第八组分子筛计算步骤
分子筛重量计算
分子筛重量计算
摘要:
一、引言
二、分子筛重量计算方法
1.静态法
2.动态法
3.实验法
三、分子筛重量计算的实际应用
四、总结
正文:
一、引言
分子筛是一种具有规则孔道结构的硅酸盐晶态材料,其主要应用于吸附、分离、催化等领域。
在工业生产和科研过程中,对分子筛的重量进行精确计算是一项重要任务。
本文将为您介绍分子筛重量计算的方法及其实际应用。
二、分子筛重量计算方法
1.静态法
静态法是一种常用的分子筛重量计算方法,其基本原理是根据分子筛吸附物质的能力来测定其重量。
静态法操作简便,适用于大部分分子筛的测定。
2.动态法
动态法是另一种分子筛重量计算方法,其原理是在一定条件下,测量分子筛对吸附物质的吸附速率,从而计算出分子筛的重量。
动态法适用于快速测定
分子筛重量的场合。
3.实验法
实验法是根据分子筛的物理性质和化学性质,通过实验数据计算其重量。
实验法适用于对分子筛的结构和性能有深入了解的专业人员。
三、分子筛重量计算的实际应用
在实际生产和科研过程中,对分子筛重量的精确计算有助于优化生产过程、提高产品质量和提高经济效益。
例如,在催化剂生产中,精确计算分子筛重量可以保证催化剂的活性和稳定性;在吸附剂应用中,精确计算分子筛重量有助于提高吸附效果。
四、总结
分子筛重量计算是分子筛研究和应用的重要环节。
静态法、动态法和实验法是常用的分子筛重量计算方法,各有优缺点。
实际应用中,应根据具体情况选择合适的计算方法。
分子筛相对结晶度计算
(一)美国ASTM标准-八峰
合成样品特征峰面积的计算:
(1)打开文件
得下图
(2)确定背景
在上图界面右击,选择determine background,出现下图,根据要求调整granularity和Bending factor参数
最后Accept,出现下图中绿色背景线
(3)确定峰
在上图界面右击,选择search peaks,出现下图,根据自己样品特点确定最小峰宽之类参数,
最后点击search peaks,然后点击accept,出现下图
(4)拟合峰
不经处理的峰如下,原始峰(红线)和积分峰(蓝线)之间大小存在差异,
(想要放大某峰直接右击,选择zoom out,返回选择zoom previous)需调整一下。
在上图界面右击,选择fit profile,此时得下图,可见两峰差距变小,依
据该方法对八峰分别进行处理
(5)峰面积计算
保持上图界面,鼠标放在实线处,峰面积在右侧可见(Area),如下图
(6)结晶度计算
按照上述方法,得到八个特征峰各自峰面积,加和,然后与标样八峰面积之和作比,得该样品相对结晶度。
分子筛相对结晶度计算
(一)美国ASTM标准-八峰
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最后点击search peaks,然后点击accept,出现下图
(4)拟合峰
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(想要放大某峰直接右击,选择zoom out,返回选择zoom previous)
在上图界面右击,选择fit profile,此时得下图,可见两峰差距变小,依据该方法对八峰分别进行处理
(5)峰面积计算
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(6)结晶度计算
按照上述方法,得到八个特征峰各自峰面积,加和,然后与标样八峰面积之和作比,得该样品相对结晶度。
分子筛 制作流程
分子筛制作流程Molecular sieves are important materials used in various industriesfor separation and purification processes. The production process of molecular sieves involves several steps that are crucial for ensuring the quality and performance of the final product. 分子筛是在各个行业中用于分离和纯化过程中的重要材料。
分子筛的生产过程涉及几个关键步骤,对确保最终产品的质量和性能至关重要。
