1  緒論 

鍍鉻溶液的組成很簡單，通常涉及兩種成分，即鉻酐及硫酸。對于不同濃度的鉻酐和硫酸，其電鍍的條件也不相同。鉻酸—氟化物—硫酸鍍鉻溶液亦稱為復(fù)合鍍鉻溶液。其主要特點是電流效率略高，覆蓋能力較好；缺點是溶液中含有氟對設(shè)備有一定的腐蝕性。電鍍鉻在電鍍工業(yè)中占有極其重要的地位，并被列為三大金屬鍍種之一。在電鍍鉻過程中由于電流效率較低等原因，會產(chǎn)生大量鉻霧。鉻霧嚴(yán)重?fù)p害人體的鼻粘膜，攝入超大劑量的鉻霧會導(dǎo)致人體腎臟和肝臟的損傷、胃潰瘍、痙攣甚至死亡，而漂浮在大氣中的鉻霧會造成酸雨，腐蝕建筑物以及暴露在外的金屬制品，所以我國環(huán)境保護(hù)部門制定了《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB16297-2012，其中鉻霧的排放限值如表 1.1 所示�；谝陨蠋c，設(shè)計一套高效的鉻霧回收系統(tǒng)對于節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境有很重要的意義。 

......

2 鉻霧回收系統(tǒng)排風(fēng)罩的設(shè)計與通風(fēng)管道的選擇 

2.1  電鍍鉻溶液的濃度選擇 

不同濃度的鍍鉻溶液電流效率亦不相同，鍍鉻溶液的濃度對鉻霧產(chǎn)生量的濃度影響很大。汽車減震器活塞桿電鍍鉻為功能性鍍鉻，即鍍硬鉻，其主要就是為了防止磨損，其厚度一般在 1 微米至數(shù)百微米之間。常用的鍍硬鉻溶液有低濃度鍍鉻溶液，中濃度鍍鉻溶液，標(biāo)準(zhǔn)濃度鍍鉻溶液以及復(fù)合性電鍍液，其具體組成及工藝條件如下表所示：以電鍍鉻溶液均可以用于鍍硬鉻，但是汽車減震器活塞桿鍍鉻鍍?nèi)芤汗I(yè)生產(chǎn)中常用的是標(biāo)準(zhǔn)鍍鉻溶液，這是因為含氟化物的溶液容易腐蝕零件的凹處未覆蓋的部位。中等濃度的鍍鉻溶液電流效率較低。標(biāo)準(zhǔn)鍍液使用硫酸作催化劑，工業(yè)生產(chǎn)中多用于鍍硬鉻。 

2.2  活塞桿電鍍鉻面積以及鉻霧產(chǎn)生量的計算 

槽邊排風(fēng)罩是外部吸氣罩的特殊形式，專門應(yīng)用到各種工業(yè)槽（電鍍槽、酸洗槽等）。它的特點是不影響工藝操作，有害氣體不經(jīng)過人的呼吸區(qū)[18]。排風(fēng)罩是利用局部氣流直接在有害物質(zhì)產(chǎn)生地點對其進(jìn)行控制或者捕集，不使其擴散到車間作業(yè)地帶,它具有排風(fēng)量小，控制效果好等優(yōu)點[19]。槽邊風(fēng)罩分為單側(cè)和雙側(cè)兩種，當(dāng)槽寬 B<700mm 時，選擇單側(cè)槽邊排風(fēng)罩，槽寬B=700~1200mm 時，選擇雙側(cè)槽邊排風(fēng)罩。 本文中，電鍍槽 B=910mm，故采用雙側(cè)槽邊排風(fēng)罩。槽邊排風(fēng)罩現(xiàn)有條縫式圖 2.4、平口式圖 2.5 兩種。平口式主要應(yīng)用與手工操作的生產(chǎn)線，條縫式主要用于機械化電鍍生產(chǎn)線。根據(jù)減震器活塞桿的生產(chǎn)綱領(lǐng)，采用機械化生產(chǎn)線，本文選擇條縫式槽邊排風(fēng)罩。

