第五移动床吸附过程的计算

第五节移动床吸附过程的计算争论一个组分的吸附过程。一、移动床吸附器直径的计算移动床吸附器主体一般为园柱形设备，和吸取塔计算塔径的公式一样：4V4Vu式中 D——设备直径，m；混合气体流量，m3/h；u——空塔气速，m/s。

(3-53)塔径的关键是确定空塔气速u。一般移动床中的空塔气速都低于临界流化气速。球形颗粒的移动吸附床临界流化气速可由下式求得：R u emf Vmf d p v

(3-54)式中 umf——临界流化气速，m/s；μV——气体粘度，Pa·s；ρV——气体密度，kg/m3；dp——固体颗粒平均直径，m；临界流化速度时的雷诺准数，由下式求得：ARemf

T14005.22A0.5T式中 基米德准数，由下式求取：d3gA p v (

)T 2 s v式中 ——吸附剂颗粒密度，kg/3。假设吸附剂是由不同大小的颗粒组成，则其平均直径应按下式计算：1d 1p n xidpi式中 xi——颗粒各筛分的质量分率i1dpi——颗粒各筛分的平均直径，m；ddd1 2pid1、d2——上下筛目尺寸，m。式，求出塔径D。二、移动床吸附器吸附剂用量的计算〔一〕物料衡算与操作线方程塔内的状况，也是取塔的任一截面分别对塔顶和塔底作物料衡算，见图3-17a。可得操作线方程：LySLGS

(y1

SLGLS

x) (3-58)1L L1或y Sx(yG 2S xG 2S

) (3-59)式中 通过吸附剂床层的惰性气体量，kg/(m2·s);Ls——通过吸附剂床层纯吸附剂流量，kg/(m2·s);12y y——进、出口气体中污染物浓度；12、21x x——出、进口吸附剂中污染物浓度。21、(3-58)、(3-59)式即为吸附操作线方程。ss、

D点2〔x2、

y〕3-17〔b，DE线称为移动床吸附器1、1的气固中污染物的状况。〔二〕吸附剂用量的计算DELs/Gs单位气体量所需要的吸附剂的量。对于肯定的吸附任务，Gs都是肯定的，这Ls减小，则操作线的斜Ls/GsEE*Ls/Gs到达最小，y1与平衡线1E*E*x*的值，然后计算出最小固气比：1L yy得出最小吸附剂用量：

( S)GS

min

1 2xx1 2

(3-60)L G

yy1

(3-61)Smin s

xx1 21.1～2.0实际操作条件下的吸附剂用量应是：LS=〔1.1～2.0〕Lsmin (3-62)三、移动床吸附器吸附层高度的计算dz作物料衡算，得到：LSdx=GSdy (3-63)又依据吸附率方程式：

GSdy=Kyap(y-y*)dz (3-64)NOG：yN 1

dy Kyap

zdz Z

(3-65)OG yyy G 0 H2HOG称传质单元高度。

S OGZ=NOG·HOG (3-66)确的方法准确地求出移动床的传质总系数Kyap，目前移动床的传质总系数都状态。因此其传质阻力与固定床有差异，这样处理只是一种近似估算。[例3-4] 以分子筛吸附剂，在移动床吸附器中净化含SO2为3%〔质量分数〕的废气，废气流速为6500kg/h，操作条件为293K、1.013×105Pa，等温吸附。要求气体净化效率为95%。又依据固定床吸附器操作时得到气、固传质分系数分别为：kyap=1260Gs0.55 kxap=3458 (kgSO2／h·m2·△x)SO2的含量；⑶移动吸附床的有效高度。吸附器进、出口气体组成为∶65000.03y 0.03[kg/kgSO/空气]1 650065000.03 23y 65000030051.5510([kg/kg,SO32

SO23-4〔a1x1=0.114x2=0，则依据﹙3-60〕式得：L( s)GS

0.030.001550.11470

0.248操作条件下的固气比取最小固气比的1.5倍，则(Ls)1.50.2480.372G

SLS=0.372x6500=2418﹙kg/h﹚⑵操作条件下,SO2的含量x11xGS(y1

y)21 LS6500(0.030.0015)24180.0766(kg/kgSO2/分子筛⑶移动吸附床有效高度的计算传质单元数计算依据N

y dy

用图解积分法求取传质单元数。利用例3-4附图(a),OG1在у1=0.03OG1

y yy2y2=0.0015范围内划分一系列的у值，对每一个y值，在操作线上查出相应下：0.0100.0150.0100.0150.0200.0250.00010.00050.00180.0043695548.3450.030y* 0.00 0.000.00781 645 200 101y

1yy

的值。结果如以 1 yy

y[3-4附图(b)]

=0.03y区间曲线下的面积即为传质单元数：yNOG传质单元高度计算

y2

dyyy

3.128依据传质总系数与传质分系数的关系有：1 1 mKa ka kay p y p x pm=0.022