【導(dǎo)讀】{ "error_code": 17, "error_msg": "Open api daily request limit reached" }

　　

【正文】 （ 432） 則 2 3/1 .2 3 3B kmol mC ??????? （ 433） 因 1 1 , 2 2KP B KP BC C C C??,所以塔中反應(yīng)為界面反應(yīng)。 求 25℃ 時(shí)氣體的摩爾體積 V 因 OOVVTT? ,則 273 25V? ? （ 434） 得 ? ?2 4 .4 5 1 /V L mol? （ 435） 氣體的摩爾流率： ? ?? ?22 /309V / V 3 6 0 0G D / 4G mhKm o l? ???? （ 436） 流體的摩爾流率： ? ? ? ?224 309 1236 / 22248 /k mol m h k g m hL ????? ? ? ? ?? （ 437） 填料塔床層高： 0 . 0 0 0 5 9 30 . 0 0 0 0 5 9 33090 . 9 6 6 1 4 4 5 . 1 1dpA mpAh ?? ??取 （ 438） 填料塔床層壓降的計(jì)算 2 0 . 2 1 . 1 4 7 1 0 . 0 8 510002 . 4 6 1 2 09 . 8fG LLu g ? ? ?? ? ? ? ??? ???? ?????? ? （ 439） 查埃克特通用關(guān)聯(lián)圖知 :由于前已計(jì)算橫坐標(biāo)為 ，查?？颂赝ㄓ藐P(guān)聯(lián)圖可知填料塔床層壓降： p? =2021pa （ 440） 填料塔附件選擇 （ 1） 選用斜口氣體分布器，進(jìn)口管直徑 450mm，進(jìn)口風(fēng)速 ，阻力約500Pa； （ 2） 選用柵板支承板，阻 力約 200Pa； 23 （ 3） 選用多孔盤管式液體分布器，阻力約為 50Pa； （ 4） 選用液封排液裝置； （ 5） 選用折板除霧器，出口管直徑 250mm，阻力約 100Pa。 填料塔總壓降 2 0 0 0 5 0 0 2 0 0 5 0 1 0 0 2 8 5 0 ( )p P a? ? ? ? ? ? ? （ 441） 吸附塔的設(shè)計(jì)計(jì)算 基本原理 吸附原理 在用多孔性固體物質(zhì)處理流體混合物時(shí)，流體中的某一些組分可以被吸引到固體表面并濃集其上，此現(xiàn)象稱為吸附，吸附處理廢 氣時(shí)，吸附的對(duì)象是氣態(tài)污染物，被吸附的氣體組分稱為附質(zhì)，多孔性物質(zhì)稱為吸附劑。 固體表面吸附了吸附質(zhì)后，一部分被吸附的吸附質(zhì)可從吸附劑表面脫離，此現(xiàn)象稱為脫附。而當(dāng)吸附進(jìn)行一段時(shí)間后，由于表面吸附質(zhì)的濃集，使其吸附能力明顯下降而不能滿足吸附凈化的要求，此時(shí)需要采用一定的措施使吸附劑上已吸附的吸附質(zhì)脫附，已恢復(fù)吸附劑的吸附能力，這個(gè)過程稱為吸附劑的再生。因此，在實(shí)際工作中，正是利用吸附劑的吸附 再生 吸附的循環(huán)過程，達(dá)到除去廢氣中污染物質(zhì)并回收廢氣中有用組分的目的。 由于多孔性固體吸附劑表面存在著剩余吸引力， 固表面具有吸附力。根據(jù)吸附劑表面與被吸附物質(zhì)之間作用力的不同，吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附，但同一污染物可在較低溫度下發(fā)生物理吸附，而在較高溫度下發(fā)生化學(xué)吸附，或者兩種吸附同時(shí)發(fā)生，兩者之間沒有嚴(yán)格的界限。