尾气净化的装置处理-EPS 三苯有害气体

摘自：《铸造技术》

1、消失模铸造尾气的测定

1. 1测定方法

消失模尾气的测定方法通常采用富集采样法。本研究的尾气采样地点为河北炊花铸造有限公司的消失模生产车间。该车间每天生产5 炉, 每炉浇注10箱。根据铸造生产间歇式的特点, 选择在第4 炉浇注完后进行采样, 采样时间为1 h, 刚好在第5 炉浇注完后停止采样。

富集采样法一般是将大气采样器配合采样管或液体吸收管使用, 适用于采集低浓度的有害气体。采样装置如图1 所示。样品采集完后, 用橡胶把采样管的两端封好, 做好标记,放进棕色的口袋内, 带回实验室进行样品分析。

用盛有10 mL 二硫化碳的具塞试管分别对A、B段活性碳吸附的有机尾气进行解吸, 解吸30 min 后, 用该解吸液进行测定, 进样量选用1L。根据气相色谱分析所得谱图中的峰面积, 由标准曲线可以换算出进样量中所含有机尾气的毫克数, 假定其质量为mi , 那么该有机尾气在空气中的浓度可用下式计算：

1. 2 尾气成分

经过大气采样器采集后分析得知, 气体的成分主要为苯、甲苯、苯乙烯。然而由于大气采样器收集的是某个时间段内的气体, 具体分析还需精确测试。因此,以下的实验采用50 mL 注射器在真空泵排出口每隔一段时间取一个20 mL 样品, 用橡胶帽封好注射器入口, 编好序号。把样品带到实验室进行色谱分析, 得到的色谱图如图2, 分析结果见表1。大气采样器的分析结果如表2。

1.3 尾气相关参数

1. 3.1 尾气温度

用水银温度计测量真空泵排出口气体的温度为50℃ , 周围环境温度33℃

1. 3.2 尾气压力

用S型皮托管来测量真空泵排出口气体的动压。测量管道内气流的动压, 要求皮托管安装处前10 倍管径范围内不允许有弯头、阀门、变径等影响气体流动的结构。为了满足上述条件, 在真空泵排出口串接一段与排出口管内径相同的塑料安装管。由于S 型皮托管的管嘴处在管道截面中心处, 因此, 测得的为管道中气流的最大动压, 计算如下：

在真空泵开启和关闭的过程中, U 型压力计的读数会有波动, 但在真空泵正常工作时, 压力计测得的压差稳定在8 % 2 mm 水柱范围内。

1. 3.3 尾气流量

排气流量可用动压与流速的关系来进行计算。

由于测得的动压为最大动压值, 所以上式计算出的是管道中最大流速。要计算气体的流量, 必须知道管道内气体的平均流速。根据参考文献[ 2] , 对于一般动压在10 mm 水柱内, 直径小于2 000 mm 的风管, 平均流速为最大流速的0. 84 倍, 即：

2、尾气净化实验装置的研制

研究表明, 有机尾气处理方法多采用催化燃烧法, 这种方法符合消失模车间的特点, 能耗低, 效率高。催化燃烧的一般流程如图3 所示。

2. 1 催化床的设计

2. 2 预热室的设计

预热室的作用是使气体达到一定的温度, 然后进行催化燃烧。一般气体在100~ 300℃之间才可以有效的催化燃烧。预热室的预热是通过电加热管来实现的, 下面通过计算公式来求出电加热管的参数。假定热量损失为10% , 则根据能量守恒方程有：

2. 3 热交换器的设计

2. 3.1 计算所需传热量

热交换器的作用就是实现冷热流体的热交换过程, 图6 表示所需要实现的热交换过程。为减少废气的泄露几率, 选择需要预热的废气走管程, 燃烧后产生的高温烟气走壳程, 各物性参数都标注在图6 中。

2. 4 电控部分的设计

在设计电控柜的时候, 要注意的是电热丝的熔断问题, 由于温度有时会超过电热丝的极限温度, 因此用一个时间继电器来实现这个问题; 催化燃烧需要的温度是通过预热室来实现的, 每次如果都用预热室来实现解决温度升高的问题, 那么将消耗很大的功率, 因此热交换器在气体温度的升高方面起了很大的作用, 这样预热室所需的功率就小得多了。可以将电加热管分为几组, 用独立的开关来控制; 再就是如何解决催化过程中的温度控制以及超温 警的问题, 温度控制的功能由热电偶温度控制仪固态继电器( 或交流接触器)来实现。超 警功能, 在电控柜中由热电偶-温控仪-中间继电器来实现。以上几个问题是电控部分常见的问题, 也是设计电控部分时应该考虑到的问题。

3、结论

介绍了消失模铸造尾气的测定方法、尾气物性参数的计算以及消失模尾气净化装置中催化床、预热室、热交换器的设计原理, 为以后从事相关催化燃烧装置的设计与开发提供了参考。