某工廠有機(jī)廢氣處理設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　某工廠有機(jī)廢氣處理設(shè)計(jì)</p><p>　　某工廠有機(jī)廢氣處理設(shè)計(jì)</p><p>　　摘 要：大氣污染是我國目前最突出的環(huán)境問題之一,工業(yè)廢氣是大氣污染物的重要來源。大量工業(yè)廢氣排入大氣,必然使大氣環(huán)境質(zhì)量下降,給人體健康帶來嚴(yán)重危害。本設(shè)計(jì)利用填料式氫氧化鈉洗滌

2、和活性炭固定床吸附系統(tǒng)對工業(yè)有機(jī)廢氣進(jìn)行凈化。選用填料式吸收塔氣液之間擾動劇烈，吸收阻力小，吸收效率高，操作穩(wěn)定有合適的彈性。而在活性炭吸附器的設(shè)計(jì)上，本文采用了臥式多層設(shè)計(jì)。選用活性炭為吸附劑，具有吸附性能好，流體阻力小的特點(diǎn)。</p><p>　　本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)五部分內(nèi)容，包括有機(jī)廢氣的收集、有機(jī)廢氣的處理、連接管道的設(shè)計(jì)計(jì)算、輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)計(jì)算以及相關(guān)設(shè)計(jì)圖的繪制。其中還介紹了有機(jī)廢氣污染現(xiàn)狀與危害，處理的

3、工藝流程和原理、相關(guān)的各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則，以及設(shè)備的選型與尺寸的計(jì)算和簡要介紹了活性炭的再生。</p><p>　　關(guān)鍵詞：工業(yè)有機(jī)廢氣；填料塔；固定床吸附器</p><p><b>　　×</b></p><p>　　The organic waste gas treatment design of a factory </p>

4、;<p>　　Abstract: Air pollution is one of the country's most prominent environmental issue,industrial emissions are an important source of atmospheric pollutants. A large number of industrial emissions into the

5、 atmosphere,is bound to the atmospheric environment quality and bring serious harm to human health.This design uses a packed-type washing of sodium hydroxide and activated carbon fixed bed adsorption system of industrial

6、 organic waste gas purification.Choosing packed-type absorber, the disturbance</p><p>　　This design is designed of five parts,including collection of organic waste gas、processing of organic waste gas、design

7、and calculation of the connection pipe、design of auxiliary equipment and mapping of the relevant design. It also describes the current Status and hazards of organic pollution emissions,processing process and principles,A

8、 variety of related standard rules,and the selection and size calculation of equipment and brief introduction to the regeneration of activated carbon.</p><p>　　Key words:volatie organic compounds；packed towe

9、r；</p><p>　　the fixed-bed adsorption system</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論...……………………………………….…………...…………….………1</p><p>　　1.1 概述………………………………………………………

10、………………………..1</p><p>　　1.1.1 有機(jī)廢氣的來源……………………………………………………………1</p><p>　　1.1.2 有機(jī)物對大氣的破壞和對人類的危害……………………………………1</p><p>　　1.2 有機(jī)廢氣治理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展…………………………………………………..2</p><p>　　1.2

11、.1 各種凈化方法的分析比較…………………………………………………3</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)及目標(biāo)……………………………………..……………………...4</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)………………………………………………………………………..…4</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)…………………………………………………………………………..

12、4</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容…………………………………………………………………………..4</p><p>　　第三章 工藝流程說明……………………………………..……………………...…5</p><p>　　3.1 工藝選擇…………………………………………………………………………..5</p><p>　　3.2 工藝流程…

13、………………………………………….…………………………….6</p><p>　　第四章 主要設(shè)備設(shè)計(jì)…………………………………………………………….....6</p><p>　　4.1 集氣罩的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………..7</p><p>　　4.1.1 集氣罩氣流的流動特性……………………………………………………7</

14、p><p>　　4.1.2 集氣罩的分類及設(shè)計(jì)原則…………………………………………………7</p><p>　　4.1.3 集氣罩的選型…………………………………………………………........8</p><p>　　4.2 填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算………………………………………………………………..9</p><p>　　4.2.1 填料塔簡介………

15、…………………………………………………………9</p><p>　　4.2.2 填料吸收塔設(shè)計(jì)方案的確定……………………………………………..10</p><p>　　4.2.3 填料的類型和選擇………………………………………………………..12</p><p>　　4.2.4 填料塔工藝尺寸的計(jì)算…………………………………………………..17</p>

16、<p>　　4.3 吸附塔的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………...…………….……………………………20</p><p>　　4.3.1 基本原理………………………………………...…………………..……..20</p><p>　　4.3.2 吸附等溫線與吸附等溫方程式……………..……..……………..………21</p><p>　　4.3.3 吸附速率………

17、…………………………………………………………..23</p><p>　　4.3.4 吸附器選擇的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………..23</p><p>　　4.3.5 吸附劑的選擇……………………………………………………………..25</p><p>　　4.3.6 空塔氣速和橫截面的確定………………………………………………..26</p&g

18、t;<p>　　4.3.7 固定床吸附層高度的計(jì)算………………………………………………..27</p><p>　　4.3.8 床層壓降的計(jì)算…………………………………………………………..28</p><p>　　4.3.9 活性炭再生的計(jì)算………………………………………………………..29</p><p>　　4.4 管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算…………………

19、……………………………………………30</p><p>　　4.4.1 配置的一般原則………………………………………………………......30</p><p>　　4.4.2 管網(wǎng)的布置方式…………………………………………………………..30</p><p>　　4.4.3 管道熱補(bǔ)償………………………………………………………………..30</p>

20、<p>　　4.4.4 管道直徑的確定…………………………………………………………..31</p><p>　　4.4.5 管道內(nèi)流體的壓力損失…………………………………………………..31</p><p>　　第五章 風(fēng)機(jī)和電機(jī)的選擇…………………………………………………..……34</p><p>　　5.1 風(fēng)量計(jì)算…………………………………………

