1、本科毕业论文系列开题报告环境工程染整定型机废气治理工程设计1、选题的背景与意义11、选题的背景染整是现代印染的概念，是化学整理溶入印染行业后的科学定义。染整定型机废气具有温度高、湿度大、含油烟和成份复杂等特性，对大气环境质量、职工身体健康和企业安全生产危害极大。染整定型机运行时排放的废气不仅含有大量烟尘，同时还有聚苯类有机物、印染助剂、油等多种成分，每台定型机一般排放颗粒物150250MG/M3、油烟4080MG/M3。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐。严格说，定型机废气达标排放目前尚无国家标准，2006年绍兴市的“染整行动”为国
2、内印染定型机废气治理提供了借鉴的案例。绍兴市对印染定型机废气治理设备的要求标准废气治理设备安装后，废气收集率应达到90以上，总颗粒物的去除率应达到80，油烟去除率应达到75，对净化处理后的废水和废油有二次污染的防治措施，废油要能够回收利用，要节能、无二次污染。12、选题意义我国经济快速增长，各项建设取得巨大成就，但也付出了巨大的资源和环境代价，经济发展与资源环境的矛盾日趋尖锐，群众对环境污染问题反应强烈。温室气体排放引起全球气候变暖，备受国际社会广泛关注。进一步加强节能减排工作，也是应对全球气候变化的迫切需要，是我们应该承担的责任。纺织印染业定型机废气治理项目是一项多收益工程，项目实施后在提高
3、社区环境质量、改善车间工作环境等方面可产生长远的社会效益。同时通过废气治理工程的实施，可以回收烟气中的废油，产生一定的经济效益。热交换器增湿洗涤设备湿式静电除尘设备油水分离器废油回收污水处理厂2、研究的基本内容与拟解决的主要问题研究的基本内容了解定型机烟气净化的研究现状，并实地调查当前被投入实际应用的已成型设备，了解其技术关键、难点及待改进之处。将理论与实际相结合，提出将生产工艺改进了的新型的一成套净化设备。拟解决的主要问题1、改进现有定型机烟气净化设备的不足之处，提出可行的方案；2、绘制包括热回收、一体式净化塔和油水分离设备在内的全套设备的设计图纸，并探讨新型设备的经济技术可行性。3、设计的
4、方法与技术路线31设计的方法根据现有定型机烟气净化设备有很多的不足之处，提出采用“热能回收喷淋洗涤湿式静电”三级处理工艺，开发一种新型喷淋洗涤湿式静电除尘一体化设备。在热交换器上加入鼓风机。32技术路线排放鼓风机定型机烟气废油油污水废油4、研究的总体安排与进度2010年11月26日2010年12月15日，按照要求完成开题报告、文献综述及两篇外文翻译；2010年12月16日2011年5月6日，进行现场调查和资料收集分析，提出定型机烟气高效净化方案并优化；2011年5月7日2011年5月12日，完成论文的撰写工作，定稿，准备答辩；2011年5月13日，答辩。主要参考文献1林文川，庄锦烽染整业定型机
5、废气特性及控制技术J工业污染防治，1995,53149692染整业污染防治与环境管理实务手册M台湾经济部工业局编印,200243陈立秋染整工业节能减排技术指南M北京化学工业出版社，2009年1月4黄贞岚,张忠民,黄诗萱,龚媛媛静电除尘器除尘、节能效果分析J江西科学2008,2611401435范雪琳湿式静电除尘器常见故障分析及对策J煤化工2005,150516刘云，叶长明，方少明，等水吸收法净化纺丝油剂油烟废气的研究J郑州轻工业学院学报，2006，2125267B0Z0RGIY，KESHAVARZP，TAHERIM，ETA1SIMULATIONOFASPRAYSCRUBBERPERFORMAN
6、CEWITHEULERIANLAGRANGIANAPPROACHINTHEAEROSOLREMOVINGPROCESSJJOURNALOFHAZARDOTISMATERIALS，2006，B13715O95I78NANDYT，MANEKARP，DHODAPKARR，ETA1WATERCONSERVATIONTHROUGHIMPLEMENTATIONOFULTRAFILTRATIONANDREVERSEOSMOSISSYSTEMWITHRECOURSETORECYCLINGOFEFFLUENTINTEXTILEINDUSTRYACASESTUDYJRESOURCESCONSERVATIONAND
