吸附设备的计算
废液吸附塔尺寸计算
废液吸附塔尺寸计算
1、首先确定设备的尺寸,然后再计算所需要的塔径:如果你知道一个吸附器内部的体积(或者说容量)是多少,就可以根据它的尺寸来计算出其直径了.
2、比如说一台20L 的废气处理装置中,采用的活性炭吸附法,假设吸附剂的厚度为100mm,则该装置的体积应为20×100=2000ml,因此可得到20L×100mm=200000ml,那么可以得到20000÷2000=3.4(m),也就是说该装置的直径为3m。
3、在计算过程中,还必须注意:不同型号的吸附器有着不同的规格和结构形式;而且每种型号的吸附器都会有自己特殊的技术参数指标,这些指标对于选择合适的吸附器至关重要。
4、根据实际情况进行选择:由于每种型号的吸附器均有不同的结构及材质,我们只能针对某一具体工艺条件下的实验室试验,给出一般的设计参数范围,但对于大批量生产时,就应当考虑各种影响因素。
5、在满足环保排放标准的前提下,尽量减小占地面积和投资费用。
6、另外,对于风量、压力等重要参数的控制精度要求较高,因此选择机械控制方案时要慎重考虑。
7、由于废气处理设备涉及到化学反应过程,很多反应物都是易燃易爆的危险品,在选择处理设备时要考虑到设备的防爆性能。
8、由于废气处理设备一般安装在室外,并与周边环境接触,因此在选择处理设备时要考虑到设备的抗腐蚀性能。
活性炭吸附装置设计计算
活性炭吸附床计序号名称符号单位项目符号意义1 VOC 处理风量 Q m3/h 2VOC 气体的浓度 C 0 mg/m3 3 VOC 气体 VOC 气体的温度 T℃ 4 VOC 气体的压力 P Pa 5 原始数据VOC 气体的密度 ρ 0kg/m3 6 VOC 气体的黏度 μ Pa.S 7 VOC 气体的比热容 Cp kJ/(kg. C) 8 蜂窝状活性炭堆积密度 ρs kg/m3 9 蜂窝状活性炭静态活性 X T % 10蜂窝状活性炭动态活性 X T1%11 活性炭 蜂窝状活性炭孔隙率 ε12 数据蜂窝状活性炭比表面积 a m2/g 13 蜂窝状活性炭使用温度 T S ℃ 14 蜂窝状活性炭抗压强度 Mpa 15 蜂窝状活性炭外形规格 mm 16 吸附器吸附效率 η % 17 吸附器的空塔截面流速 um/s 18 固定床 吸附器的截面有效面积 A m2 19 吸附器活性炭层有效高度 Zm 数据及20 活性炭层的容积 Vsm3 计算 21 吸附器的截面有效长度 L m 22 吸附器的截面有效宽度 B m 23 活性炭作用时间 th 24 吸附时间在吸附作用时间内的吸附量Xkg 25 计算吸附波的移动速度 Ucm/s 26 有效高度下的活性炭作用时间 t'h 27 经验公式 活性炭层有效高度 Z m 28 压降计算活性炭床压降△PPa 29活性炭细管内的流速 u1m/s30 细管的当量直径 de31 活性炭平均直径d p3233当量直径34压降计算3536 雷诺数 Re37 当Re/(1- ε) ≤2500时按下式计算38 活性炭床压降△Pm m ABCD Pa附床计算公式算值备注30000500401031251.1272651.91616E-051.002500kg吸附质 /kg 吸附剂（厂家提供）0.35kg吸附质 /kg 吸附剂（实验获得）0.1 取值0.5700≤400≤0.8100x100x1000.93（Q/3600）/A 1.780626781L*B 4.680.5 0.5m~0.9m A*Z（或 L*B*Z） 2.34取值 2.6取值 1.8( Vs* ρs*XT1)/(C/1000000*Q* η) 8.387096774C0*Q/1000000* η*t 117(u* C0/1000000)/( ρs*XT1) 1.78063E-05Z/Uc/3600 7.8 t' 接近t0.5经验公式： 945.1*u 1.055×Z868.5647061u/ ε 3.561253561 1、废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸酯、丙醇等1.一般空塔流速 0.8~1.2m/s 时，动活性XT1=(0.75~0.8)XT ，流速越快，动活性越小，公司取 8%~10%标准上规定：固定床吸附剂颗粒性炭 0.2-0.6 纤维状吸附剂（活性炭纤维毡） 0.1-0.15 蜂窝状吸附剂 0.7-1.2层高中间需要留一定空间，使热量分散，局部碳层过热烧炭被吸附物沸点升高，吸附量增加（规(4* ε） /[a*(1-ε)]6/a2 3(1- ε)/ εμ*u/d p2(1- ε)/ ε2ρ0*u 2/d pd p* ρ0*u/ μ△P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z 0.0057142860.00857142920.4644054882416.9832542897.8861464 1795.772293 ≤2500 799.3815182、醋酸正丙活性速越快，动活性越小，颗粒型活维状吸附剂（活性炭蜂窝状吸附剂 0.7- .2使热量均匀热烧炭加（规律）。
