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环境工程专业 大气污染控制课程设计 计算说明书 编 制 人: 班 级: 学 号: 指导老师: 编制日期: 设计目的 某制药厂产品低温烘干过程中有含苯乙烯恶臭有机废气排放。如不做适当处理,长期接触会导致眼睛疼痛,喉咙疼痛。苯乙烯是慢性毒性,对人体血液、内脏的危害是慢性的,影响男性的生殖系统,最严重的后果会导致白血病、癌症。为此,必须进行处理。现就苯乙烯治理和回收工艺制定可行性方案,使工艺废气能达标排放,以供企业和环保管理部门参考。 二、设计条件 2.1 设计任务 1.根据工艺废气相关资料,确定废气处理流程; 2.对废气处理流程中相关设备进行工艺计算,确定其形式、数目与尺寸; 3.对标准设备进行选型,计算相关管道尺寸并确定材质; 4.进行各设备的总体布置,绘制工艺流程图、设备结构图与平面布置图。 2.2 原始材料 某化工厂生产过程中需排放含甲苯的有机工艺废气,由风机抽出。 如下为具体数值 流量 3600Nm3/h 温度 40℃ 压力 3KPa 组成(v/v) 苯乙烯0.01% 其他组成 空气 2.3 排放标准 《恶臭污染物排放标准》(GB 14554-93)中关于苯乙烯的排放标准 序号 控制项目 单位 一级 二级 三级 8 苯乙烯 mg/m3 3.0 5.0 7.0 14 19 根据上表和设计任务二中执行新建二级排放标准,即苯乙烯控制浓度5.0mg/m3。 2.4 处理方法的确定 目前,有机废气处理主要有以下几种方法: 燃烧法包括高温燃烧和催化燃烧,前者需要附加燃料燃烧,因此,使用该法时要考虑回收利用热能;催化燃烧能耗低,但在工作初期,需用电加热将废气加热到起燃温度,故对于频繁开停车的场合不合适。考虑到高温燃烧法回收的热量超过生产所需的热能,故并不合适。而直接采用催化燃烧投资太大。 (2吸收法即采用适当的吸收剂(如柴油、煤油、水等介质)在吸收塔内进行吸收,吸收到一定浓度后进行溶剂与吸收液的分离,溶剂回收,吸收液重新使用或另行处理,采用这种方法的关键是吸收剂的选择。由于溶剂与吸收剂的分离较为困难,因此其应用受到了一定的限制。 (3活性炭吸附法采用多孔活性炭或活性炭纤维吸附有机废气,饱和后用低压蒸汽再生,再生时排出溶剂废气经冷凝、水分离后回收溶剂,适用于不连续的处理过程,特别对低浓度有机废气中的溶剂回收有很好的效果。 (4)冷凝法主要利用冷介质对高温有机废气蒸汽进行处理,可有效回收溶剂。处理效果的好坏与冷媒的温度有关,处理效率较其他方法相对较低,适用高浓度废气的处理。 根据本项目情况,采用冷凝-活性炭吸附法较好。设计原则 1. 严格执行国家环境保护有关法规,按规定的排放标准,使处理后的废气各项指标达到且优于标准指标。 2. 采用先进、合理、成熟、可靠的处理工艺,并具有显著的环境效益、社会效益和经济效益。 3. 工艺设计与设备选型能够在生产运行过程中具有较大的灵活性和调节余地,确保达标排放。 4. 在运行过程中,便于操作管理、便于维修、节省动力消耗和运行费用。 (2)具有良好的选择吸附性吸附作用 (3)吸附容量大,可降低处理单位流体所需的吸附剂用量。 (4)具有里那个好的机械强度和均匀的颗粒尺寸 (5)有足够的热稳定性及化学稳定性 (6)有良好的再生性能 (7)吸附剂的来源广泛、价格低廉 附各吸附剂物理特性表: 性质 白土 活性氧化铝 硅胶 活性炭 分子筛 真密度(g/) 3.0~3.3 2.1~2.3 1.9~2.2 2.0~2.5 表观密(g/) 0.8~1.9 0.7~1.3 0.7~1 0.9~1.3 填充密(g/) 0.49~1.00 0.45~0.85 0.35~0.55 0.60~0.75 孔隙率 0.1~0.55 0.40~0.50 0.10~0.50 0.33~0.55 0.30~0.70 比表面(m/g) 100~350 95~350 300~830 600~1400 600~1000 微孔体积(m/g) 0.6~0.8 0.3~0.8 0.3~1.2 0.5~1.4 0.4~0.6 平均微孔径(10m) 80~200 10~120 10~110 20~50 — 比热容(J/(g·k)) 0.84 0.88~1.30 0.92 0.84~1.05 0.8 热导率(kJ/(m·h·k) 0.355 0.50 0.50 0.50~0.81 0.18 从表中我们知道活性拥有良好的性能,且价格实惠。故我们选择活性炭作为我们的吸附剂。 3.2.2 吸附塔设计(分成三组) 1. 吸附塔塔径计算 (1)空塔气速 选择空塔
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