7、RECYCLING2007，51164779姜辉，高华生，李小明，朱建林循环水净化染整定型机废气的初步研究J环境污染与防治，2008，301414310EHECK用于纺织后整理工业的全套排气处理系统J国际纺织导报，2005,3312747511张娟,黎七中,李彦涛利用热风吹扫建立高效电除尘绝缘系统J工业安全与环保2005,317171812黄贞岚,张忠民,黄诗萱,龚媛媛静电除尘器除尘、节能效果分析J江西科学2008,26114014313徐伟,何燕,陈思嘉,黄伦达热管技术在余热回收应用中的发展J石油和化工节能2007,5111314陈鹏,唐大成,于英华新型湿式静电除尘器研究J辽宁工程技术大学学
8、报2003,22452252315AAMOSHKIN,NVIVANOV,VAKHROMOV,VSOSIPCHIK,ANDAAKUDASHOVEFFECTIVECONSTRUCTIONOFAPOLYMERICELECTROSTATICPRECIPITATORJGASANDWASTEWATERPURIFICATIONEQUIPMENT1991,8303116HANSJOACHIMSCHMID,STEFFENSTOLZANDHANSBUGGISCHONTHEMODELLINGOFTHEELECTROHYDRODYNAMICJFLOWFIELDINELECTROSTATICPRECIPITATORSF
9、LOW,TURBULENCEANDCOMBUSTION2002,68638917CROLLREYNOLDSELECTROSTATICPRECIPITATORGUARANTEESZEROOPACITYJPOLULTIONENGINEERING19961018傅梦飞印染行业火灾发生的原因及对策J安全科技，2004,12464819陈玲,奚旦立印染行业热定型机油烟废气检测方法研究J环境污染与防治,2009,311515820贝子洪,占建波电除尘器存在的问题及对策J湖北电力2003,2753940毕业论文文献综述环境工程染整定型机废气治理工程设计摘要染整定型机废气具有温度高、湿度大、含油烟和成份复杂等
10、特性，对大气环境质量、职工身体健康和企业安全生产危害极大1。本文系统介绍染整定型机废气的产生过程,综述现有处理技术中的机械净化、喷淋洗涤、静电除尘和焚烧技术的特点以及在处理过程中存在的问题、解决方法以及目前市场上工艺应用的现状及展望。关键词染整定型机废气；喷淋洗涤；静电除尘；湿式静电除尘；应用现状；展望纺织印染业定型机废气治理项目是一项多收益工程，项目实施后在提高社区环境质量、改善车间工作环境等方面可产生长远的社会效益。同时通过废气治理工程的实施，可以回收烟气中的废油，产生一定的经济效益。1、废弃的产生及成分印染行业为了改善纺织品的性质需在其中加入多种有机助剂和油剂,这样在高温定型过程中,这些
11、有机物质会大量挥发出来,形成染整定型机废气,对周围环境和居民生活造成很大影响,因此染整定型机废气的污染问题日益得到人们的重视2。印染定型机运行时排放的废气不仅含有大量烟尘，同时还有聚苯类有机物、印染助剂、油等多种成分，每台定型机一般排放颗粒物150250MG/M3、油烟4080MG/M33。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐。油来源于织物的性质和上道工序，如定型化纤品时废气中含有大量油雾，而纯棉织物的废气中含油量很低；尘来自于织物上的纤维及可燃粉尘；烟固体颗粒物。2、传统治理工艺定型机废气治理通常有水喷淋处理工艺和静电式处理工艺。2
12、1水喷淋处理工艺211、工作原理水喷淋处理工艺的工作原理定型机产生的高温废气进入废气净化器，在导流区经缓流、均流、扩散后进入喷淋区，烟气在喷淋区与高压水雾紊流接触，废气中的有害气体、纤维、尘、油雾被水雾捕集后经净化器底部排水口流入油水分离水箱中4。经喷淋净化、降温后的气体由喷淋区进入脱水区，脱水后的洁净气体由净化器顶部通过排风管道排入大气。定型机废气治理设备常见为水喷淋处理工艺，因为水喷淋工艺简单，设备并不复杂，就是用水泵向圆筒状的净化器内供水，经过筒内的喷嘴形成水雾，定型机的废气有排风机送入净化器，烟气在筒内穿过水雾，这样烟气中的油烟尘就被水雾捕集，烟气得以净化。净化器的回水将捕集到的油烟尘