第三章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在移动床吸附器的吸附操作中，吸附剂固体和气体混合物均以恒定速度连续流动，它们在床层任一截面上的浓度都在不断地变化，和气液在吸收塔内的吸收相类似。
移动床吸附过程的计算主要是吸附器直径、吸附段高度和吸附剂用量的计算。
我们可以仿照吸收塔的计算来处理问题，同时由于我们所进行的是低浓度气态污染物的吸附处理，可以按照等温过程对待。
为了简化计算，只讨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，和吸收塔计算塔径的公式相同： (3-53) 式中 D ——设备直径，m ；V ——混合气体流量，m 3/h ；u ——空塔气速，m/s 。
与吸收计算一样，在吸附设计中，一般来说混合气体流量是已知的，计算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： (3-54) 式中 u mf ——临界流化气速，m/s ；μV ——气体粘度，Pa ·s ；ρV ——气体密度，kg/m 3；d p ——固体颗粒平均直径，m ；R emf ——临界流化速度时的雷诺准数，由下式求得：式中 A T ——阿基米德准数，由下式求取：式中 ρs ——吸附剂颗粒密度，kg/m 3。
若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：式中 x i ——颗粒各筛分的质量分率，%；d pi ——颗粒各筛分的平均直径，m ； u V D π4=v p V emf mf d R u ρμ=5.022.51400T T emf A A R +=)(23v s v v p T g d A ρρμρ-=∑==n i pi i p d x d 11d 1、d 2——上下筛目尺寸，m 。
计算出临界流化气速后，再乘以0.6～0.8，即为空塔气速u ，再代入（3-35）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与吸收操作相类似，只是以固体吸附剂代替液体吸收剂。
活性炭固定床吸附器的设计计算及选型
活性炭固定床吸附器的设计计算及选型一、活性炭固定床吸附器的设计计算及选型1.废气吸附净化设计中的假设条件固定床吸附器结构虽然简单，但由于气体吸附过程是气-固传质过程，对任一时间或任一颗粒来说，这个传质过程都是一个不稳定过程，因此固定床吸附器的吸附操作是非稳态的，计算过程非常复杂，一般要涉及物料衡算方程、吸附等温线方程、传热速率方程及热量衡算。
为了避开一些没有必要的烦琐计算，可根据废气净化系统的特点，提出一些合理的假设：①气相中吸附质浓度低。
②吸附操作在等温下进行。
③传质区通过整个床层时长度保持不变。
④床层长度比传质区长度大得多。
这些简化限制条件对目前工业上应用的吸附器来说，一般是符合的。
固定床吸附过程的设计计算一般包括：吸附剂及吸附设备的选择；吸附效率确定。
当以上任务完成后，才能进行以下参数的设计计算：吸附器的床层直径和高度；吸附剂的用量；吸附器的一次循环工作时间；床层压降等。
2.活性炭固定床吸附剂的选择活性炭吸附剂的选择应根据吸附剂的比表面积（或碘吸附值、四氯化碳值、丁烷工作容量）、废气的组分及处理要求，依据吸附剂的选择性、再生性、化学稳定性、机械强度、价格等因素，进行综合考虑。
2.1选择原则——工业上对常用吸附剂的要求①要有巨大的内表面积（有效表面）和孔隙率。
②选择性要强，对需要去除的气体组分有选择地吸附。
③吸附容量要大，与比表面积和孔隙率大小以及孔径分布的合理性、分子的极性以及吸附剂分子上官能团的性质有关。
④要有足够的机被强度、热稳定性和化学稳定性。
⑤颗粒度要适中而且均匀。
⑥易于再生和活化。
⑦原料来源广泛，制造简便，价廉易得。
2.2吸附剂的选择步骤吸附剂的性质直接影响吸附效率，因此，在吸附设计中必须根据吸附质的性质以及处理要求选择合适的吸附剂。
下面所介绍的是标准的选择程序，按照这个程序操作，可以比较精准地选择出所希望的吸附剂，但是过程比较烦琐。