The first step in the production of molecular sieves is the selection of raw materials. High-quality raw materials are essential for producing molecular sieves with excellent performance. The raw materials used in the production of molecular sieves include alumina, silica, and various other compounds. These materials are carefully selected to ensure that they meet the desired specifications and quality standards. 分子筛的生产第一步是原材料的选择。
高质量的原材料对于生产具有优异性能的分子筛至关重要。
用于分子筛生产的原材料包括氧化铝、二氧化硅和各种其他化合物。
《具有磁性ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜的制备及其气体分离性能》
《具有磁性ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜的制备及其气体分离性能》一、引言随着工业化的快速发展,气体分离技术在能源、化工、环保等领域具有越来越重要的地位。
分子筛膜因其具有高选择性、高渗透性及良好的稳定性等优点,成为气体分离技术的重要研究方向。
近年来,具有磁性ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜的制备及其在气体分离领域的应用逐渐受到广泛关注。
本文旨在介绍该杂化炭分子筛膜的制备方法、结构特点及气体分离性能。
二、ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜的制备(一)制备原料与设备本实验所需原料主要包括ZIF-8前驱体、碳源材料、磁性材料等。
设备主要包括高温炉、真空镀膜机、磁控溅射仪等。
(二)制备方法首先,通过溶胶-凝胶法合成ZIF-8前驱体;其次,将碳源材料与ZIF-8前驱体混合,经过高温处理,使二者形成稳定的杂化结构;最后,利用磁控溅射法在基底上形成具有磁性ZIF-8链状结构的炭分子筛膜。
三、ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜的结构特点(一)链状结构该杂化炭分子筛膜具有明显的ZIF-8链状结构,这种结构有利于气体分子的传输和扩散。
(二)磁性特点通过引入磁性材料,使得杂化炭分子筛膜具有一定的磁响应性,便于后期对膜的操控和回收。
四、气体分离性能(一)实验方法采用不同类型的气体混合物(如H2/N2、CO2/CH4等)进行渗透实验,观察杂化炭分子筛膜的气体分离性能。
(二)实验结果与分析实验结果表明,该杂化炭分子筛膜具有良好的气体分离性能。
在H2/N2混合气体中,H2的渗透速率明显高于N2,表现出较高的选择性。
在CO2/CH4混合气体中,CO2的分离效果也较为显著。
此外,由于引入磁性材料,使得该杂化炭分子筛膜在磁场作用下具有良好的可操控性,有利于实现气体分离过程的自动化和智能化。
五、结论本文成功制备了具有磁性ZIF-8链状结构杂化炭分子筛膜,该膜具有良好的气体分离性能和磁响应性。
通过实验结果分析,该杂化炭分子筛膜在气体分离领域具有广阔的应用前景。
分子筛相对结晶度计算.docx
(一)美国ASTM标准-八峰
合成样品特征峰面积的计算:
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分子筛重量计算
分子筛重量计算(原创版)目录一、引言二、分子筛的定义和分类三、分子筛重量的计算方法四、分子筛重量计算的实际应用五、总结正文一、引言分子筛作为一种重要的催化剂和吸附剂,在化学、石油、医药等领域有着广泛的应用。
在分子筛的研究和应用过程中,对其重量的精确计算是一个关键环节。
本文将对分子筛重量计算的方法进行详细介绍。
二、分子筛的定义和分类分子筛是一种具有规则孔道结构的晶态物质,其孔道大小和形状可以根据需要进行调节。
根据孔道结构和化学组成,分子筛可分为硅铝分子筛、氧化铝分子筛、磷酸铝分子筛等。
三、分子筛重量的计算方法分子筛重量的计算主要包括两个方面:分子筛骨架质量和分子筛吸附质量。
1.分子筛骨架质量:分子筛骨架质量主要由其化学组成和分子量计算得出。
一般来说,分子筛骨架质量可以通过分子筛的化学式和相应原子的相对原子质量进行计算。
例如,对于硅铝分子筛,其骨架质量可通过硅和铝的相对原子质量及其在分子筛中的摩尔比例计算得出。