13、带入水箱进行油水尘分离5。212、设备优势与缺点水喷淋式处理工艺应用于定型机废气治理，主要凸显以下优势A、无需加装引风机，充分利用原有排风机的富余风压，不增加电能损耗；B、有效保护定型机风管，消除火灾隐患（净化系统运行后兼有灭火功能）；C、烟气充分降温，有效回收废油产生经济效益；D、净化后的废气达标排放。然而这种设备的缺点是A、废水导致二次污染；B、如果设备产生质量问题或调试运行不当，就会导致烘箱内漏水，影响织物的品质6。22、静电式处理工艺221、工作原理静电式处理工艺原理为利用用强电场使灰尘颗粒带电，当带正/负电荷的微粒通过除尘电极时，分别被负/正电极板吸附，从而达到除尘目的7。静电式处理
14、对净化设备的工艺、结构要求相对较高。222、设备优势与缺点静电式处理工艺的优点A、不会产生二次污染；B、烟气净化效果好；C、不会有漏水现象；D、废油回收效果好。静电式净化器应用于定型机废气治理，主要存在以下不足A、必须先虑尘后净化，通常选用多级机械过滤网。由于定型机废气中含有大量纤维、油污，势必增加清理维护的工作量；B、定型机废气温度有时高达180200，即使废气温度较低的工况，也难免着火的情况。此时如果系统没有安全可靠地保护措施，静电式净化器通常会因一次火灾而报废；C、静电式处理对净化设备的工艺、结构要求相对较高8。223、设备存在的问题静电式净化器应用于定型机废气治理，应该考虑两个关键问题
15、1、必须先虑尘后净化，用机械过滤网还是其它需要专业的设计；2、必须解决防止净化器着火的问题，这个问题的解决办法可以考虑先降温再净化，同时要在净化器内安装自动喷淋灭火装置9。224、湿式净化技术针对以上的一些问题，可采用湿式净化技术。用水作为吸收剂，吸收染整定型机废气中的油烟颗粒10染整定型机废气具有较高的温度和湿度，同时油烟颗粒具有黏稠性，目前多采用湿式工艺处理，此法需消耗大量的水，同时容易产生二次污染11。研究表明，用循环水对染整定型机废气喷淋洗涤，在一定时间内有较高的净化效率，并且可以降低水的消耗量，同时有效减少二次污染的产生12。染整定型机废气中的油烟颗粒，经过水洗吸收在水中形成水包油型
16、乳浊液；在一定时间内，水对染整定型机废气的吸收速率保持稳定；水温的升高在一定程度上有利于提高对油烟颗粒的吸收13。对染整定型机废气进行湿式处理，可以采用循环水喷淋，既能保证较高的净化效率，又可节省用水量，同时减少二次污染的产生14。水洗液中浮油和分散油占很大比例，便于油水分离，在循环水设备中安装撇油装置，可以收集浓缩的废油，保证设备连续运行。采用湿式处理染整定型机废气，需保证对其进行有效地冷凝15。故确定循环水的用量和运行时间，经济、高效地处理染整定型机废气尚需进一步研究16。3、工艺的应用现状目前，运行中的静电式处理工艺几乎没有成功的案例，主要原因是一直没有有效解决定型机废气中的纤尘堵塞问题
17、，同时静电式处理大幅增加了设备投入成本和运行费用17。而水喷淋处理工艺因具有投资少（如LQDF型定型机废气治理系统每套市场价约人民币75万元）、运行费用低、治理效果明显等优点，已广泛应用于定型机废气治理工程18。4、展望目前，从环保的角度来看，染整定型机废弃治理的市场会非常的庞大。国内已经有很多家企业在生产定型机废气处理系统，浙江很多地方由于政府的环保立法，主要的单位已经安装使用19。我系承担2006年浙江省科技攻关重点项目“染整定型机废热回收与烟气净化关键技术与成套设备研究”，提出“热能回收喷淋洗涤湿式静电”三级处理工艺，开发了新型喷淋洗涤湿式静电除尘一体化设备，并在近百台定型机上成功应用2
18、0。现在主要限制染整定型机废弃治理工艺的普及的原因有很多，如先期的资金的投入，一套设备大概在10来万，小点的企业还承受不了。再则这套系统技术还不够成熟，还需要专业人员不断的创新探索。参考文献1林文川，庄锦烽染整业定型机废气特性及控制技术J工业污染防治，1995,53149692染整业污染防治与环境管理实务手册M台湾经济部工业局编印,200243陈立秋染整工业节能减排技术指南M北京化学工业出版社，2009年1月4黄贞岚,张忠民,黄诗萱,龚媛媛静电除尘器除尘、节能效果分析J江西科学2008,2611401435范雪琳湿式静电除尘器常见故障分析及对策J煤化工2005,150516刘云，叶长明，方少明