21、………………………………34</p><p>　　5.2 風(fēng)壓計(jì)算………………………………………………………………...……….34</p><p>　　5.3 風(fēng)機(jī)型號…………………………………………………………………………35</p><p>　　5.4 電機(jī)型號…………………………………………………………………………35</p><p>

22、;　　第六章 煙囪的設(shè)計(jì)………………………………………………………..………..36</p><p>　　6.1 設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………………36</p><p>　　6.2 煙囪出口面積……………………………………………………………………36</p><p>　　6.3 煙囪的內(nèi)徑……………………………………………………………

23、…………36</p><p>　　第七章 工程造價(jià)…………………………………………………………...………..37</p><p>　　7.1 工程造價(jià)…………………………………………………………………………37</p><p>　　7.2 運(yùn)行費(fèi)用核算……………………………………………………………………38</p><p>　　7.2.1

24、 價(jià)格標(biāo)準(zhǔn)…………………………………………………………………..38</p><p>　　7.2.2 運(yùn)行費(fèi)用……………………...……………………………….…………..38</p><p>　　第八章 結(jié)論…………………………………………………………………………..40</p><p>　　8.1 結(jié)論………………………………………………………………………………

25、40</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………..…………………………….............41</p><p>　　致謝………………………………………………………………..……………………..43</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1

26、 概述</b></p><p>　　1.1.1 有機(jī)廢氣的來源</p><p>　　有機(jī)廢氣來源于石油和化工行業(yè)生產(chǎn)過程中排放的廢氣，特點(diǎn)是數(shù)量較大，有機(jī)物含量波動性大、可燃、有一定毒性，有的還有惡臭。石油和化工工廠及石化產(chǎn)品的存儲設(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)廢氣的來源和污

27、染途徑見表1-1[1]。</p><p>　　表1-1 有機(jī)廢氣的來源和污染途徑[1]</p><p>　　1.1.2 有機(jī)物對大氣的破壞和對人類的危害</p><p>　　有機(jī)廢氣中的揮發(fā)性有機(jī)物稱為VOCs(Vlatile organic compounds)，在涂裝、印刷、制鞋和化工生產(chǎn)的許多興業(yè)中，一些工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)工藝過程都會有大量的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VO

28、Cs）廢氣的排出。VOCs廢氣排入大氣環(huán)境中會產(chǎn)生以下幾個方面的影響：</p><p>　　（1）VOCs是光化學(xué)反應(yīng)的前提，有陽光照射時，在合適的條件下VOCs與NOx及其它懸浮化學(xué)物質(zhì)發(fā)生一系列光化學(xué)反應(yīng)，主要生成臭氧，形成光化學(xué)煙霧，從而發(fā)生光化學(xué)污染；</p><p>　　（2）光化學(xué)煙霧會刺激人的眼睛和呼吸系統(tǒng)，有些VOCs還具有強(qiáng)烈刺激氣味，空氣中達(dá)到一定濃度時則產(chǎn)生令人不適的

29、感覺，影響空氣質(zhì)量；</p><p>　?。?）有些有毒的VOCs（如芳香烴等）氣體在環(huán)境中存在會損害人們的健康，長時間暴露在污染空氣中會引發(fā)瘤變或引起其它嚴(yán)重疾病，如苯對骨髓的造血機(jī)能造成破壞，是一種致瘤物；甲苯和二甲苯對中樞神經(jīng)具有強(qiáng)的麻醉作用；氯乙烯為致癌物。在制鞋業(yè)，由于“三苯”中毒而導(dǎo)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(jī)物。光化學(xué)煙霧也會危害人的健康和植物

30、的生長，在1965年日本各大城市頻繁發(fā)生光化學(xué)煙霧，1966年美國洛杉磯的光化學(xué)煙霧均對人類健康造成危害。</p><p>　　VOCs對環(huán)境的極大危害和對人體健康的嚴(yán)重威脅，引起了世界各國政府的高度重視。美國環(huán)保署EPA（Environmental Protection Agency）定義的污染物中VOCs占了300多種，而美國1990年的《清潔空氣法》（Clean Air Act）要求減少90﹪排放量的189

31、種毒性化學(xué)物中，70﹪屬于VOCs[2]。</p><p>　　我國在1997年1月1日開始實(shí)施的《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB16297-1996）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1-2所示。</p><p>　　表1-2 幾種廢氣排放的二級排放標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　1.2 有機(jī)廢氣治理技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展</p&g

32、t;<p>　　根據(jù)有機(jī)廢氣的成分特性，研究人員目前已經(jīng)研發(fā)了許多適用的治理技術(shù)。按照污染物的去向形式，可將有機(jī)廢氣治理技術(shù)分為兩大類：一是濃縮回收。濃縮回收是指采用吸收、吸附、冷凝、膜分離等方法將有機(jī)廢氣中低濃度的揮發(fā)性有機(jī)物濃縮回收再生；二是分解消除。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。</p>

33、<p>　　在實(shí)際應(yīng)用中，工業(yè)有機(jī)廢氣處理常用的方法有吸附法、吸收法、催化燃燒法、熱力燃燒法等[3]。近年來又出現(xiàn)了一些新技術(shù)，如生物法、電暈法、光分解法等離子體分解法。雖然有機(jī)廢氣治理技術(shù)目前已經(jīng)多樣化，但每種治理方法都存在一定的適用性和局限性，而且不同排放源的廢氣組成也千差萬別。因此，對于企業(yè)來說，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。</p>

34、<p>　　1.2.1 各種凈化方法的分析比較</p><p>　　解決有機(jī)廢氣的污染，最根本的方法是工藝改革。采用無害涂料。無害溶劑在現(xiàn)階段生產(chǎn)中是不能馬上實(shí)現(xiàn)的，苯類溶劑使用量仍然很大。所以必須解決廢氣凈化問題。目前國內(nèi)常采用的三種凈化方法分析比較見表1-3。</p><p>　　表1-3 國內(nèi)外有機(jī)廢氣常用處理方法的優(yōu)缺點(diǎn)比較[3]</p><p&

35、gt;　　第二章 設(shè)計(jì)參數(shù)及目標(biāo)</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　（1） 設(shè)計(jì)范圍：有機(jī)廢氣；</p><p>　?。?） 處理風(fēng)量：10000m3/h；</p><p>　?。?） 廢氣溫度：25℃；</p><p>　?。?） 凈化率：90%；<

