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1、 陕西理工学院毕业设计生产管理知识漆包线生产中挥发性有机溶剂回收工艺学 士 学 位 论 文第 2 页 共 63 页漆包线生产中挥发性有机溶剂回收工艺李明旭（陕西理工学院化学与环境科学学院化学工程与工艺专业081班，陕西汉中723001）指导教师：葛红光摘要本设计是500t/年漆包线生产中废气处理工段有机溶剂回收的工艺设计。主要包括四部分:一、绪论。二、工艺方法的论证及选择(废气的冷凝，吸收及吸收剂解吸等工艺),工艺流程详述和说明。三、主要设备的计算，论证和选型(空气冷却器，水冷凝器，吸收塔，膜蒸发器，吸附器等等)。四、非工艺部分要求（防火防爆，给水排水，供电，土建，安全与劳保等）。本设计所采用
2、的工艺流程分三部分：冷却冷凝部分、吸收分离部分和吸附净化部分。冷凝冷却部分以冷空气和冷水为介质，使废气温度降低到沸点之下，并有效的利用其带有的大量热量。吸收分离部分，以白矿油为介质，回收废气中含有的挥发性有机溶剂，达到回收目的。吸附净化部分是以活性碳为吸附剂，对已经过吸收的废气进行进一步的净化处理，以达到排废要求，减少环境污染。关键词漆包线；二甲苯；甲酚；白矿油；废气回收EnameledwireproductionvolatileorganicsolventrecoveryprocessLiMingxuTheinstituteofchemistryandchemicalengineeringo
3、fHunanUniversityofChemicalengineeringandprocessengineeringTeacher:GeHongguangAbstract:Thisdesignisthedesignoforganicsolventrecoveryprocess,inthetreatmentingsectionofwastegasfora500t/yearenameledwireproduction.Itmainlyincludes4parts:A,theintroduction.Second,theparisonandselectionofprocessmethod,thete
4、chnicalprocessdescribedanddiscussed.Three,thecalculation,argumentationandselectionofmainequipment.Five,therequirementsofprocess.Thisdesignusingtheprocessflowofthreeparts:coolingandcondensationpart,absorptionandseparationpartandpurificationofadsorptionpart.Condensationandcoolingusingcoldairandcoldwat
5、erformedium,madethewastegasstemperaturereducedtoundertheboilingpoint,andeffectiveuseditwithalotofheat.Absorptionandseparationpart,usingwhitemineraloilasmedium,recyclingvolatileorganicsolventinwastegas.Adsorptionandpurificationusingactivatedcarbonasthemedium,forthefurtherpurification,inordertoachieve
6、therowofwasterequirements,todecreaseenvironmentalpollution.Keywords:enameled;dimethylbenzene;cresol;whitemineraloil;recyclingofwastegas1 绪论71.1 漆包线71.2 我国有机溶剂使用现状71.2.1 工业有机溶剂的分类71.2.2 工业有机溶剂的特性81.3 二甲苯苯酚等物质的危害及国家规定91.4 废有机溶剂处理方法的国内外现状分析91.4.1 国内外处理现状91.4.2 处理方法分析91.4.3 回收方法的分析101.4.4 回收技术的选择111.4 设
7、计任务112 废气回收工段的工艺过程及工艺选择132.1 本设计工艺路线祥述132.2 废气空气冷凝工艺132.3 废气水冷凝工艺132.4 吸收工艺132.5 蒸发分离工艺142.6 吸附排废工艺143 主要设备论证及选型153.1 换热器153.1.1 换热器类型153.1.2 流程安排153.1.3 加热剂和冷却剂的选择153.1.4 流体进出口温度的确定163.2 吸收塔163.2.1 吸收塔类型163.2.2 填料的类型163.2.3 填料塔附属结构163.3 蒸发器173.3.1 循环型蒸发器173.3.2 单程型蒸发器173.4 吸附器173.4.1 吸附剂173.4.2 吸附剂
