活性炭吸附塔-计算书

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活性炭吸附塔

工 艺

2016年5月13日

活性炭吸附塔

1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求：

①管道风速：V1＝10~20m/s，

②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s， ③过滤风速：V3＝0.2~0.6m/s， ④过滤停留时间：T1＝0.2~2s， ⑤碳层厚度：h＝0.2~0.5m， ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质：

平均直径dp =0.003m，表观密度ρs =670kg/m3，堆积密度ρB =470 kg/m3 孔隙率0.5~0.75，取0.75

3、（1）管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2 则管道流速V1=5.56÷0.50=11.12m/s，满足设计要求。 （2）取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m，

则空塔风速V2=5.56÷2.2÷2.5=1.01m/s，满足设计要求。 （3）炭层长度L1取4.3m，2层炭体，

则过滤风速V3=5.56÷2.2÷4.3÷2÷0.75=0.392m/s，满足设计要求。 （4）取炭层厚度为0.35m，炭层间距取0.5m，

则过滤停留时间T1=0.35÷0.392=0.89s，满足设计要求。

（5）塔体进出口与炭层距离取0.1m，则塔体主体长度L’=4.3+0.2=4.5m

22??2.22?2.520.8?3?B?Hd3???=0.73m -?=- 两端缩口长L”=

?3?22?22???3?? 则塔体长度L=4.5+0.73×2=5.96m

4、考虑安装的实际情况：塔体尺寸L×B×H＝6m×2.2m×2.5m

活性炭吸附塔

1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。 2、参数设计要求：

①管道风速：V1＝10~20m/s，

②空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔风速：V2＝0.8~1.2m/s， ③过滤风速：V3＝0.2~0.6m/s， ④过滤停留时间：T1＝0.2~2s， ⑤碳层厚度：h＝0.2~0.5m， ⑥碳层间距：0.3~0.5m。 活性炭颗粒性质：

平均直径dp =0.003m，表观密度ρs =670kg/m3，堆积密度ρB =470 kg/m3 3、（1）管道直径d取0.8m，则管道截面积A1=0.50m2 则管道流速V1=5.56÷0.50=11.12m/s，满足设计要求。 （2）取炭体宽度B=2.2m，塔体高度H=2.5m，

则空塔风速V2=5.56÷2.2÷2.5=1.01m/s，满足设计要求。

（3）假定吸附床到达穿透时间时全部处于饱和状态，即达到它的平衡吸附量a,也称a 为静活度，同时根据朗格谬尔等温线假定静活度不在与气象浓度有关。在吸附作用时间ζ内，所吸附污染物的量为： X= aSLρb

式中：X—— 在时间ζ内的吸附量； a —— 静活度，重量，%； S —— 吸附层的截面积，m2； L—— 吸附层高度，m； 活性炭的作用时间由下式算出：

CQt V=×10-9

Wd式中：V―活性炭的装填量，m3 C―进口气污染物的浓度，mg/m3 Q―气流量，m3/h

t―活性炭的使用时间，h

W―活性炭原粒度的中重量穿透炭容，％

d―活性炭的堆密度0.8t /m3 V=

Q20000==20m3 vsp1000污染物每小时的排放量：（取污染物100mg/m3） ρ0＝100×20000×10?6 ＝2.0kg/h

假设吸附塔吸附效率为90%，则达标排放时需要吸附总的污染物的量为： 2.0×90%＝1.8 kg/h

t＝

20?10%?0.8VWd?109＝800h ×10?9＝

100?20000CQ则在吸附作用时间内的吸附量：

X=1.8×800＝1440㎏ 根据X= aSL?b得： L＝X aS?b根据活性炭的吸附能力，设静活度为16kg甲苯/100kg活性炭

1440所以，L＝＝3.48m

0.16?5.5?470 吸附剂的用量M：

M = LSρb =3.48×5.5×470 = 8996kg

吸附剂本身占据体积：

V＝LS＝3.48×5.5＝19.14m3 吸附剂床层体积：

Vρs19.14?670 V＝＝＝27.3m3

470ρb'设计吸附床层尺寸为L×B＝6.6m×2.5m，则每块塔板的截面积A3＝16.5m3。 取板上固定床高度H＝0.35m，

27.3V'则吸附器中塔板数：n＝＝=4.7=5块

A3?H16.5?0.35考虑安装的实际情况，

L×B×H＝6.8m×2.2m×2.5m

风压

1、设计风量：Q＝20000m3/h＝5.56m3/s。风管直径d=0.8m，风管流速V=11.12m/s。 2、风管沿程摩擦损失?Pm（Pa），按下式计算：

?Pm??pm?L

式中：?pm为单位管长沿程摩擦阻力，Pa/m； L为风管长度，m。

（1）单位管长沿程摩擦阻力?pm，按下式计算：

?pm??V2d2?

式中：?为摩擦阻力系数；

?为空气密度，kg/m3，取1.2kg/m3。 d为风管直径，m。

（2）摩擦阻力系数?，按下式计算：

12.51??K?-2lg??? ??3.71dRe??式中：K为风管内壁的绝对粗糙度，m，取0.15×10-3m。 Vd Re为雷诺数，Re?，?为运动黏度，m2/s，取?=15.06×10-6m2/s。

?（下列近似公式适用于内壁绝对粗糙度K=0.15×10-3m的钢板风管： ?=0.0175d-0.21V-0.075 ?pm=1.05×10-2d-1.21V1.925） 3、局部压力损失?Pj（Pa），按下式计算：

V2?Pj???

2式中：?为局部阻力系数。 4、动压?Pc（Pa），按下式计算：

?P?0.5???V2

5、全压?P=?pm+?Pj+?Pc

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