36、;/p><p>　?。?） 排氣筒高度：15m；</p><p>　?。?） 排放濃度：達(dá)到GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中二級標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　?。?） 進(jìn)氣參數(shù)：苯100 mg/m3，甲苯80 mg/m3，氯化氫1000 mg/m3。</p><p><b>　　2.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)</b><

37、;/p><p>　　（1） 嚴(yán)格執(zhí)行國家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的各項(xiàng)規(guī)定，確保各項(xiàng)污染指標(biāo)達(dá)到國家及地區(qū)有關(guān)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)；</p><p>　?。?） 經(jīng)本處理工藝處理后的廢氣，將不會產(chǎn)生二次污染；</p><p>　?。?） 本處理工藝運(yùn)行安全可靠，處理效果好，維護(hù)簡單方便；</p><p>　?。?） 采用低耗能、地運(yùn)行費(fèi)用、基建投資少、維護(hù)管理方便

38、；</p><p>　?。?） 工藝設(shè)計(jì)與設(shè)備選型能夠在生產(chǎn)運(yùn)行過程中有較大的調(diào)節(jié)余地；</p><p>　　（6） 排放標(biāo)準(zhǔn)：苯12mg/m3，甲苯40mg/m3，氯化氫100mg/m3。</p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　引用標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)規(guī)范等</p><p&

39、gt;　　引用標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》；</p><p>　　引用標(biāo)準(zhǔn)GB50316-2000《工業(yè)金屬管道設(shè)計(jì)規(guī)范》；</p><p>　　引用手冊 環(huán)境保護(hù)設(shè)備選用手冊。</p><p>　　第三章 工藝流程說明</p><p><b>　　3.1 工藝選擇</b></p>

40、<p>　　處理工藝的選擇，應(yīng)根據(jù)氣量的大小、凈化要求、回收的可能性、設(shè)備建造和運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)型等條件全面考慮，實(shí)際工作中應(yīng)特別注意與工藝密切配合，盡可能做到綜合利用。</p><p>　　氯化氫是無色而有刺激性氣味的氣體[4]。氯化氫水溶液為鹽酸，純鹽酸為無色液體，在空氣中冒霧（由于鹽酸有強(qiáng)揮發(fā)性），有刺鼻酸味。粗鹽酸因含雜質(zhì)氯化鐵而帶黃色。它易溶于水，在0℃時，1體積的水大約能溶解500體積的氯化氫

41、。氯化氫的水溶液呈酸性，叫做氯化酸，習(xí)慣上叫鹽酸。根據(jù)氯化氫的氣體性質(zhì)，采用液體吸收法凈化，凈化效率為95%。</p><p>　　苯，分子式C6H6，分子量78.11，相對密度（0.8794(20℃)）比水輕，且不溶于水，因此可以漂浮在水面上。苯的熔點(diǎn)是5.51℃，沸點(diǎn)為80.1℃，燃點(diǎn)為562.22℃，在常溫常壓下是無色透明的液體，并具強(qiáng)烈的特殊芳香氣味。因此，苯遇熱、明火易燃燒、爆炸，苯蒸氣與空氣混合物的爆

42、炸限是1.4～8.0%。常態(tài)下，苯的蒸氣密度為2.77，蒸氣壓13.33kPa(26.1℃)。</p><p>　　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。苯能與氧化劑發(fā)生劇烈反應(yīng)，如五氟化溴、氯氣、三氧化鉻、高氯酸、硝酰、氧氣、臭氧、過氯酸鹽、(三氯化鋁+過氯酸氟)、(硫酸+高錳酸鹽)、過氧化鉀、(高氯酸鋁+乙酸

43、)、過氧化鈉等。</p><p>　　甲苯是有機(jī)化合物，屬芳香烴，分子式為C6H5CH3。在常溫下呈液體狀，無色、易燃。它的沸點(diǎn)為110．8℃，凝固點(diǎn)為－95℃，密度為0．866g／m3。甲苯溫度計(jì)正是利用了它的凝固點(diǎn)比水很低，可以在高寒地區(qū)使用；而它的沸點(diǎn)又比水的沸點(diǎn)高，可以測110．8℃以下的溫度。因此從測溫范圍來看，它優(yōu)于水銀溫度計(jì)和酒精溫度計(jì)。另外甲苯比較便宜，故甲苯溫度計(jì)比水銀溫度計(jì)也便宜。</p

44、><p>　　甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶劑中。甲苯容易發(fā)生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它們都是工業(yè)上很好的溶劑；它還容易硝化，生成對硝基甲苯或鄰硝基甲苯，它們都是染料的原料；它還容易磺化，生成鄰甲苯磺酸或?qū)妆交撬?，它們是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽與空氣混合形成爆炸性物質(zhì)，因此它可以制造梯思梯炸藥。</p><p>　　根據(jù)苯和甲苯的性質(zhì)我們采取活性炭吸附法進(jìn)行凈化，凈化效率

45、達(dá)95%[5]。</p><p>　　3.2 工藝流程及說明</p><p>　　1.集氣罩 2.填料塔 3.吸附塔 4.離心風(fēng)機(jī) 5.提供蒸汽風(fēng)機(jī) 6.煙囪</p><p>　　圖3-1 工藝流程圖</p><p>　　該處理工藝系統(tǒng)組合十分緊湊，集吸收-吸附-脫附于一體。在生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的廢氣主要為氯化氫、苯、甲苯等，根據(jù)氯化氫及苯類性質(zhì)

46、，本方案采用氫氧化鈉作為吸收劑和活性炭作為吸附劑對廢氣進(jìn)行吸收處理。配置一臺填料塔和二臺吸附床（當(dāng)一臺吸附床的有機(jī)物達(dá)到規(guī)定的吸附量時，換到另一臺吸附床進(jìn)行吸附凈化操作，同時對前面一天吸附床進(jìn)行脫附再生。）。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(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活性炭濾層對氣體進(jìn)行處理，凈化后

