吸附设备的计算.doc

吸附设备的计算（一）进气总的风量为：Q=32000m3/h 有机甲苯日峰值为：C=5t0.84=4.2t每小时甲苯的量为：c=4.2t24h=0.175t/h每小时甲苯的浓度为：c=0.175t/h32000 m3/h=830mg/ m3要求废气的排放满足大气污染物综合排放标准（GB162971996）二级标准，而大气污染物综合排放标准（GB162971996）二级最高允许排放速率为3.6kg/h;则允许的尾气排放浓度为c=3600g32000 m3/h=112.5mg/ m360 mg/ m3(二级最高允许排放浓度)，所以尾气排放控制在大气污染物综合排放标准（GB162971996）二级最高允许排放浓度60 mg/ m3； C尾气=60 mg/ m3每小时排放的甲苯的量为：C排放=32000m3/h60 mg/ m3=1.92kg/h需要处理掉的甲苯的量为：C处理=1751.92=173.08kg/h吸附按四个小时算，则吸附的甲苯的总量为：C=173.08kg/h4h=692.32kg每个吸附器吸附的甲苯的量为C=692.32kg2=346.16kg吸附质采用zj-30活性炭，由工程实践经验，吸附质的量按吸附剂量的20%算， 则吸附剂的量为：C吸附剂=692.32kg20%=3461.6kg做三个吸附器，运行的时候两个吸附器吸附，一个吸附器脱附，则每个吸附器吸附质的量为：C吸附剂=3461.62=1730.8kg（二）吸附器的尺寸设计zj-30活性炭的堆积密度为460kg/ m3,则堆积的体积为：V=1730.8kg460kg/ m33.76 m3为保护活性炭层不被破坏，气速采用0.4m/s，则活性炭堆积的截面积为：S=32000 m3/h0.4m/s3600s22.2 m3由于运行的时候只有两个吸附器在工作，因此每个吸附器活性炭堆积的截面积为：S=22.2 m32=11.1 m3每个吸附器活性炭堆积厚度为：=3.76 m311.1 m30.34 m ，取0.4m采用立式固定床吸附塔，则塔径为：D=（411.1 m3）3.140.5=3.76m，塔径过大，不宜采用因此采用卧式固定床吸附器，则假设塔高为2m,则吸附器的长：L=11.1 m32m=5.55m5.6m所以吸附器采用卧式固定床吸附器，高跟宽都为2m,长为5.6m。填料采用zj-30活性炭，该活性炭颗粒直径为3mm， 长度为36mm， 机械强度93%， 含水率3%， 比表面积950m2/g， 总孔容积0.8cm2/g, 真密度0.8g/cm3, 堆积密度460kg/m3, 灰分10%， PH值为9卧式固定床吸附器的材料采用Q235普通碳钢，密度=7.85g/cm3,比热容c=0.5kJ/kg*（三）脱附是水蒸气、空气及热量的消耗计算（1）脱附时水蒸气的消耗量采用水蒸气进行脱附时，水蒸气的耗量D应包括三个部分，即加热蒸气消耗量D1、动力蒸气消耗量D2及补偿炭的负湿润热的消耗量D3。即： D=D1+D2+D31. 加热蒸汽消耗量D1的计算所谓加热蒸汽就是用来加热整个系统（包括吸附质、吸附剂、吸附器、绝热材料、水分等）到解吸温度的蒸汽，补偿散失到周围的介质正热量的耗气及解吸吸附质的蒸汽这三部分，统称为加热蒸汽。一般认为，加热蒸汽应全部在吸附器中凝缩。即:D1=(q1q2q3q4q5)/( -q)式中 q1加热吸附剂、吸附质所需热量。kJ/h；q2加热吸附器所需热量，kJ/h； q3加热绝热材料所需的热量，kJ/h； q4散失于周围介质中的热量，kJ/h，通常去其他加热蒸汽量的4%； q5解吸吸附质的耗热量，等于解吸出吸附质的重量W乘以吸附热q即：q5=Wq，kJ/h； 蒸汽带入的热量，kJ/kg q水蒸气冷凝液的热晗，kJ/kg。 上面q1 、q2 、q3的计算式可采用下式：q=GCp（t终t初）式中 G被加热物体的质量，kg； Cp被加热物体的比热容，kJ/kg； t初被加热物体的初始温度，K； t终被加热物体的最终温度，K。废气进口温度为30，出吸附器的温度为90，q1=1730.8kg（90-30）0.942 kJ/kg*=97779.6kJq1=346.16kg（90-30）1.7kJ/kg*=35308.32kJq2=25.60.0060.5 kJ/kg*（90-30）=10456.2kJq3=0q4=0.0410456.2 kJ=418.24 kJq5=628 kJ /kg346.16kg=217388.48 kJ则D1=(q1q2q3q4q5)/( -q) =（97779.6kJ+35308.32kJ+10456.2kJ+418.24 kJ+217388.48 kJ）/（63+155） =1657.6kg(2)动力蒸汽耗量D2的计算假定吹脱每公斤吸附质平均耗用2.5kg动力蒸汽。则D2=2.5kg346.16kg=865.4kg(3)用以补偿活性炭被湿润时的负湿润的蒸汽耗量D3的计算q润=q吸-q凝由于该值很小，相比D1和D2可以忽略。因此D3=0所以，脱附时所需要的蒸汽量为 D=D1+D2+D3 =1657.6kg+865.4kg+0=2523kg（四）脱附是水蒸气、空气及热量的消耗计算（按经验比例