动力波清洗法回收车间空气中丙酮的工艺及设备设计

摘要

动力波清洗技术是国际领先的净化回收技术，目前并没有在中国国内形成比较成熟的工艺系统，仅仅是小批量的试验性应用，在实验室中的小试过程中，动力波清洗技术已经得到了良好的成绩。本实验就是基于动力波清洗技术拓展应用范围，使其在丙酮回收方面的表现优于其它的回收方法。动力波技术简单的介绍就是气液高速对冲产生接触面的大程度湍动，液体四散形成湍动泡沫区，且泡沫区洗液表面积更新速度快，达到气液传质，吸收丙酮净化混合气体的目的。
　　本实验采用自制动力波洗涤装置，在动力波洗涤装置的实际操作中，通过模拟工厂含丙酮混合气的净化吸收找到最佳实验条件以及装置最佳性能的条件，确定了动力波清洗装置的负荷性能图，以及压力降最佳的操作液气比，改进了装置的缺陷。通过这一系列的实验得出，最佳的气速范围是0.953～2.069m/s，操作液气比是0.0155～0.0274，如果超出这个范围，随着液气比增加回收率会降低，也就是传质效率会下降，随着气速的增加，传质效率增大，在正常丙酮混合液的回收操作中，与上述实验操作得到的数据相符。
　　实验的关键在于怎样提高动力波清洗装置的清洗效果也就是丙酮的吸收率需要从两方面考虑，一是硬件方面:即动力波装置的改进，所以在实验得出的动力波装置工艺设计的基础上再次安装能提高吸收率的装置二次混合器，以及自制的旋转气液分离器;二是软件方面：也就是洗液的处理，丙酮溶于水但是实验的结果并不理想，根据吸收原理在原纯水洗液的基础上加入适量的表面活性剂，活性剂可以一定程度上加大纯水的表面粘性，在吸收丙酮的时候更加强有力，但是过多的表面活性剂又会使纯水由于粘度过高而不容易形成泡沫区，所以过多的表面活性剂又会降低丙酮的吸收率。最后，在动力波清洗工艺流程摸索明确之后，要进行实际的装置设计计算，包括管径，管高度和二次混合器及旋转气液分离器等等的计算。
　　实验的结果表明:动力波吸收丙酮的技术可行性高，有良好的前景，设备工艺流程简单，易于维修，建设投资少，回收效率高等优点。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 动力波洗涤装置阐述

1．1．1 湿式洗涤器

1．2 吸收丙酮工艺进展及方法

1．3 实验目的与意义

第二章 设备研究与数据采集分析

2．1 实验装置及方法

2．1．1 实验装置及流程

2．1．2 实验部分

2．2 实验数据分析

2．2．1 实验装置的流体力学特性

2．2．2 动力波洗涤法对丙酮回收的实验数据分析

2．3 实验结论

第三章 设备工艺设计与计算

3．1 工艺流程图及说明

3．1．1 工艺流程图

3．1．2 工艺流程说明

3．2 工艺及设备的重点设计与改进

3．2．1 洗涤管内喷嘴的改进以及相应措施

3．2．2 二次混合器的设置

3．2．3 进气方式的改进

3．2．4 旋转气液分离装置设计改进

3．3 洗涤管及其内部的设计与计算

3．3．1 洗涤管的设计依据

3．3．2 洗涤管的设计计算

3．3．3 隔板的设计及其尺寸的确定

3．3．4 喷嘴的设计及其口径的计算

3．3．5 洗涤管顶端进气口设计

3．3．6 二次混合器尺寸设计及安装形式

3．4 循环液储罐的设计与计算

3．4．1 储罐的设计依据

3．4．2 储罐容积设计与尺寸计算

3．4．3 储罐壁厚的数值计算

3．4．4 洗液储罐抗外压能力计算

3．5 气液分离器的设计与计算

3．5．1 气液分离器的设计依据

3．5．2 旋转气液分离器设计计算

3．5．3 旋转气液分离器壁厚设计计算

3．5．4 气液分离器抗外压能力设计计算

3．6 附属设备的选择

第四章 结论

致谢

参考文献

附录

作者简介

攻读硕士学位期间研究成果

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