,并由 U 形彎頭連接而成,次換熱器一種流體在管內(nèi)流動(dòng),另一種走環(huán)隙。 (3) 噴淋式換熱器 這種換熱器是將換熱管成排的固定在鋼架上,熱流體在關(guān)內(nèi)流動(dòng),冷卻水從上方噴淋而下。 (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。 換熱器類型 (1) 夾套式換熱器 這種類型的換熱器是在容器外壁安裝夾套制成,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但是傳熱系數(shù)不高。閃點(diǎn)(開口)不低于 ℃ 110 130 140 傾點(diǎn),不高于 ℃ 5 5 5 顏色,不低于 賽氏號(hào) +25 +25 +25腐蝕試驗(yàn)(級(jí)) 100℃、3H 1 1 1水 份 %  無 無 無15 / 483 主要設(shè)備論證及選型 換熱器 換熱器是石油,化工,食品等其他工業(yè)必備通用設(shè)備,在生產(chǎn)中占有重要地位化工生產(chǎn)中換熱器可作為加熱器,冷卻器,冷凝器,蒸發(fā)器和再沸器。 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(dá)標(biāo)排放。然后再將分離后的吸收劑白礦油送回儲(chǔ)罐,繼續(xù)吸收。 蒸發(fā)分離工藝 吸收劑白礦油與廢氣經(jīng)過充分接觸后,可將廢氣中 96%溶劑回收至吸收劑中,但是由于處理量較少,故采用間隙生產(chǎn)。二甲苯的沸點(diǎn)為 ℃、甲酚的沸點(diǎn)為 191℃,而白礦油的沸點(diǎn)為 ℃,白礦油與甲酚和二甲苯的沸點(diǎn)相差較大,因而白礦油易與二甲苯和甲酚進(jìn)行分離。白礦油(white oil;white mineral oil),為經(jīng)高度精煉及純化之產(chǎn)品,具有良好的氧化安定性,化學(xué)穩(wěn)定性,光安定性,無色、無味,不腐蝕纖維紡織物??刹捎糜袡C(jī)溶劑進(jìn)行吸收處理。處理后廢氣含有極少量的二甲苯,甲酚。另外經(jīng)過降溫后的 325℃左右的廢氣可通過間隙處理膜蒸發(fā)器,為二甲苯甲酚在回收劑中蒸發(fā)分離提供熱量。這部分熱氣流進(jìn)入烘膛后,使烘膛中熱對(duì)流加劇,溫度則更加趨于均勻一致。 漆包機(jī)頂部排出的廢氣溫度約為 600℃,首先以空氣作為冷卻介質(zhì)、逆流換熱對(duì)其進(jìn)行冷卻,可將含甲酚和二甲苯的廢氣溫度降低到 325℃左右。本工藝很好的利用了廢氣攜帶的大量熱量,為之后蒸發(fā)提供熱量,并使進(jìn)入焙爐內(nèi)的空氣穩(wěn)定到 300℃左右,保證漆包線質(zhì)量。由于處理量較少,吸收劑的解吸采用間隙處理,待一段時(shí)間,吸收劑中有機(jī)溶劑含量達(dá)到一定程度的時(shí)候,通入薄膜蒸發(fā)器分離,薄膜蒸發(fā)器的熱量可由經(jīng)空氣冷凝后的高溫廢氣提供。下面分別對(duì)其中工藝進(jìn)行論證。海拔高度 34 米本地具有大陸性氣候特點(diǎn)。北緯 34176。廠址:漢中市郊區(qū),東經(jīng) 117176。 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)為年產(chǎn) 500t 漆包線生產(chǎn)中的廢氣回收工段設(shè)計(jì)。活性炭纖維和沸石擴(kuò)大了吸附法的應(yīng)用范圍。從流量方面考慮,處理大流量廢氣優(yōu)先考慮吸附法;小流量時(shí)用膜分離和冷凝法。 由于碳吸收技術(shù)簡(jiǎn)單有效,使其成為 VOC 回收的首選技術(shù),當(dāng)此法不合適時(shí),可考慮采用冷凝、膜分離、吸收技術(shù)。前兩種處理方法浪費(fèi)了廢溶劑油中具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的二甲苯,第三種方法則浪費(fèi)了大量的能源,均無法有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、安全的目的,因此尋找一種合理有效的方法來回收工業(yè)廢溶劑油中的二甲苯是一個(gè)亟待解決的問題 [11]。但該技術(shù)減少二次污染,前景廣闊。 膜分離適用于中高濃度(VOC 含量高于 1103)的廢氣處理。 (4) 膜分離 膜分離技術(shù)是采用對(duì)有機(jī)物有選擇性透過的高分子膜,在一定壓力下是 VOC 滲透而分離。任何可溶解于吸收劑的有機(jī)物都可以從氣相轉(zhuǎn)移到液相中,然后對(duì)吸收液處理。 (3) 吸收技術(shù) 吸收技術(shù)是一種成熟的化工單元操作過程,適用于大氣量,中濃度的含 VOC 廢氣處理。 ③ 濃縮輪法 濃縮輪是一個(gè)裝滿吸附劑的旋轉(zhuǎn)輪,廢氣由輪上游側(cè)進(jìn)入濃縮輪的吸附區(qū),凈化后的廢氣由下游排出;同時(shí)另一股流量較小,溫度較高的脫附氣超廢氣反方向進(jìn)入脫附區(qū),將已吸附的 VOC 脫附出來。在脫附單元內(nèi)加熱吸附劑使有機(jī)物脫附,將氣體引入冷凝單元去回收郵寄溶劑。 ② 流動(dòng)床吸附法11 / 48 流動(dòng)床吸附系統(tǒng)有吸附單元和脫附單元組成。