因此，一般是根据实际经验选择。
在吸附设计中，选择吸附剂的标准程序如下：（1）初选根据吸附质的性质、浓度和净化要求以及吸附剂的来源等因素，初步选出几种吸附剂。
变压吸附设计
一、关于吸附剂的算法：(以易吸附组分为准)Q F(C out－C in)=n×V R×q×ΔP×3600/t其中Q F为进口体积流量Nm3/hC out为易吸组分进口浓度C in为易吸组分出口浓度n为总塔数，V R为单塔吸附剂体积吨q为吸附剂对易吸组分吸附容量Nm3/吨ΔP最后一次均压与吹扫或抽真空之间的压差t为总循环时间，t0为单塔循环时间，t=n×t0，故上式变为：Q F(C out－C in)=n×V R×q×ΔP ×3600 /（n×t0）即Q F(C out－C in)=V R×q×ΔP ×3600/t0由上式可看出，PSA装置的处理能力即要分离的易吸组分总量Q F(C out－C in)只与单塔的吸附剂量V R和吸附容量q、解吸压差ΔP和单塔循环时间t0有关，对同一装置来说，吸附容量q变化不大，要想加量，只能缩短循环时间，以增加循环数次，提高吸附剂利用次数或者增大ΔP以提高吸附剂吸量。
二、关于分离系数分离系数定义：弱吸附组分在吸附床死空间中残余量/弱吸附组分在吸附床中的总量）与（强吸附组分在吸附床死空间中残余量/强吸附组分在吸附床中的总量）之比如根据物料算出两组分分离系统中以下数据：1、弱吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出弱吸附组分放空量2、强吸附组分总放量、根据塔内压差及塔空隙体积算出强吸附组分放空量比如制氧算出：氮总放空量为8430 Nm3，通过塔压及空隙算出784 Nm3；氧总放空量为385 Nm3，通过塔压及空隙算出196 Nm3则分离系数为：(196/385)/(784/8430)=5.47另：如为两组分系统:则塔内床层死空间弱组分残余量即为：V1*0.65*C1*ΔP塔内床层吸附剂吸附弱组分量即为：V1*（1－0.65）*τ*ΔP*C1三、压力与电耗一览表四、过热蒸汽区域描述蒸汽在温度高于饱和蒸汽温度的状态。
不同类型活性炭吸附计算表
150008040106251.123041.91616E-051.002500kg吸附质/kg吸附剂（厂家提供）0.35kg吸附质/kg吸附剂（实验获得）0.1取值0.57000.2≤400≤0.8100x100x1000.93（Q/3600）/A1.041666667L*B40.90.5m~0.9m A*Z（或L*B*Z）3.6取值2取值2( Vs*ρs*XT1)/(C/1000000*Q*η)161.2903226C 0*Q/1000000*η*t180(u* C0/1000000)/( ρs*XT1) 1.66667E-06Z/Uc/3600150t'接近t 0.8经验公式：945.1*u 1.055×Z789.3536096u/ε 2.083333333附床计算1、 废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸酯、丙醇等1.一般空塔流速0.8~1.2m/s时，动活性XT1=(0.75~0.8)XT，流速越快，动活性越小，公司取8%~10%标准上规定：固定床吸附剂 颗粒性炭0.2-0.6 纤维状吸附剂（活性炭纤维毡）0.1-0.15 蜂窝状吸附剂0.7-1.2层高中间需要留一定空间，使热量分散，局部碳层过热烧炭被吸附物沸点升高，吸附量增加（规公式算值备注(4*ε）/[a*(1-ε)]0.0057142866/a0.008571429(1-ε)2/ε32μ*u/d p20.271677211(1-ε)/ε22ρ0*u2/d p142.1672454d p*ρ0*u/μ523.29470341046.589407≤2500△P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z521.1796698、醋酸正丙活性速越快，动活性越小，颗粒型活维状吸附剂（活性炭 蜂窝状吸附剂0.7-.2使热量均匀热烧炭加（规律）。
固定床吸附计算
GS K yaP
Y1 Y2
Y
dY Y
*
传质单元数 （图解积分法）
传质单元高度
移动床计算
例：用连续移动床逆流等温吸附过程净化含H2S的空气。吸附剂为分 子筛。空气中H2S的浓度为3％（重量），气相流速为6500kg/h，假 定操作在293K和1atm下进行，H2S的净化率要求为95％，试确定：
固定床吸附计算
同样条件下
K1v1 K2v2 const.
01 v1 02 v2 const.