47、的氣體經(jīng)過風(fēng)機(jī)打到煙囪。如圖3-1所示</p><p>　　第四章 設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　4.1 集氣罩的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　該系統(tǒng)用以捕集污染物的裝置大多數(shù)呈罩子形狀，通常稱為集氣罩。集氣罩，是煙氣凈化系統(tǒng)污染源的收集裝置，可將粉塵及氣體污染源導(dǎo)入凈化系統(tǒng)，同時防止其向生產(chǎn)車間及大氣擴(kuò)散，造成污染。其性能對凈化系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接的影響。

48、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。設(shè)計(jì)完善的集氣罩能在不影響生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)操作的前提下，用較小的排風(fēng)量過的最佳的控制效果；而設(shè)計(jì)不良的集氣罩即使用很大的排風(fēng)量也達(dá)不到預(yù)期的目的。在控制氣體中擴(kuò)散效果相同的前提下，排風(fēng)量越大，則整個凈化系統(tǒng)也越大，投資與運(yùn)行費(fèi)用也相應(yīng)增加。因此，集氣罩的設(shè)計(jì)是氣體凈化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)[6] [7]。</p><p>　　4.1.1 集氣罩氣流的流動

49、特性</p><p>　　研究集氣罩罩口氣流運(yùn)動的規(guī)律對于有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運(yùn)動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；另一種是吹起口氣流的吹出流動。了解吸入氣流、吹出氣流及兩種氣流合成的吹吸氣流的運(yùn)動規(guī)律，是合理設(shè)計(jì)和使用集氣罩的基礎(chǔ)。吸入氣流和吹出氣流的流動特性是不同的。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。這亦表明，吹出氣流的控制能力大，

50、而吸入氣流則有利于接受。因此，可以利用吹出氣流作為動力，把污染物輸送到吸氣口再捕集，或者利用吹出氣流阻擋、控制污染物的擴(kuò)散。</p><p>　　4.1.2 集氣罩的分類及設(shè)計(jì)原則</p><p>　　集氣罩的種類繁多，應(yīng)用廣泛。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。按集氣罩與污染源的相對位置及密閉情況，還可將吸氣式集氣罩分為：密閉式、排氣柜、外部集氣罩、接受式集氣罩

51、等。其集氣罩的設(shè)計(jì)原則為：</p><p>　?。?） 集氣罩應(yīng)盡可能將污染源包圍起來，使污染物的擴(kuò)散限制在最小的范圍內(nèi)，以便防止橫向氣流的干擾，減少排氣量；</p><p>　?。?） 集氣罩的吸氣方向盡可能與污染氣流運(yùn)動方向一致，充分利用污染氣流的初始動能；</p><p>　?。?） 在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積，以減少排風(fēng)量；</p

52、><p>　　（4） 集氣罩的吸氣氣流不允許經(jīng)過人的呼吸區(qū)再進(jìn)入罩內(nèi)；</p><p>　　（5） 集氣罩的結(jié)構(gòu)不應(yīng)妨礙人工操作和設(shè)備檢修。</p><p>　　4.1.3 集氣罩的選型</p><p>　　由于受工藝條件限制，一般產(chǎn)生有機(jī)廢氣的車間無法進(jìn)行密閉，且噴氣車間室內(nèi)橫向氣流干擾較小，可采用外部集氣罩的上部傘形罩，如圖4-1所示.<

53、;/p><p>　　圖4-1 集氣罩外形圖</p><p><b>　　其基本參數(shù)如下：</b></p><p>　　排風(fēng)量：Q=10000 m3∕h，鋼板制圓形風(fēng)管，取風(fēng)速12m/s</p><p>　　罩口速度：對照表4-1，確定v=0.8m/s</p><p>　　表4-1 集氣罩罩口速度[8

54、]</p><p>　　罩口面積： （4-1）</p><p>　　罩口直徑： （4-2）</p><p>　　罩口直邊長度： （4-3）<

55、;/p><p>　　罩口敞開面周長： （4-4）</p><p>　　罩口喇叭口長度：取 （4-5）</p><p>　　罩的擴(kuò)張角： （4-6）</p><p>　　圓形工作臺特征尺寸：

56、 （4-7）</p><p>　　工作臺至地面高度： （4-8）</p><p><b>　?。?-9）</b></p><p>　　污染源至罩口高度： （4-10）</p><p&g

57、t;　　4.2 填料塔的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.2.1 填料塔簡介</p><p>　　填料塔[6] [7] [9]是以塔內(nèi)的填料作為氣液兩相間接觸構(gòu)件的傳質(zhì)設(shè)備。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。填料的上方安裝填料壓板，以防被上升氣流吹動。液體從塔頂經(jīng)液體分布器噴淋到填料上，并沿填料表面流下。氣體從塔底送入，經(jīng)氣體分布裝置（小

58、直徑塔一般不設(shè)氣體分布裝置）分布后，與液體呈逆流連續(xù)通過填料層的空隙，在填料表面上，氣液兩相密切接觸進(jìn)行傳質(zhì)。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。</p><p>　　當(dāng)液體沿填料層向下流動時，有逐漸向塔壁集中的趨勢，使得塔壁附近的液流量逐漸增大，這種現(xiàn)象稱為壁流。壁流效應(yīng)造成氣液兩相在填料層中分布不均，從而使傳質(zhì)效率下降。因此，當(dāng)填料層較高時，

59、需要進(jìn)行分段，中間設(shè)置再分布裝置。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。</p><p>　　填料塔具有生產(chǎn)能力大，分離效率高，壓降小，持液量小，操作彈性大等優(yōu)點(diǎn)。填料塔也有一些不足之處，如填料造價(jià)高；當(dāng)液體負(fù)荷較小時不能有效地潤濕填料面，使傳質(zhì)效率降低；不能直接用于有懸浮物或容易聚合的物料。</p>

60、<p>　　4.2.2 填料吸收塔設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　4.2.2.1 裝置流程的確定[10]</p><p>　?。?） 逆流操作。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。逆流操作的特點(diǎn)是，傳質(zhì)平均推動力大，傳質(zhì)速率快，分高效率高，吸收劑利用率高。工業(yè)生產(chǎn)中多采用逆流操作。</p><p>　?。?） 并流操作。氣

