第三章 工艺流程说明
3.1 工艺选择
处理工艺的选择，应根据气量的大小、净化要求、回收的可能性、设备建造和运转的经济型等条件全面考虑，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。
氯化氢是无色而有刺激性气味的气体[4]。氯化氢水溶液为盐酸，纯盐酸为无色液体，在空气中冒雾（由于盐酸有强挥发性），有刺鼻酸味。粗盐酸因含杂质氯化铁而带黄色。它易溶于水，在0℃时，1体积的水大约能溶解500体积的氯化氢。氯化氢的水溶液呈酸性，叫做氯化酸，习惯上叫盐酸。根据氯化氢的气体性质，采用液体吸收法净化，净化效率为95%。
苯，分子式C6H6，分子量78.11，相对密度（0.8794(20℃)）比水轻，且不溶于水，因此可以漂浮在水面上。苯的熔点是5.51℃，沸点为80.1℃，燃点为562.22℃，在常温常压下是无色透明的液体，并具强烈的特殊芳香气味。因此，苯遇热、明火易燃烧、爆炸，苯蒸气与空气混合物的爆炸限是1.4～8.0%。常态下，苯的蒸气密度为2.77，蒸气压13.33kPa(26.1℃)。
苯是常用的有机溶剂，不溶于水，能与乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶，因此常用作合成化学制品和制药的中间体及溶剂。苯能与氧化剂发生剧烈反应，如五氟化溴、氯气、三氧化铬、高氯酸、硝酰、氧气、臭氧、过氯酸盐、(三氯化铝+过氯酸氟)、(硫酸+高锰酸盐)、过氧化钾、(高氯酸铝+乙酸)、过氧化钠等。
甲苯是有机化合物，属芳香烃，分子式为C6H5CH3。在常温下呈液体状，无色、易燃。它的沸点为110．8℃，凝固点为－95℃，密度为0．866g／m3。甲苯温度计正是利用了它的凝固点比水很低，可以在高寒地区使用；而它的沸点又比水的沸点高，可以测110．8℃以下的温度。因此从测温范围来看，它优于水银温度计和酒精温度计。另外甲苯比较便宜，故甲苯温度计比水银温度计也便宜。
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甲苯不溶于水，但溶于乙醇和苯的溶剂中。甲苯容易发生氯化，生成苯—氯甲烷或苯三氯甲烷，它们都是工业上很好的溶剂；它还容易硝化，生成对硝基甲苯或邻硝基甲苯，它们都是染料的原料；它还容易磺化，生成邻甲苯磺酸或对甲苯磺酸，它们是做染料或制糖精的原料。甲苯的蒸汽与空气混合形成爆炸性物质，因此它可以制造梯思梯炸药。
根据苯和甲苯的性质我们采取活性炭吸附法进行净化，净化效率达95%[5]。
3.2 工艺流程及说明
1.集气罩 2.填料塔 3.吸附塔 4.离心风机 5.提供蒸汽风机 6.烟囱
图3-1 工艺流程图
该处理工艺系统组合十分紧凑，集吸收-吸附-脱附于一体。在生产过程所产生的废气主要为氯化氢、苯、甲苯等，根据氯化氢及苯类性质，本方案采用氢氧化钠作为吸收剂和活性炭作为吸附剂对废气进行吸收处理。配置一台填料塔和二台吸附床（当一台吸附床的有机物达到规定的吸附量时，换到另一台吸附床进行吸附净化操作，同时对前面一天吸附床进行脱附再生。）。生产中挥发出来的废气，通过集气罩收集，将其送到填料塔以氢氧化钠作为吸收剂，在塔内的气体从下到上通过吸收剂对气体进行处理，处理后的气体从塔上方排出后进入吸附塔以活性炭作为吸附剂，在塔内的气体从下到上通过活性炭滤层对气体进行处理，净化后的气体经过风机打到烟囱。如图3-1所示
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第四章 设计与计算
4.1 集气罩的设计计算
该系统用以捕集污染物的装置大多数呈罩子形状，通常称为集气罩。集气罩，是烟气净化系统污染源的收集装置，可将粉尘及气体污染源导入净化系统，同时防止其向生产车间及大气扩散，造成污染。其性能对净化系统的技术经济指标有直接的影响。由于污染源设备结构和生产操作工艺的不同、集气罩的形式是多种多样的。设计完善的集气罩能在不影响生产工艺和生产操作的前提下，用较小的排风量过的最佳的控制效果；而设计不良的集气罩即使用很大的排风量也达不到预期的目的。在控制气体中扩散效果相同的前提下，排风量越大，则整个净化系统也越大，投资与运行费用也相应增加。因此，集气罩的设计是气体净化系统设计的重要环节[6] [7]。 4.1.1 集气罩气流的流动特性