8、的种类174 主要设备工艺计算、选型194.1 总工艺的处理量计算194.2 空气冷凝器计算194.2.1 求总热交换量Q194.2.2求平均传热温差204.2.3 确定传热系数K204.2.4 求传热面积204.2.5 选择所用换热器型号214.3 水冷凝器1计算214.3.1 求总的热交换量Q214.3.2 确定换热器的总传热系数K224.3.3 确定冷却水的用量L224.3.4 废气的冷凝量224.3.5 求平均传热温差224.3.6 求总传热面积A234.3.7 选择管径及管速234.3.8 选取管长、确定管程数和总管数234.3.9 平均传热温差校正及壳程数244.3.10 管子排列
9、264.3.11 管心距274.3.12 壳体内径274.3.13 折流板和支撑板274.3.14 选择换热器的型号284.4 吸收塔设计计算284.4.1 填料的特性284.4.2 进出塔个组分计算284.4.3 求吸收剂的流量294.4.4 求吸收塔设计气速u294.4.5 求吸收塔的塔径D314.4.6 计算每米填料的压降P314.4.6 求总传质系数Ky314.4.7 计算填料高度H344.4.8 吸收塔尺寸及相关辅助设备的选型354.5 蒸发器设计计算354.5.1 蒸发器处理量的计算354.5.2 蒸发器物料衡算354.5.3 热量衡算364.5.4 蒸发过程用时T364.5.5
10、传热面积A364.5.6 蒸发器选型374.6 冷凝器2设计374.6.1 求总热交换量Q374.6.2 求平均传热温差tm384.6.3 确定换热器传热系数K384.6.4 求传热面积384.6.5 确定冷却水的用量L394.6.6 选取管长、确定管程数和总管数394.6.7 管子排列404.6.8 壳体内径404.6.5 选择所用换热器型号404.7 吸附器设计414.7.1 吸附量计算414.7.2 吸附剂用量415 非工艺部分425.1 防火防爆和采暖通风425.1.1 防火防爆425.1.2 采暖通风425.2 给排水425.3 检化验项目425.4 电力，土建425.4.1 电力4
11、25.4.2 土建425.5 安全与劳保435.6 人员编制435.6.1 企业组织原则435.6.2 劳动力组织原则435.6.3全厂人员编制435.6.4 车间劳动制度435.6.5全厂人员编制435.6.6生产部门人员编制445.7 环境保护445.7.1环境保护概述445.7.2化工企业环境保护基本原则445.7.3化工企业环境保护的任务445.7.4化工企业环境保护相关规定445.7.5我国环境保护相关法规456 致谢461绪论1.1漆包线漆包线作为一种电磁能转换和信号传输过程中必不可少的电工材料，广泛应用于各种电机、继电器、变压器等电子产品及其零配件的线圈绕组中。由于漆包线对绝缘性
12、能有特殊要求，生产漆包线的绝缘漆通常都要使用二甲苯和甲酚等溶剂或稀释剂。漆包线生产是在已拉制成的导线外涂以相应的绝缘漆溶液，在烘焙中首先将溶剂和稀释剂蒸发，再经过漆膜固化、冷却而制成。整体生产由漆包机完成。漆包机由放线装置、收线装置、退火装置、涂漆烘焙冷却装置和控制柜五大部分组成。其中涂漆烘焙冷却装置是漆包机的重要组成部分，它又分为涂漆室、烘炉和冷却架三部分构成1。传统漆包工艺如图1-1所示：传统漆包工艺流程：放线退火涂漆烘培冷却收线。其中与有机溶剂回收有直接关系的是烘焙过程。导线经过涂漆后进入烘炉，首先将漆液中的溶剂蒸发，然后固化形成一层漆膜，再涂漆，烘焙，如此反复数次，便完成了漆包的烘焙全
13、过程。在漆包线的烘焙过程中产生的溶剂蒸发和裂解的低分子物必须及时排出炉膛，溶剂蒸气的浓度和气体湿度都影响烘焙过程的蒸发和固化，低分子物对漆膜的光洁光亮都有影响。溶剂蒸气的浓度关系到安全，所以及时排废对产品质量，生产安全，热能消耗都很重要。对溶剂蒸气的回收处理也在排废过程中完成。从产品质量和安全生产考虑，排废量要大些，但是在排废同时带走大量的热量，因此排废要适量。漆包线排废废气处理常用催化燃烧法，排废量取决于溶剂使用量，空气湿度烘炉热量等，每使用1Kg溶剂，约需排废4050m（室温）2。目前我国产量大、使用广的漆包线漆主要是：聚酯漆，聚氨酯漆，聚酯亚胺漆，油性漆、缩醛漆、聚酰亚胺漆、聚酰胺酰亚胺
14、漆等以及水性漆也有生产。目前在绝缘材料生产中用途最多的线型聚酯是聚对苯二甲酸乙二醇酯。线形聚酯树脂：由饱和二元酸与二元醇制得的聚酯树脂属于线型聚酯，聚酯漆包线漆：用甘油（丙三醇）代替部分乙二醇3。由于漆包线对绝缘性能有特殊要求，生产漆包线的绝缘漆通常要适应二甲苯，苯酚，甲酚等熔剂或稀释剂，绝缘漆涂覆在导体上经蒸发和烘烙后，剩下极少量残留在漆包线的漆膜中。1.2我国有机溶剂使用现状1.2.1工业有机溶剂的分类随着涂料工业的快速发展，油漆种类不断增多，溶剂也被越来越广泛地使用。工业溶剂的分类依据主要有：(1)按化学结构分类，有烃类溶剂、醇、酯、酮、醚类溶剂、缩醛类等；(2)按溶剂沸点分类，可分为高
15、、中、低沸点溶剂；(3)按溶剂极性分类，可分为极性溶剂和非极性溶剂；(4)按溶解能力分类，即根据对成膜物的溶解力，可分为真溶剂、助溶剂、稀释剂；(5)按溶剂的特殊作用分类，可分为流平剂、增塑剂、软化剂等，这类溶剂大多也称为助剂，用量很小，但不可缺少4。1.2.2工业有机溶剂的特性几种常用油漆溶剂的特性如表1-1所示：表1-1常用油漆溶剂特性表名称类别沸程闪点自燃点使用品种200号汽油脂肪烃15019033油脂类、醇调、醇酸甲苯芳香烃109112-9.5536硝基、聚酯二甲苯芳香烃13514510490550醇酸、氨基、丙烯酸松节油植物性烃类1501703037253清漆、醇酸漆丁醇醇类11511937340420氨基醋酸乙酯酯类7085
