在天然氣凈化過(guò)程中水和硫醇在13X沸石中的吸附

1、天然氣凈化過(guò)程中水和硫醇在13X分子篩上enzi的吸附 巴巴克施蘭尼，塔荷若卡哈之和瑪索德百荷施地化學(xué)工程系，艾莫卡波爾科技大學(xué)，德黑蘭，伊朗化學(xué)工程系，伊斯法罕大學(xué)，伊斯法罕，伊朗摘要：這項(xiàng)工作的目的是模擬吸附過(guò)程從天然氣中脫去硫醇和水。在這個(gè)領(lǐng)域中，有三個(gè)固定床其中包含13 x分子篩類型。在這個(gè)操作過(guò)程中,兩個(gè)床層用于吸附，同時(shí)另一個(gè)用于再生。這個(gè)系統(tǒng)在等溫條件下進(jìn)行操作。這建模的過(guò)程中，吸收率用線性驅(qū)動(dòng)力公式表示，并且用擴(kuò)展的朗繆爾等溫線來(lái)描述吸附平衡。動(dòng)力模型的偏微分方程的設(shè)定用克蘭克-尼科爾森差分方程。還研究了平衡的狀態(tài)的影響從而選擇了適合工業(yè)數(shù)據(jù)的最佳方程。此外，濃度曲線與不同時(shí)間

2、床層的長(zhǎng)度關(guān)系也呈現(xiàn)了出來(lái)。關(guān)鍵時(shí)刻還探討了壓力，入口濃度和床層高度的影響。關(guān)鍵詞：吸附，13X分子篩（沸石），天然氣，混合物的分離，模擬，進(jìn)料影響簡(jiǎn)介天然氣由很多成分組成，且包含很多雜質(zhì)，兩種最主要的雜質(zhì)是水和硫醇。這兩種成分引起的幾個(gè)問(wèn)題如腐蝕,冷凝等,在天然氣行業(yè),為了除去這些組分，通常用的方法如吸收、低溫蒸餾、吸附等。吸附過(guò)程已被廣泛用于工業(yè)氣體的分離和凈化。與其他分離過(guò)程相比,它是既經(jīng)濟(jì)又技術(shù)適用的分離方法。在這個(gè)過(guò)程中，氣體中的某些組分的分離和吸附是在吸附劑的表面以化學(xué)或物理吸附完成的。對(duì)于氣體的分離，物理吸附的微孔材料最近得到更多的關(guān)注，認(rèn)為不同類型的材料也可以被用作吸附劑,如渣

3、硅酸鹽、硅膠、沸石等。分子篩是帶有均勻毛孔分子尺寸的晶體微孔結(jié)構(gòu)。利用分子篩的主要優(yōu)勢(shì)在于它較強(qiáng)的連續(xù)再生的能力和對(duì)于吸附特定材料的高選擇性。. 兩個(gè)主要的吸附工藝是變溫吸附(TSA)和變壓吸附(PSA)。操作過(guò)程分為低溫下的吸附、高溫下的解析和等溫下變壓吸附。變壓吸附過(guò)程的原理是在低壓時(shí)解吸、高壓時(shí)吸附。為了設(shè)計(jì)吸附過(guò)程, 非常有必要去了解這些過(guò)程是如何作用的。在過(guò)去,是 通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)過(guò)程開發(fā)單元的經(jīng)驗(yàn)實(shí)證來(lái)設(shè)計(jì)這樣的巖床的，所以它既昂貴又耗時(shí)。2建模和模擬該過(guò)程以提高過(guò)程效率。馬塞厄斯等大量科學(xué)家研究了建模和模擬過(guò)程中氣體在分子篩表面的吸附、傳熱以及傳質(zhì)過(guò)程。3謝爾貝佐夫等人在分子篩上發(fā)

