萃取车间通风设计思路的探讨

萃取车间通风设计思路的探讨

植阳雄

广东邦普循环科技有限公司   广东省佛山市   528100

摘要：化学工业在各国的国民经济中占有重要地位，是许多国家的基础产业和支柱产业，其覆盖面广，涵盖能源、食品、有色金属等方方面面[1]。因此产业的安全、环保的可持续性发展是也是保障经济发展的重要因素之一，本文就电池回收行业中萃取这一工艺流程，分析现生产车间常见的通风方式，并讨论适合的解决方案。

关键字：生产车间通风；萃取设备；暖通设计。

1、引言

随着新能源产业在我国朝气蓬勃的发展，电池回收行业也乘上新能源的快车，实现了飞速的壮大，所回收得到的镍、钴、锂等，是新能源的核心材料，这让更多人认识到化工在机械工艺中的重要地位。以电池回收的萃取车间为例，由于现阶段大部分萃取方案都采用多级逆流的混合澄清槽组合[2]，需要的厂房面积大，所以萃取车间布置基本稳定为一层辅料及输配区，二层萃取区，这种的布局方式设备多，且集中。由于萃取车间内主要通过酸碱反应对前液进行分离、除杂、富集、提纯、置换等工序，而化学反应中会释放出热量，虽然大热量或产生刺激性气味的反应槽有专有的尾气管道负责，但仍会有其余槽罐放热或气体外溢而造成室内温度升高、有机萃取溶剂挥发，给生产、维护造成了不少的困扰，因此可以通过换热对溶液或通过通风对环境进行降温，以保证生产经济效益，本文主要阐述萃取车间内的通风设计思路。

2、车间通风的特点

常见的车间通风方式为采用轴流式屋顶风机顶排、壁式轴流风机顶/侧排、或利用车间内排烟管道进行排风，因为大部分车间排风都考虑到热气流密度小且呈上升趋势，所以大部分车间都采用顶部排风的设计。

3、车间通风的要点

（1）气流组织

但由于排风口是将各方气流向排风口集中形成点汇[3]，因此排风口周围的空气速度衰减较快，影响范围小，如果在气流影响范围内周围的空气补充了排风的量，则车间内所产生的气体仍会呈发散状停留（这种情况当车间内采用自然排烟时尤为明显，因为高处设置的排烟窗引入的空气直接对排风口进行了填充），要形成有效的气流组织则需要引入送风射流。因此如果只设计排风系统，过高的排风口设置不能对散发点形成有效的气流组织，而为使废气有效排出，必须把排风点靠近污染源布置。当排风和送风同时设置时，可以考虑气流组织设置为置换流，着重从房间底下部分送风，保证工作区有效消除热湿污染，人体、设备的发散对气流有提升作用[3]。

（2）材质及设备形式

除了气流组织外，设计师在设计过程中也应注意车间内所采用的化学物质的类型，通常随着生产的持续进行，设备内的化学气体会有部分溢流至设备外，与车间内空气混合，通过通风的气流组织由管道或设备排走。因为酸性、碱性气体都能对金属管道、设备产生一定的腐蚀性，而一般的工业通风设备材质以镀锌板、热轧钢板为主，因此在设备选型阶段应考虑环境对设备的影响，尤其是排风系统与排烟系统合用排风设备时，更要保证设备的稳定运行性，根据不同的使用环境，设计人员可以要求设备采用指定材质，如钝化的镀锌板、玻璃钢或304或316L等可以在该环境条件稳定且长期运行的材质。管道的材质跟设备材质一样需要考虑腐蚀性，且由于车间内空气温度较高，当遇到较大温差时空气低于露点温度可能会形成积液的现象，因此长距离的水平管道设计人员可以考虑设置一定坡度，设备才用侧近下出或者水平进出风的形式，出风口管道设置一定坡度进行集液并定期排走，防止长时间管道内集液对管道造成腐蚀。

（3）风量的选择

确定了气流组织、管道及设备材质后，整个通风系统剩下风量需要确定，通常设计师会根据层高再按6次换气次数计算，因为车间内热量主要来源为反应放热，其放热量不像电气设备可以利用用电功率推算出热量，但设计师可以征询业主设备正常使用情况下的最高温度，代入公式计算Q=aF△t,其中Q为散热量，单位为W；a为换热系数，单位为w/(℃×㎡)；F为散热面面积，单位为㎡；△t为表面与环境温差，单位为℃。因为车间内环境温度因为设备放热而升高，环境温度的取值应为通风的设计温度。

4、结论

车间内的常规通风设计需要考虑众多因素，不能一概而论，其难点和重点需要结合生产需求、现场情况以及自身丰富的专业知识才能很好的对症下药，设计出效果好、节能、经久耐用的通风系统。

参考文献

[1] 司孟华、王翠平、李文革，21世纪化学工业经济发展之探究，2001年第5期，1~6页。

[2] 邱运仁，张启修，等编著，萃取冶金原理与实践，长沙：中南大学出版社，2014.07，347~372页。

[3] 钱以明主编，简明空调设计手册（第二版），北京：中国建筑工业出版社，2016.12，246~247页。