3  鉻霧回收器的設(shè)計與研究 .............. 21 

3.1  鉻霧液滴粒徑分布假設(shè) ................ 21 
3.2  鉻霧回收器的回收原理 .......... 21 
3.3  折流板除霧器的類型 ................ 23 
3.4  三角形折流板除霧器的參數(shù).. 23 
3.5  三角形折流板除霧器的設(shè)計與數(shù)值仿真 .......... 24
4  湍球凈化塔的設(shè)計 ........... 38 
4.1  湍球凈化塔的結(jié)構(gòu) ............. 38 
4.3  湍球凈化塔的工作過程 ........ 38 
4.4  湍球凈化塔的填料球選擇 ..... 39 
4.5  湍球凈化塔臨界氣速計算 ................ 39
5  通風(fēng)風(fēng)機的選擇 ........ 44 
5.1  通風(fēng)風(fēng)機介紹 .......... 44 
5.2  通風(fēng)風(fēng)機參數(shù)設(shè)計 ......... 44 
5.3  通風(fēng)風(fēng)機與通風(fēng)管道的連接 .......... 45 
5.4  通風(fēng)風(fēng)機的減振器.......... 46 
5.5  選擇通風(fēng)風(fēng)機類型 .......... 46

6  電鍍鉻霧回收系統(tǒng)效率計算 

6.1  鉻霧回收系統(tǒng)分析 

本文最終設(shè)計的活塞桿電鍍鉻鉻霧回收系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 6.1 所示，電鍍槽產(chǎn)生的鉻霧液滴通過排風(fēng)罩收集集中，經(jīng)過通風(fēng)管道在通風(fēng)風(fēng)機作用下到達(dá)鉻霧回收器，在折流板除霧器和絲網(wǎng)除霧器的作用下，鉻霧被捕集，沒有被捕集的鉻霧液滴在最終到達(dá)湍球凈化塔，在湍球凈化塔中再次回收，最終氣體排放到大氣中。

6.2  鉻霧回收系統(tǒng)效率計算

在正常工作情況下湍球凈化塔的效率可以達(dá)到 98%，本文實驗條件不成熟，在現(xiàn)有條件下，，參照已有實驗，最終計算出排出湍球凈化塔的鉻霧含量為 0.046mg/m3，小于0.05 mg/m3，達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的鉻霧排放限值。本章主要對鉻霧回收系統(tǒng)進(jìn)分析，通過三角形流板除霧器和絲網(wǎng)除霧器等的效率計算的公式，對鉻霧回收系統(tǒng)的回收效率進(jìn)行驗證，最終排出湍球凈化塔的氣體中鉻霧的含量低于國家標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定鉻霧排放限值，減少了工業(yè)原料資源浪費，有效地保護(hù)了環(huán)境。彈簧減振器中由單只或者數(shù)只相同尺寸的彈簧或彈簧簇組成，彈簧置于鑄鐵或者塑料護(hù)罩中。彈簧減振器底板下貼有橡膠板，一般不用底腳螺栓，直接置于支撐結(jié)構(gòu)上，也可配有地腳螺栓，根據(jù)需要將彈簧減振器用地腳螺栓與基礎(chǔ)、地面、樓板或屋面連接。彈簧減振器可長期使用，性能穩(wěn)定，耐高溫低溫，耐油耐腐蝕。由于鉻霧具有很強的腐蝕性，本文選用耐腐蝕的彈簧減振器。

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7  結(jié)論

本課題的內(nèi)容是活塞桿電鍍鉻鉻霧回收系統(tǒng)的設(shè)計與研究，目的在于減少電鍍鉻過程中的電鍍鉻原料鉻酐浪費以及鉻霧形成的工業(yè)污染，應(yīng)用傳統(tǒng)的設(shè)計理論與現(xiàn)代的設(shè)計手段和方法相結(jié)合的設(shè)計理念，本文具體完成的工作內(nèi)容如下：（1）根據(jù)活塞桿的年產(chǎn)量及企業(yè)的設(shè)計要求，計算活塞桿電鍍鉻的面積以及電鍍鉻過程中鉻霧產(chǎn)生量，結(jié)合活塞桿電鍍鉻工藝過程擬定鉻霧回收工藝以及鉻霧回收系統(tǒng)設(shè)計方案，確定鉻霧系統(tǒng)的總體布局和構(gòu)成，經(jīng)過回收與凈化后鉻霧的排放值小于國家規(guī)定的大氣污染物排放值；（2）根據(jù)電鍍鉻槽的尺寸計算排風(fēng)風(fēng)量并設(shè)計鉻霧回收系統(tǒng)中的局部排風(fēng)罩；（3）設(shè)計鉻霧回收系統(tǒng)的通風(fēng)管道系統(tǒng)，利用數(shù)值仿真軟件 ANSYS Workbench 與三維造型軟件 SolidWorks 進(jìn)行數(shù)值仿真，優(yōu)化活塞桿電鍍鉻鉻霧回收系統(tǒng)的管道形狀，降低了管道壓力損失.

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參考文獻(xiàn)（略）

本文編號：67473