15000 m3h 喷漆废气治理工程设计.doc

1、摘 要本设计将介绍一种有效的喷漆废气净化技术吸附浓缩与催化燃烧.设计选用蜂窝状活性炭做为吸附剂，其具有吸附性能好，流体阻力小的特点。通过蜂窝状活性炭的吸附浓缩作用,将大风量、低浓度的有机废气转换成小风量、高浓度的有机废气,后者可在催化燃烧床上转变成无害的CO2 和H2O ,并保持稳定的自燃烧态。与传统工艺相比,采用该方法具有净化效率高、无二次污染、运行成本低的优点。首先本文将概述当前喷漆废气处理的现状，主要处理方法和优缺点，并且阐述本设计所采用该技术的原因。其次，本文将系统介绍所采用技术的基本原理，设计原则和设计过程计算。最后，对本毕业设计进行工程预算，确定经济可行性。在附录中，本文还将给出一

2、些必要的设计资料，供参考之用。关键词：喷漆废气，吸附浓缩，催化燃烧，蜂窝状活性炭AbstractThe design introduced an effective technology of adsorption concentration and catalyticcombustion for cleaning spray-paint waste gas. The design choose honeycomb-shaped activated carbon as sorbent,which has large adsorption ability and low resistance.

3、By its concentrating adsorption , large flow and low concentration of organicwaste gas were changed to smaller flow and higher concentration. The latter was passed into catalytic combustion chamber to convertinto carbon dioxide and water , which could maintain self-burning. Compared to traditional t

4、echnology , this technology has the advantages of high purification efficiency , no residual waste generation , and low maintenance costs.At first , I will introduce the characteristics, application,and the present situation of cleaning of spray-paint saste gas,and then principles of them,explaining

5、 the reason to choose the technology.The second,I will describe the principle,design method.The last,I will do the budget of the projet，to make sure the availability of the design.At the supplement,I will write sone thing like program code,dialogs and so on.It may be helpful for the future design.Ke

6、ywords : spray-paint cwaste gas, adsorption concentration ,catalytic combustion, honeycomb-shaped activated carbon目录1. 绪 论11.1 概述11.2 国内外研究状况11.2.1 各种净化方法的分析比较21.2.2 净化设备概况21.2.3 存在问题31.3 课题研究方法32 设计任务和说明42.1 设计任务42.3设计进气指标42.4 设计出气指标42.5 设计原则52.6 设计目标53 工艺流程说明63.1 工艺选择63.2 工艺流程64 设计过程计算84.1 基本原理84.

7、1.1 吸附原理84.1.2 吸附机理94.1.3 吸附等温线与吸附等温方程式94.1.4 吸附量124.3 吸附器的选择和设计计算124.3.1 吸附器的确定124.3.2 吸附剂的选择144.3.3 空塔气速和横截面积的确定164.3.4 固定床吸附层高度的计算164.3.4 活性炭用量的计算184.3.5 床层压降的计算194.3.6 活性炭再生的计算194.4 催化床装置的设计计算214.5 集气罩的设计计算224.5.1集气罩气流的流动特性224.5.2集气罩的分类234.5.3集气罩的选型234.6 漆雾处理254.7 管道系统设计计算264.7.1 管道系统的配置264.7.2

8、管道内流体流速的选择274.7.3管道直径的确定274.7.4管道内流体的压力损失274.7.5风机和电机的选择285 工程核算315.1 工程造价315.2 运行费用32结论33参考文献34致谢36附图外文文献翻译IV1. 绪 论1.1 概述 喷漆工艺的应用十分广泛，各种金属部件和机器整体的防锈蚀保护,日用商品和用俱的表面装饰大多需经喷漆。喷漆包括普通喷漆、无雾喷漆和静电喷漆，其中普通喷漆，因设备简单、投资少、灵活性大和适应面广,是目前使用最为普遍的涂装工艺。由于涂料品种繁多。所使用的溶剂种类各不相同，喷漆中所释放出的溶剂种类成分复杂，但总体上均属有机废气污染物，主要成份是苯类(苯、甲苯、二

9、甲苯)，其次是醇类酷类。这些有机物具有浓度高、毒性大、易燃、易爆等特点，同时，对人危害很大，严重影响工人的身体健康，主要引起中枢神经系统麻醉、造血机能损害和呼吸系统病变、白血球降低、血小板减少、皮炎等 1 ，因此净化漆雾已经越来越引起人们的重视.目前，喷涂工艺仍然十分落后，设备简陋，不少喷漆施工现场，可以看到喷漆工人处在“雾气腾腾、尖埃满地”的恶劣环境中劳动，生产方式很不文明.空气中有害物质的浓度很高,一般都超过卫生标准的20400倍 2 ,严重地污染环境,损害职工身体健康。有的虽然采取一些简易措施，收到一些效果，但由于设计不合理，又没有净化装置，危害依然十分严重。鉴于上述情况，防止环境污染，

