有機(jī)廢氣吸附計(jì)算

有機(jī)廢氣吸附設(shè)計(jì)與計(jì)算一、基本原理1、吸附原理面處的成分產(chǎn)生了積蓄（濃縮，這種現(xiàn)象稱為吸附。吸附處理廢氣時(shí)，吸附的附劑?！偕降难h(huán)過程，達(dá)到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。（1）提高溫度（熱再生（2）抽真空以降低壓力（變壓解吸附3）降低吸附劑周圍組分的濃度（空氣吹掃。2、吸附機(jī)理吸附和脫附互為可逆過程。當(dāng)用新鮮的吸附劑吸附氣體中的吸附質(zhì)時(shí)，由于在流體中的濃度稱為平衡濃度，在吸附劑中的濃度稱為平衡吸附量。當(dāng)吸附質(zhì)與吸附劑長(zhǎng)時(shí)間接觸后，終將達(dá)到吸附平衡。吸附平衡量是吸附劑對(duì)吸附質(zhì)的極限吸附量亦稱靜吸附量分?jǐn)?shù)或經(jīng)活性分?jǐn)?shù)用X t表示無(wú)量綱它是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中十分重要的參數(shù)吸附平衡時(shí)吸附質(zhì)在氣固兩相中的濃度關(guān)系一般用吸附等溫線表示吸附等溫線通常根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制也常用各種經(jīng)驗(yàn)方程式來(lái)表示。3、吸附量吸附量是指在一定條件下單位質(zhì)量的吸附劑上所吸附的吸附質(zhì)的量，通常以kg吸附質(zhì)/kg吸附劑或質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，它是吸附劑所具有吸附能力的標(biāo)志。在工業(yè)上吸附量稱為吸附劑的活性。吸附劑的活性有兩種表示方法：吸附劑的靜活性附體系，靜活性只取決于吸附溫度和吸附質(zhì)的濃度或分壓。吸附劑的動(dòng)活性在一定的操作條件下，將氣體混合物通過吸附床層，吸附質(zhì)被吸附，當(dāng)吸（或其濃度達(dá)到依規(guī)定的允許值二、吸附器選擇的設(shè)計(jì)計(jì)算1、吸附器的確定對(duì)吸附器的基本要求：具有足夠的過氣段面和停留時(shí)間良好的氣流分布預(yù)先除去入口氣體中污染吸附劑的雜質(zhì)能夠有效地控制和調(diào)節(jié)吸附操作溫度易于更換吸附劑吸附工藝選用固定床吸附器?；具\(yùn)行參數(shù)如下：處理風(fēng)量：40000m3/h有機(jī)廢氣組分：甲苯800mg/m3，丙酮134mg/m3，乙酸乙酯395mg/m3材料：鋼板δ=4壓降：常壓數(shù)量：兩臺(tái)并聯(lián)，脫附吸附交替運(yùn)行2、吸附劑的選擇劑則應(yīng)具備以下一些要求：具有大的比表面積具有良好的選擇性吸附作用吸附容量大具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和均勻的顆粒尺寸有足夠的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性有良好的再生性能吸附劑的來(lái)源廣泛、造價(jià)低廉本設(shè)計(jì)采用活性炭纖維（計(jì)算過程以活性炭顆粒為例）3、空塔氣速和橫截面積的確定空塔氣速為氣體通過吸附器整個(gè)橫截面積的速度，空塔氣速的選擇，不僅直。通過0.8~1.2m/s，依此經(jīng)驗(yàn)結(jié)論，本設(shè)計(jì)確定空塔氣速：U=1.0m/s原始條件：處理風(fēng)量：Q=40000m3/h，設(shè)計(jì)溫度為常溫，壓力為常壓以近似看作為干空氣的熱物理性質(zhì)，查《化工原理》附錄得以下數(shù)據(jù)：空氣混合物性質(zhì)：流體密度ρ=1.185kg/m3，黏度μ=1.835×10f f

5Pa·s，比熱容C

=1.005kJ/(kg·℃)，吸附的粒狀活性炭顆粒性質(zhì)：p平均直徑d

=0.003m，表觀密度ρ=670kg/m3，堆積密度ρ=470kg/m3，p s B固定床孔隙率ε =0.5f橫截面積: SQ

40000

11.1m2U 36001.0U4400003.141.0U4400003.141.036004、固定床吸附層高度的計(jì)算采用透過曲線計(jì)算方法，通過實(shí)驗(yàn)將含有一定濃度污染物的氣流連續(xù)通過固表示吸附床處理氣體量與出氣口污染物濃度之間的關(guān)系的曲線稱為穿透曲假定吸附床到達(dá)穿透時(shí)間全部處于飽和狀態(tài)，即達(dá)到它的平衡吸附量a，也a吸附作用時(shí)間ζ內(nèi)，所吸附污染物的量為X=aSLρb式中：X——在時(shí)間ζ內(nèi)的吸附量；a——靜活度，重量，%；S——吸附層的截面積，m2；L——吸附層高度，m;ρ——吸附劑的堆積密度，設(shè)計(jì)為470kg/m3b后處理的計(jì)算。活性炭的作用時(shí)間由下式算出：VCQtWd

10 9式中，V——活性炭的裝填量，m3C——進(jìn)口氣體污染物的濃度，mg/m3Q——?dú)饬髁?，m3/ht——活性炭的使用時(shí)間，hW——活性炭原粒度的重量穿透炭容，%d——活性炭的堆密度0.8t/m3VQ vsp

4000001000 40 m3/h算出廢棄的排放量：ρ=（800+134+395）×40000×100

6=53.16kg/h假設(shè)吸附器的吸附效率為85%，則達(dá)標(biāo)排放是需要吸附總的污染物的量為：53.16×85%=45.19kg/hVWd 4010%0.8t 19 196CQ 28040000則在吸附作用時(shí)間內(nèi)的吸附量：X=4.76×286=1361.6kg根據(jù)X=aSLρ得：bL XaSb根據(jù)活性炭的吸附能力，設(shè)靜活度為16kg甲苯/100kg活性炭所以，L XaS

0.1611.1470b5、吸附劑（活性炭）用量的計(jì)算吸附劑的用量M：M=LSρ=1.63×11.1×470=8530.7kgb吸附劑本身占體積V=LS=1.63×11.1=18.09m2吸附床層體積：VV '

sb

18.09670470

25.79 m36、活性炭再生的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用升溫脫附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進(jìn)行脫附，然后降溫冷卻，重新吸附。吸附床的操作溫度為T1

，原料中吸附質(zhì)的分壓為P1

,當(dāng)吸附床達(dá)飽和后，吸附劑吸附容量為x1

，假定吸附階段終了時(shí)，允許吸附后氣體中的吸附容量低于x2

。升溫脫附可將吸附劑從T1

升溫到T

，這時(shí)吸附劑容量可2低于x。2（1）干燥吸附劑時(shí)空氣消耗量LWl 1 W(xx)2 1式中：L——干燥吸附劑是空氣的消耗量，kgl——空氣的單位消耗量，即干空氣/H2O，無(wú)量綱xx——H2O/干空氣1 2W——干燥時(shí)驅(qū)走的水分，kg由《化工原理》查表的，常溫時(shí)飽和水蒸汽密度為0.02304kg/m3,則L 185%

(0.0230440000)1084.24kg(2)加熱空氣所消耗的空氣熱焓量Ql(I2

I1式中：I2I1

——由加熱器進(jìn)入吸附器的空氣熱焓量，J/kg——進(jìn)入加熱器的空氣熱焓量，