d1
d2
定义－动力特性
B1 Kv
B2
0
d
v
固定床吸附计算
吸附床长度
➢ 假定条件 等温吸附 低浓度污染物的吸附 吸附等温线为第三种类型 吸附区长度为常数 吸附床的长度大于吸附区长度
空气＝6305 kg/h
Y2
9.75 6305
Y2
1.55
9.75
1630053
1.55
103
移动床计算
实验得到的平衡关系如右图
假定X2＝0，从图得（X1）最大＝0.1147
( LS
/
GS
)最小
0.03 0.1147
0.00155 0.0000
0.284
(LS / GS )实际 1.5(LS / GS )最小 1.5 0.284 0.372
固定床吸附计算
吸附床长度
L0
WA
L WE (1 f )WA
L0－吸附区长度 WA－穿透至耗竭的惰性气体通过量 WE－耗竭时的通过量 1-f－吸附区内的饱和度
吸附器的压力损失
1）图解计算
2）公式计算
Pg 3d p g D(1 )G '2
活性炭吸附箱风量计算
活性炭吸附箱风量计算一、活性炭吸附原理活性炭是一种具有特殊微孔结构的高效吸附材料，其吸附效果取决于活性炭的孔隙结构和表面积。
当空气中有害气体接触到活性炭时，有害气体分子会被吸附在活性炭的微孔中，从而将有害气体去除。
吸附过程中，活性炭会逐渐饱和，需要定期更换或再生。
二、活性炭吸附箱风量计算方法1.体积法：根据活性炭吸附箱的容积和空气需要停留的时间来计算风量。
公式为：Q=V/t其中，Q为风量（m³/h），V为活性炭吸附箱的容积（m³），t为空气需要停留的时间（h）。
2. 浓度法：根据空气中有害气体浓度和活性炭的吸附效果来计算风量。
首先需要知道空气中有害气体的浓度C（mg/m³），活性炭的吸附容量M（mg/g），和吸附效率η。
公式为：Q=(C×V)/(M×η)其中，Q为风量（m³/h），V为活性炭吸附箱的容积（m³），C为空气中有害气体的浓度（mg/m³），M为活性炭的吸附容量（mg/g），η为吸附效率。
3.面积法：根据活性炭的表面积和空气需要覆盖的面积来计算风量。
首先需要知道活性炭的表面积A（m²），空气需要覆盖的面积S（m²），以及空气的速度v（m/s）。
公式为：Q=A×S×v其中，Q为风量（m³/h），A为活性炭的表面积（m²），S为空气需要覆盖的面积（m²），v为空气速度（m/s）。
三、风量计算实例假设活性炭吸附箱的容积为2m³，空气需要停留的时间为2小时，空气中有害气体的浓度为100mg/m³，活性炭的吸附容量为20mg/g，吸附效率为90%。
根据体积法，风量Q=V/t=2/2=1m³/h。
根据浓度法，风量Q=(C×V)/(M×η)=(100×2)/(20×0.9)≈111.11m³/h。
第三章第四节固定床吸附过程的计算
第四节固定床吸附过程的计算固定床吸附器结构简单，但由于气体吸附过程是气—固传质，对任一时间或任一颗粒来说都是不稳定过程，因此固定床吸附器的吸附操作是非稳态的，计算过程非常复杂，一般要涉及到物料衡算方程、吸附等温线方程和传热速率方程及热量衡算。
而在气态污染物的吸附净化设计中，由于所涉及到的物系是低浓度的气态混合物，且气量一般比较大，吸附热相对较小，因此可近似地按等温过程处理，可不考虑传热速率方程和热量方程（升温脱附除外）。
这样在设计过程中可采用简化了的方法进行近似计算，计算时往往提出如下假设：（1）气相中吸附质浓度低；（2）吸附操作在等温下进行；（3）传质区通过整个床层时长度保持不变；（4）床层长度比传质区长度大得多。
这些简化限制条件对目前工业上应用的吸附器来说，一般是符合的。
设计中较常采用的是希洛夫近似计算法和透过曲线计算法。
计算过程一般是在吸附剂的选择、吸附设备的选择和吸附效率确定之后进行的。
设计计算的任务是求出吸附器的床层直径和高度，吸附剂的用量，吸附器的一次循环工作时间，床层压降等。
下面首先介绍固定床吸附器的吸附过程。
一、固定床吸附器的吸附过程在固定床吸附器的吸附操作中，一般是混合气体从床层的一端进入，净化了的气体从床层的另一端排出。
因此，首先吸附饱和的应是靠近进气口一端的吸附剂床层。
随着吸附的进行，整个床层会逐渐被吸附质饱和，床层末端流出污染物，此时吸附应该停止，完成了一个吸附过程。
为了描述吸附过程，提出了以下概念。
（一）吸附负荷曲线与透过曲线1. 吸附负荷曲线在实际操作中，对于一个固定床吸附器，气体以等速进入床层，气体中的吸附质就会按某种规律被吸附剂所吸附。
吸附一定时间后，吸附质在吸附剂上就会有一定的浓度，我们把这一定的浓度称为该时刻的吸附负荷。
如果把这一瞬间床层内不同截面上的吸附负荷对床层的长度（高度）作一条曲线，即得吸附负荷曲线。
也就是说，吸附负荷曲线是吸附床层内吸附质浓度x随床层长度z变化的曲线。
活性炭吸附箱压降计算公式
活性炭吸附箱压降计算公式活性炭吸附箱是一种常用于去除气体中有害物质的设备，其工作原理是利用活性炭对气体中的有机物质进行吸附，从而净化气体。