19、，等水吸收法净化纺丝油剂油烟废气的研究J郑州轻工业学院学报，2006，2125267B0Z0RGIY，KESHAVARZP，TAHERIM，ETA1SIMULATIONOFASPRAYSCRUBBERPERFORMANCEWITHEULERIANLAGRANGIANAPPROACHINTHEAEROSOLREMOVINGPROCESSJJOURNALOFHAZARDOTISMATERIALS，2006，B13715O95I78NANDYT，MANEKARP，DHODAPKARR，ETA1WATERCONSERVATIONTHROUGHIMPLEMENTATIONOFULTRAFILTRATIO
20、NANDREVERSEOSMOSISSYSTEMWITHRECOURSETORECYCLINGOFEFFLUENTINTEXTILEINDUSTRYACASESTUDYJRESOURCESCONSERVATIONANDRECYCLING2007，51164779姜辉，高华生，李小明，朱建林循环水净化染整定型机废气的初步研究J环境污染与防治，2008，301414310EHECK用于纺织后整理工业的全套排气处理系统J国际纺织导报，2005,3312747511张娟,黎七中,李彦涛利用热风吹扫建立高效电除尘绝缘系统J工业安全与环保2005,317171812黄贞岚,张忠民,黄诗萱,龚媛媛静电除尘器
21、除尘、节能效果分析J江西科学2008,26114014313徐伟,何燕,陈思嘉,黄伦达热管技术在余热回收应用中的发展J石油和化工节能2007,5111314陈鹏,唐大成,于英华新型湿式静电除尘器研究J辽宁工程技术大学学报2003,22452252315AAMOSHKIN,NVIVANOV,VAKHROMOV,VSOSIPCHIK,ANDAAKUDASHOVEFFECTIVECONSTRUCTIONOFAPOLYMERICELECTROSTATICPRECIPITATORJGASANDWASTEWATERPURIFICATIONEQUIPMENT1991,8303116HANSJOACHIMSC
22、HMID,STEFFENSTOLZANDHANSBUGGISCHONTHEMODELLINGOFTHEELECTROHYDRODYNAMICJFLOWFIELDINELECTROSTATICPRECIPITATORSFLOW,TURBULENCEANDCOMBUSTION2002,68638917CROLLREYNOLDSELECTROSTATICPRECIPITATORGUARANTEESZEROOPACITYJPOLULTIONENGINEERING19961018傅梦飞印染行业火灾发生的原因及对策J安全科技，2004,12464819陈玲,奚旦立印染行业热定型机油烟废气检测方法研究J环境
23、污染与防治,2009,311515820贝子洪,占建波电除尘器存在的问题及对策J湖北电力2003,2753940本科毕业设计环境工程染整定型机废气治理工程设计SHAPINGMACHINEWASTEGASTREATMENTENGINEERINGDESIGN染整定型机废气治理工程设计I染整定型机废气治理工程设计摘要染整定型机废气具有温度高、湿度大、含油烟和成份复杂等特性，对大气环境质量、职工身体健康和企业安全生产危害极大1。本文分析了现有的定型机废气治理工艺，并结合宁波本地的定型机废气治理情况，根据宁波染整行业的特点，设计用热管换热器对定型机废气进行余热回收利用、喷淋塔对废气进行喷淋净化、油水分离
24、器对废水进行油水分离的三级工艺流程，并分析了其经济效益和可行性。关键词染整定型机废气；热管换热器；喷淋塔；油水分离器；经济分析核算SHAPINGMACHINEWASTEGASTREATMENTENGINEERINGDESIGNABSTRACTSHAPINGMACHINEWASTEGASWITHHIGHTEMPERATURE,HUMIDITY,OILSMOKEANDINGREDIENTSCOMPLEXCHARACTERISTICS。ITSHARMFULTOTHEQUALITYOFTHEATMOSPHERICENVIRONMENT,WORKERHEALTHANDSAFETYPRODUCTIONEN
25、TERPRISESTHISPAPERANALYSESTHEEXISTINGSTENTERSWASTEGASTREATMENTPROCESSANDCOMBINEDWITHNINGBOLOCALSHAPINGMACHINEWASTEGASTREATMENTSITUATION，ACCORDINGTOTHECHARACTERISTICSOFNINGBODYEINGINDUSTRY，DESIGNTHREESTAGEPROCESSWITHHEATPIPEHEATEXCHANGERFORRECOVERYOFWASTEINSHAPEDMACHINEUSE，SPRAYTOWERHASACLEANINGTOWAS
