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1、作者: 李明旭 漆包线生产中挥发性有机溶剂 回收工艺 学学 士士 学学 位位 论论 文文 指导教师：葛红光 专业名称：化学工程与工艺 2012 年 6 月 8 日 陕西理工学院毕业设计 第 1 页 共 47 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 ） 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
2、，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 陕西理工学院毕业设计 第 2 页 共 47 页 Enameled wire productio
3、n volatile organic solvent recovery process LiMingxu The institute of chemistry and chemical engineering of Hunan University of Chemical engineering and process engineering Teacher: GeHongguang Abstract: This design is the design of organic solvent recovery process,in the treatmenting section of was
4、te gas for a 500 t/year enameled wire production. It mainly includes 4parts:A, the introduction. Second, the comparison and selection of process method , the technical process described and discussed. Three, the calculation,argumentation and selection of main equipment. Five, the requirements of pro
5、cess. This design using the process flow of three parts: cooling and condensation part, absorption and separation part and purification of adsorption part. Condensation and cooling using cold air and cold water for medium, made the waste gass temperature reduced to under the boiling point , and effe
6、ctive used it with a lot of heat. Absorption and separation part, using white mineral oil as medium, recycling volatile organic solvent in waste gas. Adsorption and purification using activated carbon as the medium, for the further purification, in order to achieve the row of waste requirements, to
7、decrease environmental pollution. Key words: enameled; dimethylbenzene; cresol; white mineral oil; recycling of waste gas 陕西理工学院毕业设计 第 3 页 共 47 页 1 1 绪论绪论 7 7 1.1 漆包线 7 1.2 我国有机溶剂使用现状 7 1.2.1 工业有机溶剂的分类 7 1.2.2 工业有机溶剂的特性 8 1.3 二甲苯苯酚等物质的危害及国家规定 9 1.4 废有机溶剂处理方法的国内外现状分析 9 1.4.1 国内外处理现状 9 1.4.2 处理方法分析 9
8、1.4.3 回收方法的分析 .10 1.4.4 回收技术的选择 .11 1.4 设计任务 .11 2 2 废气回收工段的工艺过程及工艺选择废气回收工段的工艺过程及工艺选择 1313 2.1 本设计工艺路线祥述 .13 2.2 废气空气冷凝工艺 .13 2.3 废气水冷凝工艺 .13 2.4 吸收工艺 .13 2.5 蒸发分离工艺 .14 2.6 吸附排废工艺 .14 3 3 主要设备论证及选型主要设备论证及选型 1515 3.1 换热器 .15 3.1.1 换热器类型 .15 3.1.2 流程安排 .15 3.1.3 加热剂和冷却剂的选择 .15 3.1.4 流体进出口温度的确定 .16 3.
9、2 吸收塔 .16 3.2.1 吸收塔类型 .16 3.2.2 填料的类型 .16 3.2.3 填料塔附属结构 .16 3.3 蒸发器 .17 3.3.1 循环型蒸发器 .17 3.3.2 单程型蒸发器 .17 3.4 吸附器 .17 3.4.1 吸附剂 .17 3.4.2 吸附剂的种类 .17 陕西理工学院毕业设计 第 4 页 共 47 页 4 4 主要设备工艺计算、选型主要设备工艺计算、选型 1919 4.1 总工艺的处理量计算 .19 4.2 空气冷凝器计算 .19 4.2.1 求总热交换量 Q19 4.2.2 求平均传热温差.20 m t 4.2.3 确定传热系数 K20 4.2.4
10、求传热面积.20 p A 4.2.5 选择所用换热器型号 .21 4.3 水冷凝器 1 计算 .21 4.3.1 求总的热交换量 Q21 4.3.2 确定换热器的总传热系数 K22 4.3.3 确定冷却水的用量 L22 4.3.4 废气的冷凝量.22 L 4.3.5 求平均传热温差22 m t 4.3.6 求总传热面积 A23 4.3.7 选择管径及管速 .23 4.3.8 选取管长、确定管程数和总管数 .23 4.3.9 平均传热温差校正及壳程数 .24 4.3.10 管子排列 26 4.3.11 管心距 27 4.3.12 壳体内径 27 4.3.13 折流板和支撑板 27 4.3.14
11、选择换热器的型号 28 4.4 吸收塔设计计算 .28 4.4.1 填料的特性 .28 4.4.2 进出塔个组分计算 .28 4.4.3 求吸收剂的流量.29 L G 4.4.4 求吸收塔设计气速 u29 4.4.5 求吸收塔的塔径 D31 4.4.6 计算每米填料的压降P 31 4.4.6 求总传质系数 Ky.31 4.4.7 计算填料高度 H34 4.4.8 吸收塔尺寸及相关辅助设备的选型 .35 4.5 蒸发器设计计算 .35 4.5.1 蒸发器处理量的计算 .35 4.5.2 蒸发器物料衡算 .35 4.5.3 热量衡算 .36 陕西理工学院毕业设计 第 5 页 共 47 页 4.5.
12、4 蒸发过程用时 T36 4.5.5 传热面积 A36 4.5.6 蒸发器选型 .37 4.6 冷凝器 2 设计 .37 4.6.1 求总热交换量 Q37 4.6.2 求平均传热温差tm38 4.6.3 确定换热器传热系数 K38 4.6.4 求传热面积.38 p A 4.6.5 确定冷却水的用量 L39 4.6.6 选取管长、确定管程数和总管数 .39 4.6.7 管子排列 .40 4.6.8 壳体内径 .40 4.6.5 选择所用换热器型号 .40 4.7 吸附器设计 .41 4.7.1 吸附量计算 .41 4.7.2 吸附剂用量 .41 5 非工艺部分非工艺部分 42 5.1 防火防爆和
13、采暖通风 .42 5.1.1 防火防爆 .42 5.1.2 采暖通风 .42 5.2 给排水 .42 5.3 检化验项目 .42 5.4 电力，土建 .42 5.4.1 电力 .42 5.4.2 土建 .42 5.5 安全与劳保 .43 5.6 人员编制 .43 5.6.1 企业组织原则 .43 5.6.2 劳动力组织原则 .43 5.6.3 全厂人员编制43 5.6.4 车间劳动制度 .43 5.6.5 全厂人员编制43 5.6.6 生产部门人员编制44 5.7 环境保护 .44 5.7.1 环境保护概述44 5.7.2 化工企业环境保护基本原则44 5.7.3 化工企业环境保护的任务44
14、陕西理工学院毕业设计 第 6 页 共 47 页 5.7.4 化工企业环境保护相关规定44 5.7.5 我国环境保护相关法规45 6 致谢致谢 46 陕西理工学院毕业设计 第 7 页 共 47 页 1 绪论 1.1 漆包线漆包线 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
15、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
16、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