在活性炭吸附箱的运行过程中，压降是一个重要的参数，它反映了活性炭吸附箱内部的阻力情况，对设备的运行稳定性和效率有着重要的影响。
因此，准确计算活性炭吸附箱的压降是非常重要的。
活性炭吸附箱的压降计算公式可以通过流体力学的基本原理来推导。
在活性炭吸附箱内，气体流经活性炭层时会受到阻力的影响，导致压降的产生。
根据达西定律和泊肃叶方程，可以得到活性炭吸附箱的压降计算公式如下：ΔP = (150 μL) (ρv^2) / (2d)。
其中，ΔP表示活性炭吸附箱的压降，单位为帕斯卡（Pa）；μ表示气体的动力粘度，单位为帕秒（Pa·s）；L表示活性炭吸附箱的长度，单位为米（m）；ρ表示气体的密度，单位为千克/立方米（kg/m^3）；v表示气体的流速，单位为米/秒（m/s）；d表示活性炭颗粒的直径，单位为米（m）。
根据上述公式，我们可以看到活性炭吸附箱的压降与多个因素相关，包括气体的动力粘度、流速、密度以及活性炭颗粒的直径和吸附箱的长度。
在实际应用中，我们需要根据具体的情况来确定这些参数的数值，从而计算出活性炭吸附箱的压降。
在进行压降计算时，首先需要确定气体的动力粘度。
气体的动力粘度是描述气体流动性质的重要参数，它与气体的种类和温度有关。
通常情况下，我们可以通过气体的物性表来查找相应的数值。
然后，需要确定气体的流速和密度。
气体的流速可以通过流量计来测量，而气体的密度可以通过密度计来测量。
最后，需要确定活性炭颗粒的直径和吸附箱的长度。
这两个参数通常可以通过设备的设计参数或者实际测量来确定。
在确定了上述参数的数值之后，我们就可以利用上述公式来计算活性炭吸附箱的压降了。
需要注意的是，由于活性炭吸附箱通常是一个复杂的多孔介质结构，因此在实际计算中可能需要考虑更多的因素，如活性炭颗粒的形状和分布、气体流动的非均匀性等。
变压吸附计算书
此计算书为内部参考，切勿传播！30000NM3/h变换气脱碳装置计算书一、装置基本条件⑴变换气组成(V)变换气组成见表1⑵温度：≤40℃⑶压力（表）： 0.78MPa⑷处理变换气： 30000Nm3/h⑸总硫：≤150mg/ Nm3⑹年开车时间: 8000小时二、脱碳装置性能指标含量: ≤0.2%(V)⑴净化气中CO2⑵净化气压力（表）: 1.8MPa⑶净化气温度: ≤45℃⑷氢气回收率: ≥99.5%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统）⑸氮气回收率: ≥98%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统）⑹一氧化碳回收率：≥97%(V) （吸附塔四均后无气体返回压缩系统）三、设备的选型及计算根据以上条件，本装置采用我公司的两段变压吸附吹扫流程，粗脱段采用15-3-10流程（即15塔3塔吸附10次均压），循环时间为800s；净化段采用9-2-4（即9塔2塔吸附4次均压），循环时间为720s。
1、吸附剂的用量计算(实际操作压力按粗脱段0.75Mpa、净化段1.75Mpa)本装置粗脱段吸附塔中的吸附剂采用两段装填，下层为氧化铝，上层为硅胶；净化段吸附塔中的吸附剂采用硅胶。
a. 氧化铝的计算以146000 Nm3/h的变换气需要氧化铝为136 m3，所以需要氧化铝为：30000×136×18.5÷8.5÷146000=60.82 m3为保险取氧化铝为60.82×1.15=70 m3b. 粗脱段硅胶的计算以146000 Nm3/h的变换气需要硅胶为1000m3，所以需要硅胶为：30000×1000×18.5÷8.5×146000=447.22 m3为保险取硅胶为447.22×1.15=514.3 m3按东平的1.15倍计算：（60.82+447.22）×1.15=584.25取585 m3c. 净化段硅胶的计算以146000 Nm3/h的变换气需要硅胶为604 m3，所以需要硅胶为：30000×604÷146000=124 m3按东平的1.3倍计算124×1.3=161.2m32、水分离器的计算a. 水分离器直径的计算变换气量为30000Nm3/h；变换气压力为0.78Mpa（表压）；变换气温度为40℃；空塔气速取0.42m/s；变换气在气水分离器中停留时间取12s。
固定床吸附计算
0.00 ~0.00 0.0001 0.0005 0.0018 0.0043 0.0078
1 Y Y*
645 200 101 69 55 48.3 45.0
NOG＝3.127
所以实际需要的分子筛
＝0.372×6305＝2345.5kg/h
(2)
( X1)实际
195 9.75 2345.5
0.079
移动床计算
(3)
Y1 dY
NOG Y2 Y Y *
图解积分法计算NOG
Y
Y*
0.00155 0.00500 0.010 0.015 0.020 0.025 0.030
固定床吸附计算
同样条件下
K1v1 K2v2 const.
