论文总字数：14962字

摘 要

本毕业设计的主要内容是采用先进的技术设计能高效净化挥发性有机废气（VOCs）的催化燃烧固定床反应器，并且根据废气参数及工程实际特点，充分考虑生产系统运行工况对本装置的影响，以保证能够实现最佳的试验效果以及生产系统的稳定可靠运行。

随着经济技术的大力进步和不断发展，化工厂的发展也是日新月异。但是说到化工厂，就必然会提及化工厂的废气废液的净化处理和排放。如果随意排放，这样子不仅不符合我国颁布的《中华人名共和国环境保护法》，同时也违反了可持续发展的原则。是不可取的行为。而作为主要污染气体的VOCs有机废气大多数都来自于有机溶剂自身的挥发作用。VOCs主要包括甲醇、二甲苯、醋酸等。这些废气若不经处理直接排放，会形成臭氧，给大气环境带来严重污染，所以需要拿出一套行之有效的废气治理方案。

目前的VOCs的处理技术还是比较丰富的。在众多的VOCs的处理手段中，催化燃烧技术和高温焚烧技术是最普遍也最常见的使用催化剂来燃烧VOCs废气，并以此来达到净化的目的的治理技术。因为废气中所主要含有的是的大量的有机物，其中的有机物浓度是非常高的，所以反应的热量都完全可以确保废气中高浓度的有机物可以充分的化解。因为这种方法花费少且效率较高，所以选择采用燃烧法是一种性价比很高的方法。所以本设计决定采用催化燃烧技术。根据其工艺流程制作了其中起关键作用的固定床反应器，并对反应器进行了机械校核和sw6校核。

关键词：挥发性有机废气 固定床反应器 催化燃烧技术

Abstract

The main content of this graduation design is the use of advanced technology can design high efficient purification of catalytic combustion of volatile organic waste gas (VOCs) in fixed bed reactor, and according to characteristics of exhaust gas parameters and the engineering practice, give full consideration to this device, the influence of production system operation condition to ensure to achieve the best effect of test and production is stable and reliable operation of the system.

Economic have been develop very fast in recent years, also the chemical plant have been develop very fast. But when it comes to chemical plant, is the inevitable result mentioned chemical waste gas purification of liquid waste and emissions. If it is discharged at will, it will not only violate the environmental protection law of the People's Republic of China, but also violate the principle of sustainable development. Is undesirable behavior. As a main pollution gas VOCs organic waste gas from most organic solvent volatilization. VOCs include methanol, dimethyl benzene, acetic acid, etc. These waste gas can not just discharged without no clean treatment, these waste gas will go to be the ozone, and it will give a serious environmental pollution into the atmospheric , so it become very need to get a effective waste gas management plan.

The current treatment technology of VOCs is rich. The catalytic combustion technology and the high-temperature incineration technology is the most common combustion VOCs control technologies. As long as the concentration of the organic matter in waste gas is higher, the heat generated by the reaction can ensure that the residual organic matter can be fully resolved. The combustion method is a economic and feasible method. So this design decision by catalytic combustion technology. According to the process made the crucial fixed bed reactor, and the reactor was mechanical and sw6 respectively.

Key words: Volatile organic waste gas； Catalytic combustion technology； Fixed bed reactor； pollution gas

目录

摘要 1

Abstract 2

第一章 绪论 5

1.1 VOCs催化燃烧固定床反应器的设计背景 5

1.2 研究现状 5

1.2.1低温等离子处理技术 6

1.2.2 生物技术 6

1.2.3 微波催化氧化技术 6

1.2.4冷凝技术 6

1.2.5 纳米材料净化技术 6

1.2.6 催化燃烧技术和高温焚烧技术 6

1.3小结 8

第二章工艺计算 9

2.1工艺流程 9

2.2 设计数据和工作参数 10

2.3 物料衡算 10

第三章反应器结构计算 14

3.1催化剂的填充量 14

3.2 反应管设计 14

3.3列管规格的选取和列管排布的设计 15

3.4设计的选材 15

3.5板厚设计 16

3.6气体分布板设计 16

3.6.1气体分布板的形式 16

3.6.2 气体分布板的压降 17

3.6.3 均匀布气压降 17

3.6.4 稳定性压降 17

3.6.5 板厚 18

3.6.6 孔数和孔径的确定 18

3.7管口设计 19

3.7.1进口管设计 19

3.7.2 出口管设计 19

3.8 封头的设计 19

3.8.2下封头设计 20

3.9 裙座的设计 20

3.9.1 裙座壳设计 20

3.9.3开孔 21

3.10 地脚螺栓座 21

3.10.1 基础环 22

3.10.3 地脚螺栓 22

3.11 支耳 23

3.12 设备材料选择 23

第四章机械强度计算和校核 24

4.1反应床层压降 24

4.2 液压实验 24

4.3 sw6 校核 25

4.4反应器工艺及强度计算结果 25

第五章 经济评价 28

5.1 固定床反应器经济性评价 28

5.1.1 选材 28

5.1.2 强度计算 28

5.2固定床反应器投资估算 28

参考文献 31

致谢 34

绪论

1.1 VOCs催化燃烧固定床反应器的设计背景

随着化工产业的发展，越来越多的化工公司如同雨后春笋般出现在人们的视野里。在人们的印象中他们往往是很高很大的圆烟筒，不停的吐着白烟。这些白烟不是别的，就是这些化工公司所产生的废气。化工公司在生产化学产品过程中难免会产生有机挥发性的废气，其中主要包括醇类的废气、二甲苯、醋酸等。这些废气在不经处理的情况下，直接排放到大气之中，那将会给大气环境带来严重污染并且也会给我们带来难以估量的损失和不可挽回的伤害，所以制定废气治理方案是非常关键和紧要的。

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