研究集气罩罩口气流运动的规律对于有效捕集污染物是十分重要的。集气罩罩口气流运动方式有两种：一种是吸气口气流的吸入流动；另一种是吹起口气流的吹出流动。了解吸入气流、吹出气流及两种气流合成的吹吸气流的运动规律，是合理设计和使用集气罩的基础。吸入气流和吹出气流的流动特性是不同的。吹出气流在较远处仍旧能保持其能量密度，吸入气流则在离吸气口不远处其能量密度急剧下降。这亦表明，吹出气流的控制能力大，而吸入气流则有利于接受。因此，可以利用吹出气流作为动力，把污染物输送到吸气口再捕集，或者利用吹出气流阻挡、控制污染物的扩散。 4.1.2 集气罩的分类及设计原则
集气罩的种类繁多，应用广泛。按其气流流动的方式可分为两大类：吸气式集气罩和吹气式集气罩。按集气罩与污染源的相对位置及密闭情况，还可将吸气式集气罩分为：密闭式、排气柜、外部集气罩、接受式集气罩等。其集气罩的设计原则为：
（1） 集气罩应尽可能将污染源包围起来，使污染物的扩散限制在最小的范围内，以便防止横向气流的干扰，减少排气量；
（2） 集气罩的吸气方向尽可能与污染气流运动方向一致，充分利用污染气流的
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初始动能；
（3） 在保证控制污染的条件下，尽量减少集气罩的开口面积，以减少排风量； （4） 集气罩的吸气气流不允许经过人的呼吸区再进入罩内； （5） 集气罩的结构不应妨碍人工操作和设备检修。 4.1.3 集气罩的选型
由于受工艺条件限制，一般产生有机废气的车间无法进行密闭，且喷气车间室内横向气流干扰较小，可采用外部集气罩的上部伞形罩，如图4-1所示.
图4-1 集气罩外形图
其基本参数如下：
排风量：Q=10000 m3∕h，钢板制圆形风管，取风速12m/s 罩口速度：对照表4-1，确定v=0.8m/s
表4-1 集气罩罩口速度
扬尘速度极低，
没有干扰气流 扬尘低速飞散， 无干扰气流 扬尘较高速飞散， 有较小干扰气流 扬尘高速飞散， 有干扰气流
条件举例
（1）烟尘从敞口容器外溢 （2）液面蒸发 （3）浸槽 （1）喷漆 （2）酸洗 （3）焊接
（1）开炼机、密炼机 （2）装袋、装桶 （3）解包车 （1）喷砂 （2）粉磨机 （3）砂轮机
罩口速度，m/s 0.25~0.5
[8]
0.5~1.0
1.0~2.5
2.5~10
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罩口面积：A0?Q?v5000 ?1.74m2 （4-1）3600?0.8?4?1.743.14?1.49m
罩口直径：D?4?A0? （4-2）
罩口直边长度： L2?0.2m （4-3）
L??罩口敞开面周长：
4A0?3.144?3.473.14?6.60m
? （4-4）
罩口喇叭口长度：L0?3d取L0?1.5d?1.5?0.6?0.9m （4-5） 罩的扩张角：α?90??arctan2L0D—d?2?0.92.12—0.6 （4-6） ?40?＜60（在允许范围内）?圆形工作台特征尺寸：d0?1.5m （4-7） 工作台至地面高度： HO?d0?1.5m （4-8）
又d0.6??0.4＞0.21.2＜D?2.12?1.41＜2.0（设计符合要求）d01.5d01.5 （4-9）
H＜0.7d0?0.7?1.5?1.05取H?1m （4-10）污染源至罩口高度：
4.2 填料塔的设计计算
4.2.1 填料塔简介
填料塔[6] [7] [9]是以塔内的填料作为气液两相间接触构件的传质设备。填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。填料的上方安装填料压板，以防被上升气流吹动。液体从塔顶经液体分布器喷淋到填料上，并沿填料表面流下。气体从塔底送入，经气体分布装置（小直径塔一般不设气体分布装置）分布后，与液体呈逆流连续通过填料层的空隙，在填料表面上，气液两相密切接触进行传质。填料塔属于连续接触式气液传质设备，两相组成沿塔高连续变化，在正常操作状态下，气相为连续相，液相为分散相。
当液体沿填料层向下流动时，有逐渐向塔壁集中的趋势，使得塔壁附近的液流量逐渐增大，这种现象称为壁流。壁流效应造成气液两相在填料层中分布不均，从而使传质效率下降。因此，当填料层较高时，需要进行分段，中间设置再分布装置。液体再分布装置包括液体收集器和液体再分布器两部分，上层填料流下的液体经液体收集器收集后，送到液体再分布器，经重新分布后喷淋到下层填料上。
填料塔具有生产能力大，分离效率高，压降小，持液量小，操作弹性大等优点。填料
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