01 v1 02 v2 const.
d1
d2
定义－动力特性
B1 Kv
B2
0
d
v
固定床吸附计算
吸附床长度
➢ 假定条件 等温吸附 低浓度污染物的吸附 吸附等温线为第三种类型 吸附区长度为常数 吸附床的长度大于吸附区长度
固定床吸附计算
固定床吸附计算
固定床吸附计算
固定床吸附计算
保护作用时间
➢
b v0
L（假定吸附层完全饱和）
➢ 希洛夫方程
b v0
L 0
K (L h)
a－静活度，％
S－吸附层截面积,m2
L－吸附层厚度,m
b－吸附剂堆积密度，kg/m3
v－气体流速，m/s
0 －污染物浓度，kg/m3
0 －保护作用时间损失；h－死区长度
GS K yaP
Y1 Y2
Y
dY Y
*
传质单元数 （图解积分法）
微热吸附干燥机处理量计算
微热吸附干燥机处理量计算
【原创版】
目录
1.微热吸附干燥机的工作原理
2.计算处理量的方法
3.根据处理量计算 AB 两柱容积的方法
4.结论
正文
微热吸附干燥机是一种利用吸附剂对空气中的水分进行吸附的设备，通过周期性的加热和冷却来实现对空气的干燥。
在微热吸附干燥机中，吸附剂在低温下吸附空气中的水蒸气，然后在高温下进行再生，将吸附的水蒸气释放回空气中。
计算微热吸附干燥机的处理量，需要首先确定吸附压力，由此计算出水蒸汽量。
然后确定循环时间，计算每次需吸附的水量。
此外，还需要实验确定吸附剂上水的穿透吸附量，这样就可以计算出吸附剂的基本用量。
为了安全起见，通常还需要增加一个保险系数。
根据处理量计算 AB 两柱容积的方法，一般是先选择空塔线速，根据不同吸附剂，例如氧化铝，取 0.2-0.5m/s。
然后，用容积公式 Q=3.14Dv/4 算出塔体截面积。
接着，根据 H=2.5-4D（其中 H 为塔高，D 为截面积），算出塔体的高度。
当然，还需要考虑封头的体积。
一般空气与吸附剂的接触时间要控制在 6-8 秒。
总之，微热吸附干燥机的处理量计算涉及到吸附剂的选取、吸附压力、循环时间、吸附剂的基本用量和保险系数等多个因素。
而根据处理量计算AB 两柱容积，则需要确定空塔线速、塔体截面积、塔体高度和封头体积等参数。
活性炭吸附塔-计算方案
吸附量是指在一定条件下单位质量的吸附剂上所吸附的吸附质的量，通常以kg吸附质/kg吸附剂或质量分数表示，它是吸附剂所具有吸附能力的标志。在工业上吸附量称为吸附剂的活性。
吸附剂的活性有两种表示方法：
（1）吸附剂的静活性
在一定条件下，达到平衡时吸附剂的平衡吸附量即为其静活性。对一定的吸附体系，静活性只取决于吸附温度和吸附质的浓度或分压。
L为风管长度，m。
（1）单位管长沿程摩擦阻力 ，按下式计算：
式中： 为摩擦阻力系数；
为空气密度，kg/m3，取1.2kg/m3。
d为风管直径，m。
（2）摩擦阻力系数 ，按下式计算：
式中：K为风管内壁的绝对粗糙度，m，取0.15×10-3m。
Re为雷诺数， ， 为运动黏度，m2/s，取 =15.06×10-6m2/s。
过滤风速：V3＝0.2~0.6m/s，
过滤停留时间：T1＝0.2~2s，
碳层厚度：h＝0.2~0.5m，
碳层间距：0.3~0.5m。
活性炭颗粒性质：
平均直径dp=0.003m，表观密度ρs=670kg/ ，堆积密度ρB=470kg/
3、（1）管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2
则管道流速V1=5.56÷0.50=11.12m/s，满足设计要求。
（2）吸附剂的动活性
在一定的操作条件下，将气体混合物通过吸附床层，吸附质被吸附，当吸附一段时间后，从吸附剂层流出的气体开始发现吸附质（或其浓度达到依规定的允许值）时，认为床层失败，此时吸附剂吸附的吸附质的量称为吸附剂的动活性。动活性除与吸附剂和吸附质的特性有关外，还与温度、浓度及操作条件有关。吸附剂的动活性值是吸附系统设计的主要依据。
3、静压的定义是：气体对平行于气流的物体表面作用的压力。
吸附设备的计算范文
吸附设备的计算范文随着工业发展的进步，吸附技术在化工、环保、能源等领域的应用越来越广泛。
吸附设备是对气体、液体和固体物质进行吸附分离的装置，其性能的优劣直接影响着整个吸附过程的效果。
本文将对吸附设备进行计算与分析，并探讨其优化方法。
一、吸附设备的计算基础1.吸附剂的性能参数吸附设备中最关键的参数之一是吸附剂的选择和性能。
吸附剂的物理化学性质决定了吸附设备的工作效果。
常见的吸附剂有活性炭、沸石、高分子吸附树脂等。
在计算过程中，需要考虑吸附剂的孔径大小、比表面积、吸附容量等参数。
2.实验数据的获取二、吸附设备的计算方法1.吸附塔内流体力学计算吸附设备是一个多相流体力学过程，其计算主要包括吸附塔的压降计算、流体速度计算等。
在吸附塔内，气体和液体通过物理或化学吸附进行传质，这要求对流体力学的计算进行精确的建模和分析。
2.传质计算吸附过程是一个传质过程，其计算需要考虑气体与吸附剂之间的传质速率、传质系数等参数。
根据传质模型，可以通过质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程等进行计算。
3.吸附平衡计算吸附平衡是吸附过程的基本条件之一、吸附平衡计算需要根据吸附剂的等温线数据和吸附物质的物化性质来确定吸附平衡条件。
常用的吸附平衡关系有亨利定律、朗格缪尔方程等。
4.设备参数计算三、吸附设备的优化方法1.设备结构的优化2.吸附剂的优化选择合适的吸附剂是吸附设备优化的重要环节。
吸附剂的选择需要综合考虑吸附速度、吸附容量、吸附剂的成本等因素。
在吸附设备中采用高效的吸附剂可以提高设备的吸附效果，并降低设备的运行成本。
3.流体力学的优化通过流体力学的优化，可以改善吸附设备的传质性能。
在吸附塔内，通过合理的流体流动方式，可以提高气体和液体的接触效率，从而提高传质速率。
通过计算流体力学参数，可以确定最佳的流体流动方式，从而优化吸附设备的传质效果。