26、TEGASANDTHEOILWATERSEPARATORFORWATEROILSEPARATIONOFWASTEWATERANALYZESTHEECONOMICBENEFITANDFEASIBILITYKEYWORDSSHAPINGMACHINEWASTEGASHEATPIPEHEATEXCHANGERSPRAYTOWEROILWATERSEPARATORECONOMICANALYSIS染整定型机废气治理工程设计I目录1引言32现有处理工艺介绍421水喷淋处理工艺4211工作原理4212设备优缺点422静电式处理工艺4221工作原理4222设备优缺点5223设备存在的问题5224湿式静电除尘5
27、3工艺选择与任务目标631工艺的选择632任务与目标633工艺特点64余热回收设备设计741热管简介742热管换热器7421简介7422热管换热器分类7423热管换热器的主要特点8424设计计算85废气净化设备喷淋塔设计计算1751喷淋塔的特点1752设计方案1853设计计算186废气净化设备隔油池设计计算2061隔油池2062隔油池的设计方案21621设计方案的选择21622平流式隔油池设计中常用的数据和措施2163设计计算22631已知条件22632设计计算227经济效益分析2671设备总投资2672年节约费用2773年产生费用27染整定型机废气治理工程设计II74成本回收时间27参考文献
28、28致谢错误未定义书签。染整定型机废气治理工程设计31引言印染行业为了改善纺织品的性质需在其中加入多种有机助剂和油剂,这样在高温定型过程中,这些有机物质会大量挥发出来,形成染整定型机废气,对周围环境和居民生活造成很大影响。印染定型机运行时排放的废气不仅含有大量烟尘，同时还有聚苯类有机物、印染助剂、油等多种成分，每台定型机一般排放颗粒物150250MG/M3、油烟4080MG/M3。所排放的油、烟、尘对人类身体健康和环境具有很大危害，定型机废气排放引起的污染问题也变得越来越尖锐。定型机废气的主要污染物油来源于织物的性质和上道工序，如定型化纤品时废气中含有大量油雾，而纯棉织物的废气中含油量很低；尘
29、来自于织物上的纤维及可燃粉尘；烟固体颗粒物。纺织印染业定型机废气治理项目是一项多收益工程，项目实施后在提高社区环境质量、改善车间工作环境等方面可产生长远的社会效益。同时通过废气治理工程的实施，可以进行余热回收利用，收集烟气中的废油，产生一定的经济效益。染整定型机废气治理工程设计42现有处理工艺介绍21水喷淋处理工艺211工作原理水喷淋处理工艺的工作原理定型机产生的高温废气进入废气净化器，在导流区经缓流、均流、扩散后进入喷淋区，烟气在喷淋区与高压水雾紊流接触，废气中的有害气体、纤维、尘、油雾被水雾捕集后经净化器底部排水口流入油水分离水箱中【1】。经喷淋净化、降温后的气体由喷淋区进入脱水区，脱水后
30、的洁净气体由净化器顶部通过排风管道排入大气。定型机废气治理设备常见为水喷淋处理工艺，因为水喷淋工艺简单，设备并不复杂，就是用水泵向圆筒状的净化器内供水，经过筒内的喷嘴形成水雾，定型机的废气有排风机送入净化器，烟气在筒内穿过水雾，这样烟气中的油烟尘就被水雾捕集，烟气得以净化。净化器的回水将捕集到的油烟尘带入水箱进行油水尘分离。212设备优缺点水喷淋式处理工艺应用于定型机废气治理，主要凸显以下优势【2】A、无需加装引风机，充分利用原有排风机的富余风压，不增加电能损耗；B、有效保护定型机风管，消除火灾隐患（净化系统运行后兼有灭火功能）；C、烟气充分降温，有效回收废油产生经济效益；D、净化后的废气达标
31、排放。然而这种设备的缺点是A、废水导致二次污染；B、如果设备产生质量问题或调试运行不当，就会导致烘箱内漏水，影响织物的品质。22静电式处理工艺221工作原理静电式处理工艺原理为利用用强电场使灰尘颗粒带电，当带正/负电荷的微粒通过除尘电极时，分别被负/正电极板吸附，从而达到除尘目的【3】。静电式处理对净化设备的工艺、结构要求相对较高。染整定型机废气治理工程设计5222设备优缺点静电式净化器应用于定型机废气治理的优点A、不会产生二次污染；B、烟气净化效果好；C、不会有漏水现象；D、废油回收效果好。静电式净化器应用于定型机废气治理，主要存在以下不足A、必须先虑尘后净化，通常选用多级机械过滤网。由于定
