三乙胺冷芯盒制芯尾气处理技术的研究

摘要

三乙胺冷芯盒制芯是1968年由美国Ashland油脂化学公司向铸造界推出的一种制芯技术，凭借其生产效率高、砂芯尺寸精度高、溃散性好、综合成本低等众多优点，推出不久便受到国内外铸造行业的欢迎，并得到了广泛的应用。时至今日，它已成为铸造行业最常用的制芯工艺。但是，在三乙胺冷芯盒制芯过程中产生的含三乙胺尾气，有毒，不仅污染了大气环境，而且对人的身体健康有害。采用经济、有效的方法解决三乙胺冷芯盒制芯过程中产生的含三乙胺尾气污染及胺回收问题，对铸造行业可持续发展和我国的生态文明建设具有重要的现实意义。
　　目前，有机废气处理的方法有液体吸收法、吸附法、燃烧法、膜分离法、冷凝法、生物法、等离子体法等，但是针对铸造生产中产生的含三乙胺尾气治理问题的研究少见报道。为解决三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收问题，本课题先后开展了活性炭吸附三乙胺可行性研究、活性炭吸附三乙胺后的脱附技术研究和冷凝法回收三乙胺技术研究，确定了“活性炭吸附+脱附+冷凝回收”的冷芯盒制芯含三乙胺尾气处理的技术方案，通过活性炭吸附解决三乙胺有机废气处理问题，然后将吸附的三乙胺从活性炭中解附出来，通过冷凝的方式加以回收，从而实现了冷芯盒制芯过程中含三乙胺尾气净化及胺的回收。
　　对活性炭吸附三乙胺的吸附量、适宜吸附层厚度、脱附率、回收率等相关参数进行了实验研究，发现活性炭对三乙胺的吸附量随活性炭层厚度的增加而增加，当吸附饱和时，单位质量活性炭吸附三乙胺的量为0.0389g/g;三乙胺尾气中胺的去除率随活性炭厚度的增加而增加，当活性炭厚度达到65mm时，三乙胺尾气中胺的去除率达到100％;吸附三乙胺后活性炭的胺脱附率随脱附时间的延长呈现先急剧增加，后趋于平缓的变化趋势，胺脱附率不随活性炭吸附-脱附三乙胺次数的增加而变化;脱附后三乙胺的回收率随空胺比的增加而降低，随冷凝水温度的降低而升高。
　　依据三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收技术方案和实验研究所得到的结果，开发了一种具有胺回收功能的三乙胺尾气处理装置。该装置由预处理器、尾气处理器和胺回收器三部分组成，预处理器是用于将尾气中夹杂的粉尘等固体颗粒去除;尾气处理器是利用活性炭对有机气体的吸附性，将尾气中三乙胺吸附下来，使之得到净化，然后利用活性炭的脱附性，将三乙胺从活性炭中解附出来;胺回收器是将脱附出的三乙胺气体液化成液体，进而将其回收，从而解决了三乙胺冷芯盒制芯尾气的处理问题，同时又实现了三乙胺的回收利用。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 三乙胺冷芯盒制芯工艺的发展及技术现状

1．2 国内外对含三乙胺有机废气治理的现状

1．2．1 国外对含三乙胺有机废气治理的现状

1．2．2 国内对含三乙胺有机废气治理的现状

1．3 本课题研究的意义

1．4 本课题研究的主要内容

第2章 三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收技术方案的确定

2．1 含三乙胺气体废气的处理

2．2 三乙胺的回收

2．3 三乙胺冷芯盒制芯尾气处理技术方案

第3章 活性炭对三乙胺气体吸附特性的研究

3．1 实验材料及仪器

3．2 实验方法

3．3 活性炭吸附三乙胺饱和量的确定

3．4 活性炭吸附层适宜厚度的确定

3．5 结论

第4章 三乙胺回收技术的研究

4．1 三乙胺脱附技术的研究

4．1．1 实验仪器

4．1．2 实验方法

4．1．3 脱附时间对活性炭吸附三乙胺脱附率的影响

4．1．4 循环次数对吸附三乙胺后活性炭脱附量的影响

4．2 冷凝法回收三乙胺的研究

4．2．1 实验仪器

4．2．2 实验方法

4．2．3 气流速度对冷凝法回收三乙胺量的影响

4．2．4 冷却温度对冷凝法回收三乙胺回收率的影响

4．3 结论

第5章 三乙胺冷芯盒制芯尾气处理及胺回收装置的开发

5．1 预处理器

5．2 尾气处理器

5．3 胺回收器

5．4 结论

第6章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

后记

攻读硕士学位期间论文发表及科研情况