61、液兩相均從塔頂流向塔底，此即并流操作。并流操作的特點(diǎn)是，系統(tǒng)不受液流限制，可提高操作氣速，以提高生產(chǎn)能力。并流操作通常用于以下情況：當(dāng)吸收過程的平衡曲線較平坦時，流向?qū)ν苿恿τ绊懖淮?；易溶氣體的吸收或處理的氣體不需吸收很完全；吸收劑用量特別大，逆流操作易引起液泛。</p><p>　?。?） 吸收劑部分再循環(huán)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

62、作。通常用于以下情況：當(dāng)吸收劑用量較小，為提高塔的液體噴淋密度；對于非等溫吸收過程，為控制塔內(nèi)的溫升，需取出一部分熱量。該流程特別適宜于相平衡常數(shù)m值很小的情況，通過吸收液的部分再循環(huán)，提高吸收劑的使用效率。應(yīng)予指出，吸收劑部分再循環(huán)操作較逆流操作的平均推動力要低，且需設(shè)置循環(huán)泵，操作費(fèi)用增加。</p><p>　?。?） 多塔串聯(lián)操作。若設(shè)計(jì)的填料層高度過大，或由于所處理物料等原因需經(jīng)常清理填料，為便于維修，可

63、把填料層分裝在幾個串聯(lián)的塔內(nèi)，每個吸收塔通過的吸收劑和氣體量都相等，即為多塔串聯(lián)操作。此種操作因塔內(nèi)需留較大空間，輸液、噴淋、支承板等輔助裝置增加，使設(shè)備投資加大。</p><p>　?。?） 串聯(lián)-并聯(lián)混合操作。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。實(shí)際生產(chǎn)中可采用氣相作串聯(lián)、液相作并聯(lián)的混合流程；若吸收過程處理的液量不

64、大而氣相流量很大時，可采用液相作串聯(lián)、氣相作并聯(lián)的混合流程。 </p><p>　　1.吸收塔 2.泵 3.冷卻器 1.吸收塔 2.貯槽 3.泵 4.冷卻器 5.換熱器 6.解吸塔</p><p>　　圖4-4 吸收劑部分循環(huán)吸收塔 圖4-5 吸收劑部分循環(huán)的吸收解吸聯(lián)合流程</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用逆流裝置流程。</

65、p><p>　　4.2.2.2 吸收劑的選擇</p><p>　　吸收過程[11]是依靠氣體溶質(zhì)在吸收劑中的溶解來實(shí)現(xiàn)的，因此，吸收劑性能的優(yōu)劣，是決定吸收操作效果的關(guān)鍵之一，選擇吸收劑時應(yīng)著重考慮以下幾方面：</p><p>　?。?） 溶解度。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。</p><p>　?。?） 選擇

66、性。吸收劑對溶質(zhì)組分要有良好地吸收能力，而對混合氣體中的其他組分不吸收或吸收甚微，否則不能直接實(shí)現(xiàn)有效的分離。</p><p>　　（3） 揮發(fā)度要低。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。</p><p>　　（4） 粘度。吸收劑在操作溫度下的粘度越低，其在塔內(nèi)的流動性越好，有助于傳質(zhì)速率和傳熱速率的提高。</p><p>　?。?

67、） 其他。所選用的吸收劑應(yīng)盡可能滿足無毒性、無腐蝕性、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。</p><p>　　一般說來，任何一種吸收劑都難以滿足以上所有要求，選用時應(yīng)針對具體情況和主要矛盾，既考慮工藝要求又兼顧到經(jīng)濟(jì)合理性。工業(yè)上常用的吸收劑列于表4-2。 </p><p>　　表4-2 工業(yè)常用吸收劑[12]</p><p>　　本設(shè)計(jì)選

68、用5%的NaOH。</p><p>　　4.2.2.3 操作溫度與壓力的確定</p><p>　?。?） 操作溫度的確定。由吸收過程的氣液平衡關(guān)系可知，溫度降低可增加溶質(zhì)組分的溶解度，即低溫有利于吸收，但操作溫度的低限應(yīng)由吸收系統(tǒng)的具體情況決定。例如水吸收CO2的操作中用水量極大，吸收溫度主要由水溫決定，而水溫又取決于大氣溫度，故應(yīng)考慮夏季循環(huán)水溫高時補(bǔ)充一定量地下水以維持適宜溫度。<

69、;/p><p>　?。?） 操作壓力的確定。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。但隨著操作壓力的升高，對設(shè)備的加工制造要求提高，且能耗增加，因此需結(jié)合具體工藝條件綜合考慮，以確定操作壓力[13]。</p><p>　　4.2.3 填料的類型和選擇</p><p>　　塔填料（簡稱為填料）是填料塔中氣液接觸的基本構(gòu)件，其性能的優(yōu)

70、劣是決定填料塔操作性能的主要因素，因此，塔填料的選擇是填料塔設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)。 </p><p>　　填料的種類很多，根據(jù)裝填方式的不同，可分為散裝填料和規(guī)整填料兩大類。</p><p>　　4.2.3.1 散裝填料 </p><p>　　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(jī)的方式堆積在塔內(nèi)，又稱為亂堆填料或顆粒填料。散裝填料根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

71、不同，又可分為環(huán)形填料、鞍形填料。環(huán)鞍形填料及球形填料等?，F(xiàn)介紹幾種較典型的散裝填料。</p><p>　?。?） 拉西環(huán)填料。拉西環(huán)填料是最早提出的工業(yè)填料，其結(jié)構(gòu)為外徑與高度相等的圓環(huán)，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。拉西環(huán)填料的氣液分布較差，傳質(zhì)效率低，阻力大，通量小，目前工業(yè)上已很少應(yīng)用。 </p><p>　?。?） 鮑爾環(huán)填料。鮑爾環(huán)是在拉西環(huán)的基礎(chǔ)上改進(jìn)而得。其結(jié)構(gòu)為在拉西環(huán)