2.分子筛吸附质量:分子筛吸附质量是指分子筛在实际应用过程中吸附物质的质量。
分子筛吸附质量的计算需要根据实际吸附过程的条件和被吸附物质的性质进行。
一般来说,分子筛吸附质量可以通过实验测定得到。
四、分子筛重量计算的实际应用分子筛重量计算在实际应用中有着重要意义。
在分子筛催化剂和吸附剂的研究和生产过程中,对其重量的精确计算有助于优化分子筛的性能和提高其应用效果。
此外,在分子筛的应用过程中,对其重量的实时监测也有助于评估分子筛的吸附效果和使用寿命。
五、总结本文对分子筛重量计算的方法进行了详细介绍,包括分子筛骨架质量和分子筛吸附质量的计算。
分子筛脱水计算
1.分子筛脱水工艺参数:处理量100410⨯Nm 3/d (0℃,101325Pa ),即4.1667410⨯Nm 3/h吸附周期:T=8小时分子筛有效吸附容量:取8kgH 2O/100kg 分子筛 按全部脱去考虑,需脱水量:h kg /53.809663.024101004=⨯⨯(0℃?,101325Pa )。
操作周期T=8h ,总共脱水:kg 24.64453.808=⨯。
天然气的压缩系数Z=0.9023。
则操作条件下气体量:Q=877.74m 3/h (30℃,4.5MPa ),工况下密度为3g m /kg 89.33=ρ(30℃,4.5MPa ),所以,气体质量流量:h kg G g /34.29743=。
已知3b m /kg 660=ρ,m 0032.0D p =即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径,半经验公式如下:()5.0p g b D C G ρρ= 式中 G ——允许的气体质量流速,)s m /(kg 2⋅;C ——系数,气体自上向下流动,取0.25~0.32;自下向上流动,取0.167; b ρ——分子筛的堆密度,kg/3m ;g ρ——气体在操作条件下的密度,kg/3m ;D p ——分子筛的平均直径(球形)或当量直径(条形),m 。
因此,())/(525.164010032.089.3366029.0360025.0h m kg G ⋅=⨯⨯⨯⨯=吸附塔的截面积:m F 8134.1525.1640134.29743=÷=。
直径:m D 52.1)785.0/8134.1(5.0==,取 1.5m 。
则,F=1.76625m 2,气体流速s m h m v g /138.0/951.49676625.1/74.8772===(30℃,4.5MPa )。
吸附器高径比计算原料气饱和水含量 mol%为0.001112原料气的摩尔流量为1736.835 kgmole/hh kg /76.34018.01000835.1736001112.0=⨯⨯⨯操作周期T=8h ,总共脱水:kg 12.27876.348=⨯分子筛有效吸附容量取8kg (水)/100kg (分子筛),吸附塔需装分子筛:kg 358908.0/12.287=,其体积为344.5660/3589m V ==, 床层高m F V H 08.376625.144.5===,取3m.高径比约25.1/0.3=。
分子筛制造工艺过程
分子筛的生产工艺一生产设备1 混合机2 摇摆式颗粒机3 糖衣机4 带式干燥机5. 培烧窑 6 平板筛二制备过程:原料混合-------- 造粒-------- 筛分------- 干燥-------- 焙烧-------- 包装1 原料混料将高岭土与4A/3A沸石原粉按一定的比例倒入到锥形混合机中,开启混合机搅拌约90min左右。
混合越均匀越好。
2 造粒将搅拌均匀的原粉分批放入到摇摆式颗粒机中,开启摇摆式颗粒机,边搅拌边加入三聚磷酸钠溶液(三聚磷酸钠的溶液浓度为水:三聚磷酸钠=20:1)。
即可筛选出很小的晶粒。
第一次造粒需要此步骤来造晶粒,以后只要不停产,即不再需要此步骤来造晶粒。
开启糖衣机。
将所制得的晶粒倒入其中,缓慢喷洒配好的三聚磷酸钠溶液,当颗粒润湿后,将混匀的原料洒进去,一段时间以后,晶粒会逐渐增大,此过程即为造粒。
3 筛分当糖衣机中的颗粒粒径增大到一定程度以后,将其取出,在平板筛上筛分。
一般在1.0-1.4mm的筛子上过筛,筛出的三种粒径的颗粒(即小于1.0mm,1.0-1.4mm之间,大于1.4mm)放入不同的糖衣机中分别造粒。
如此循环操作,即为造粒。
当粒径达到所需的要求时,停止喷洒溶液,也不再加入原粉,此过程称为曝光,曝光半小时以后出锅即可。