4、現(xiàn)了氧氣和氮?dú)獾奈降葴鼐€。4 Gorbach介紹了在5A分子篩上空氣污染物的一個(gè)非等溫吸附模型。5 以及在水蒸氣吸附的條件下在4A分子篩上證實(shí)了許多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并且介紹了大面積的水蒸氣壓力和溫度下它的等溫線。幾個(gè)工人調(diào)查了影響操作參數(shù)的因素，比如流率、操作溫度和壓力、進(jìn)料濃度等。這些研究的細(xì)節(jié)是由魯斯溫給出的。 6在這項(xiàng)研究中,變溫吸附使用了13X沸石分子篩。13 x沸石分子篩可用于孔徑為10A的具有均勻空隙大小的晶體結(jié)構(gòu)（13X型分子篩的孔徑10A，吸附小于10A 任何分子，可用于催化劑協(xié)載體、水和二氧化碳共吸附、水和硫化氫氣體共吸附，主要應(yīng)用于醫(yī)藥和空氣壓縮系統(tǒng)的干燥，根據(jù)不同的應(yīng)用有不同的

5、專業(yè)品種）。這些吸附劑吸附水和硫醇都有選擇性和高的親和力。在這個(gè)研究中的關(guān)鍵性進(jìn)展中，如壓力效應(yīng)、床層高度及操作時(shí)間都被認(rèn)為是吸附床層的特點(diǎn)。此外,還調(diào)查了水和硫醇的進(jìn)氣濃度對(duì)關(guān)鍵時(shí)刻出口濃度的影響。通過(guò)不同類型的狀態(tài)方程(如理想氣體狀態(tài)方程，PR方程和SRK方程)的驗(yàn)證對(duì)出口濃度的影響，通過(guò)工業(yè)數(shù)據(jù)顯示，對(duì)于其他部分，最好的方程具有良好的線性相關(guān)性。工藝過(guò)程這個(gè)過(guò)程包括三個(gè)帶有13X分子篩的平行床。每個(gè)床層外都有一個(gè)水套以便于及時(shí)移除吸收或者解析出來(lái)的熱量，因此每個(gè)床層被認(rèn)為是一個(gè)熱交換器。每個(gè)周期中兩個(gè)床用于吸附過(guò)程而另一個(gè)床用于再生。每個(gè)周期需要18個(gè)小時(shí),吸附過(guò)程需要12小時(shí),再生過(guò)程

6、需要5.5小時(shí),剩下的半個(gè)小時(shí)床在休息。吸附劑和吸附床的特點(diǎn)見(jiàn)表1。 表 1 吸附劑和吸附床的特點(diǎn) 參量 單位 標(biāo)準(zhǔn) 床層高度，L m 5.5 床層直徑，L m 2.5 床層孔隙度，£ （-） 0.34 顆粒直徑，dp m 0.0026 粒子密度，p Kg/m3 630 床層溫度，T K 295 操作時(shí)間, tcycle hr 12 床壓，P Kpa 6400 吸附劑內(nèi)部孔隙度 % 38 吸附劑散裝干密度 g / mL 0.58 - -0.64 吸附劑表面面積 m2 / g 0.6 吸附劑吸附容量 g / g(干) 0.25 - -0.36 將輸入的氣體在氣-氣換熱器冷卻,然后在濕氣

7、體冷卻器冷卻到到22攝氏度，目的在于通過(guò)減少吸附水量來(lái)減少床層的額定吸附容量。氣體流入了吸附床后,大部分的水和硫醇因此被分開。原料氣的特點(diǎn)相對(duì)于吸附劑床的變化如表2。雖然從表面上看來(lái)水和硫醇的摩爾分?jǐn)?shù)都很低,但是這個(gè)含量對(duì)天然氣來(lái)說(shuō)相當(dāng)高而且不利。（按標(biāo)準(zhǔn)）天然氣中的水和硫醇必須分別減少到低于1PPm和20PPm（ ppm是溶液濃度（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的一種表示方法，ppm表示百萬(wàn)分之一。即1升水溶液中有1毫克的溶質(zhì)，則其濃度（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)）為1ppm。）為止。為了減少這兩個(gè)大量組分，有必要把他們從氣體中分離出來(lái)。 表2 吸附床層的進(jìn)料特點(diǎn) 參量 單位 標(biāo)準(zhǔn) 氣體流量 Kmol /s 6.6469

