等温吸附甲苯和丙酮废气的空气净化数值模拟

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1、等温吸附甲苯和丙酮废气的空气净化数值模拟：常温常压下，以活性炭为吸附剂吸附净化甲苯和丙酮的废气，并采用LDF的等温数学模型，应用有限差分方法借助计算软件ATHENAVISUALSTUDIO对模型进行了数值解,其数值计算结果与实验吻合较好。利用该模型考察发现较低的环境和进气温度、较小的堆积空隙率、0.15m/s的进气流速和0.9m的吸附床高度等工艺参数条件有利于获得较高的废气净化率。　　关键词：活性炭；甲苯；丙酮；吸附；数值模拟　　　　目前，电厂燃煤锅炉对环境造成了严重的污染，吸附净化电厂烟气也成了环境保护中的热点问题。其中应用和研究有活性炭吸

2、附脱除锅炉排放气中的SO2和NOX等[1]，吸附法净化电厂中的多环芳烃类有机污染物[２]，电厂烟道气中CO2的吸附回收[３]，吸附脱除燃煤锅炉中重金属汞蒸气[４]等。由于吸附应用中的一些关键参数靠实验来确定耗时又不经济，所以建立数学模型与实验结合来分析关键参数是有必要的。在文中以活性炭为吸附剂，在常温常压下吸附净化甲苯和丙酮的有机废气，建立数学模型进行等温模拟，揭示吸附床高度、环境温度、进气温度、进气流速和堆积空隙率等工艺参数对废气净化率的影响，为电厂吸附处理有机废气的过程的设计、预测和优化提　　简介：黎荣枝(1975-)，男，本科，暖通设计

3、、空气净化的研究。　　　　1、数学模型　　建立等温吸附过程的数学模型采用如下假设：气体为理想气体；气相流动模型采用轴向扩散活塞流模型；气体流速沿吸附床轴向无变化；气体流速，压力和组分浓度沿吸附床的径向梯度忽略不计；考虑吸附热并假设气固相瞬时达到热平衡[5]。　　根据以上假设，将问题简化为一维等温模型，则该吸附净化过程的控制方程如下：　　(1)物料平衡方程　　(1)　　式中：DL为轴向扩散系数，m2/s；Ci为i组分吸附质的浓度，g/m3；u为进气流速，m/s；ρp为床内堆密度，kg/m3；ε为床层空隙率；qi为i组分的吸附量，g/100g；z

4、为轴向距离，m；t为时间，s。　　(2)能量守恒方程　　　　(2)　　式中：KL为轴向导热系数，,FarooqS,KnaebelKS.PressureS].USA,VCHPublishers,Inc,1993.　　[6]李立清,唐新村,Hans-JürgenR