兩者的主要區(qū)別見下表 43[15]： 表 43 兩種吸附比較 性質(zhì) 物理吸附 化學(xué)吸附 吸附力 范德華力 化學(xué)鍵力 吸附層數(shù) 單層活多層 單層 吸附熱 小 (近于液化熱 ) 大 (近于反應(yīng)熱 ) 選擇性 無或很差 較強(qiáng) 可逆性 可逆 不可逆 吸附平衡 易達(dá)到 不易達(dá)到 24 吸附劑與吸附質(zhì)間的吸附力不 強(qiáng)，當(dāng)氣體中吸附質(zhì)分解壓降低或溫度升高時(shí)，容易發(fā)生脫附。工業(yè)上的吸附操作正是利用這種可逆進(jìn)行吸附劑的再生及吸附質(zhì)的回收利用的。 吸附等溫線與吸附等溫方程式 吸附等溫線 在氣體吸附中，其平衡關(guān)系可表示為： A=f（ p， T） （ 442） 式中 A—— 平衡吸附量； P—— 吸附平衡時(shí)吸附質(zhì)在氣相中的分壓力； T—— 吸附溫度 根據(jù)需要，對(duì)一定的吸附體系可測得如下關(guān)系： （ 1） 當(dāng)保持 T 不變，可測得 A 與 P 的變化關(guān)系； （ 2） 當(dāng)保持 P 不變，可測得 A 與 T 的變化關(guān)系； （ 3） 當(dāng)保持 A 不變，可測得 P 與 T 的變化關(guān)系。 依據(jù)上述變化關(guān)系，可分別會(huì)出相應(yīng)的關(guān)系曲線，分別為吸附等溫線，吸附等壓線和吸附等量線。由于吸附過程中，吸附溫度一般變化不大，因此吸附等溫線最為常用。吸附等溫線描述的是在吸附溫度不變的情況下，平衡時(shí)，吸附劑的吸附量隨氣相中組分壓力的不同而變化的情況。根據(jù)對(duì)大量的不同氣體與蒸汽的吸附測定，吸附等溫線形式可歸納為六種基本類型。 （ 1） 朗格謬爾方程式 朗格謬爾吸附理論假定： ① 吸附僅是單 分子層的； ② 氣體分子在吸附劑表面上吸附于脫附呈動(dòng)態(tài)平衡； ③ 吸附劑表面性質(zhì)是均一的，被吸附的分子之間相互不受影響；④ 氣體的吸附速率與該氣體在氣相的分壓成正比。根據(jù)上述假設(shè)，可推導(dǎo)出朗格繆爾等溫式： 1apap?? ? （ 443） 式中 θ——吸附劑表面被吸附分子覆蓋的百分?jǐn)?shù)； A——吸附系數(shù)，是吸附作用的平衡常數(shù)； P——?dú)庀喾謮骸? 25 朗格繆爾等溫式的另一種表現(xiàn)形式為： VV 1 mapap? ? （ 444） 式中 Vm——單分子層覆蓋滿時(shí)（ θ=1）的吸附量； V——在氣相分壓 p 下的吸附量。 在壓力很低時(shí)，或者吸附很難時(shí)， 1ap? ，上式變成： VVmap? （ 445） 由朗格繆爾等溫式得到的結(jié)果與許多實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象相符合，能夠解釋很多實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此，它目前 仍是常用的基本的等溫式。在很多體系中，朗格繆爾等溫式不能在較大的 θ 范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。 （ 2） 弗羅因德利希方程式 1nxq kpm?? （ 446） 式中： q——固體吸附氣體的量， kg/kg 吸附劑； P——平衡時(shí)氣體分壓； k,n——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)。在一定溫度下，對(duì)一定體系而言是常數(shù)， k 和 n 隨溫度變化而變化； m——吸附質(zhì)質(zhì)量， kg； x——被吸附氣體的質(zhì)量。 費(fèi)羅因德利系等 溫方程式只是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)式，它所適用的 θ 范圍比朗格繆爾式要大些，可用于未知組成物質(zhì)的吸附，如有機(jī)物或礦物油的脫色，通過實(shí)驗(yàn)來確定 k 與 n。