安全工程專業(yè)工業(yè)防毒技術(shù)經(jīng)典課件工業(yè)防毒技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

（優(yōu)選）安全工程專業(yè)工業(yè)防毒技術(shù)經(jīng)典課件工業(yè)防毒技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展現(xiàn)在是1頁\一共有25頁\編輯于星期五特點(diǎn)：1）適宜凈化高濃度廢氣，特別是有害組分單純的廢氣2）可以作為燃燒與吸附凈化的預(yù)處理3）可用來凈化含有大量水蒸氣的高溫廢氣4）所需設(shè)備和操作條件比較簡單，回收物質(zhì)純度高，但用來凈化低濃度廢氣時(shí)，需要將廢氣冷卻到很低的溫度，成本較高第一節(jié)有害蒸氣的冷凝回收--2--現(xiàn)在是2頁\一共有25頁\編輯于星期五一、冷凝原理（一）飽和蒸氣壓與溫度的關(guān)系以冷卻的方法使空氣中的蒸汽凝成液體，其極限就是冷卻溫度下的飽和蒸氣壓。此外，某些有機(jī)溶劑的飽和蒸氣壓也可以按下式計(jì)算第一節(jié)有害蒸氣的冷凝回收--3--現(xiàn)在是3頁\一共有25頁\編輯于星期五第一節(jié)有害蒸氣的冷凝回收（二）冷凝的極限與使用范圍如果已知空氣中某種有機(jī)蒸氣的壓力，對應(yīng)于此分壓數(shù)值的飽和蒸氣壓下的溫度即為該混合氣體的露點(diǎn)溫度。如果已知混合氣體在溫度t時(shí)所含蒸氣的壓力，則空氣中該蒸氣的濃度可按下式計(jì)算--4--現(xiàn)在是4頁\一共有25頁\編輯于星期五第一節(jié)有害蒸氣的冷凝回收冷凝回收技術(shù)的關(guān)鍵是冷卻溫度，冷卻溫度越低，凈化程度越高。冷凝回收還適用于處理含有大量水蒸氣的高濕廢氣，在這種情況下，廢氣中部有機(jī)物質(zhì)或其他有害組分可以溶解在冷凝液體中。冷凝液以及冷卻水可以起洗滌氣體的作用。冷凝回收的冷卻方法，可以分為直接法和間接法。直接冷卻法使用的是接觸冷凝器；間接法使用表面冷凝器。--5--現(xiàn)在是5頁\一共有25頁\編輯于星期五二、冷凝裝置在冷凝操作中所使用的設(shè)備稱為冷凝設(shè)備。按照流體流動(dòng)方式的不同，冷凝器分為直接接觸式冷凝器和間壁式冷凝器。（一）直接接觸冷凝器冷熱兩流體是以直接混合的方式進(jìn)行熱量交換的。常用于氣體的冷卻或含大量水蒸氣的高濕廢氣的冷凝。多以冷水為冷卻劑，凝結(jié)的液體或溶解在水中，或形成與水不相溶的液體。（二）間壁式換熱器間壁式換熱器的特點(diǎn)是冷熱兩流體間由傳熱壁面隔開，以使兩種流體不相混合而完成熱量傳遞。--6--現(xiàn)在是6頁\一共有25頁\編輯于星期五1、管式換熱器

1）沉浸式換熱器

這種換熱器是將金屬管彎繞成各種與容器相適應(yīng)的形狀（多盤成蛇形，常稱蛇管），并沉浸在容器內(nèi)的液體中。蛇管內(nèi)、外的兩種流體進(jìn)行熱量交換。常見的蛇管形式如圖所示。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，能承受高壓，可用耐腐蝕材料制造缺點(diǎn)：容器內(nèi)液體湍動(dòng)程度低，管外對流傳熱系數(shù)小。