8、 氣體壓力 kPa 6400 氣體溫度 K 295 氣體分子量 (-) 18.91 天然氣粘度 cp 1.37×102 水的摩爾分?jǐn)?shù) (-) 1.84×103 硫醇摩爾分?jǐn)?shù) (-) 2.497×104 其他組件摩爾分?jǐn)?shù) (-) 0.9879303 流動(dòng)的干氣離開床后再循環(huán)用作再生氣體，以進(jìn)口氣體總量7%的速度進(jìn)入干燥器。流量設(shè)置為總數(shù)的7%原料氣流量的干燥器。這個(gè)流動(dòng)蒸汽在再生爐里面被加熱到300攝氏度（ 假定在輸送管線上溫度會(huì)降低20。C，那么再生氣是以280。C 進(jìn)入干燥器的）并且經(jīng)過(guò)與進(jìn)料方向相對(duì)的再生分子篩床。 排出的濕熱氣體經(jīng)過(guò)再生氣體空氣冷凝器冷凝，同

9、時(shí)回收到的水被送入再生氣體分離器，回收到的氣體經(jīng)再生壓縮機(jī)后循環(huán)使用到氣氣換熱器來(lái)冷卻氣體進(jìn)料物流。吸附過(guò)程的流程見(jiàn)圖17。圖.1.過(guò)程流動(dòng)圖。2010年1月數(shù)學(xué)建模為了了解吸附床的動(dòng)力特點(diǎn)，數(shù)學(xué)模擬在以下假設(shè)上得到了發(fā)展：等溫條件下的系統(tǒng)操作。氣墻表面的傳熱溫度和顆粒內(nèi)部的溫度被看做是均勻且恒定的(入口氣體溫度是22攝氏度和出口是23攝氏度),并且由于水套的作用,工作的床層相當(dāng)于一個(gè)熱交換器。根據(jù)克勞斯等式，熱價(jià)換氣的性能和模擬的結(jié)果非常接近于一個(gè)等溫操作1。 假設(shè)等溫操作的另一個(gè)原因是吸附水和硫醇的量都很低8。在徑向和角方向上的濃度梯度被忽視（一維模型）忽略徑向梯度的假設(shè)被Rota 和 W

10、ankat 9 , Jee 10, 和 Kim 11 等人所做的大量吸附研究結(jié)果所接受。沿床長(zhǎng)度壓降可以忽略不計(jì)（約70千帕）。根據(jù)Gupta12等人的研究，在低濃度下（小于1%）本研究中的恒壓假設(shè)才成立。.整個(gè)床的流體的速度是恒定的。因?yàn)檫M(jìn)入床層的吸附的氣體的量相對(duì)于總流量來(lái)說(shuō)是非常小的。同時(shí)還存在一個(gè)可以忽略不計(jì)的壓力降。線性推動(dòng)力模型已經(jīng)投入使用，它應(yīng)用了內(nèi)邊界層的整體擴(kuò)散系數(shù)和多孔顆粒內(nèi)部的擴(kuò)散。吸附劑和整體流動(dòng)之間的熱平衡假設(shè)。用軸向分散的活塞式流動(dòng)模型來(lái)描述流動(dòng)形態(tài)。擴(kuò)展的朗繆爾吸附平衡等溫式。氣體狀態(tài)可以用三種狀態(tài)方程來(lái)表示 ：理想氣體狀態(tài)方程，PR和SRK方程。1. 分子篩床上