将出锅的分子筛要先经过实验室强度测定,当其强度符合标准后才可出锅,否则为不合格产品,可将其粉碎当原粉用,或做其他处理。
4 干燥将出锅的分子筛放入带式干燥机中干燥的过程;带式干燥机分为4个加热区,分别设置温度为:一区50℃、二区70℃、三区80℃、四区60℃。
带式干燥机往前推动的速度越小,其干燥效果越好。
5 焙烧将干燥完的分子筛放入焙烧炉中煅烧,即得成品分子筛。
第一次使用焙烧炉需预热二天,以后隔一段时间使用时需预热一天,焙烧炉分9个加热区,不同粒径分子筛其最佳加热温度不同。
温度过高或过低,都会导致强度和吸水量变差;实验室用马弗炉与工业用焙烧炉之间温差约为100℃,可将分子筛先在实验室测其最佳温度,在加100℃即可得最佳的焙烧炉煅烧温度。
分子筛——精选推荐
分⼦筛催化剂及其作⽤机理⼆分⼦筛催化剂1.分⼦筛的概念分⼦筛是结晶型的硅铝酸盐,具有均匀的孔隙结构。
分⼦筛中含有⼤量的结晶⽔,加热时可汽化除去,故⼜称沸⽯。
⾃然界存在的常称沸⽯,⼈⼯合成的称为分⼦筛。
它们的化学组成可表⽰为Mx/n[(Al3O2)x?(SiO2)y] ?ZH2O式中M是⾦属阳离⼦,n是它的价数,x是Al3O2的分⼦数,y是SiO2分⼦数,Z是⽔分⼦数,因为Al3O2带负电荷,⾦属阳离⼦的存在可使分⼦筛保持电中性。
当⾦属离⼦的化合价n = 1时,M的原⼦数等于Al的原⼦数;若n = 2,M的原⼦数为Al原⼦数的⼀半。
常⽤的分⼦筛主要有:⽅钠型沸⽯,如A型分⼦筛;⼋⾯型沸⽯,如X-型,Y-型分⼦筛;丝光型沸⽯(-M型);⾼硅型沸⽯,如ZSM-5等。
分⼦筛在各种不同的酸性催化剂中能够提供很⾼的活性和不寻常的选择性,且绝⼤多数反应是由分⼦筛的酸性引起的,也属于固体酸类。
近20年来在⼯业上得到了⼴泛应⽤,尤其在炼油⼯业和⽯油化⼯中作为⼯业催化剂占有重要地位。
2.分⼦筛的结构特征(1)四个⽅⾯、三种层次:分⼦筛的结构特征可以分为四个⽅⾯、三种不同的结构层次。
第⼀个结构层次也就是最基本的结构单元硅氧四⾯体(SiO4)和铝氧四⾯体(AlO4),它们构成分⼦筛的⾻架。
相邻的四⾯体由氧桥连结成环。
环是分⼦筛结构的第⼆个层次,按成环的氧原⼦数划分,有四元氧环、五元氧环、六元氧环、⼋元氧环、⼗元氧环和⼗⼆元氧环等。
环是分⼦筛的通道孔⼝,对通过分⼦起着筛分作⽤。
氧环通过氧桥相互联结,形成具有三维空间的多⾯体。
各种各样的多⾯体是分⼦筛结构的第三个层次。
多⾯体有中空的笼,笼是分⼦筛结构的重要特征。
笼分为α笼,⼋⾯沸⽯笼,β笼和γ笼等。
(2)分⼦筛的笼:α笼:是A型分⼦筛⾻架结构的主要孔⽳,它是由12个四元环,8个六元环及6个⼋元环组成的⼆⼗六⾯体。
笼的平均孔径为1.14nm,空腔体积为760[Å]3。
全低压分子筛流程
全低压分子筛流程DEE? <该流程又称为吸附净化流程。
(,d利用分子筛净化空气。
hb随着分子筛吸附剂的开发和完善,以及吸附工艺的改善,特别是吸附剂的共吸附特性,使吸附剂同时可以清除空气中的H2O,CO2,C2H2,CnHm大大简化了空气净化和空分的流程。
UTW第一节概述-:$一.基本知识nK1.物态(固,液,气)W l~p2.基本状态参数(温度,压力,比容与相对密度)k3.空气的组成及性质|Q,61.物态Y1|人们日常接触到的东西,不外是三种状态:固态、液态、气态(在常温下)。
状态也称为“相”,固态、液态和气态也可分别称为固相、液相和气相。
=[@一般来说,物质都能以气态、液态或固态的形式存在,并在一定的条件下可以互相转化。
例如水,平常见到的是液态;当气温低时,会结成冰,成为固态,水加热以后又可变为水蒸气。
再如氧[e8气,人们平常接触到的是气态,如果在标准大气压下将氧气冷却到-182.8℃,就变成液态氧,如果再将液态氧进一步冷却到-218.4℃,就会凝成固体。
像上面所述物质从一种聚集状态变为另一种聚集状态的现象称为状态变化或相变。
6I|L_v在空气分离制氧过程中就可以看到好几咱物质以不同的状态出现,例如空气、氧、氮都会以气态或液态出现,二氧化碳会以气态或固态出现,空气中的水汽会以气态、液态或固态出现等。
w:(W@T在制氧过程中可以看到好几种物质以不同的状态出现。
57y9\V例:空气.氧.氮都会以气态或液态出现。
+二氧化碳会以气态或固态出现。
1G空气中的水汽会以气态,液态或固态出现。
2.基本状态参数|"X9tG在空分装置中经常用温度、压力、比容(或相对密度)等来说明物质的状态,这些可以用来说明气体状态的物理量就叫做状态参数,以上三种状态参数是最常用的,所以也称为基本状态参数。
_JeAq[(1)温度温度是空分装置运转情况的重要参数之一。