--7--現(xiàn)在是7頁\一共有25頁\編輯于星期五--8--現(xiàn)在是8頁\一共有25頁\編輯于星期五--9--現(xiàn)在是9頁\一共有25頁\編輯于星期五--10--現(xiàn)在是10頁\一共有25頁\編輯于星期五3）套管式換熱器

套管式換熱器是由大小不同的直管制成的同心套管，并由U型彎頭連接而成。每一段套管稱為一程，每程有效長度約為4~6m，若管子過長，管中間會(huì)向下彎曲。在套管式換熱器中，一種流體走管內(nèi)，另一種流體走環(huán)隙.適當(dāng)選擇兩管的管徑，兩流體均可得到較高的流速，且兩流體可以為逆流，對傳熱有利。另外，套管式換熱器構(gòu)造較簡單，能耐高壓，傳熱面積可根據(jù)需要增減，應(yīng)用方便缺點(diǎn)：管間接頭多，易泄露，占地較大，單位傳熱面消耗的金屬量大。因此它較適用于流量不大，所需傳熱面積不多而要求壓強(qiáng)較高的場合。--11--現(xiàn)在是11頁\一共有25頁\編輯于星期五--12--現(xiàn)在是12頁\一共有25頁\編輯于星期五

4）列管式換熱器在列管式換熱器中，由于管內(nèi)外流體溫度不同，管束和殼體的溫度也不同，因此它們的熱膨脹程度也有差別。若兩流體的溫差較大，就可能由于熱應(yīng)力而引起設(shè)備變形，管子彎曲，甚至破裂或從管板上松脫。因此，當(dāng)兩流體的溫差超過50℃時(shí)，就應(yīng)采用熱補(bǔ)償?shù)拇胧?。根?jù)熱補(bǔ)償方法的不同，列管式換熱器分為以下幾種主要形式：（1）固定管板式--13--現(xiàn)在是13頁\一共有25頁\編輯于星期五（1）固定管板式

固定管板式的兩端管板和殼體制成一體。因此它具有結(jié)構(gòu)簡單和成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是殼程清洗和檢修困難，要求殼程流體必須是潔凈而不易結(jié)垢的物料。當(dāng)兩流體的溫差較大時(shí)，應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。即在外殼的適當(dāng)部位焊上一個(gè)補(bǔ)償圈，當(dāng)外殼和管束熱膨脹不同時(shí)，補(bǔ)償圈發(fā)生彈性變形（拉伸或壓縮），以適應(yīng)外殼和管束不同的熱膨脹程度。這種補(bǔ)償方法簡單，但不宜應(yīng)用兩流體溫差過大（應(yīng)不大于70℃）和殼程流體壓強(qiáng)過高的場合。--14--現(xiàn)在是14頁\一共有25頁\編輯于星期五--15--現(xiàn)在是15頁\一共有25頁\編輯于星期五（2）浮頭式換熱器浮頭式換熱器的特點(diǎn)是有一端管板不與外殼連為一體，可以沿軸向自由浮動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)不但完全消除了熱應(yīng)力的影響，且由于固定端的管板以法蘭與殼體連接，整個(gè)管束可以從殼體中抽出，因此便于清洗和檢修。故浮頭式換熱器應(yīng)用較為普遍，但它的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，造價(jià)較高。--16--現(xiàn)在是16頁\一共有25頁\編輯于星期五--17--現(xiàn)在是17頁\一共有25頁\編輯于星期五（3）U型管式換熱器

U型管式換熱器每根管子都彎成U型，進(jìn)出口分別安裝在同一管板的兩側(cè)，封頭用隔板分成兩室。這樣，每根管子可以自由伸縮。而與其他管子和殼體均無關(guān)。這種換熱器結(jié)構(gòu)比浮頭式簡單，重量輕，但管程不易清洗，只適用于潔凈而不易結(jié)垢的流體，如高壓氣體的換熱。--18--現(xiàn)在是18頁\一共有25頁\編輯于星期五--19--現(xiàn)在是19頁\一共有25頁\編輯于星期五2、板式換熱器

