吸附计算

一、 尾气中苯蒸气的浓度为0.025kg/kg 干空气(Y 0)，欲在298K 、2atm 的条件下用硅胶吸附净化，固定床保护作用时间至少要90min ，设穿透点时苯的浓度为0.025kg/kg 干空气(Y B )，当固定床出口尾气中苯浓度达0.020kg/kg 干空气(Y E )时，即认为床层已耗竭，尾气通过床层的速度为1m/s(基于床的整个横截面积)，试决定所需的床高/

已知硅胶的堆积密度为625kg/m 3，平均粒径D p =0.60cm 平均表面积a=600m 2/m 3，在上述操作条件下，吸附等温方程式为：

Y *=0.167X 1.5

式中Y *：kg 苯/kg 干空气，X ：kg 苯/kg 硅胶，假定气相传质单元高度H OG =

51

.0)DpG (a 42.1μ

G ：kg/m 2·S 解：据题意：

Y o =0.025kg 苯/kg 干空气，Y B =0.0025kg 苯/kg 干空气，Y E =0.02kg 苯/kg 干空气

由于G S (Y o -0)=L S (X T -0) ∴

T

O

S S X Y G L = 又∵Y *=0.167X T 1.5 (等温线方程) ∴Y O =0.167 X T 1.5 求得X T =0.282kg 苯/kg 硅胶

求操作线方程：

O S Y L =

=025

.0=0.08865 ∴Y=0.08865X 计算下列表中X 和Y *

第一栏：由Y 0到Y E 分成若干段，平均分配。 第二栏：由操作线方程计算出。 第三栏：由吸附等温线计算出。 第四栏：由第一栏和第三栏计算出。

第五栏：由第一栏和第四栏计算出，用数值积分，梯形(上底加下底乘高除二)，再加上上面栏的数据。最后一个数据就是N OG (传质单元高度)，N OG ×H OG =W a ，H OG 可以由题意计算出来。 第六栏：由于

8866

.5Y Y dY Y Y dY Y Y dY W W W Y

Y *

Y Y *

Y

Y *

a

B B E B B ⎰⎰⎰-=--=-

8866.5Y Y dY

N E

B Y Y *

OG =-=⎰

因此将第五栏的数据都除以5.8866得第六栏的数据 第七栏：Y 0=0.025 计算H OG ：

∵Y 0=0.025kg 苯/kg 干空气，是质量比 计算其摩尔比，

∴苯与干空气的摩尔比=03448.010205.329178025.04

-⨯=

空塔流速为1m/s ，将其化为标准态可得摩尔流速。

081795.04

.221

2982.2731N =⨯⨯

= kmol/m 2·s 苯的摩尔百分含量=

%921.01003448

.010205.310205.344

=⨯+⨯⨯-- G=0.081795×(0.00921×78+0.99079×29)=2.409kg/m 2·s ∴由题意，得

H OG =51

.063104.18409.210660042.1⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛⨯⨯⨯⨯--=0.070905m

(空气在298K 时的μ=18.4×10-6Pa ·s) ∴Z a =H OG ×N OG =0.070905×5.8866=0.4174m 以

a

a

W W W -为横坐标，以Y/Y 0为纵坐标，由图解积分求出f

f=0.557