活性炭吸附塔计算书.docx
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活性炭吸附塔计算书
科文环境科技有限公司
计算书
工程名称:
活性炭吸附塔
工程代号:
专
业:
工艺
计
算:
校
对:
审
核:
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
V2＝0.8~1.2m/s，
3
ρB=470kg/m3
空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。
空塔风速：
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
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
两端缩口长L”=3B2H2-d=32.222.52-0.8=0.73m
322322
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=470kg/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：
V=CQt×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
污染物每小时的排放量：
（取污染物100mg/m3）
6
ρ0＝100×20000×106＝2.0kg/h
2.0×90%＝1.8kg/h
则在吸附作用时间内的吸附量：
X=1.8×800＝1440㎏
根据X=aSLb得：
L＝
aSb
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＝1440＝3.48m
0.165.5470
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：
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，
V'27.3则吸附器中塔板数：
n＝V＝27.3=4.7=5块
A3H16.50.35
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：
PmpmL
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：
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。
pm
V2d2
2）摩擦阻力系数，按下式计算：
1-2lgK2.51
3.71dRe
式中：
K为风管内壁的绝对粗糙度，m，取0.15×10-3m
Re为雷诺数，
Re
Vd
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：
Pj
V2
式中：
为局部阻力系数。
4、动压Pc（Pa），按下式计算：
2P0.5V2
5、全压P=pm+Pj+Pc
功率
1、风机功率Nkw
风量m3/s风压kPa
0.98。
1-风机效率，可取0.719~0.8
2-机械传动效率，对于三角带传动取0.95，对于联轴器传动取
2、风机马达功率=风机功率×130%
名词解释
1、用作吸附剂的物质要有大量的单位表面积。
吸附剂吸附吸附质的性质称为活性，以其单位重量或单位体积所吸附吸附质的量来表示。
通常用吸附剂吸附吸附质的重量百分率来表示吸附剂的活性值。
2、吸附量
吸附量是指在一定条件下单位质量的吸附剂上所吸附的吸附质的量，通常以kg吸附
质/kg吸附剂或质量分数表示，它是吸附剂所具有吸附能力的标志。
在工业上吸附量称为吸附剂的活性。
吸附剂的活性有两种表示方法：
（1）吸附剂的静活性
在一定条件下，达到平衡时吸附剂的平衡吸附量即为其静活性。
对一定的吸附体系，
静活性只取决于吸附温度和吸附质的浓度或分压。
（2）吸附剂的动活性
在一定的操作条件下，将气体混合物通过吸附床层，吸附质被吸附，当吸附一段时间后，从吸附剂层流出的气体开始发现吸附质（或其浓度达到依规定的允许值）时，认为床层失败，此时吸附剂吸附的吸附质的量称为吸附剂的动活性。
动活性除与吸附剂和吸附质的特性有关外，还与温度、浓度及操作条件有关。
吸附剂的动活性值是吸附系统
设计的主要依据。
3、静压的定义是：
气体对平行于气流的物体表面作用的压力。
通俗的讲：
静压是指克服管道阻力的压力，沿程压力损失及局部压力损失
动压的定义是：
把气体流动中所需动能转化成压的的形式。
通俗的讲：
动压是带动气体向前运动的压力。
全压=静压＋动压
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