10、改善劳动条件，保障职工身体健康，对漆雾净化技术的研究有着十分明显的经济效益和社会效益。1.2 国内外研究状况 目前国内大型工件，如汽车、火车、大型机床等喷漆的生产设施一般采用密闭容器式喷漆室或建筑式喷漆车间。对采用人工喷漆的大型喷漆车间，又分为:单体密闭式、组合式和分隔式几种，少数也采用了联合处理法，如活性炭吸附法与催化燃烧法相结合。其中溶剂吸收法，又分为有机溶剂(如:油吸收)和水吸收等几种。国外目前大型、连续性、产量高的喷漆车间，生产设施一般采用容器密闭，操作点集中和制成厚膜涂料等措施，来减少废气排放量，缩小污染区。就处理方法而论，可分为低温冷凝法、催化燃烧法、溶剂吸收法和活性炭吸收法等4类

11、。近年来用混合处理法，如活性炭吸附法与催化燃烧法相结合技术有了一些新进展，提高了自动化程度和处理效果。但因投资昂贵，没有进一步推广使用。1.2.1 各种净化方法的分析比较解决有机溶剂蒸汽的污染, 最根本的方法是工艺改革。采用无害涂料、无害溶剂在现阶段生产中是不能马上实现的, 苯类溶剂使用量仍然很大。所以必须解决废气净化问题。目前国内常采用的三种净化方法分析比较见表 1-1。表 1-1 国内外喷漆废气常用处理方法的优缺点比较 3净化类别优点缺点活性炭吸附法1、可处理大风量、低浓度的有机废气。2、可回收溶剂。3、不需要加热。4、净化效率高, 运转费用低。1、废气净化前要进行预处理。2、仅限于低浓度

12、。3、设备庞大, 占地面积多。催化燃烧法1、设备简单、投资少、操作方便、占地面积小。2、热量可以循环利用。3、有利于净化高浓度废气。1、催化剂成本高。2、要考虑催化剂中毒和表面异物附着, 易失效。液体吸收法1、流程较简单,吸收剂价格便宜。2、废气净化不需预处理。3、建造快、占地少。1、后处理投资大, 费用高。2、对溶剂成份选择性大。1.2.2 净化设备概况有机净化设备是用于治理工厂排放的有机废气, 消除对大气污染的一种环保设备。近年来发展比较快, 根据净化方法大致可以分为三类。（1）活性炭吸附的净化设备活性炭具有大量细孔和很高的比表面, 当废气通过炭层时, 靠分子间的引力和毛细管凝聚作用, 可

13、使废气凝缩在炭的表面上, 从而达到净化废气的目的。活性炭吸附饱和后, 用蒸汽加热脱附可以使活性炭再生,再经干燥、冷却继续使用。脱附物经冷凝分离, 回收有机溶剂。活性炭吸附系统通常有阻火器、除尘过滤器、冷却器、吸附器、通风机、冷凝器、分离器和控制仪表等组成。（2）催化燃烧的净化设备催化燃烧是利用催化剂对有机废气的催化燃烧作用, 促使有机废气在尽可能低的起燃温度下, 激烈燃烧变成无毒的二氧化碳和水, 然后排到大气中, 进而达到净化的效果。燃烧生成的高温气体可以再利用来干燥涂层和预热空气。催化燃烧系统一般由过滤器、热交换器、预热室、催化室、通风机以及控制仪器等组成。（3）废气治理吸收塔这是应用吸收法

14、净化废气的一种装置。废气通过与塔体的吸收液充分接触, 产生物理溶解, 达到净化目的。这种装置的关键是根据不同涂料所产生的溶剂, 选用合适的吸收剂。1.2.3 存在问题（1）净化系统是优化设计, 要求既节约投资和能量消耗, 又要确保安全, 这三者与排风量均有关系。因此设计时, 先要科学地计算排风量。风量过大, 就会增加设备, 增加投资, 多占面积, 多消耗能量; 风量过小, 就可能使废气浓度高于安全极限, 产生爆炸危险。但目前生产中对风量的确定很少做科学实验和计算。（2）对有机废气, 目前还没有统一的测试和分析方法, 使各单位无共同的标准可循, 影响测试分析的结果。（3）目前国内的废气净化设备多

15、用于高浓度单件的油漆设备, 对于大批量低浓度的油漆自动线的废气净化还有待于进一步提高。1.3 课题研究方法(1) 实地调查 接收设计任务后对生产现场进行实地调查，重点是对污染源的调查，了解污染物的种类、排放量和排放方式；此外对生产规模布局、生产工艺过程、原料来源、废弃物的回收利用液需要有一定的了解(2) 确定方案 根据调查情况对治理技术方案进行论证，确定治理方法、设备类型治理工艺流程等(3) 设计计算 首先要根据设计要求活前人的经验数据确定设计参数；通过物料衡算确定设备外形尺寸；通过热量衡算和流体动力学、材料力学等原理确定设备内部的结构。2 设计任务和说明 2.1 设计任务设计内容为15000 m3/h 喷漆废气治理工程设计，主要内容包括：废气治理工艺、主体设备选型和非标准设备设计，管道输送系统设计及吸附剂再生系统设计等，应完成工作：（