是很細(xì)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(jī)物接觸,更易于吸附低濃度 VOC?;钚蕴康膽?yīng)用最為廣泛,由于其易吸附水,不實(shí)用于溫度高于 40℃,氣體相對(duì)濕度超過 50%的氣體吸附處理,也不適用于活性大的熔劑的吸附,該類有機(jī)物在活性炭表面反應(yīng)而堵塞碳孔。吸附法分為固定床吸附法、流動(dòng)床吸附法和濃縮輪吸附法。大部分 VOC 受爆炸極限的限制,氣體中含量不會(huì)太高,因此該技術(shù)一般作為一級(jí)處理技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合使用。該技術(shù)僅用于 VOC 含量高氣體量小的有機(jī)廢氣回收處理。(1) 冷凝法冷凝法是將廢氣冷卻到露點(diǎn)溫度以下,使有機(jī)物冷凝成液滴而分離出來的簡(jiǎn)單回收方法。 回收方法的分析 VOC 的主要回收技術(shù)有冷凝法、吸附法、吸收法和膜分離法。對(duì)于回收困難的廢氣可采用焚燒法進(jìn)行處理。 由于廢氣組成復(fù)雜多變,且多數(shù) VOC 氣體易爆,在處理時(shí)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。焚燒法雖然能夠比較完全地處理液體廢棄物,大大減少廢棄物體積,但是焚燒方法要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),其工藝要求非常嚴(yán)格,燃燒氣體停留時(shí)間與溶劑成分、燃燒溫度和去除率有關(guān)?;鹁娣ǔT谑突S使用,處理熱值高、能維持高溫燃燒的廢氣,廢氣在高空大氣中燃燒。 (3) 直接燃燒有焚燒爐法和火炬法。這種做法浪費(fèi)大量的水資源并且容易造成嚴(yán)重的水體污染。催化燃燒溫度相對(duì)低,節(jié)省燃料,但催化劑的價(jià)格高,且不能處理含塵氣體,使用一段時(shí)間后要進(jìn)行清理,出去表面附著物,延長(zhǎng)使用壽命。 處理方法分析 國(guó)內(nèi)普遍采用的廢溶劑油處置方法有稀釋法、焚燒法和減壓蒸餾法等,其中以焚燒方法最為普遍。直接排入水體對(duì)于企業(yè)來說可以節(jié)省大量的處理費(fèi)用,但是對(duì)周圍水體、土壤等生態(tài)環(huán)境造成了毀滅性的打擊。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(yùn)行,不僅裝置成本較高,而且對(duì)操作要求也較高。 在某些特別易揮發(fā)不穩(wěn)定溶劑如正己烷等的回收工藝中也可使用活性炭,吸附在活性炭上的溶劑采用蒸汽法很容易回收。對(duì)于比較昂貴的廢溶劑油,廠家比較重視其中的甲醇、丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、三氯乙烯、四氯乙烯的回收。70 年代初,國(guó)外就著手開展了利用可燃性危險(xiǎn)廢棄物作為替代燃料應(yīng)用于水泥生產(chǎn)的研究。 國(guó)內(nèi)外處理現(xiàn)狀 鑒于廢溶劑油的諸多特點(diǎn),國(guó)內(nèi)外通常處理廢溶劑油的方法是將其作為燃料焚燒以獲取其熱能。其他的廢油即溶劑在進(jìn)行回收時(shí),需嚴(yán)格標(biāo)注廢溶劑產(chǎn)品種類,不可混放。由于受其用途的影響,各種廢有機(jī)溶劑又具有不同的特性。 廢有機(jī)溶劑處理方法的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 有機(jī)化合物簡(jiǎn)稱 VOC (Volatile Organic Compounds)一般作為溶劑使用。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(dá) 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。在國(guó)際范圍以二甲苯作為有機(jī)溶劑的替代品研究早已展開。長(zhǎng)時(shí)間處于高濃度二甲苯環(huán)境會(huì)對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,如記憶喪失和腎功能改變,并產(chǎn)生內(nèi)出血現(xiàn)象和神經(jīng)系統(tǒng)紊亂。 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。有機(jī)溶劑進(jìn)入環(huán)境中能大量殺死土壤中的微生物及其它有益生物,造成土壤板結(jié),肥力下降;亦能進(jìn)入大氣圈和水體,殘留時(shí)間長(zhǎng),污染環(huán)境 [6]。國(guó)內(nèi)大部分乳油中的溶劑是甲苯和二甲苯,以及甲醇和乙醇等。溶劑油氧化過程中首先生成酮、醇、醚等含氧有機(jī)物,繼而生成有機(jī)酸(包括溶于水的低分子有機(jī)酸和溶于油的高9 / 48分子有機(jī)酸) 。 (5) 穩(wěn)定性好,儲(chǔ)存時(shí)不分解,不吸潮 作為溶漆、洗漆的有機(jī)溶劑要求性質(zhì)穩(wěn)定,常溫常壓下不易分解。溶劑油的閃點(diǎn)和燃點(diǎn)高,其在運(yùn)輸、使用過程中更難因產(chǎn)生閃火而發(fā)生燃燒。 (3) 不含任何機(jī)械雜質(zhì),外觀清澈。油品從初餾點(diǎn)到干點(diǎn)這一溫度范圍稱為餾程或沸程,溫度范圍窄的稱為窄餾分,溫度范圍寬的稱為寬餾分。經(jīng)測(cè)試甲苯的溶解能力很強(qiáng),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。 KauriButanol 實(shí)驗(yàn)所得到的溶解度標(biāo)準(zhǔn),是溶解度的測(cè)量單位。工業(yè)溶劑的分類依據(jù)主要有: (1) 按化學(xué)結(jié)構(gòu)分類,有烴類溶劑、醇、酯、酮、醚類溶劑、縮醛類等; (2) 按溶劑沸點(diǎn)分類,可分為高、中、低沸點(diǎn)溶劑;圖11 傳統(tǒng)漆包工藝8 / 48 (3) 按溶劑極性分類,可分為極性溶劑和非極性溶劑; (4) 按溶解能力分類,即根據(jù)對(duì)成膜物的溶解力,可分為真溶劑、助溶劑、稀釋劑; (5) 按溶劑的特殊作用分類,可分為流平劑、增塑劑、軟化劑等,這類溶劑大多也稱為助劑,用量很小,但不可缺少 [4]。 由于漆包線對(duì)絕緣性能有特殊要求,生產(chǎn)漆包線的絕緣漆通常要適應(yīng)二甲苯,苯酚,甲酚等熔劑或稀釋劑,絕緣漆涂覆在導(dǎo)體上經(jīng)蒸發(fā)和烘烙后,剩下極少量殘留在漆包線的漆膜中。目前在絕緣材料生產(chǎn)中用途最多的線型聚酯是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。(室溫) [2]。 從產(chǎn)品質(zhì)量和安全生產(chǎn)考慮,排廢量要大些,但是在排廢同時(shí)帶走大量的熱量,因此排廢要適量。溶劑蒸氣的濃度關(guān)系到安全,所以及時(shí)排廢對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量,生產(chǎn)安全,熱能消耗都很重要。 導(dǎo)線經(jīng)過涂漆后進(jìn)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。傳統(tǒng)漆包工藝如圖 11 所示:傳統(tǒng)漆包工藝流程:放線-退火-涂漆-烘培-冷卻-收線。漆包機(jī)由放線裝置、收線裝置、退火裝置、涂漆烘焙冷卻裝置和控制柜五大部分組成。漆包線生產(chǎn)是在已拉制成的導(dǎo)線外涂以相應(yīng)的絕緣漆溶液,在烘焙中首先將溶劑和稀釋劑蒸發(fā),再經(jīng)過漆膜固化、冷卻而制成。 recycling of waste gas3 / 481 緒論 .....................................................7 漆包線 ....................................................7 我國(guó)有機(jī)溶劑使用現(xiàn)狀 ......................................7 工業(yè)有機(jī)溶劑的分類 ....................................7 工業(yè)有機(jī)溶劑的特性 ....................................8 二甲苯苯酚等物質(zhì)的危害及國(guó)家規(guī)定 ..........................9 廢有機(jī)溶劑處理方法的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析 ........................9 國(guó)內(nèi)外處理現(xiàn)狀 ........................................9 處理方法分析 ..........................................9 回收方法的分析 .......................................10 回收技術(shù)的選擇 .......................................11 設(shè)計(jì)任務(wù) .................................................112 廢氣回收工段的工藝過程及工藝選擇 ........................13 本設(shè)計(jì)工藝路線祥述 .......................................13 廢氣空氣冷凝工藝 .........................................13 廢氣水冷凝工藝 ...........................................13 吸收工藝 .................................................13 蒸發(fā)分離工藝 .............................................14 吸附排廢工藝 .............................................143 主要設(shè)備論證及選型 .........
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