用温度的高低来表示物体的冷热程度,由它可以知道空气在空分装置各部位被冷却的状态。
分子筛脱水计算
三:床层长度的计算原料气的饱和
g/1000
气体流动系数C :从上到下(0.25~0.32);从下到上0.1670.29需脱除水量Kg/hr 分子筛堆积密度:Kg/m 3
660操作周期天然气工作状态下的密度:Kg/m 348.26733总共需脱水量Kg 天然气工作压力:Mpa 4.3天然气的压缩系数分子筛的平均直径:Dp m 0.0032工作状态下气体量m3/s 允许气体质量流速:G Kg/(m*S) 5.437166工作温度0K
空塔流速:W 0 m/s 0.112647
分子筛有效吸附容积Kg 水/气体处理量104m 3/d 2所需分子筛重量Kg 气体质量流量Kg/s 0.248016所需分子筛体积m 3气体分子量24床层高度m 空塔截面积m
2
0.045615高径比
吸附塔直径Dm 0.241056确定塔的直径Dm 0.241056实际塔截面积m 20.043581实际气体流速m/s
0.117904
一:吸附周期:两塔--8小时。
三塔--24小时。
二:吸附器直径:
三:床层长度的计算
的饱和含水量g/1000m31200
水量Kg/hr1
8脱水量Kg8
的压缩系数0.86
态下气体量m3/s0.01
度0K303
有效吸附容积Kg水/100Kg分子筛8
子筛重量Kg100
子筛体积m30.15
度m 3.48
14.4。
分子筛重量计算
分子筛重量计算分子筛是一种具有高度有序孔道结构的晶体材料,其具有相对较大的比表面积和特定形状的孔道。
由于其独特的结构和性质,分子筛在许多领域具有广泛的应用,其中之一就是重量计算。
分子筛重量计算是通过利用分子筛的孔道结构,将待测物分子与分子筛之间的相互作用进行计量,从而间接地测量待测物的重量。
分子筛重量计算的基本原理是利用分子筛孔道的尺寸选择性吸附特性,只有符合孔道尺寸的分子才能进入孔道内部并与分子筛发生相互作用。
在分子筛重量计算中,首先需要选择合适的分子筛材料和孔道尺寸。
不同的分子筛材料和孔道尺寸适用于不同类型的待测物。
例如,对于小分子化合物的测量,可以选择孔径较小的分子筛材料,而对于大分子化合物的测量,则需要选择孔径较大的分子筛材料。
接下来,将待测物与分子筛进行接触,待测物分子将进入分子筛孔道内部。
在孔道内部,待测物分子与分子筛之间会发生一系列的吸附、排斥和交换等相互作用。
这些相互作用会导致分子筛重量的变化,进而间接地反映出待测物的重量。
为了准确测量待测物的重量,需要对分子筛重量计算进行校准。
校准可以通过与已知重量的标准物质进行比较来实现。
在校准过程中,可以测量不同重量标准物质的分子筛重量,并建立分子筛重量与标准物质重量之间的关系。
通过这种方式,就可以将待测物的分子筛重量转换为待测物的实际重量。
分子筛重量计算的精度和准确性受到多种因素的影响,包括分子筛材料的质量、孔道结构的稳定性、待测物与分子筛之间的相互作用等。
为了提高分子筛重量计算的准确性,可以采取一些措施,如优化分子筛材料的制备工艺、控制分子筛孔道结构的稳定性、调节待测物与分子筛之间的相互作用等。
分子筛重量计算利用分子筛的孔道结构和特定的吸附特性,通过测量分子筛重量的变化间接地计算待测物的重量。
分子筛重量计算在许多领域具有广泛的应用前景,可以用于各种类型的物质的重量测量,具有较高的准确性和灵敏度。
随着对分子筛材料和孔道结构的深入研究,相信分子筛重量计算将在未来得到更加广泛的应用和发展。
硅胶、蒙脱石、分子筛、纤维干燥剂用量的计算
表A.3 应用案例计算公式各参数取值表
参数
数值
参数
数值
a
7
V
1
b
18.44
m
3
c
30
A
6
e
0.65
WDD
0.9
t
40
其中:参数 b 是根据表 A.1 计算所得,即 b=23.05×80%=18.44。 c)计算与结论
n
t
h
䳌䳌
= 1/7 × (1×18.44+ 3×30 + 6×0.65×0.9×40) ≈36 (向上取整) 所以为了确保该包装中的湿度在 40 天之内始终保持在 50%以下,需要使用 36 个单位的干燥剂。
3.810
39
48.60
80
293.4
-2
4.131
40
51.21
81
304.8
-1
4.473
41
53.86
82
316.6
0
4.849
42
56.61
83
328.7
1
5.199
43
59.51
84
341.2
2
5.569
44
62.53
85
353.6
3
5.947
45
65.52
86
366.2
4
6.35
46
68.61