72、的側(cè)壁上開出兩排長方形的窗孔，被切開的環(huán)壁的一側(cè)仍與壁面相連，另一側(cè)向環(huán)內(nèi)彎曲，形成內(nèi)伸的舌葉，諸舌葉的側(cè)邊在環(huán)中心相搭，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。鮑爾環(huán)由于環(huán)壁開孔，大大提高了環(huán)內(nèi)空間及環(huán)內(nèi)表面的利用率，氣流阻力小，液體分布均勻。與拉西環(huán)相比，其通量可增加50%以上，傳質(zhì)效率提高30%左右。鮑爾環(huán)是目前應(yīng)用較廣的填料之一。</p><p>　?。?） 階梯環(huán)填料。階梯環(huán)是對鮑爾環(huán)的改進(jìn)。與鮑爾環(huán)相比，階梯

73、環(huán)高度減少了一半，并在一端增加了一個錐形翻邊。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。錐形翻邊不僅增加了填料的機(jī)械強(qiáng)度，而且使填料之間由線接觸為主變成以點(diǎn)接觸為主，這樣不但增加了填料間的空隙，同時成為液體沿填料表面流動的匯集分散點(diǎn)，可以促進(jìn)液膜的表面更新，有利于傳質(zhì)效率的提高。階梯環(huán)的綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)，成為目前所使用的環(huán)形填料中最為優(yōu)良的一種。</p><p>　?。?

74、） 弧鞍填料。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?；“疤盍系奶攸c(diǎn)是表面全部敞開，不分內(nèi)外，液體在表面兩側(cè)均勻流動，表面利用率高，流道呈弧形，流動阻力小。其缺點(diǎn)是易發(fā)生套疊，致使一部分填料表面被重合，使傳質(zhì)效率降低。弧鞍填料強(qiáng)度較差，容易破碎，工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用不多。</p><p>　?。?） 矩鞍填料。將弧鞍填料兩端的弧形面改為矩形面，且兩面大小不等，即成為矩鞍填料。矩鞍填料堆積時不會套

75、疊，液體分布較均勻。矩鞍填料一般采用瓷質(zhì)材料制成，其性能優(yōu)于拉西環(huán)。目前，國內(nèi)絕大多數(shù)應(yīng)用瓷拉西環(huán)的場合，均已被瓷矩鞍填料所取代。</p><p>　?。?） 環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料(國外稱為Intalox)是兼顧環(huán)形和鞍形結(jié)構(gòu)特點(diǎn)而設(shè)計(jì)出的一種新型填料，該填料一般以金屬材質(zhì)制成，故又稱為金屬環(huán)矩鞍填料。環(huán)矩鞍填料將環(huán)形填料和鞍形填料兩者的優(yōu)點(diǎn)集于一體，其綜合性能優(yōu)于鮑爾環(huán)和階梯環(huán)，是工業(yè)應(yīng)用最為普遍的一種金屬散

76、裝填料。</p><p>　　4.2.3.2 規(guī)整填料</p><p>　　規(guī)整填料是按一定的幾何圖形排列，整齊堆砌的填料。規(guī)整填料種類很多，根據(jù)其幾何結(jié)構(gòu)可分為格柵填料、波紋填料、脈沖填料等，工業(yè)上應(yīng)用的規(guī)整填料絕大部分為波紋填料。波紋填料按結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)波紋填料和板波紋填料兩大類，可用陶瓷、塑料、金屬等材質(zhì)制造。加工中，波紋與塔軸的傾角有30°和45°兩種，傾角為30&

77、#176;以代號BX(或X)表示，傾角為45°以代號CY(或Y)表示。</p><p>　　（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。其特點(diǎn)是壓降低。分離效率高，特別適用于精密精餾及真空精餾裝置，為難分離物系、熱敏性物系的精餾提供了有效的手段。盡管其造價(jià)高，但因性能優(yōu)良仍得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　?。?） 金屬板波紋填料是板波紋填料的主要形式

78、。該填料的波紋板片上沖壓有許多φ4 mm~φ6 mm的小孔，可起到粗分配板片上的液體。加強(qiáng)橫向混合的作用。波紋板片上軋成細(xì)小溝紋，可起到細(xì)分配板片上的液體、增強(qiáng)表面潤濕性能的作用。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)荷較大的場合。</p><p>　?。?） 波紋填料的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，阻力小，傳質(zhì)效率高，處理能力大，比表面積大。其缺點(diǎn)是不適于處理粘度大、易聚合或有懸浮物的物料，且裝卸、清

79、理困難，造價(jià)高。 </p><p>　　填料的選擇包括確定填料的種類、規(guī)格及材質(zhì)等。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。</p><p>　　4.2.3.3 填料種類的選擇 </p><p>　　填料種類的選擇要考慮分離工藝的要求，通?？紤]以下幾個方面：</p><p>　?。?） 傳質(zhì)效率。傳質(zhì)效率即分離效率，它有

80、兩種表示方法：一是以理論級進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個理論級當(dāng)量的填料層高度表示，即HETP值；另一是以傳質(zhì)速率進(jìn)行計(jì)算的表示方法，以每個傳質(zhì)單元相當(dāng)?shù)奶盍蠈痈叨缺硎荆碒TU值。在滿足工藝要求的前提下，應(yīng)選用傳質(zhì)效率高，即HETP(或HTU值)低的填料。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(xiàn)中查到，也可通過一些經(jīng)驗(yàn)公式來估算。</p><p>　?。?） 通量。在相同的液體負(fù)荷下，填料的泛

81、點(diǎn)氣速愈高或氣相動能因子愈大，則通量愈大，塔的處理能力亦越大。因此，在選擇填料種類時，在保證具有較高傳質(zhì)效率的前提下，應(yīng)選擇具有較高泛點(diǎn)氣速或氣相動能因子的填料。對于大多數(shù)常用填料，其泛點(diǎn)氣速或氣相動能因子可由有關(guān)手冊或文獻(xiàn)中查到，也可通過一些經(jīng)驗(yàn)公式來估算。</p><p>　?。?） 填料層的壓降。填料層的壓降是填料的主要應(yīng)用性能，填料層的壓降愈低，動力消耗越低，操作費(fèi)用愈小。選擇低壓降的填料對熱敏性物系的分

