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1、目录1. 绪绪 论111.1 概述11.1.1有机机废气的的来源111.1.2有机机物对大大气的破破坏和对对人类的的危害111.2 有机废废气治理理技术现现状及进进展21.2.1 各各种净化化方法的的分析比比较32 设计计任务说说明42.1 设计任任务42.2设设计进气气指标442.3 设计出出气指标标42.4 设计目目标43 工艺艺流程说说明63.1 工艺选选择63.2 工艺流流程64设计与与计算884.1 基本原原理84.1.1吸附附原理884.1.2 吸吸附机理理94.1.3 吸吸附等温温线与吸吸附等温温方程式式94.1.4 吸吸附量1124.1.5 吸吸附速率率124.2吸吸附器选选择
2、的设设计计算算134.2.1 吸吸附器的的确定1134.2.2 吸附剂剂的选择择144.2.3 空空塔气速速和横截截面积的的确定1164.2.4 固固定床吸吸附层高高度的计计算1774.2.5吸附附剂（活活性炭）用用量的计计算1884.2.6 床床层压降降的计算算194.2.7 活活性炭再再生的计计算1994.3集集气罩的的设计计计算2004.3.1集气气罩气流流的流动动特性2214.3.2集气气罩的分分类及设设计原则则214.3.3集气气罩的选选型2224.4吸吸附前的的预处理理244.5 管道系系统设计计计算2244.5.1 管管道系统统的配置置254.5.2 管管道内流流体流速速的选择择
3、264.5.3管道道直径的的确定2264.5.4管道道内流体体的压力力损失2274.5.5风机机和电机机的选择择275 工程程核算3305.1 工程造造价3005.2 运行费费用核算算315.2.1价格格标准3315.2.2运行行费用3316结论与与建议3326.1结结论3226.2建建议322参考文献献34致谢355I1. 绪绪 论1.1 概述1.1.1有机机废气的的来源有机废气气的来源源主要有有固定源源和移动动源两种种。移动动源主要要有汽车车、轮船船和飞机机等以石石油产品品为燃料料的交通通工具的的排放气气；固定源源的种类类极多, 主要要为石油油化工工工艺过程程和储存存设备等等的排出出物及各
4、各种使用用有机溶溶剂的场场合, 如喷漆漆、印刷刷、金属属除油和和脱脂、粘粘合剂、制制药、塑塑料、涂涂料和橡橡胶加工工等。1.1.2有机机物对大大气的破破坏和对对人类的的危害有机废气气中的挥挥发性有有机物称称为VOOCs (Voolattileeorgganiic ccomppounnds) ,在在涂装、印印刷、制制鞋和化化工生产产的许多多行业中中,一些工工业产品品的生产产工艺过过程都伴伴有大量量的挥发发性有机机化合物物(VOCCs) 废气的的排出。VOCs废气排入大气环境中会产生以下几个方面的影响: VOCs是光化学反应的前体,有阳光照射时,在合适的条件下VOCs 与NOx及其它悬浮化学物质发
5、生一系列光化学反应,主要生成臭氧,形成光化学烟雾,从而发生光化学污染；光化学烟雾会刺激人的眼睛和呼吸系统,有些VOCs 还具有强烈刺激气味,空气中达到一定浓度时则产生令人不适的感觉,影响空气质量；有些有毒的VOCs (如芳香烃等) 气体在环境中存在会损害人们的健康,长时间暴露在污染空气中会引发癌变或引起其它严重疾病, 如苯对骨髓的造血机能造成破坏, 是一种致癌物；甲苯和二甲苯对中枢神经具有强的麻醉作用；氯乙烯为致癌物。在制鞋业, 由于“三苯”中毒而导致工人致死事件已发生过多起, 而涂料工业使用的溶剂中,主要是甲苯、二甲苯和其它毒性有机物。光化学烟雾也会危害人的健康和植物的生长，1965 年日本
6、各大城市频繁发生的光化学烟雾, 1966 年美国洛杉矶的光化学烟雾均对人类健康造成危害。VOCss 对环环境的极极大危害害和对人人体健康康的严重重威胁，引引起了世世界各国国政府的的高度重重视。美美国环保保署EPPA（EEnviironnmenntall Prroteectiion Ageencyy）定义义的污染染物中VVOCss 占了了3000 多种种，而美美国19990 年的清清洁空气气法（Clean Air Act）要求减少90%排放量的189 种毒性化学物中，70%属于VOCs。我国在119977 年1 月1 日开始始实施的的中华华人民共共和国国国家标准准大气污污染物综综合排放放标准(G
7、B1662977- 119966) 也也规定了了苯、甲甲苯、二二甲苯、氯氯乙烯等等VOCCs 排排放较为为严格的的标准，如如表1.1所示。表1. 1几种VOOCs 排放的的国家标标准VOCss 最最高允许许排放浓浓度(mmg/mm3)苯 122甲苯 40二甲苯 770氯乙烯 336注：这是是对新污污染源的的排放标标准。1.2有有机废气气治理技技术现状状及进展展有机废气气的来源源多种多多样，其其产生方方式及排排放方式式也不尽尽相同。因因此，有有机废气气的治理理技术也也多种多多样，各各种治理理技术也也存在自自己不同同的优缺缺点。在在实际生生产过程程中，根根据不同同的情况况，选择择合适的的方法是是有