通常在不同的温度、湿度条件下,同一种阻隔材料的水蒸气透过率也是不同的。温度、湿度越高, 水蒸气透过率也越高。所以计算时通常取一个平均值。
建议使用 23℃,85%相对湿度条件下的水蒸气透过量的值,作为干燥剂用量计算的参考值。应用 时如果结合实际情况取值会使计算更精确。
分子筛分离
分子筛分离分子筛是一种具有微孔结构的固体材料,可以通过其特殊的孔道结构对分子进行分离和筛选。
由于其具有高度选择性和高效性,分子筛在许多领域都得到广泛应用,如化学工业、环境保护、能源领域等。
一、分子筛的结构和性质分子筛是由具有特定孔径的晶体结构组成的。
这些孔道可以选择性地吸附和分离分子,根据孔径大小的不同,分子筛可以分为不同类型,如低硅分子筛、中硅分子筛和高硅分子筛等。
这些不同类型的分子筛具有不同的孔径大小和化学成分,因此可以用于分离不同大小和性质的分子。
二、分子筛的制备方法制备分子筛的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法和气相法等。
其中,溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。
该方法通过溶胶的凝胶过程,使溶胶中的成分逐渐凝聚形成固体材料,然后通过热处理将溶胶中的无定形物质转变为晶体结构。
水热法则是通过在高温高压的条件下,将溶液中的成分反应生成晶体结构。
气相法是通过将气体中的成分在高温下反应生成固体材料。
三、分子筛的应用领域1. 石油化工领域:分子筛广泛应用于石油化工领域,用于石油分馏、催化裂化和催化重整等过程中的分子分离和催化反应。
例如,分子筛可以用来去除石油中的杂质和硫化物,提高燃料的质量和清洁能源的生产效率。
2. 环境保护领域:分子筛可以用于废水处理和空气净化等环境保护领域。
例如,分子筛可以用来去除废水中的有机物和重金属离子,提高废水的处理效果和环境水质的改善。
3. 医药领域:分子筛在医药领域中的应用也越来越广泛。
例如,分子筛可以用于药物的分离和纯化,提高药物的纯度和质量。
此外,分子筛还可以用于药物的缓释和控释,延长药物的作用时间和降低药物的副作用。
4. 催化剂领域:分子筛作为一种优良的催化剂载体,广泛应用于化学反应中。
例如,分子筛可以用于催化裂化、脱氢和氧化等反应,提高反应速率和选择性。
四、分子筛的发展趋势随着科学技术的不断进步,分子筛的研究和应用也在不断发展。
未来,分子筛的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 结构调控:通过调控分子筛的结构和孔径大小,实现对不同分子的高效分离和筛选。
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7.7.2 分子筛脱水工艺计算(1)工艺计算的基础数据分子筛脱水由吸附和再生两部分组成,吸附采用双塔流程,再生加热气和冷吹气采用干气,加热方式采用燃气管式加热炉加热。
其主要设备由分子筛吸附器、再生气加热炉、再生气冷却器、再生气分离器。
该部分主要计算分子筛吸附器尺寸,再生气加热炉、再生气冷却器、再生气水分离器设计计算归于其它部分。
选用4A 分子筛脱水,其特性如下:分子筛粒子类型:直径3.2 mm 球形分子筛的有效湿容量:8 kg (水)/100 kg (分子筛)分子筛堆积密度:700 kg/m 3分子筛比热:0.96 kJ/(kg·℃)瓷球比热:0.88 kJ/(kg·℃)操作周期为8小时,再生加热时间为4.5小时,再生冷却时间为3.2小时,操作切换时间为0.3小时。
加热炉进口温度为44.098 ℃,加热炉出口温度为275 ℃。
工艺计算主要的基础数据如下:原料气压力:3.5 MPa原料气温度:30 ℃床层温度:35 ℃天然气气体流量:10110 kg/h饱和含水量:3.60 kg/h天然气相对湿度:100%天然气在3.5MPa 、30℃下的密度:27.51 kg/m 3天然气在3.5MPa 、30℃时粘度:1.2210×10-2 cp再生加热气进吸附器的压力:1733.72 kPa再生加热气进吸附器的温度:260 ℃再生加热气出吸附器的温度:200 ℃再生气在1733.72 kPa 、260 ℃下的密度:6.72 kg/m 3干气温度:44.1 ℃干气压力:2033.72 kPa干气将床层冷却到:50 ℃干气在44.1℃、2033.72 kPa 的密度:13.77 kg/m 3再生气在260℃、1733.72 kPa 的热焓:-3776.58 kJ/kg再生气在115℃、1733.72 kPa 的热焓:-4167.3 kJ/kg再生气在275℃、1733.72 kPa 的热焓:-3731.98 kJ/kg干气在140℃、2033.72 kPa 的热焓:-4106.71 kJ/kg干气在44.1℃、2033.72 kPa 的热焓:-4338.85 kJ/kg干气在44.1℃、2033.72 kPa 下的低位热值:48381.32 kJ/kg(2)直径和高径比的计算原料气在3500kPa ,25℃下含水量为194.161=G kg/h (??)