11、的質(zhì)量平衡基于前述假設(shè)，對(duì)于體相，在吸附塔中組分的質(zhì)量平衡由下式給出： (1)這里Ci和qi分別是組分在氣相(Kmol / m3)和在吸附階段(Kmol /kg)的濃度Dax是軸向彌散系數(shù)(m2/ s),U是間隙速度(m/s),p是床的粒子密度(kg/m3),是床的孔隙度Dax的值通過(guò)下面的公式計(jì)算：: (2)在等式 (2)中，式中。（2），1= 0.73，= 13和pe'=2。 Dmi是分子的擴(kuò)散系數(shù)，dp為粒子直徑。方程的初始條件和邊界條件為：t=0 Ci=0 (3)t>0 Z=0 Ci=CiF (4) （5）在這里，只有水和硫醇這里，只有水和硫醇被re是吸附，其他組分是作為

12、非吸附物質(zhì)（惰性氣體）。提到的假設(shè)，線性驅(qū)動(dòng)力（LDF）模型是用來(lái)描述在氣相和固相的傳質(zhì)速率： （6）這里ki是質(zhì)量傳遞系數(shù)（s-1），qisat是第i個(gè)組分與氣體濃度平衡時(shí)的吸附相濃度(Kmol /kg),qi是吸附相平均濃度。Ki的值用幾個(gè)相關(guān)因子來(lái)估計(jì)。根據(jù)Rodrigues等人的研究13，當(dāng)吸附時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí)ki的值由以下公式計(jì)算： （7）2. 吸附等溫線有幾個(gè)描述氣固相平衡關(guān)系的式子，如弗羅因德利克等溫線（該理論主要描述多相吸附表面的吸附平衡。）Nitta等溫線,朗繆爾等溫線等。在這項(xiàng)研究中擴(kuò)展的Langmuir吸附等溫線用于預(yù)測(cè)多組分吸附平衡。這種等溫線適合于氣體吸附14，并且可以很

13、容易地開發(fā)多組分吸附系統(tǒng)。方程式如下所示 (8)上面的方程中Pi是分壓(kPa),bi和qs,i是第i個(gè)分量的常數(shù)系數(shù)并且qs,i是最大的吸附量;bi是溫度的函數(shù),表示為: (9)這里boi(1 / kPa)和Ei(J/摩爾)是常量，隨各成分而改變15。進(jìn)料氣體中包含有22個(gè)組分。但正如前面提到的假設(shè)只有水和硫醇被吸附，其他組分被視為惰性氣體。水和硫醇在13X分子篩上的吸附多余其他組分，原因在于沸石分子篩具有較高的親和力來(lái)吸附極性材料16。此外，通過(guò)水的永久且強(qiáng)大的偶極矩與沸石陽(yáng)離子的相互作用，使水的親和力增加擴(kuò)展的Langmuir等溫吸附常數(shù)針對(duì)水和硫醇在13X分子篩上的吸附問(wèn)題給出了幾篇論

14、文。在這項(xiàng)研究中水的等溫線是由Rege18給出的，但是由于進(jìn)料氣中的硫醇大部分是乙硫醇，所以硫醇的等溫線數(shù)據(jù)來(lái)自Weber19等人。在這一部分，把擬合好的曲線數(shù)據(jù)應(yīng)用到擴(kuò)展的朗繆爾等溫線上，得到這兩個(gè)組分的等溫線常數(shù)，如表3所示。Rege等人提出，這些常數(shù)是取決于于溫度，獲得的水的等溫線是在22，這是系統(tǒng)的溫度。硫醇的等溫線指示在25，這是在系統(tǒng)的周邊的溫度。表3 擴(kuò)展Langmuir吸附等溫線常數(shù)3.狀態(tài)方程通過(guò)下面的等式，用PR和SRK兩種狀態(tài)方程和理想氣體定律來(lái)聯(lián)系系統(tǒng)的壓力和氣體濃度： （10） （11）結(jié)合（10）和(11)的結(jié)果得出：Pi=Ci ZRT （12）在理想氣體方程Z =

