活性炭吸附塔计算书最新版.docx
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活性炭吸附塔计算书最新版
活性炭吸附塔计算书
XX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/3m,堆积密度ρB=470kg/3m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’=4.30.2=4.5m
两端缩口长L”=⎪⎪⎭⎫⎝⎛2d-2HB3322=⎪⎪⎭
⎫⎝⎛20.8-25.22.23322=0.73m则塔体长度L=4.50.73×2=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
2、参数设计要求:
①管道风速:
V1=10~20m/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:
(2)取炭体宽度B=2.2m,塔体高度H=2.5m,
(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=Wd
CQt×10-9式中:
V―活性炭的装填量,3m
C―进口气污染物的浓度,mg/3m
Q―气流量,3m/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/3mV=spvQ=1000
20000=203m污染物每小时的排放量:
(取污染物100mg/m3)
ρ0=100×20000×106-=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%=1.8kg/h
t=CQ
VWd×109-=910200001008.0_x0010_20⨯⨯⨯⨯=800h则在吸附作用时间内的吸附量:
X=1.8×800=1440㎏
根据X=aSLbρ得:
aSXρ根据活性炭的吸附能力,设静活度为16kg甲苯/100kg活性炭
所以,L=470
5.51
6.01440⨯⨯=3.48m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=19.143m
吸附剂床层体积:
V'=bsρρV=47067014.19⨯=27.3m3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,
则吸附器中塔板数:
n=HAV⨯3'=35
.05.163.27⨯=4.7=5块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:
LpPmm⋅∆=∆
式中:
mp∆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mp∆,按下式计算:
ρλ2Vdp2
m=∆
式中:
λ为摩擦阻力系数;
ρ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λ,按下式计算:
⎪⎭
⎫⎝⎛=λλRe51.23.71dKlg2-1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,ν
VdRe=,ν为运动黏度,m2/s,取ν=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:
λ=0.0175d-0.21V-0.075
mp∆=1.05×10-2d-1.21V1.925)
3、局部压力损失∆Pj(Pa),按下式计算:
ρζ2
VP2
j=∆式中:
ζ为局部阻力系数。
4、动压∆Pc(Pa),按下式计算:
2V5.0P⋅⋅=∆ρ
5、全压∆P=mp∆∆Pj∆Pc
功率
1、()()()2
13kPas/mkwNηη⨯⨯=风压风量风机功率1η-风机效率,可取0.719~0.82η-机械传动效率,对于三角带传动取0.95,对于联轴器传动取0.98。
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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