根据天然气脱水设计规范取操作周期为8=τ小时,总共脱水:552.1298194.16=⨯kg已知700=b ρkg/m 3,0032.0=p D m ,工况下 (3500 kPa 、30℃) :13.28=g ρkg/m 3用式()5.0p g b D C G ρρ=计算,气体从上往下流则C 取0.28() ()()0.520.2870027.510.0032 4.1538/m G kg s =⨯⨯⨯=⋅0.50.544101100.933600 3.14 4.15m Q D mG π⨯⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪⨯⨯⎝⎭⎝⎭吸附床层直径计算:吸附床层直径取为1000 mm 。
233.1410.7944D F m π⨯===吸附器截面积:分子筛有效吸附容量取8kg 水/100kg 分子筛131008100 3.60887000.514w b G V m τρ=⨯⨯=⨯=320:1.2 1.20.5140.617w V m ⨯=⨯=取%的裕量1.20.617 ===0.78m 0.79w T V H F 分子筛的有效高度为: 吸附床层的有效高度为0.8 m 。
0.80.81.0T H D ==则高径比为: 吸附器空塔流速g V 为:101100.129/360027.010.79m g g Q V m s F ρ===⨯⨯(3)传质区高度h Z 的计算吸附床层水负荷计算为:()212244 3.6 4.586/3.14 1.0G q kg h m D π⨯===⋅⨯ 传质区高度h Z 为:()0.78950.78950.55060.55060.26460.26464.586h 1.41 1.410.60.270.1460100z g s q A m V R ⎡⎤⎡⎤==⨯=⎢⎥⎢⎥⨯⨯⨯⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦ 吸附剂的有效吸附容量效核:S Z T S T X h .H X XH 450-=()0.080.80.0943k kg 0.80.450.27s X g ⨯==-⨯水/分子筛 吸附剂的动态平衡湿容量X S 大于吸附剂的有效吸附容量(8=X %),则分子筛床层高度满足要求。
(4)转效点的计算 3b kg/m 700=ρ,%8=X ,m 5.2=T H ,24.586kg /(m )q h =⋅转效点时间为:0.087000.89.774.586b T B X H h q ρθ⨯⨯===符合原设计吸附周期8小时的要求。
(5)吸附过程压力降的计算:2g g g V C V B Lp ρμ∆+= 分子筛为3.2 mm 直径球型,则B 取4.155,C 取0.00135。
现已知床层高为0.8 m ,21.22110mPa s μ-=⨯⋅ 327.51k /m g g ρ=, 0.129607.74m /min g V =⨯=()2a0.84.1550.012217.740.0013527.517.74 2.094kP p ∆=⨯⨯+⨯⨯= 规范规定吸附时气体通过床层的压降宜小于等于0.035MPa ,不宜高于0.055 MPa ,否则应重新调整空塔气速。
此处所算压降满足规范要求,无须重新调整空塔气速。
再生加热和冷却时压降都很小,可不计算。
(6)吸附器质量的估算根据吸附器设计压力及温度,吸附器材质选用16MnR 。
根据分子筛床层高度初步估计计算圆筒有效高度为2 m 。
设计压力0.4=c P MPa ,设计温度300=c T ℃,材质的许用应力[]134=t σMPa 。