15、1和其他兩個(gè)方程中，Z的計(jì)算根據(jù)所需的壓力和溫度。由于它們的普及，PR和SRK方程在這里沒(méi)有列舉出來(lái)，詳細(xì)信息見(jiàn)文獻(xiàn)20。 在這項(xiàng)研究中，這些方程的出口濃度的結(jié)果與工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，并且把最適合的狀態(tài)方程用于建模過(guò)程數(shù)值模擬方法在這個(gè)系統(tǒng)中，3種方程（質(zhì)量平衡，傳質(zhì)速率和擴(kuò)展Langmuir等溫）必須在同一時(shí)間解決。由于復(fù)雜性和難度，不能求解這些方程的解析形式，所以選擇試差法。使用Crank-Nicolson有限差分技術(shù)解決這些方程組。此技術(shù)被用于解決這些方程組，是因?yàn)樗鼰o(wú)限穩(wěn)定、在空間離散程度和時(shí)間上都有收斂性，使用范圍廣。使用這種方法，微分方程變?yōu)榇鷶?shù)方程，然后在同一時(shí)間解決這些方程。結(jié)

16、果與討論1.狀態(tài)方程的比較在本節(jié)中調(diào)查了兩個(gè)狀態(tài)方程和理想氣體定律對(duì)出口濃度的影響，這些方程也解決了來(lái)自其他體系的方程(質(zhì)量平衡方程,質(zhì)量傳遞率和朗繆爾等溫線)。在操作即將結(jié)束的12個(gè)小時(shí)里，把用建模得到的水和硫醇在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)與床層上的三個(gè)點(diǎn)的工業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。通過(guò)床層上不同位置的三個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集采集都是隨機(jī)抽取的。圖2示出了水和硫醇隨床的長(zhǎng)度在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)變化。如該圖所示，水和硫醇PR狀態(tài)方程給出比其他兩個(gè)更精確的結(jié)果。SRK方程的結(jié)果還算不錯(cuò)，但理想氣體定律的結(jié)果不具有良好的工業(yè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因?yàn)闅怏w中含有重組分和極性組分。因此，假設(shè)為理想氣體是不正確的。圖2.平衡狀態(tài)對(duì)（a）硫

17、醇（b）水，通過(guò)床的氣相分子分?jǐn)?shù)的影響舉一個(gè)例子，在水存在的情況下，工業(yè)樣品中出口氣體的組分是1ppm,運(yùn)用PR方程，模擬的結(jié)果是1.16ppm.但是運(yùn)用理想氣體定律和SRK方程的結(jié)果分別是0.01ppm和0.6ppm，可以看出哪一個(gè)距離工業(yè)數(shù)據(jù)最遠(yuǎn)。根據(jù)上面的討論，在本研究的其他部分選擇PR方程作為連接壓力和濃度的紐帶。2. 吸附突破曲線在這一部分,如圖3和4所示,對(duì)模擬的結(jié)果進(jìn)行了討論。如圖3a）和3b）所示的吸附穿透曲線，它表明了C/Co之比（出口氣體組分濃度比入口氣體組分濃度）和床的長(zhǎng)度之間的關(guān)系。這些圖表顯示出了四個(gè)確定時(shí)間點(diǎn)(t= t=1, 4, 8, 12 小時(shí))床層上傳質(zhì)區(qū)域的

