明电答辩10.ppt

动力波清洗法回收空气中丙酮的工艺及设备设计 作 者：唐明电 专 业：化学工程与工艺 单 位：化学工程学院090602班 目 录 第1章 综述 第2章 实验研究 第3张 工艺设计及其改进 第4章 设备设计计算结果 第5张 结论 气体以较快的速度自上而下地进入洗涤管，洗涤液通过喷嘴自下而上的逆向喷入气流中，气液两相在洗涤管内高速逆向接触，当气液两相的动量达到平衡状态时，就会在洗涤管内形成一个高度湍动的泡沫区。接触表面积非常大，液体表面迅速更新，达到高效的传质效果。 洗涤效率高 工艺流程及设备结构简单，设备体积小 操作弹性大，气量适应范围大 洗涤压降小 适用范围广 第2章 实验研究 2.2 实验结果 2.3 实验结论 适宜的气速范围在1.8～2.5m/s之间，过小则不能形成泡沫区，过大则导致洗涤管内压力和压降过大。 洗涤水的出口速度保持在9～11m/s之间，过小达不到形成泡沫区的要求，过大则可能导致鼓泡接触，不利于传质。 液气比保持在0.018～0.023，才能形成稳定的泡沫区。 在最佳的操作条件下，可使洗涤管在常压下操作，减小设备的压力负荷。 最佳操作条件下，丙酮的回收率可达90%以上。 第3章 工艺设计及其改进 3.2 工艺及设备的改进措施 1. 洗涤管内隔板的设置和喷嘴分布形式的改进 2. 二次混合器的设置 3. 进气方式的改进 4. 气液分离装置和分离路径的改进 第4章 设备的设计计算结果 第5章 设计结结束语 创新点：以实验过程及数据为基础，设计了可解决实际生产问题的动力波清洗法回收车间空气中的丙酮的工艺及设备。尤其在设备设计过程中，结合专业知识，对设备及工艺作出四点改进，使回收效率得到较大提高。 * 长春工业大学本科毕业论文答辩 1.1 动力波洗涤的工作原理 第1章 综述 1.2 动力波装置的特点 2.1 实验装置流程图 17～23 0.012～0.048 60～148 15～25 1.8～5.0 6000 1.9 29 操作温度范围/℃ 操作液气比范围 液体流量范围(L/h) 气体丙酮含量范围/% 气体流量范围(m3/h) 洗涤液储量/mL 喷嘴直径/mm 洗涤管内径/mm 表2-1 实验设备的结构和操作参数 表2-2 动力波装置回收丙酮气体的设计参数 75 0.5～0.8 34～103 210～1098 0.9～1.3 0.018～0.023 9～11 1.8～2.5 丙酮回收率/% 洗水更换时的丙酮浓度/% 系统内压力范围/KPa 洗涤管内压降范围/Pa 液体喷射高度/m 操作液气比 液体出口流速（m/s） 气体流速（m/s） 3.1 工艺流程图 图3-1 内设隔板示意图 3-2 隔板和喷嘴的安装截面图 在洗涤管内设置隔板目的是减小气液两相接触的相对截面积，加剧两相接触的湍动程度；喷嘴由传统的单一喷嘴形式改为由三个喷嘴同时组成，提高了液相喷出时的分散程度，两者的目的都是为了使两相的接触更为充分，提高传质效率。 洗涤管底部设置二次混合器（即用电机带动的搅拌器），气液两相经过泡沫区洗涤后到达底部快速旋转的的混合器，气液两相在混合器内实现二次湍动接触，使得洗涤更加充分。 图3-3 搅拌桨1 图3-4 搅拌桨2、3 图3-5 搅拌器的安装形式示意图 传统的进气方式多采用单一的鼓风机或尾部引风机的进气形式，这种进气方式的最大弊端是要么使系统内的正压过大，要么使系统内的负压过大，这都会增加设备的压力负荷，缩短设备的使用寿命。 这里，我们同时采用鼓风机进气和尾部抽真空的方式进气，通过监测各个测压点压力状况，来调节鼓风机的进气量和真空泵的功率，力求使设备在常压下运行，减小设备运行的压力负荷，延长设备的使用寿命，降低洗涤压降，减少能量损失。 改进后 图3-6 传统工艺 图3-7 改进后的工艺 传统气液分离方式的三个缺点：一、从洗涤管中出来的气液混合物流速较快，虽然设置除沫器，但液沫夹带量仍较多；二、循环液储罐内液面上方必须预留较大的分离空间，增加设备体积浪费材料；三、丙酮极易挥发，进入储罐的气体流速较快加上储罐内洗水液面表面积过大，当吸收到一定程度后，极易造成丙酮的二次挥发，降低洗涤效率。 改进后的优点： 一、从洗涤管出来的气液混合物不再直接进入洗水储罐分离，而是在储罐的上方设置了体积较小的气液分离器，气液两相的分离在分离器内实现，减小设备体积； 二、两相分离后液体经由直径较小的管道流入洗水储罐，目的在于防止速度过快的气液混合物对储罐内洗水地扰动，减少洗水中已吸收丙酮的二次挥发； 三、改进后储罐内洗水的挥发表面积只等于分离器与储罐相连接的管道的截面积，相比于传统