1）夾套式換熱器

夾套式換熱器式最簡單的板式換熱器，它是在容器外壁安裝夾套制成，夾套與容器之間形成的空間為加熱介質(zhì)或冷卻介質(zhì)的通路。這種換熱器主要用于反應(yīng)過程的加熱或冷卻。在用蒸汽進(jìn)行加熱時(shí)，蒸汽由上部接管進(jìn)入夾套，冷凝水由下部接管流出。作為冷卻器時(shí)，冷卻介質(zhì)（如冷卻水）由夾套上部接管進(jìn)入，由下部接管流出。夾套式換熱器結(jié)構(gòu)簡單，但其加熱面受容器的限制，且傳熱系數(shù)也不高。為提高傳熱系數(shù)，可在器內(nèi)安裝攪拌器，為補(bǔ)充傳熱面的不足，也可在器內(nèi)安裝蛇管。

--20--現(xiàn)在是20頁\一共有25頁\編輯于星期五--21--現(xiàn)在是21頁\一共有25頁\編輯于星期五2）螺旋板式換熱器

螺旋板式換熱器是由兩張間隔一定的平行薄金屬板卷制而成，在其內(nèi)部形成兩個(gè)同心的螺旋形通道。換熱器中央設(shè)有隔板，將螺旋形通道隔開，兩板之間焊有定距柱以維持通道間距。在螺旋板兩側(cè)焊有蓋板。冷熱流體分別通過兩條通道，在器內(nèi)逆流流動(dòng)，通過薄板進(jìn)行換熱。螺旋板式換熱器的優(yōu)點(diǎn)：1）傳熱系數(shù)高：螺旋流道中的流體由于慣性離心力的作用和定距柱的干擾，在較低的雷諾數(shù)（一般Re=1400~1800或更低些）下即達(dá)到湍流，并且允許選用較高的流速（對液體為2m/s，氣體為20m/s），故傳熱系數(shù)較高。如水對水的換熱，其傳熱系數(shù)可達(dá)2000~3000W/（m2.K），而列管式換熱器一般為1000~2000W/（m2.K）。--22--現(xiàn)在是22頁\一共有25頁\編輯于星期五--23--現(xiàn)在是23頁\一共有25頁\編輯于星期五2）不易結(jié)垢和堵塞：由于流體的速度較高，又有慣性離心力的作用，流體中懸浮的顆粒被拋向螺旋形通道的外緣而受到流體本身的沖刷，故螺旋板換熱器不易結(jié)垢和堵塞，適合處理懸浮液及粘度較大的介質(zhì)。3）能利用溫度較低的熱源：由于流體流動(dòng)的流道較長和兩流體可進(jìn)行完全逆流，故可在較小的溫差下操作，能充分利用溫度較低的熱源。4）結(jié)構(gòu)緊湊：單位體積的傳熱面積為列管式的3倍，可節(jié)約金屬材料。螺旋板換熱器的主要缺點(diǎn)是：（1）操作壓強(qiáng)和溫度不宜太高：目前最高操作壓強(qiáng)不超過2Mpa，溫度不超過300~400℃。（2）不易檢修：因整個(gè)換熱器被焊成一體，一旦損壞，修理很困難。--24--現(xiàn)在是24頁\一共有25頁\編輯于星期五第二節(jié)有害廢氣的生物凈化工業(yè)廢氣的微生物處理技術(shù)是利用微生物的生物化學(xué)作用，以廢氣中的有機(jī)成分作為其生命活動(dòng)的能源和營養(yǎng)物質(zhì)，通過分解代謝和合成代謝，使有機(jī)物降解，轉(zhuǎn)化為簡單的無機(jī)物，同時(shí)合成微生物細(xì)胞物質(zhì)。這種技術(shù)具有設(shè)備簡單