18、情況.對(duì)于水和硫醇，當(dāng)吸附發(fā)生時(shí)，流經(jīng)該床的C / Co比值會(huì)降低。圖4（a)和4（b）也展示了穿透曲線，它表示的是C / Co和操作時(shí)間之間的關(guān)系。這里，列舉了床層四個(gè)部分(x = 1/4L,1/2L,3/4L,L)的濃度分布，正如所料，上述濃度比隨時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，直到達(dá)到吸附飽和點(diǎn)。通過(guò)下圖可知，傳質(zhì)區(qū)通過(guò)床層進(jìn)行，最終到達(dá)床尾。從圖中還可以看出，水的突破曲線較陡于硫醇的，原因是吸附的水比硫醇多，因此它相對(duì)于硫醇會(huì)以較高的速度達(dá)到吸附飽和點(diǎn)。圖3.(a)水(b)硫醇在不同時(shí)間濃度比沿床的長(zhǎng)度的情況圖4. 在床的不同部分(a)水(b)硫醇濃度比隨操作時(shí)間變化的情況。圖5. 操作時(shí)間結(jié)束時(shí)壓

19、力對(duì)(a)水(b)硫醇出口濃度的影響 3.操作壓力的影響 前面章節(jié)中所得到的結(jié)果是在6400Kp下測(cè)到的，但是在這部分中認(rèn)為操作壓力同時(shí)影響了突破曲線的分布和水和硫醇的出口摩爾分?jǐn)?shù)。圖5 示出了在操作時(shí)間結(jié)束時(shí)壓力對(duì)出口濃度的影響。正如預(yù)期的那樣，出口摩爾分?jǐn)?shù)隨壓力的增加而降低。并且在高壓下，出口濃度幾乎為零。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是吸附操作大多發(fā)生在高壓低溫下。在這項(xiàng)研究中的突破（CB/ Co）的點(diǎn)被設(shè)定為0.05。水的突破點(diǎn)在6400Kp時(shí)是12.65小時(shí)。如上所述，隨著壓力的升高，吸附速率和突破時(shí)間必然升高。因此，以水為例來(lái)說(shuō)，當(dāng)操作壓力被設(shè)定為8500Kp是，tb（突破時(shí)間）就該被設(shè)定到1

20、4小時(shí)，當(dāng)操作壓力達(dá)到5000Kpa時(shí)，突破時(shí)間就該是11.1小時(shí)。 同時(shí)硫醇在壓力為5000Kp,6400Kp,8500Kp下的突破時(shí)間值分別為11，11.65,12.3小時(shí)。所以硫醇和水得到了相同的結(jié)論。以上結(jié)論說(shuō)明了一個(gè)事實(shí)，在吸附過(guò)程中增加壓力可以改善吸附過(guò)程。但是由于某些限制條件，壓力不會(huì)增大很多。這些局限之一是經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，即在高壓下操作，例如使用的大型壓縮機(jī)和特殊類型閥門就會(huì)增加操作成本。另一個(gè)原因是系統(tǒng)、特別是床層只能適應(yīng)一定的壓力變化。因此，操作壓力的選定，必須考慮許多參數(shù)。4. 進(jìn)料濃度的影響通過(guò)對(duì)水和硫醇不同進(jìn)口濃度的建模，調(diào)查了入口吸附劑濃度對(duì)出口濃度的影響。在這個(gè)仿真中，

21、其它參數(shù)，如壓力，床層高度，操作時(shí)間等保持恒定。圖6示出了輸入水和硫醇多個(gè)濃度時(shí)的出口濃度的突破曲線。仔細(xì)觀察這兩個(gè)圖，當(dāng)入口濃度增加時(shí)，突破時(shí)間就會(huì)減小，并且突破曲線會(huì)變得較陡。當(dāng)水的Co=0.006 kmol/m3 時(shí)，它的突破時(shí)間的值為tb=12.65小時(shí)。對(duì)于其它兩種濃度(Co=0.008 和 Co=0.01 kmol/m3)，tb的值分別為10.5小時(shí)和9.95小時(shí)。硫醇也得出了和水相同的結(jié)果，當(dāng)入口濃度增加CO= 0.0008，0.001，0.002 kmol/m3值突破時(shí)間減少TB= 10.7小時(shí)，10.1小時(shí)，9.3小時(shí)。硫醇也表現(xiàn)出與水相同的結(jié)果,當(dāng)進(jìn)氣濃度增加Co = 0.