82、離尤為重要。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。填料層的壓降可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，亦可從有關(guān)圖表中查出。</p><p>　　（4） 填料的操作性能。填料的操作性能主要指操作彈性、抗污堵性及抗熱敏性等。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)生波動時維持操作穩(wěn)定。同時，還應(yīng)具有一定的抗污堵、抗熱敏能力，以適應(yīng)物料的變化及塔內(nèi)溫度的變

83、化。此外，所選的填料要便于安裝、拆卸和檢修。</p><p>　　4.2.3.4 填料規(guī)格的選擇</p><p>　　通常，散裝填料與規(guī)整填料的規(guī)格表示方法不同，選擇的方法亦不盡相同，現(xiàn)分別加以介紹。</p><p>　　散裝填料規(guī)格的選擇。散裝填料的規(guī)格通常是指填料的公稱直徑。工業(yè)塔常用的散裝填料主要有DN16、DN25、DN38、DN50、DN76等幾種規(guī)格。同

84、類填料，尺寸越小，分離效率越高，但阻力增加，通量減小，填料費(fèi)用也增加很多。而大尺寸的填料應(yīng)用于小直徑塔中，又會產(chǎn)生液體分布不良及嚴(yán)重的壁流，使塔的分離效率降低。因此，對塔徑與填料尺寸的比值要有一規(guī)定。選用時應(yīng)從分離要求、通量要求、場地條件、物料性質(zhì)及設(shè)備投資、操作費(fèi)用等方面綜合考慮，使所選填料既能滿足工藝要求，又具有經(jīng)濟(jì)合理性。</p><p>　　應(yīng)予指出，一座填料塔可以選用同種類型、同一規(guī)格的填料，也可選用同

85、種類型、不同規(guī)格的填料；可以選用同種類型的填料，也可以選用不同類型的填料；有的塔段可選用規(guī)整填料，而有的塔段可選用散裝填料。設(shè)計(jì)時應(yīng)靈活掌握，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)一的原則來選擇填料的規(guī)格。</p><p>　　4.2.3.5 填料材質(zhì)的選擇</p><p>　　工業(yè)上，填料的材質(zhì)分為陶瓷、金屬和塑料三大類。</p><p>　?。?） 陶瓷填料。陶瓷填料具有良好的耐腐蝕性

86、及耐熱性，一般能耐除氫氟酸以外的常見的各種無機(jī)酸、有機(jī)酸的腐蝕，對強(qiáng)堿介質(zhì)，可以選用耐堿配方制造的耐堿陶瓷填料。</p><p>　　陶瓷填料價(jià)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。陶瓷填料因其質(zhì)脆、易碎，不宜在高沖擊強(qiáng)度下使用。</p><p>　?。?） 金屬填料。金屬填料可用多種材質(zhì)制成，金屬材質(zhì)的選擇主要根據(jù)物系的腐蝕性和金屬材質(zhì)的耐腐

87、蝕性來綜合考慮。碳鋼填料造價(jià)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(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-以外常見物系的腐蝕，但其造價(jià)較高。</p><p>　　金屬填料可制成薄壁結(jié)構(gòu)(0.2~1.0mm)，與同種類型、同種規(guī)格的陶瓷、塑料填料相比，它的通量大、氣體阻力小，且具有很高的抗沖擊性能，能在高溫、

88、高壓、高沖擊強(qiáng)度下使用，工業(yè)應(yīng)用主要以金屬填料為主。</p><p>　?。?） 塑料填料。塑料填料的材質(zhì)主要包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氯乙烯(PVC)等，國內(nèi)一般多采用聚丙烯材質(zhì)。塑料填料的耐腐蝕性能較好，可耐一般的無機(jī)酸、堿和有機(jī)溶劑的腐蝕。其耐溫性良好，可長期在100℃以下使用。聚丙烯填料在低溫(低于0℃)時具有冷脆性，在低于0℃的條件下使用要慎重，可選用耐低溫性能好的聚氯乙烯填料。</p

89、><p>　　塑料填料具有質(zhì)輕。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。塑料填料的缺點(diǎn)是表面潤濕性能差，在某些特殊應(yīng)用場合，需要對其表面進(jìn)行處理，以提高表面潤濕性能。</p><p>　　4.2.4 填料塔工藝尺寸的計(jì)算 </p><p>　　4.2.4.1 填料塔參數(shù)確定</p><p>　?。?） 填料的規(guī)格及相關(guān)

90、參數(shù) 本設(shè)計(jì)擬選用50×50×4.5規(guī)格陶瓷鮑爾環(huán)填料（亂堆）。填料參數(shù)為： </p><p>　　（2） 計(jì)算泛點(diǎn)氣速uf 本設(shè)計(jì)采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)5％的NaOH為吸收液（參數(shù)近似取水的物理參數(shù)）。</p><p><b>　　取液氣比</b></p><p>　　因，即 （4

91、-11）</p><p>　　所以 （4-12）</p><p>　　查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖知 （4-13）</p><p>　　圖4-9 ?？颂仃P(guān)聯(lián)圖</p><p>　　吸收液溫度為20℃，μL=1mPa·s</p>

92、<p>　　可得 （4-14）</p><p>　?。?） 計(jì)算操作氣速u操作氣速為 （4-15）</p><p>　?。?） 計(jì)算塔徑 填料塔中的混合氣體體積流量為（4-16）</p><p>　　取D=1.2m

93、 （4-17）</p><p>　?。?） 利用圓整后的塔徑重新計(jì)算操作氣速u （4-18）</p><p>　?。?） 校核填料直徑與塔體直徑的比 符合要求 （4-19）</p><p>　?。?） 校核填料塔的噴淋密度 當(dāng)填料時，填料最小潤濕率為填料層高度的計(jì)算：由設(shè)計(jì)資料得</p><p><b>　