综上所述，吸附设备的计算范文需要基于吸附剂的性能参数和实验数据，进行吸附塔内流体力学计算、传质计算、吸附平衡计算和设备参数计算。
吸附设备的计算范文
吸附设备的计算范文吸附设备计算是指对吸附设备进行设计和操作参数的计算。
吸附是一种通过表面吸附力将物质从一种状态转变为另一种状态的过程。
吸附设备广泛应用于化工、环保、制药等行业，用于分离、纯化、浓缩和回收物质。
1.吸附塔的高度和直径计算：吸附塔是吸附设备的核心组成部分，主要由填料层和气流分布层组成。
吸附塔的高度和直径的计算是根据需要吸附的物质的负载量、传质速率等参数来确定的。
高度和直径的大小直接影响到吸附塔的体积和设备的成本。
2.吸附剂的用量计算：吸附剂是吸附过程中的核心物质，其用量的大小与吸附效果直接相关。
吸附剂的用量计算要考虑到吸附剂的吸附容量、物质的浓度和流量等参数。
合理选择和使用吸附剂可以提高吸附设备的效率和降低能耗。
3.吸附设备的传质速率计算：传质速率是指物质在吸附过程中从气相或液相向吸附剂表面传送的速率。
传质速率的计算要考虑到吸附剂的孔隙结构、温度、压力等因素。
传质速率的大小直接决定了吸附设备的分离效果和处理能力。
4.吸附塔的压降计算：吸附塔中气流经过填料层和气流分布层时会产生压降，压降的大小影响到设备的能耗和操作参数。
压降的计算要考虑到气流的流速、粘度、平均气体流速等因素。
合理的压降设计可以提高吸附设备的操作效率和降低能耗。
5.吸附设备的热力学计算：吸附过程是一个热力学过程，需要考虑到温度、压力、相变等因素。
吸附设备的热力学计算包括吸附热、吸附焓、蒸汽压等参数的计算。
热力学计算可以帮助合理选择和使用吸附剂，并优化吸附设备的操作条件。
吸附设备的计算是一个复杂而综合的过程，需要考虑到多种参数和因素的影响。
除了上述提到的几个方面，还需要考虑到吸附剂的再生过程、设备的安全性、设备的操作和维护等因素。
吸附设备的计算可以通过经验公式、数值模拟和实验研究等方法进行。
总之，吸附设备的计算是一项重要而复杂的工作，需要综合考虑多个参数和因素。
合理的计算和设计可以提高吸附设备的效率和经济性，同时降低能耗和环境污染。
吸附设备的计算
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=5t X 0.84=4.2t每小时甲苯的量为：c=4.2t+ 24h=0.175t/h每小时甲苯的浓度为：c'0.175t/h—32000 m3/h=830mg/ m3要求废气的排放满足《大气污染物综合排放标准》 (GB 1 6297— 1 996) 二级标准，而《大气污染物综合排放标准》 (GB16297—1996)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' =3600g + 32000 m3/h=112.5mg/ m3>60 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》 (GB16297—1996)二级最高允许排放浓度60 mg/ m3；3C 尾气=60 mg/ m3每小时排放的甲苯的量为：C排放=32000m3/h X 60 mg/ m3=1.92kg/h需要处理掉的甲苯的量为：C处理=175- 1.92=173.08kg/h 吸附按四个小时算，则吸附的甲苯的总量为：C'=173.08kg/h X 4h=692.32kg每个吸附器吸附的甲苯的量为C'=692.32kg宁2=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=692.32kg- 20%=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'3461.6宁2=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=1730.8kg + 460kg/ m3〜3.76 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 mi7h+ 0.4m/s+ 3600* 22.2 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 m3宁2=11.1 m3每个吸附器活性炭堆积厚度为：Z =3.76 m3+ 11.1 m3〜0.34 m，取0.4m采用立式固定床吸附塔，则塔径为：D={ （4X 11.1 m3）- 3.14}八0.5=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 m3—2m=5.55m~ 5.6m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。
微热吸附干燥机处理量计算
微热吸附干燥机处理量计算摘要：一、微热吸附干燥机概述二、微热吸附干燥机处理量计算方法1.基本公式2.影响因素3.实际应用中的处理量计算三、案例分析四、提高微热吸附干燥机处理量的措施五、总结正文：一、微热吸附干燥机概述微热吸附干燥机是一种新型干燥设备，它采用吸附剂吸附物料中的水分，并通过微加热的方式将吸附的水分脱附出来。
与传统干燥方法相比，微热吸附干燥机具有能耗低、干燥效果好、设备占地面积小等优点。
在化工、食品、医药等行业中有着广泛的应用。
二、微热吸附干燥机处理量计算方法1.基本公式微热吸附干燥机的处理量（Q）可以通过以下公式计算：Q = V × S × ρ × η其中，V：干燥机体积，m；S：吸附剂吸附面积，m；ρ：吸附剂密度，kg/m；η：吸附效率，%。
2.影响因素（1）吸附剂种类：不同吸附剂的吸附能力不同，影响处理量；（2）吸附温度：吸附温度影响吸附剂的吸附能力和脱附速率；（3）吸附压力：吸附压力影响吸附剂的吸附效果；（4）脱附方式：脱附方式影响脱附效率，从而影响处理量。