8、机废废气治理理的关键键。有机机废气治治理的方方法主要要有回收收法和消消除法两两类。有有机废气气主要回回收技术术有：吸附附法、吸吸收法、冷冷凝法、膜膜分离技技术及变变压吸附附技术等等；有机机废气消消除技术术可分为为物理一一化学法法和生物物法两类类。物理理一化学学法包括括热破坏坏法、光光分解法法、电晕晕法、臭臭氧分解解法等;生物法法包括生生物过滤滤器，生生物滴滤滤器，生生物冲刷刷塔，膜膜生物反反应器，活活性污泥泥法等。活性炭吸附法净化率可达95%以上，若无再生装置，则运行费用太高，若用蒸汽回收，则工艺流程过长，操作费用高，回收的溶剂和水的混合物利用价值也不高；再生时需要有稳定的蒸汽源，且活性炭经反
9、复吸附脱附后吸附能力会逐渐降低，一般使用二三年后就得更换。液体吸收法净化率只有6O%8O%，而且存在着二次污染问题。催化燃烧法净化率可达95%，但适合于处理高浓度、小风量且废气温度较高的有机废气，而且要求气体的温度较高，为了提高废气温度，要消耗大量的能源。目前应用最多的方法是吸附一催化燃烧法，它主要以颗粒炭或蜂窝炭为吸附剂，为了保证生产的连续性，一般设置两个吸附床交替使用，由于切换的周期至少为1d，因此吸附床体积大，吸附剂用量多，设备笨重，投资大，操作麻烦；由于床层体积大，容易出现因吸附热的积蓄引起的燃烧爆炸等现象。针对这些问题，现有新型装置的吸附器采用一种多单元分流组合结构，并以新型材料活性
10、炭纤维作为吸附剂，采用PLC电脑来实现整个系统的连续运行。1.2.1各种种净化方方法的分分析比较较解决有机机废气的污污染, 最根本本的方法法是工艺艺改革。采采用无害害涂料、无无害溶剂剂在现阶阶段生产产中是不不能马上上实现的的, 苯类类溶剂使使用量仍仍然很大大。所以以必须解解决废气气净化问问题。目目前国内内常采用用的三种种净化方方法分析析比较见见表1.2。表 1.2国内内外有机机废气常常用处理理方法的的优缺点点比较净化类别别优点点缺点点活性炭吸附法1、可处处理大风风量、低低浓度的的有机废废气。2、可回回收溶剂剂。3、不需需要加热热。4、净化化效率高高, 运转转费用低低。1、废气气净化前前要进行行
11、预处理理。2、仅限限于低浓浓度。3、设备备庞大, 占地地面积多多。催化燃烧法1、设备备简单、投投资少、操操作方便便、占地面积积小。2、热量量可以循循环利用用。3、有利利于净化化高浓度度废气。1、催化化剂成本本高。2、要考考虑催化化剂中毒毒和表面面异物附附着, 易失效效。液体吸收法1、流程程较简单单,吸收剂剂价格便便宜。2、废气气净化不不需预处处理。3、建造造快、占占地少。1、后处处理投资资大, 费用高高。2、对溶溶剂成份份选择性性大。2 设计计任务说说明2.1 设计任任务设计内容容为2000000m3/h活性性炭吸附附工业有有机废气气的工程程设计，主主要内容容包括：废气治治理工艺艺、主体体设备
12、选选型和非非标准设设备设计计，管道道输送系系统设计计及吸附附剂再生生系统设设计等，应应完成工工作：（1）纸纸质设计计说明书书及其电电子版本本；（2）译译文及原原文影印印件。（3）设设计图纸纸（平面面布置图图、工艺艺流程图图、主要要构筑物物图、管管道布置置图等）2.2设设计进气气指标风量为2200000，温温度为335，排气压力力为1001.3325 kkpa，苯浓度为为100。甲苯浓度度为800,二甲苯浓浓度为1100，2.3 设计出出气指标标依据广东东省地方方标准大大气污染染物排放放限值（DB44/27-2001）一级排放标准,具体数据据见表22-1:表2-11.设计计出气指指标单位位mg/
13、m3指 标苯甲苯二甲苯出气浓度度1240702.4 设计目目标（1）严严格执行行国家有有关环境境保护的的各项规规定，确确保各项项污染指指标达到到国家及及地区有有关污染染物排放放标准。（2）经经本处理理工艺处处理后的的废气，将将不会产产生二次次污染物物。（3）本本处理工工艺运行行可靠，处处理效果果好，维维护管理理方便。（4）采采用低能能耗、低低运行费费用、基基建投资资省、占占地少、操操作管理理简便。（5）工工艺设计计与设备备选型能能够在生生产运行行过程中中具有较较大的调调节余地地。3 工艺艺流程说说明3.1 工艺选选择处理工艺艺的选择择, 应根根据气量量大小、净净化要求求、回收收的可能能性、设设
14、备建造造和运转转的经济济性等条条件全面面考虑, 实际际工作中中应特别别注意与与工艺密密切配合合, 尽可可能做到到综合利利用。目前,国国内外对对有机废废气治理理的常用用方法有有三种:液体吸吸收法、活活性炭吸吸附法及及催化燃燃烧法。液体吸吸收法净净化效率率为600%80% ,适适合处理理低浓度度,大风量量的有机机废气,但存在在着二次次污染；催化燃燃烧法净净化率为为95% ,适适合处理理高浓度度,小风量量的有机机废气，缺缺点是对对处理对对象要求求苛刻,要求气气体的温温度较高高,为了提提高废气气温度,要消耗耗大量的的燃料,所以运运行费用用很高；活性炭炭吸附法法净化效效率为999.22%99.3% ,对于于处理大大风量、低低浓度的的有机废废气,国内外外一致认认为该法法是最为为成熟和和可靠的的技术,但该工工艺流程程过长,操作费费用高,