94、　（4-20）</b></p><p>　　當(dāng)?shù)卮髿鈮?（4-21）</p><p>　　入塔氣體中污染物體積含量 （4-22）</p><p>　　出塔氣體中污染物體積含量 （4-23）</p><p>　　則入塔氣體

95、中污染物的分壓</p><p><b>　?。?-24）</b></p><p>　　則出塔氣體中污染物的分壓</p><p><b>　?。?-25）</b></p><p>　　吸收液中活性則組分的臨界濃度</p><p><b>　　（4-26）</b&

96、gt;</p><p>　　填料塔液相進(jìn)口的臨界濃度</p><p><b>　?。?-27）</b></p><p>　　填料塔液相進(jìn)口的臨界濃度</p><p><b>　?。?-28）</b></p><p>　　液相進(jìn)口處活性組分的濃度</p><

97、p><b>　　（4-29）</b></p><p>　　液相總 （4-30）</p><p>　　由物料平衡式知得 （4-31）</p><p>　　即 （4-32）</p><p&g

98、t;　　則 （4-33）</p><p>　　因,所以塔中反應(yīng)為界面反應(yīng)。</p><p>　　求25℃時氣體的摩爾體積V 因,則 （4-34）</p><p>　　得 （4

99、-35）</p><p>　　氣體的摩爾流率： （4-36）</p><p><b>　　流體的摩爾流率：</b></p><p><b>　　（4-37）</b></p><p>　　填料塔床層高：取5.5m （4-38） </p>&

100、lt;p>　　4.2.4.2 填料塔床層壓降的計(jì)算</p><p><b>　　（4-39）</b></p><p>　　查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖知:由于前已計(jì)算橫坐標(biāo)為0.160，查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖可知填料塔床層壓降：=2000pa （4-40）</p><p>

101、　　4.2.4.3 填料塔附件選擇</p><p>　?。?） 選用斜口氣體分布器，進(jìn)口管直徑450mm，進(jìn)口風(fēng)速17.48m/s，阻力約500Pa；</p><p>　?。?） 選用柵板支承板，阻力約200Pa；</p><p>　　（3） 選用多孔盤管式液體分布器，阻力約為50Pa；</p><p>　?。?） 選用液封排液裝置；<

102、/p><p>　　（5） 選用折板除霧器，出口管直徑250mm，阻力約100Pa。</p><p>　　4.2.4.4 填料塔總壓降</p><p><b>　?。?-41）</b></p><p>　　4.3 吸附塔的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.3.1 基本原理</p><

103、p>　　4.3.1.1 吸附原理</p><p>　　在用多孔性固體物質(zhì)處理流體混合物時，流體中的某一些組分可以被吸引到固體表面并濃集其上，此現(xiàn)象稱為吸附，吸附處理廢氣時，吸附的對象是氣態(tài)污染物，被吸附的氣體組分稱為附質(zhì)，多孔性物質(zhì)稱為吸附劑。</p><p>　　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。而當(dāng)吸附進(jìn)行一段時間后，由于表面吸附質(zhì)的

104、濃集，使其吸附能力明顯下降而不能滿足吸附凈化的要求，此時需要采用一定的措施使吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)脫附，已恢復(fù)吸附劑的吸附能力，這個過程稱為吸附劑的再生。因此，在實(shí)際工作中，正是利用吸附劑的吸附-再生-吸附的循環(huán)過程，達(dá)到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。</p><p>　　由于多孔性固體吸附劑表面存在著剩余吸引力，固表面具有吸附力。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

105、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，或者兩種吸附同時發(fā)生，兩者之間沒有嚴(yán)格的界限。兩者的主要區(qū)別見下表4-3[15]：</p><p>　　表4-3 兩種吸附比較</p><p>　　吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附力不強(qiáng)，當(dāng)氣體中吸附質(zhì)分解壓降低或溫度升高時，容易發(fā)生脫附。工業(yè)上的吸附操作正是利用這種可逆進(jìn)行吸附劑的再生及吸附質(zhì)的回收利用的。</p&

106、gt;<p>　　4.3.2 吸附等溫線與吸附等溫方程式</p><p>　　4.3.2.1 吸附等溫線</p><p>　　在氣體吸附中，其平衡關(guān)系可表示為：</p><p>　　A=f（p，T） （4-42）</p><p

107、>　　式中A——平衡吸附量；</p><p>　　P——吸附平衡時吸附質(zhì)在氣相中的分壓力；</p><p><b>　　T——吸附溫度</b></p><p>　　根據(jù)需要，對一定的吸附體系可測得如下關(guān)系：</p><p>　?。?） 當(dāng)保持T不變，可測得A與P的變化關(guān)系；</p><p>

108、　?。?） 當(dāng)保持P不變，可測得A與T的變化關(guān)系；</p><p>　?。?） 當(dāng)保持A不變，可測得P與T的變化關(guān)系。</p><p>　　依據(jù)上述變化關(guān)系，可分別會出相應(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。由于吸附過程中，吸附溫度一般變化不大，因此吸附等溫線最為常用。吸附等溫線描述的是在吸附溫度不變的情況下，平衡時，吸附劑的吸附量隨氣相中組分壓力的不同而變化的情況。根據(jù)

109、對大量的不同氣體與蒸汽的吸附測定，吸附等溫線形式可歸納為六種基本類型。</p><p>　?。?） 朗格謬爾方程式</p><p>　　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。根據(jù)上述假設(shè)，可推導(dǎo)出朗格繆爾等溫式：</p>&l

110、t;p><b>　?。?-43）</b></p><p>　　式中θ——吸附劑表面被吸附分子覆蓋的百分?jǐn)?shù)；</p><p>　　A——吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)；</p><p><b>　　P——?dú)庀喾謮骸?lt;/b></p><p>　　朗格繆爾等溫式的另一種表現(xiàn)形式為：</p>

111、;<p><b>　　（4-44）</b></p><p>　　式中Vm——單分子層覆蓋滿時（θ=1）的吸附量；</p><p>　　V——在氣相分壓p下的吸附量。</p><p>　　在壓力很低時，或者吸附很難時，，上式變成： （4-45）</p><p>　　由朗格繆爾等溫式得到的結(jié)果