32、型机废气中含有大量纤维、油污，势必增加清理维护的工作量；B、定型机废气温度有时高达180200，即使废气温度较低的工况，也难免着火的情况。此时如果系统没有安全可靠地保护措施，静电式净化器通常会因一次火灾而报废；C、静电式处理对净化设备的工艺、结构要求相对较高【4】。223设备存在的问题静电式净化器应用于定型机废气治理，应该考虑两个关键问题1、必须先虑尘后净化，用机械过滤网还是其它需要专业的设计；2、必须解决防止净化器着火的问题，这个问题的解决办法可以考虑先降温再净化，同时要在净化器内安装自动喷淋灭火装置【5】。224湿式静电除尘针对以上的一些问题，可采用湿式净化技术。用水作为吸收剂，吸收染整定
33、型机废气中的油烟颗粒。染整定型机废气具有较高的温度和湿度，同时油烟颗粒具有黏稠性，目前多采用湿式工艺处理，此法需消耗大量的水，同时容易产生二次污染。研究表明，用循环水对染整定型机废气喷淋洗涤，在一定时间内有较高的净化效率，并且可以降低水的消耗量，同时有效减少二次污染的产生【6】。染整定型机废气中的油烟颗粒，经过水洗吸收在水中形成水包油型乳浊液；在一定时间内，水对染整定型机废气的吸收速率保持稳定；水温的升高在一定程度上有利于提高对油烟颗粒的吸收。对染整定型机废气进行湿式处理，可以采用循环水喷淋，既能保证较高的净化效率，又染整定型机废气治理工程设计6可节省用水量，同时减少二次污染的产生。水洗液中浮
34、油和分散油占很大比例，便于油水分离，在循环水设备中安装撇油装置，可以收集浓缩的废油，保证设备连续运行【7】。采用湿式处理染整定型机废气，需保证对其进行有效地冷凝。故确定循环水的用量和运行时间，经济、高效地处理染整定型机废气尚需进一步研究。3工艺选择与任务目标31工艺的选择宁波市印染行业很多，定型机产生的废气废水污染与生活环境的矛盾日益突出，因此染整定型机废气的污染问题日益得到人们的重视。根据实际调查宁波印染行业的情况，宁波印染行业以棉织物为主，产生的废气温度较高，油量大，还含有很多棉织物残渣。因此本设计采用“余热回收喷淋洗涤固液分离”的处理工艺来处理废气。32任务与目标任务设计计算分散式的热管
35、换热器（一个排烟口接一个热管换热器）、喷淋塔和油水分离的各种参数。绘制全套设备的设计图纸，并探讨新型设备的经济技术可行性。目标根据当前宁波投入实际应用的已成型设备，将理论与实际相结合，优化这套工艺。33工艺特点本处理工艺是根据宁波本地印染行业以棉织物为主的特点来设计的。具有工艺流程简单，造价较低的特点。同时采用热管换热器进行余热回收，换热效率提高，热管换热器本生不需要供电，维护起来也较为简单。染整定型机废气治理工程设计74余热回收设备设计41热管简介热管技术是1963年美国洛斯阿拉莫斯LOSALAMOS国家实验室的乔治格罗佛GEORGEGROVER发明的一种称为“热管”的传热元件,它充分利用了
36、热传导原理与致冷介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。热管技术以前被广泛应用在宇航、军工等行业，自从被引入散热器制造行业，使得人们改变了传统散热器的设计思路，摆脱了单纯依靠高风量电机来获得更好散热效果的单一散热模式，采用热管技术使得散热器即便采用低转速、低风量电机，同样可以得到满意效果，使得困扰风冷散热的噪音问题得到良好解决，开辟了散热行业新天地【8】。42热管换热器421简介由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小、有利于控制露点腐蚀等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、交通、轻纺、机械等行业中
37、，作为废热回收和工艺过程中热能利用的节能设备，取得了显著的经济效益。422热管换热器分类染整定型机废气治理工程设计8按照热流体和冷流体的状态，热管换热器可分为气气式、气汽式、气液式、液液式、液气式。按照热管换热器的结构形式可分为整体式、分离式和组合式。423热管换热器的主要特点1、热管换热器可以通过换热器的中隔板使冷热流体完全分开，在运行过程中单根热管因为磨损、腐蚀、超温等原因发生破坏时基本不影响换热器运行。热管换热器用于易然、易爆、腐蚀性强的流体换热场合具有很高的可靠性。2、热管换热器的冷、热流体完全分开流动，可以比较容易的实现冷、热流体的逆流换热。冷热流体均在管外流动，由于管外流动的换热系