钢板负偏差取8.01=C mm ,腐蚀裕量取12=C mm ,吸附塔壁有下列公式计算:[]12 4.010000.8117mm 21341 4.02c it c P D C C P δσ⨯=++=++=⨯⨯-Φ-圆筒有效高度的质量计算:()()2222h=h443.1478002 = 1.03414846.88kg m V S S D D ρρππρ==-⋅⎛⎫-⋅ ⎪ ⎪⎝⎭⨯⨯⨯-=外内内外 根据初步估计计算(附件包括梯子平台预焊件、对焊钢法兰、DN450加厚接管、垂直吊盖对焊法兰人孔、不锈钢丝、丝网、栅板、支持圈、支持板等)2175kg m =封头质量:555kg m =附件质量:296kg m =裙座质量:11872.88kg =钢材总质量为:m分子筛质量计算:2227000.843.1417000.84439.6Ti m SH D kg ρπ==⨯⨯⨯=⨯⨯= 瓷球重量计算:床层上下各铺200mm 瓷球,瓷球堆密度2000kg/m 332220000.443.14120000.44628i m ShD kg ρπ==⨯⨯⨯=⨯⨯= (7)再生加热气量的计算用贫干气加热,进吸附器温度260 ℃,分子筛床层吸附终了后温度35 ℃(即床层温升 5 ℃),再生加热气出吸附器温度200 ℃,床层再生温度是()2302002605.0=+⨯℃,预先计算在230 ℃时,分子筛比热0.96 kJ/(kg·℃),钢材比热0.5 kJ/(kg.℃),瓷球比热0.88 kJ/(kg·℃)。
再生气在260℃、1733.72 kPa 的热焓:-3776.58 kJ/kg ,再生气在115 ℃、1733.72 kPa 的热焓:-4167.30 kJ/kg 。
再生热负荷计算如下:()111872.880.523035182617.5P t Q m C kJ =∆=⨯-=()22439.60.962303582293.12P t Q m C kJ=∆=⨯-= ()336280.8823035107764.8P t Q m C kJ =∆=⨯-=44186.8 3.684186.8120579.84Q m kJ =⨯=⨯⨯=()123410% 1.1542580.786Q Q Q Q Q kJ=+++=加的热损失,则 1542580.7864.5120573.508/4.5q kJ h ==设再生加热时间小时,每小时加热量是 再生气的出口平均温度:()0.520035117.5m t C =+=每千克再生气给出热量:3.14142.5447.5H P q C t kg =∆=⨯=()126035200142.52t C ∆=-+= 1120573.508296.44/447.5mH H q q kg h q ===所需再生气量为: 加热气所需面积效核:再生加热气经加热炉产生300kPa 的压降后为1733.72kPa ,260℃下的g ρ 为6.7217kg/m 3,加热气允许质量流量:气体从下往上流则C 取0.167()()s)kg/(m 1.59 0032.07217.6700167.0 25.05.0⋅=⨯⨯⨯==p g b mH D C G ρρ 再生加热气所需面积:19.0360059.162.1072=⨯==mH mH G q F m 2 吸附器的床层面积为1.13 m 2,所以满足要求。
(8)冷吹气量的计算床层温度自230℃降到50℃,干气在140℃、2033.72 kPa 的热焓为-4106.71 kJ/kg ,干气在44.098℃、2033.72 kPa 的热焓为-4338.85 kJ/kg冷吹热负荷计算如下:()2.533959502305.088.593211=-⨯=∆=t p C m Q kJ()96.3418325023096.02.197822=-⨯=∆=t p C m Q kJ()36.1790555023088.04.113033=-⨯=∆=t p C m Q kJ加上10%的裕量:272.11603321.1321=++=)(冷Q Q Q Q kJ设冷却时间3.2h ,每1小时移去热量:835.3626032.3272.11603322.32===冷Q q kJ/h 冷却气用干气1.44=a t ℃ 出口平均温度()140502305.0=+=m t ℃每千克冷却气移去的热量为:()()232.1585.433871.4106 ||098.44140=---=-=h h q H kJ/kg 需冷却气量为:97.1561146.232835.3626032===H mC q q q kg/h 冷却气所需面积校核:干气在44.1℃、2033.72KPa 的密度为13.77 kg/m 3,用()5.0p g b D C G ρρ=式核算C 取0.167,则()27.20032.077.13700167.05.0=⨯⨯⨯=mC G kg/(m 2·s ) 需空塔截面积19.027.2360097.1561=⨯==mC mC G q F m 2,现1.1304 m 2,故满足要求。