3.实际应用中的处理量计算在实际应用中，还需考虑物料的性质、干燥过程的工艺参数等因素，结合上述公式进行处理量计算。
三、案例分析以某化工企业为例，其微热吸附干燥机的主要参数如下：吸附剂种类：硅胶；吸附剂密度：ρ= 150 kg/m；吸附面积：S = 100 m；吸附温度：t = 25℃；吸附压力：p = 0.1 MPa；脱附方式：采用热风脱附；吸附效率：η= 90%。
根据公式计算，该干燥机的处理量约为：Q = V × S × ρ × η = 10 m × 100 m × 150 kg/m × 90% ≈ 13.5 t/h四、提高微热吸附干燥机处理量的措施1.选用高性能吸附剂：高性能吸附剂具有更好的吸附能力和脱附速率，有助于提高处理量；2.优化工艺参数：根据物料性质和干燥过程需求，调整吸附温度、吸附压力等工艺参数，以提高吸附效果和脱附效率；3.增加吸附面积：扩大干燥机体积或增加吸附层数，以提高吸附能力；4.改进脱附方式：采用更高效的脱附方式，如热风脱附、真空脱附等。
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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=5t×0.84=4.2t
每小时甲苯的量为：c=4.2t÷24h=0.175t/h
每小时甲苯的浓度为：c’=0.175t/h÷32000 m3/h=830mg/ m3
要求废气的排放满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）二级标准，而《大气污染物综合排放标准》（GB16297—1996）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’’=3600g÷32000 m3/h=112.5mg/ m3>60 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》（GB16297—1996）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/h×60 mg/ m3=1.92kg/h
需要处理掉的甲苯的量为：C处理=175－1.92=173.08kg/h
吸附按四个小时算，则吸附的甲苯的总量为：
C’=173.08kg/h×4h=692.32kg
每个吸附器吸附的甲苯的量为C’’=692.32kg÷2=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=692.32kg÷20%=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’=3461.6÷2=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=1730.8kg÷460kg/ m3≈3.76 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/h÷0.4m/s÷3600s≈22.2 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 m3÷2=11.1 m3
每个吸附器活性炭堆积厚度为：ζ=3.76 m3÷11.1 m3≈0.34 m ，取0.4m
采用立式固定床吸附塔，则塔径为：
D={（4×11.1 m3）÷3.14}^0.5=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 m3÷2m=5.55m≈5.6m
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3~6mm，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ρ=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
（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+D3
1.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=(q1＋q2＋q3＋q4＋q5)/( λ-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=W·q，kJ/h；
λ——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=G·C p（t终－t初）
式中G——被加热物体的质量，kg；
C p——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*℃=97779.6kJ
q1’’=346.16kg×（90℃-30℃）×1.7kJ/kg*℃=35308.32kJ
q2=2×5.6×0.006×0.5 kJ/kg*℃×（90℃-30℃）=10456.2kJ
q3=0
q4=0.04×10456.2 kJ=418.24 kJ
q5=628 kJ /kg×346.16kg=217388.48 kJ
则D1=(q1＋q2＋q3＋q4＋q5)/( λ-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=2.5kg×346.16kg=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（按经验比例算）由工程实践经验，假定脱附1公斤吸附剂需要用4.5公斤蒸汽，则脱附346.16kg公斤的甲苯需要的蒸汽量为：
D=346.16kg×4.5kg=1557.72kg<<2523kg
因此本工艺脱附的时候采用的蒸汽量为1557.72kg。