38、数远高于管内流动的换热系数，用于品位较低的热能回收场合非常经济。3、对于含尘量较高的流体，热管换热器可以通过结构的变化、扩展受热面等形式解决换热器的磨损和堵灰问题。4、热管换热器用于带有腐蚀性的烟气余热回收时，可以通过调整蒸发段、冷凝段的传热面积来调整热管管壁温度，使热管尽可能避开最大的腐蚀区域【9】。424设计计算4241设计规范热管换热器设计计算的主要任务在于求取总传热系数U，然后根据平均温差及热负荷求得总传热面积A，从而定出管子根数。由此可见，热管换热器的设计和常规换热器设计有相似之处。但设计中应考虑如下特殊点1热管换热器设计应遵循一条重要的原则，即把迎面风速标况限制在23M/S的范围内
39、，风速过高会导致压力降过大和动力消耗增加，风速过低会导致管外膜传热系数降低，管子的传热能力得不到充分的发挥在设计前应当对热管翅片管的一些参数有所了解。以便根据实际情况选择合适的参数作为原始数据。单从制造角度来看，管子外径、翅片高度、翅片厚度和翅片间距不希望有过多的变化，因为翅片焊接镶嵌机器的参数变化范围是有限的。2一般单根热管的传输功率随加热段长度的增加而增加，管径增大，传热面也增大，且热管内部阻力减小，故传递功率也随之增大。管径为25MM的热管，加热段长5002300MM，在气一气换热条件下，其功率范围大致为1,153,5KW管径51MM的热管一般加热段长为染整定型机废气治理工程设计9240
40、02750MM，传递功率约为67KW。这与加热段的翅片数及两种流体的温差有关。需要指出的是这并不表明热管只能传递这样多的功率，实验表明在大温差或气液换热的情况下，热管的传递能力远远大于此数值。因而一般热管换热器设计主要不是考虑热管内部的极限能力，而是考虑输入和输出的传热条件。除非在管径很细，管子很长，翅片很密，或工作介质的传输因数较低联苯等有机介质的情况下。总之，热管的内部传热极限能力一般不是首先考虑的因素。3热管换热器的设计应特别重视原始设计参数，因为一般作为余热回收设备往往总是在已运转的系统中作为附加设备设计的。因此对前后设备的影响要求颇为严格，现场原始参数气温、气量必须精确测定。根据场地
41、情况、系统的要求压降、温降等，选择合适的结构。（4对重要的工程以及在缺少经验的情况下，一些重要的设计参数公式传热系数、压力降应进行必要的试验，予以验证【10】。4242设计计算过程一、设定参数定型机排烟温度为200C，总排烟量10000M3/H，采用分散式热回收，共八个排口需要八台换热器，则每个排口HV1250M3/H换热器废气进口温度H1T180C。设出口温度H2T120C需要的助燃空气量CV1250M3/H空气进热管换热器温度1T20C根据南京热管技术开发中心提供的热管参数【11】，选用水为热管工质，管壳材料为20号钢，翅片材料为低碳钢，翅片与管壳连接方式为高频焊接。热管参数为光管外径DO
42、0032M热管全长L1M蒸发段长为06M，冷凝段为04M热管内径D10027M，翅片高度LT0015M，翅片厚度T12MM，翅片间距FS4MM翅片节距TFS52MM。染整定型机废气治理工程设计10翅片型式为等厚度环翅片每米热管长的翅片数NT11000/52192片热管换热器管子排列形式为等边三角形排列【12】，如图1所示横向管子中心距ST0067MSLST0067M图1管子排列形式二、设计计算1计算传热量Q1烟气定性温度2T21HFHHTT2120180150C查得定性温度下烟气的参数【13】为定压热比HPC11KJ/KGC密度HT075KG/M3导热系数HFK40/102W（MC）黏度HF2
43、45）（SM/KG106普兰德系数PR0672烟气放出热量HQ染整定型机废气治理工程设计11HFHHVQHPC）（HHTT21125007511（180120）619KW3热管传至冷空气侧的热量CQ考虑烟气侧有5热损，故CQ619095588KW4冷空气实际获得热量CQ考虑冷侧5的热损CQ588095558KW（2）冷空气出口温度2T及对数平均温差TM1）冷空气出口温度2T2T1TPFCCQCV查表得HPC1009KJ/KGC代入上式，得2T108C2121MTTLNTTT37502872C2空气侧定性温度及参数空气侧定性温度染整定型机废气治理工程设计122TTT21F64C查得64时空气的物