22、0008,0.001,0.002 kmol / m3突破時(shí)間的值降低tb=10.7小時(shí)，10.1小時(shí)，9.3小時(shí)。對(duì)于這種現(xiàn)象的解釋是，在高濃度下，來(lái)自氣相和吸附劑相之間的驅(qū)動(dòng)力的結(jié)果，因此會(huì)更快地達(dá)到平衡。以至于在這種條件下吸附速率和吸附量都得到了增加。應(yīng)該提到的，該模型同時(shí)考慮了水和硫醇的吸附，并且同時(shí)解決了這兩個(gè)組分的關(guān)聯(lián)方程。因此，一個(gè)組分的入口濃度的變化影響的其他組分的出口濃度。這個(gè)結(jié)果絕對(duì)是正確的，因?yàn)樵趯?shí)際情況中一個(gè)組分的量增加時(shí)，就表示該組分的吸附率也增加。在這種情況下，其它組分吸附空孔變少，因此增加第二成分的出口濃度。在這個(gè)系統(tǒng)中，因?yàn)榈偷奈轿餄舛龋粋€(gè)組分的吸附對(duì)其他組分

23、吸附的影響并不顯著，可以忽略不計(jì)。5.床層高度的影響床層高度的影響是根據(jù)它對(duì)突破時(shí)間的影響而獲得的。圖7示出了水和硫醇的出口濃度作為操作時(shí)間的函數(shù)和幾個(gè)床層高度之間的關(guān)系圖7. 床高度對(duì)（a）水（b）硫醇的突破曲線和突破時(shí)間的影響 觀察水和硫醇這張圖，很容易看出，床層高度的增加，拐點(diǎn)時(shí)間的增加。以水為例，當(dāng)床的高度為5.5米（真實(shí)情況）時(shí)，拐點(diǎn)時(shí)間是11.2小時(shí)，但是當(dāng)床的長(zhǎng)度降低到3米或者2米時(shí)，拐點(diǎn)的時(shí)間就變?yōu)?.2小時(shí)和4.1小時(shí)從該圖得到的另一個(gè)結(jié)果是，當(dāng)床層高度降低時(shí)，出口吸附物濃度增加。其次，較低的床層達(dá)到飽和狀態(tài)比較高的更迅速，因?yàn)檩^低的床層還有較少的吸附劑，因此床的容量要低的多

24、。最后，隨著床層高度的降低，吸附速率增加。圖.8床層高度對(duì)水和硫醇突破時(shí)間的影響圖8顯示了突破時(shí)間和床的高度之間的關(guān)系，通過(guò)觀察，這兩個(gè)參量之間有一個(gè)很好的近似于線性的關(guān)系，也可以推導(dǎo)出上面的結(jié)果。突破時(shí)間和床層高度之間的公式如下：bt=A+B×L (13) 這里bt是突破時(shí)間（hr），L是床層的高度（m）。A和B是每一個(gè)組分的常數(shù)。水和硫醇的A和B的值在表4中給出。表4 方程的常數(shù) 組分 A B 水 -0.4899 2.1734 硫醇 -0.1996 2.1533 6. 操作時(shí)間的影響操作時(shí)間對(duì)出口濃度的影響正好與床層高度對(duì)其的影響相反。即，當(dāng)操作時(shí)間增加時(shí)，出口濃度（操作時(shí)間結(jié)束時(shí)的氣體濃度）增加，直到它達(dá)到入口濃度。此時(shí)床層達(dá)到飽和，不在發(fā)生吸附。在此系統(tǒng)中，水和硫醇的平衡時(shí)的總含量為tw=30 hr 和tm=18 hr。由于硫醇是強(qiáng)極性物質(zhì)并且比水重，所以改組分的吸附速率高于水，并且因此更迅速地達(dá)到平衡濃度。圖9表示出了濃度比（操