有机废气处理--活性炭吸附详细计算

活性炭吸附脱附及附属设备选型详细计算书

目录

1.绪论 (1)

1.1概述 (1)

1.1.1有机废气的来源 (1)

1.1.2有机物对大气的破坏和对人类的危害 (1)

1.2有机废气治理技术现状及进展 (2)

1.2.1各种净化法的分析比较 (2)

2设计任务说明 (4)

2.1设计任务 (4)

2.2设计进气指标 (4)

2.3设计出气指标 (4)

2.4设计目标 (4)

3工艺流程说明 (5)

3.1工艺选择 (5)

3.2工艺流程 (5)

4设计与计算 (7)

4.1基本原理 (7)

4.1.1吸附原理 (7)

4.1.2吸附机理 (7)

4.1.3吸附等温线与吸附等温程式 (8)

4.1.4吸附量 (10)

4.1.5吸附速率 (11)

4.2吸附器选择的设计计算 (11)

4.2.1吸附器的确定 (11)

4.2.2吸附剂的选择 (13)

4.2.3空塔气速和横截面积的确定 (15)

4.2.4固定床吸附层高度的计算 (15)

4.2.5吸附剂（活性炭）用量的计算 (17)

4.2.6床层压降的计算]15[ (17)

4.2.7活性炭再生的计算]16[ (18)

4.3集气罩的设计计算 (19)

4.3.1集气罩气流的流动特性 (19)

4.3.2集气罩的分类及设计原则 (20)

4.3.3集气罩的选型 (20)

4.4吸附前的预处理 (22)

4.5管道系统设计计算 (23)

4.5.1管道系统的配置 (23)

4.5.2管道流体流速的选择 (24)

4.5.3管道直径的确定 (24)

4.5.4管道流体的压力损失 (25)

4.5.5风机和电机的选择 (25)

5工程核算 (28)

5.1工程造价 (28)

5.2运行费用核算 (28)

5.2.1价格标准 (28)

5.2.2运行费用 (29)

6结论与建议 (30)

6.1结论 (30)

6.2建议 (30)

致 (33)

1.绪论

1.1概述

1.1.1有机废气的来源

有机废气的来源主要有固定源和移动源两种。移动源主要有汽车、轮船和飞机等以

油产品为燃料的交通工具的排放气；固定源的种类极多,主要为油化工工艺过程和储存设备等的排出物及各种使用有机溶剂的场合,如喷漆、印刷、金属除油和脱脂、粘合剂、制药、塑料、涂料和橡胶加工等。

1.1.2有机物对大气的破坏和对人类的危害

有机废气中的挥发性有机物称为VOCs(Volatileorganiccompounds),在涂装、印刷、制鞋和化工生产的多行业中,一些工业产品的生产工艺过程都伴有大量的挥发性有机化合物(VOCs)废气的排出。

VOCs废气排入大气环境中会产生以下几个面的影响:

①VOCs是光化学反应的前体,有照射时,在合适的条件下VOCs与NOx及其它悬浮化学物质发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；

②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；

③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。

VOCs对环境的极大危害和对人体健康的重威胁，引起了世界各国政府的高度重视。美国环保署E P A（EnvironmentalProtectionAgency）定义的污染物中VOCs 占了300多种，而美国1990年的《清洁空气法》（CleanAirAct）要求减少90%排放量的189种毒性化学物中，70%属于VOCs]1[。我国在1997年1月1日开始实

3工艺流程说明

3.1工艺选择

处理工艺的选择,应根据气量大小、净化要求、回收的可能性、设备建造和运转的经济性等条件全面考虑,实际工作中应特别注意与工艺密切配合,尽可能做到综合利用。

目前]4[,国外对有机废气治理的常用法有三种:液体吸收法、活性炭吸附法及催化燃烧法。液体吸收法净化效率为60%～80%,适合处理低浓度,大风量的有机废气,但存在着二次污染；催化燃烧法净化率为95%,适合处理高浓度,小风量的有机废气，缺点是对处理对象要求苛刻,要求气体的温度较高,为了提高废气温度,要消耗大量的燃料,所以运行费用很高；活性炭吸附法净化效率为99.2%～99.3%,对于处理大风量、低浓度的有机废气,国外一致认为该法是最为成熟和可靠的技术,但该工艺流程过长,操作费用高,另外需要稳定的蒸气源也常常是比较困难的事情。针对这些问题,结合本毕业设计特点和具体要求，采用利用活性炭固定床吸附系统对工业有机废气进行净化，选用蜂窝状活性炭做为吸附剂。

3.2工艺流程

注：1集气罩;2除雾过滤器;3活性炭固定吸附床;4提供蒸汽的风机;5离心风机;6排气罩.

图2.3有机废气工艺流程图

该处理工艺系统组合十分紧凑,集吸附-脱附于一体。在生产过程所产生的废气主要为苯、甲苯、二甲苯等，根据苯类性质，本案采用活性炭作为吸附剂对废气进行吸收处理，吸附床一般配置2台以上,轮换使用,当1台吸附床吸附的有机物达到规定的吸附量时,换到另1台吸附床进行吸附净化操作,同时对前面1台吸附床进行脱附再生。脱附是在外加蒸汽的作用下通过加温进行的,由尾气放出的