44、性参数为定压热比PC1009KJ/KGC密度F1060KG/M3导热系数F290）（CWM/102黏度F201）（SM/KG106普兰德数PR069（3）确定迎风面积A，及迎风面管排数B设冷、热侧迎风面积相等，热管几何尺寸及翅片参数亦相等【14】，并取标准迎面风速52WNM/S1）烟气侧迎风面积HXA空气侧迎风面积EXANVAWHHX523600/1250016M2HXAEXA2迎风面宽度E根据现场实际情况，并考虑现场安装位置，需将热管换热器置于水平面之上，且热管换热器迎风面宽度E不应该大于烟道宽度（设烟气通道为12X12M2），则设E06M。已知采用迎面横向管子中心距ST0067M，因而迎风
45、面管排数B为TSEB895根，取B9根。染整定型机废气治理工程设计13取热管换热器中间隔板厚度为004M，则热管总长度为104M。3实际迎风面积HXAHXA014M24求总传热系数UH管束最小流通截面积NFABLSNFATLN2DTTT）（）（042M2流体最大质量流速GMAX热侧NFAVGHFHFHMAX154HM/KG1023冷侧NFAVGFFMAX145HM/KG1023求REF热侧HFHMAXHFDEGR631036005240320104155587冷侧FMAXFDEGR631036001200320105146444求流体给热系数HT根据南京化工学院对南京热管技术开发中心所生产之水
46、碳钢热管在试验台上实测结果，用下列公式染整定型机废气治理工程设计143/163380RE13700UPRN热侧3/163380HFHFHFREDK13700HPR5812CW2M/冷侧3/163380FFFREDK13700HPR4320CW2M/5求翅片效率T热侧FWHFHFHTKH2L063冷侧FWFFTKH2L055由图2【15】得染整定型机废气治理工程设计15图2圆形翅片管的肋效率得出880HF；900F6）求每米长热管管外总表面积AH每米长热管的翅片表面积AF为FFF22FNDDD42L）（045M/M2每米长翅片间光管表面积AB为）（FFN1D0077M/M2每米热管管外总表面积A
47、HBFHAAA0527M/M27求管外有效给热系数热侧HHHFHFHRHFHFEHHAAA）（染整定型机废气治理工程设计164651CW2M/冷侧HFFRFFEHHAAA）（3650CW2M/8求管壁热阻RM及污垢热阻RY热侧YYHYKR000035WC/M2冷侧可略去不计金属管壁热阻WWWKR0000057WC/M2冷侧相等9求总传热系数HUFEHIHHPHYHHHYHWHHHWHFEH1H2RR2H11AAAAAAUHH）（推出HU175CW2M/4求加热侧总传热面积MHTHCHUQA72517108553染整定型机废气治理工程设计174432M（5）所需热管数NHHNLAAHH15270
48、3448406根（6）取热管数为85根换热器纵深排数MBNM98594排取10排。排列方式为595885。（7）热管换热器尺寸根根据中进行试验测试的结果表明【16】,热管换热器中的热管横放比竖放效果要好，为了让热管内部的液体完全参与循环，横放最佳倾斜角度为59，本设计取倾斜角度为5。得出热管换热器尺寸长度104MCOS5两侧挡板008M112M高度热管排数10STSIN5104M076M宽度90330067022052M5废气净化设备喷淋塔设计计算51喷淋塔的特点在气态污染物治理中应用最普遍的是填料吸收塔。填料吸收塔分为错流式、顺流式和逆流式填料塔，吸收效果属逆流式最好【17】，错流式次之，顺
49、流式最差。但逆流式填料塔较高染整定型机废气治理工程设计18不易安装固定、阻力大、能耗大，而错流式填料塔易安装易固定，且阻力小，能耗小。本设计立式填料吸收塔进行废气处理。其机理是用胶花（PP）作填料，以含化学药品的液体作为喷淋液，以波纹板作为脱水装置。当液体喷洒到填料上时便形成液膜，该液膜使气液两相接触面积增大，使之充分接触，在此接触的过程中液相与气相之间发生物理溶解和化学反应过程，从而废气中的有害成份得以去除。喷淋吸收塔的特点有增强喷淋密度、喷淋液中投加化学试剂，提高了吸收速率。吸收塔内的填料及喷嘴易取出吸收塔进行清洗。52设计方案本设计主要目的在于烟气喷淋降温，因此本设计逆流式喷淋塔，不考虑填料。53设计计算烟气流量Q为10000M3/H,用水量为C为30M3/H，空塔流速为V2M/S
