活性炭吸附装置设计计算

项目符号意义1VOC处理风量Qm3/h2VOC气体的浓度C0mg/m33VOC气体的温度T℃4VOC气体的压力PPa5VOC气体的密度ρ0kg/m36VOC气体的黏度μPa.S7VOC气体的比热容CpkJ/(kg.C)8蜂窝状活性炭堆积密度ρskg/m39蜂窝状活性炭静态活性XT%10蜂窝状活性炭动态活性XT1%11蜂窝状活性炭孔隙率ε12蜂窝状活性炭比表面积am2/g13蜂窝状活性炭使用温度TS℃14蜂窝状活性炭抗压强度Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16吸附器吸附效率η%17吸附器的空塔截面流速um/s18吸附器的截面有效面积Am219活性炭层有效高度Zm20活性炭层的容积Vsm321吸附器的截面有效长度Lm22吸附器的截面有效宽度Bm23活性炭作用时间th在吸附作用时间内的吸附量Xkg24吸附波的移动速度Ucm/s25有效高度下的活性炭作用时间t'h26活性炭细管内的流速u1m/s27细管的当量直径dem28活性炭平均直径dpm29A30B序号VOC气体原始数据活性炭数据固定床吸附器数据及计算吸附时间计算压降计算单位名称符号31C32D33活性炭层有效高度Zm34雷诺数Re35当Re/(1-ε)≤2500时按下式计算36活性炭床压降△PPa压降计算75000400351031251.1470.00001941.005500kg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选取1.89（Q/3600）/u11.022927690.5160.5m~0.9mA*Z（或选取）5.687830688取值取值(Vs*ρs*XT1)/(C/1000000*Q*η)10.19324496C0*Q/1000000*η*t284.3915344(u*C0/1000000)/(ρs*XT1)0.00001512Z/Uc/36009.479717813t'接近tu/ε3.78(4*ε）/[a*(1-ε)]0.0057142866/a0.008571429(1-ε)2/ε32μ*u/dp20.499065公式算值备注1、废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、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%(1-ε)/ε22ρ0*u2/dp478.0065150.516dp*ρ0*u/μ957.80412371915.608247≤2500△P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z940.53502811、废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、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%项目符号意义1VOC处理风量Qm3/h2VOC气体的浓度C0mg/m33VOC气体的温度T℃4VOC气体的压力PPa5VOC气体的密度ρ0kg/m36VOC气体的黏度μPa.S7VOC气体的比热容CpkJ/(kg.C)8蜂窝状活性炭堆积密度ρskg/m39蜂窝状活性炭静态活性XT%10蜂窝状活性炭动态活性XT1%11蜂窝状活性炭孔隙率ε12蜂窝状活性炭比表面积am2/g13蜂窝状活性炭使用温度TS℃14蜂窝状活性炭抗压强度Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16吸附器吸附效率η%17吸附器的空塔截面流速um/s18吸附器的截面有效面积Am219活性炭层有效高度Zm20活性炭层的容积Vsm321吸附器的截面有效长度Lm22吸附器的截面有效宽度Bm23活性炭作用时间th在吸附作用时间内的吸附量Xkg24吸附波的移动速度Ucm/s25有效高度下的活性炭作用时间t'h26活性炭细管内的流速u1m/s27细管的当量直径dem28活性炭平均直径dpm序号VOC气体原始数据活性炭数据固定床吸附器数据及计算吸附时间计算压降计算活性炭吸附床计算单位名称符号29A30B31C32D33活性炭层有效高度Zm34雷诺数Re35当Re/(1-ε)≤2500时按下式计算36活性炭床压降△PPa项目符号意义1VOC脱附总量Mkg2脱附时间t1h3VOC每小时脱附量M1kg/h4脱附后VOC废气温度T1℃56VOC废气成分1乙酸乙酯7分子量g/mol8沸点℃9密度ρ01kg/m310VOC体积V11m3/h11与空气混合的爆炸下限%121/4爆炸下限所需空气量m3/h13标况下所需空气量Nm3/h1415VOC废气成分2异丙醇16分子量g/mol17沸点℃18密度ρ02kg/m319VOC体积V12m3/h名称符号序号压降计算脱附后的VOC气体数据VOC物理化学性质及1/4爆炸极限所需的风量计算单位催化燃烧处理风量计算20与空气混合的爆炸下限%211/4爆炸下限所需空气量m3/h22标况下所需空气量Nm3/h2324VOC废气成分3乙酸正丙酯25分子量g/mol26沸点℃27密度ρ03kg/m328VOC体积V13m3/h29与空气混合的爆炸下限%301/4爆炸下限所需空气量m3/h31标况下所需空气量Nm3/h3233VOC废气成分4正丙醇34分子量g/mol35沸点℃36密度ρ04kg/m337VOC体积V14m3/h38与空气混合的爆炸下限%391/4爆炸下限所需空气量m3/h40标况下所需空气量Nm3/h41标况下处理风量Q1Nm3/h42标况下处理风量Q1Nm3/h43温度T1下的处理风量Q1m3/h44进催化燃烧床VOC浓度C1mg/m345464748VOC物理化学性质及1/4爆炸极限所需的风量计算脱附后VOC气体浓度验算40000400351031251.1470.00001941.005500kg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）/A1.736111111