硝基苯在廢氣(100 ℃)中呈現(xiàn)霧狀分散形式,需冷凝回收。其在70攝氏度以下時(shí),凝結(jié)成固態(tài)狀。70 ℃以上時(shí)呈液態(tài)狀。要求廢氣溫度100 ℃,降低到45 ℃,廢氣量每小時(shí)6000m³。
公司就以上參數(shù)提出回收方案以供參考:
回收方案大致可分為兩種 :
1、物理回收(通過(guò)降溫凝結(jié),再加熱液化)。
2、化學(xué)回收(可采取脫硝處理,回收物非硝基苯,這個(gè)方法屬于化工工藝范疇,我方無(wú)法設(shè)計(jì),所以不詳細(xì)解釋?zhuān)?br />
采取物理回收(換熱器選擇):
考慮到表面晶體凝結(jié),經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,晶體附著換熱表面,影響傳熱系數(shù),降低換熱效率。所以我方建議選擇螺旋板換熱器,其實(shí)際換熱面積為整版卷制,通道中間用定位距固定,定位距不計(jì)算換熱面積,但是增加了晶體凝結(jié)面積,其余(列管換熱器、板式換熱器、套管換熱器、翅片式散熱器等)均換熱面積=凝結(jié)面積。就凝結(jié)面積而言,螺旋板換熱器在相同換熱面積情況下,凝結(jié)表面積比其它換熱器提高15%。
采取物理回收(設(shè)計(jì)方案):
如圖設(shè)計(jì)所示,假設(shè)其中廢氣通道為 A 通道,100℃廢氣從右側(cè)進(jìn)口進(jìn)入,經(jīng)過(guò)冷卻循環(huán)從底部出口流出,此時(shí)另一個(gè) B 通道(左側(cè)和上端)為冷介質(zhì)(常溫水),用以冷卻廢氣,使之在換熱器內(nèi)部 A 通道表面凝結(jié)成晶體,飽和之后,關(guān)閉廢氣進(jìn)口,原 B 通道的冷介質(zhì),改為熱介質(zhì)(蒸汽)進(jìn)行對(duì) A 通道的加熱,使 A 通道的硝基苯晶體溶解成液態(tài)回收。
此設(shè)計(jì)為了考慮在冷卻和加熱切換過(guò)程中,對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行不造成影響,需采用多臺(tái)換熱器并聯(lián),一套在加熱硝基苯晶體時(shí),關(guān)閉進(jìn)氣通道,一套在冷卻廢氣時(shí)打開(kāi)進(jìn)氣通道,飽和后相互切換。
采取物理回收(換熱面積):
根據(jù)提供的數(shù)據(jù)要求,約1200㎡,廢氣氣體流速約12米/秒,通道壓力值約0.7MPa,(由于提供的數(shù)據(jù)并不完整全面,我方氣體參數(shù)選擇為:高溫飽和煙氣:CO2=0.13;H2O=0.11;N2=0.76)。
采取物理回收(未知參數(shù)與影響和解決思路):
1、硝基苯的結(jié)晶速率,在12米/秒的氣體流速下,結(jié)晶速率關(guān)系到回收率的問(wèn)題。廢氣能在換熱器中冷卻到45℃,但是凝結(jié)不完全的話(huà),可能在出口外部管路中凝結(jié)成晶體。措施:遇到此情況,可以在煙氣出口外部加裝一個(gè)凝結(jié)緩沖器(考慮選用翅片管,自然凝結(jié),凝結(jié)表面積大,加熱回收液體也比較好操作。)
2、飽和狀態(tài)時(shí)間,現(xiàn)在不知道熱交換進(jìn)行多久,換熱器內(nèi)部晶體凝結(jié)飽和,然后切換為加熱模式進(jìn)行液化(此數(shù)據(jù)非實(shí)驗(yàn)不可得)。如果濃度高,那么切換的單位時(shí)間短一點(diǎn),盡量別飽和再切換。如果濃度低,那么切換的單位時(shí)間可以適當(dāng)加長(zhǎng)。這個(gè)飽和態(tài),是可以用數(shù)據(jù)估算的,比方一天的廢氣進(jìn)氣量?jī)?nèi)含多少硝基苯,一天切換之后回收到多少。如果持平,說(shuō)明沒(méi)有飽和,如果回收量少于應(yīng)有數(shù)值,說(shuō)明已經(jīng)飽和了。
采取物理回收( 建議 ):
任何物理參數(shù)及結(jié)果都需要實(shí)驗(yàn)所得。受影響因素很多。很多數(shù)據(jù)非實(shí)驗(yàn)不可得?,F(xiàn)有理論數(shù)值只能指導(dǎo)我們無(wú)限接近預(yù)期要求(不考慮成本、增大設(shè)備的情況下)。
所以,如果有條件的情況下,可以在廢氣主管路上接一臺(tái)換熱器,來(lái)觀察和實(shí)驗(yàn)得到結(jié)果。