活性炭吸附装置设计计算

1、序号名称符号单位项目符号意义1VOC气体原始数据VOC处理风量 Qm3/h2VOC气体的浓度 C0mg/m33VOC气体的温度 T4VOC气体的压力 PPa5VOC气体的密度 0kg/m36VOC气体的黏度 Pa.S7VOC气体的比热容 CpkJ/(kg. C)8活性炭数据蜂窝状活性炭堆积密度 skg/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 12蜂窝状活性炭比表面积 am2/g13蜂窝状活性炭使用温度 TS14蜂窝状活性炭抗压强度 Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16固定床吸附器数据及计算吸附器吸附效率 %17吸附器的空塔截面流速 um/s

2、18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吸附时间计算活性炭作用时间 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压降计算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dpm29A30B31C32D33活性炭层有效高度 Zm34雷诺数Re35当Re/(1-)2500时 按下式计算36活性炭床压降PPa压降计算公式算值备注750001、 废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、丙醇等4003510312

3、51.1470.00001941.005500kg吸附质/kg吸附剂（厂家提供）0.351.一般空塔流速0.81.2m/s时，动活性XT1=(0.750.8)XT，流速越快，动活性越小，公司取8%10%kg吸附质/kg吸附剂（实验获得）0.1取值0.57004000.8100 x100 x1000.93选取1.89（Q/3600）/u11.022927690.5160.5m0.9mA*Z（或选取）5.687830688取值取值( Vs*s*XT1)/(C/1000000*Q*) 10.19324496C0*Q/1000000*t284.3915344(u* C0/1000000)/( s*XT

4、1)0.00001512Z/Uc/36009.479717813 t接近tu/3.78(4*）/a*(1-)0.0057142866/a0.008571429(1-)2/32*u/dp20.499065(1-)/220*u2/dp478.0065150.516dp*0*u/957.80412371915.608247 2500P=(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0.81.2m/s时，动活性XT1=(0.750.8)XT，流速越快，动活性越小，公司取8%10%活活性性炭炭吸吸附附床床计计算算序号名称

5、符号单位项目符号意义1VOC气体原始数据VOC处理风量 Qm3/h2VOC气体的浓度 C0mg/m33VOC气体的温度 T4VOC气体的压力 PPa5VOC气体的密度 0kg/m36VOC气体的黏度 Pa.S7VOC气体的比热容 CpkJ/(kg. C)8活性炭数据蜂窝状活性炭堆积密度 skg/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 12蜂窝状活性炭比表面积 am2/g13蜂窝状活性炭使用温度 TS14蜂窝状活性炭抗压强度 Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16固定床吸附器数据及计算吸附器吸附效率 %17吸附器的空塔截面流速 um/s18吸附

6、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吸附时间计算活性炭作用时间 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压降计算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dpm29A30B31C32D33活性炭层有效高度 Zm34雷诺数Re35当Re/(1-)2500时 按下式计算36活性炭床压降PPa催催化化燃燃烧烧处处理理风风量量计计算算序号名称符号单位项目符号意义1脱附后的VOC气体数据VOC 脱附总量M

7、kg2脱附时间t1h3VOC 每小时脱附量M1kg/h4脱附后VOC废气温度T156VOC物理化学性质及1/4爆炸极限所需的风量计算VOCVOC废废气气成成分分1 1乙乙酸酸乙乙酯酯7分子量g/mol8沸点9密度01kg/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/h1415VOCVOC废废气气成成分分2 2异异丙丙醇醇16分子量g/mol17沸点18密度02kg/m319VOC体积V12m3/h20与空气混合的爆炸下限%211/4爆炸下限所需空气量m3/h压降计算22标况下所需空气量Nm3/h2324VOCVOC废

8、废气气成成分分3 3乙乙酸酸正正丙丙酯酯25分子量g/mol26沸点27密度03kg/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/h3233VOCVOC废废气气成成分分4 4正正丙丙醇醇34分子量g/mol35沸点36密度04kg/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脱附后VOC气体浓度验算标况下处理风量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/m3

9、45464748VOC物理化学性质及1/4爆炸极限所需的风量计算公式算值备注400001、 废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、丙醇等400351031251.1470.00001941.005500kg吸附质/kg吸附剂（厂家提供）0.351.一般空塔流速0.81.2m/s时，动活性XT1=(0.750.8)XT，流速越快，动活性越小，公司取8%10%kg吸附质/kg吸附剂（实验获得）0.1取值0.57004000.8100 x100 x1000.93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（Q/360