L*B6.40.50.5m~0.9mA*Z（或L*B*Z）3.2取值3.2取值2(Vs*ρs*XT1)/(C/1000000*Q*η)10.75268817C0*Q/1000000*η*t160(u*C0/1000000)/(ρs*XT1)1.38889E-05Z/Uc/360010t'接近tu/ε3.472222222(4*ε）/[a*(1-ε)]0.0057142866/a0.008571429活性炭吸附床计算公式1、废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、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：固定床吸附剂颗粒型活性炭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算值备注被吸附物沸点升高，吸附量增加（规律）(1-ε)2/ε32μ*u/dp20.458429784(1-ε)/ε22ρ0*u2/dp403.33437820.5dp*ρ0*u/μ879.8171331759.634266≤2500△P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z774.5996295160设定3M/353.33333333设定105C4H8O2纯物质化学性质查询88.1063纯物质化学性质查询77.06分子量/[22.4*(T1+273)/273]2.840728919M1/ρ0118.77452403查附表《有机废气的净化技术》0.022取1/4的爆炸下限3413.549823取1/4的爆炸下限2465.341539C3H8O纯物质化学性质查询60.0959纯物质化学性质查询82.26分子量/[22.4*(T1+273)/273]1.937615823M1/ρ0227.52523627公式1、气体标准摩尔体积推导由理想气体状态方程:PV=nRT若为1mol气体，n=1;标准状况下，P=101.325kPa，T=273.15K，R=8.314J/mol·K(气体常数)V=RT/P=8.314*273.15/101.325*10^3=22.4*10^-3(m^3)即为:22.4L2、空气密度的推导由上式1、推出，1mol气体，V=22.4L若为1mol空气，质量为:29g密度:29g/22.4L=1.29g/L催化燃烧处理风量计算算值备注查附表《有机废气的净化技术》0.027取1/4的爆炸下限4077.81278取1/4的爆炸下限2945.087008C5H10O2纯物质化学性质查询102.133纯物质化学性质查询101.5分子量/[22.4*(T1+273)/273]3.292978671M1/ρ0316.19607616查附表《有机废气的净化技术》0.02取1/4的爆炸下限3239.215231取1/4的爆炸下限2339.433223C3H8O纯物质化学性质查询60.0959纯物质化学性质查询97.2分子量/[22.4*(T1+273)/273]1.937615823M1/ρ0427.52523627查附表《有机废气的净化技术》0.026取1/4的爆炸下限4234.651733取1/4的爆炸下限3058.359585必须≥3058.36取值40005538.461538选取8000~10000mg/m39629.629631.入口浓度达8000~10000mg/m3,靠燃烧热已能维持自燃或只需少许加热（节能角度）；2.入口浓度6000~8000mg/m3（安全性、催化剂使用寿命等因素）1、废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、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：固定床吸附剂颗粒型活性炭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被吸附物沸点升高，吸附量增加（规律）1、气体标准摩尔体积推导由理想气体状态方程:PV=nRT若为1mol气体，n=1;标准状况下，P=101.325kPa，T=273.15K，R=8.314J/mol·K(气体常数)V=RT/P=8.314*273.15/101.325*10^3=22.4*10^-3(m^3)即为:22.4L2、空气密度的推导由上式1、推出，1mol气体，V=22.4L若为1mol空气，质量为:29g密度:29g/22.4L=1.29g/L项目符号意义1VOC处理风量Qm3/h2VOC气体的浓度C0mg/m33VOC气体的温度T℃4VOC气体的压力PPa5VOC气体的密度ρ0kg/m36VOC气体的黏度μPa.S7VOC气体的比热容CpkJ/(kg.C)8蜂窝状活性炭堆积密度ρskg/m39蜂窝状活性炭静态活性XT%10蜂窝状活性炭动态活性XT1%11蜂窝状活性炭孔隙率ε12蜂窝状活性炭比表面积am2/g13蜂窝状活性炭使用温度TS℃14蜂窝状活性炭抗压强度Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16吸附器吸附效率η%17吸附器的空塔截面流速um/s18吸附器的截面有效面积Am219活性炭层有效高度Zm20活性炭层的容积Vsm321吸附器的截面有效长度Lm22吸附器的截面有效宽度Bm23活性炭作用时间th24在吸附作用时间内的吸附量Xkg25吸附波的移动速度Ucm/s26有效高度下的活性炭作用时间t'h27活性炭层有效高度Zm28活性炭床压降△PPa29活性炭细管内的流速u1m/s当量直径压降计算单位名称符号VOC气体原始数据活性炭数据固定床吸附器数据及计算吸附时间计算活性炭吸附床计算经验公式压降计算序号30细管的当量直径dem31活性炭平均直径dpm32A33B34C35D36雷诺数Re37当Re/(1-ε)≤2500时按下式计算38活性炭床压降△PPa当量直径压降计算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