有資料認(rèn)為它在高壓范圍內(nèi)不能很好地吻合實(shí)驗(yàn)值。 （ 3） BET 方程 由于朗格繆爾的單分子層吸附理論及其等溫方程對(duì)中壓合高壓物理吸附不能很好地吻合，在此基礎(chǔ)上發(fā)展了 BET 理論。它除了接受朗格繆爾理論地幾條假定，即固體表面是均勻的，被吸附分子不受其他分子的影響，吸附與脫附在吸附表面達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡以外，還以為在吸附劑表面吸附了一層分子以后，由于范德華力的作用還可以吸附多層分子， 而第一層與以后的各層有所不同。 26 吸附達(dá)平衡后，吸附總數(shù)（ V）為： 00VV ( ) [1 ( 1 ) ]Cpm pp p cp? ? ? ? (447) P——平衡時(shí)氣體分壓； V——壓力為 p 時(shí)的吸附總量； Vm——吸附劑表面為單分子層鋪滿時(shí)的吸附量； Po——實(shí)際溫度下氣體的飽和蒸汽壓； C——與氣體有關(guān)的常數(shù)。 很多實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)比壓 P/Po 在范圍內(nèi)時(shí)， BET 公式是比較準(zhǔn)確的，在低壓下可以與朗格繆爾等溫式一致。 吸附速率 吸附過程常 需要較長時(shí)間才能達(dá)到平衡，而在實(shí)際生產(chǎn)過程中，兩項(xiàng)接觸時(shí)間是有限的。因此，吸附量取決于吸附速率，而吸附速率與吸附過程有關(guān)，吸附過程可分為以下幾步： （ 1） 外擴(kuò)散，吸附質(zhì)從氣流主體穿過顆粒物周圍氣膜擴(kuò)散至吸附劑的外表面。 （ 2） 內(nèi)擴(kuò)散，吸附質(zhì)由外表面經(jīng)微孔擴(kuò)散至吸附劑微孔表面。 （ 3） 吸附，到達(dá)吸附劑微孔表面的吸附質(zhì)被吸附。 （ 4） 脫附的吸附質(zhì)再經(jīng)內(nèi)外擴(kuò)散至氣相主體。 物理吸附過程一般為內(nèi)外擴(kuò)散控制，化學(xué)吸附既有表面動(dòng)力學(xué)控制，又有內(nèi)外擴(kuò)散控制。由于吸附過程復(fù)雜，影響因素多，從理論上推導(dǎo)速率很難，因此 一般是憑經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)模式實(shí)驗(yàn)來確定。 吸附器選擇的設(shè)計(jì)計(jì)算 吸附器的設(shè)計(jì)計(jì)算因包括確定吸附器的形式，吸附劑的種類，吸附劑的需要量，吸附床高度，吸附周期等，這些參數(shù)的選擇應(yīng)從吸附平衡，吸附傳質(zhì)速率及壓降來考慮。 對(duì)吸附器的基本要求： （ 1） 具有足夠的過氣斷面和停留時(shí)間； （ 2） 良好的氣流分布； 27 （ 3） 預(yù)先除去入口氣體中污染吸附劑的雜質(zhì)； （ 4） 能夠有效地控制和調(diào)節(jié)吸附操作溫度； （ 5） 易于更換吸附劑。 吸附工藝根據(jù)吸附劑在吸附器上的工作狀態(tài)，可將吸附器分為固定床、移動(dòng)床和流化過程，相應(yīng)的三 種吸附器的主要特點(diǎn)比較見表 44： 表 44 三種吸附器主要特點(diǎn)比較 [16] 類型 主要特點(diǎn)比較 固定床吸附器 、制造簡單、價(jià)格低廉 、分散、間歇性的污染物治理 、間歇操作 移動(dòng)床吸附器 ，吸附劑可循環(huán)使用，適用于穩(wěn)定、連續(xù)、量大的氣體凈化 ，吸附劑磨損較為嚴(yán)重 流化床吸附器 ，造價(jià)昂貴 ，適合治理連續(xù)性、大氣量的污染源 結(jié)合工藝特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)可行性分析，本設(shè)計(jì)吸附器采用臥式圓錐形固定床吸附器，殼體為橢圓形，其優(yōu)點(diǎn)是流體阻力小，可以減少氣體流經(jīng)吸附床層的動(dòng)力消耗，易產(chǎn)生氣流分配不均勻現(xiàn)象。