10、0）/A1.736111111L*B6.40.50.5m0.9mA*Z（或L*B*Z）3.2取值3.2取值2( Vs*s*XT1)/(C/1000000*Q*) 10.75268817C0*Q/1000000*t160被吸附物沸点升高，吸附量增加（规律）(u* C0/1000000)/( s*XT1)1.38889E-05Z/Uc/360010t接近tu/3.472222222(4*）/a*(1-)0.0057142866/a0.008571429(1-)2/32活活性性炭炭吸吸附附床床计计算算*u/dp20.458429784(1-)/220*u2/dp403.33437820.5dp*0*

11、u/879.8171331759.634266 2500P=(150*A*B+1.75*C*D)*Z774.5996295公式算值备注1、气体标准摩尔体积推导由理想气体状态方程:PV = n RT若为1mol气体，n = 1 ;标准状况下，P = 101.325 kPa ，T= 273.15K ，R = 8.314 J / molK(气体常数)V = RT/P = 8.314 * 273.15 / 101.325*103 = 22.4*10-3 (m3)即为:22.4 L2、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:29 g密度:29 g /

12、22.4L = 1.29 g / L160设定3M/353.33333333设定105C4H8O2C4H8O2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)/2732.840728919M1/0118.77452403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2465.341539C3H8OC3H8O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)/2731.937615823M1/0227.52523627查附表有机废气的净化技术0.027取1/4的

13、爆炸下限4077.81278催催化化燃燃烧烧处处理理风风量量计计算算取1/4的爆炸下限2945.087008C5H10O2C5H10O2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)/2733.292978671M1/0316.19607616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2339.433223C3H8OC3H8O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)/2731.937615823M1/0427.52523627查附表有机废气的净化技

14、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 3058.361.入口浓度达800010000mg/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60008000mg/m3（安全性、催化剂使用寿命等因素）取值40005538.461538选取800010000mg/m39629.629631、 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0.81.2m/s时，动活性XT1=(0.750.8)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

15、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 = n RT若为1mol气体，n = 1 ;标准状况下，P = 101.325 kPa ，T= 273.15K ，R = 8.314 J / molK(气体常数)V = RT/P = 8.314 * 273.15 / 101.325*103 = 22.4*10-3 (m3)即为:22.4 L2、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:29 g密度:29 g / 22.4L = 1.29 g / L活活性性炭

16、炭吸吸附附床床计计算算序号名称符号单位项目符号意义1VOC气体原始数据VOC处理风量 Qm3/h2VOC气体的浓度 C0mg/m33VOC气体的温度 T4VOC气体的压力 PPa5VOC气体的密度 0kg/m36VOC气体的黏度 Pa.S7VOC气体的比热容 CpkJ/(kg. C)8活性炭数据蜂窝状活性炭堆积密度 skg/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 12蜂窝状活性炭比表面积 am2/g13蜂窝状活性炭使用温度 TS14蜂窝状活性炭抗压强度 Mpa15蜂窝状活性炭外形规格mm16固定床吸附器数据及计算吸附器吸附效率 %17吸附器的

17、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吸附时间计算活性炭作用时间 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 th27经验公式压降计算活性炭层有效高度 Zm28活性炭床压降PPa29当量直径压降计算活性炭细管内的流速u1m/s30细管的当量直径dem31活性炭平均直径dpm32A33B34C35D36雷诺数Re37当Re/(1-)2500时 按下式计算38活性炭床压降PPa当量直径压降计算公式算值备注30

18、0001、 废气成分：乙酸乙酯、异丙醇、醋酸正丙酯、丙醇等500401031251.1272651.91616E-051.002500kg吸附质/kg吸附剂（厂家提供）0.351.一般空塔流速0.81.2m/s时，动活性XT1=(0.750.8)XT，流速越快，动活性越小，公司取8%10%kg吸附质/kg吸附剂（实验获得）0.1取值0.57004000.8100 x100 x1000.93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（Q/3600）/A1.780626781L*B4.680.50.5m0.9m层高中间需要留一定空间，使热量均匀分散，局部碳层过热烧炭A*Z（或L*B*Z）2.34取值2.6取值1.8( Vs*s*XT1)/(C/1000000*Q*) 8.387096774C0*Q/1000000*t117被吸附物沸点升高，吸附量增加（规律）(u* C0/1000000)/( s*XT1)1.78063E-05Z/Uc/36007.8t接近t0.5经验公式：945.1*u1.055Z868.5647061u/3.561253561(4*）/a*(1-)0.005714286活活性性炭炭吸吸附附床床计计算算6/a0.008571429(1-)2/32*u