抽屜式的裝卸吸附劑方式非常方便，利于操作。 基礎(chǔ)運(yùn)行參數(shù)如下： 處理風(fēng)量： 10000m179。/h 吸附器外觀尺寸： LBH=520026003000mm 材料：鋼板 δ=4 壓降： 1000pa? 數(shù)量：兩臺(tái)并聯(lián)，脫附吸附交替運(yùn)行 28 吸附劑的選擇 如何選擇、使用和 評(píng)價(jià)吸附劑，是吸附操作中必須解決的首要問題。一切固體物質(zhì)的表面，對(duì)于流體的表面都具有物理吸附的作用，但合乎工業(yè)要求的吸附劑則應(yīng)具備以下一些要求： (1) 具有大的比表面積； (2) 具有良好的選擇性吸附作用； (3) 吸附容量大； (4) 具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和均勻的顆粒尺寸； (5) 有足夠的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性； (6) 有良好的再生性能。 常用的吸附劑主要有：活性炭、硅膠、分子水沸石、活性氧化鋁與氧化鋁。其中活性炭是應(yīng)用最早、用途較廣的一種具有非極性表面，為疏水性和親有機(jī)物的吸附劑，故活性炭常常被用來吸 附回收空氣中有機(jī)溶劑和惡臭物質(zhì)，在環(huán)境保護(hù)方面用來處理工業(yè)廢水和治理某些氣態(tài)污染物。 在空氣凈化領(lǐng)域中普遍認(rèn)為大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣的凈化是個(gè)難題，這類廢氣的特點(diǎn)是排風(fēng)量大、廢氣中同時(shí)存在幾種污染物而且每種濃度都較低，一般在 1g/m3以下，這種情況下采用回收或直接燃燒的方法是不經(jīng)濟(jì)的，為解決這一難題 ,筆者專門研制了蜂窩狀活性炭 [17]，并進(jìn)行了批量生采用吸附凈化、脫附再生和催化燃燒相結(jié)合的原理 ,設(shè)計(jì)了適合于大風(fēng)量、低濃度有機(jī)廢氣治理的設(shè)備。實(shí)際應(yīng)用表明蜂窩狀活性炭吸附性能好、脫附速率快，完全滿足了工藝使用要 求。近年來 ,隨著大風(fēng)量有機(jī)廢氣凈化裝置的大量推廣應(yīng)用，蜂窩狀活性炭的產(chǎn)量逐年增加，生產(chǎn)規(guī)模也不斷擴(kuò)大。 綜合衡量各方面因素，如果企業(yè)經(jīng)濟(jì)允許的話，建議吸附劑選用蜂窩狀活性炭纖維能較好的滿足技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，其物理性能參數(shù)見表 45： 表 45 蜂窩狀活性炭的性能表 [18] 性能 TF1 TF2 外形尺寸 (長 *寬 *高 )(mm) 100*50*50 100*50*50 孔數(shù) (cm2) 16 16 孔壁厚 (mm) 29 縱向耐奪強(qiáng)度 (MPa) 橫向耐壓強(qiáng)度 (MPa) 密度 (g/cm3) ~ ~ 比表面積 (m2/g) 700 700 苯吸附率 (%) 著火點(diǎn) ( ℃ ) 20 20 著火點(diǎn) (℃ ) 550 550 其吸附性能主要取決于它的幾個(gè)主要材料參數(shù)和過程參數(shù) [18]。材料參數(shù)包括炭的吸附孔隙率、蜂窩結(jié)構(gòu)的壁厚和炭的含量；過程參數(shù)包括流體流速、吸附質(zhì)的濃度、吸附能（吸附能取決于炭結(jié)構(gòu)和吸附的特征如分子量）。穿透曲線是表征材料吸附性能的主要性能之一