工业活性炭吸附柱的设计计算

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1、·18·有色金属(选矿部分)2003年第4期活性炭吸附柱工艺参数的计算方法周世杰，王成功，张淑敏，史宝林摘要：简述吸附柱的工作特性，工业生产用活性炭固定吸附柱的吸附工作带的下降速度、切换时间、总传质系数和动态吸附量参数的计算方法进行分析。关键词：活性炭；吸附柱；吸附量_中图分类号：TD455．9文献标识码：A文章编号：1671—9492(2003)04—0018—03堆浸和槽浸主要处理一些低品位的矿石，都属贵液从上部给人柱内，从宏观上看，呈单向活塞于渗滤浸出工艺过程，浸出液多次反复流过矿石层流态向下移动。炭层内处于不同位置的活性炭

2、粒的后，得到含金、银溶液(贵液)。贵液可用活性炭吸附吸附量是不均匀的。很显然，上部的吸附量大，而下或置换沉淀等工序进一步处理，最终得到合质金。面的吸附量小。换言之，吸附量是高度的函数。图比较起来，小型矿山的渗滤贵液数量不多，适于锌丝2表示吸附量口与位置(高度)的关系。吸附作业只置换法；而大型矿山，其矿堆规模很大，贵液量亦大，在吸附量为口～0的炭层内进行，此层称为吸附工多用固定吸附柱(塔)加以处理。作带，高度以z表示。吸附带上部的炭层为饱和吸一定截面积和高度的工业用活性炭吸附，其吸附层，其下部尚未进入吸附状态。附工作带下降速度、切换

3、时间等工艺参数，目前是通柱内吸附工作带的位置不是固定的，它以一定过试验方法确定的。准确地控制各工艺参数，可提的速度向下移动。当它的下表面移动到柱底的高吸附柱的回收率。本文试图以微型吸附柱的数据筛板位置时(下表面与筛板重合)，吸附柱的流出液为基础，对工业用吸附柱的工艺参数进行计算。品位(浓度)开始上升，一直等到吸附带的上面接近1活性炭固定吸附柱的工作特性筛板时，流出液的品位上升到贵液的品位。工业吸附柱必须及时地掌握穿透时间，以便及时切换。吸附柱(塔)一般为一圆柱体，内有上、下两筛板。不定型颗粒炭填充在两筛面之间，形成吸附炭Z层，其层

4、高以H表示，见图I。乓世恒J乖Z0吸附量／(g．g)墨f图2吸附带内吸附量与吸附工作带高度的关系Fig2TherelationbetweenqandZinadsorptionworkingband12工业用活性炭吸附柱工艺参数的计算2．1用微型柱做模拟试验测定吸附工作带的下降速度和吸附带的高度图l吸附柱Z：FiglAdsorptioncolumn收稿日期：20o3一O3—17作者简介：周世杰(1967一)，男，内蒙古集宁人，东北大学资源与土木工程学院硕士，辽宁沈阳，1100152003年第4期周世杰等：活性炭吸附柱工艺参数的计算方

5、法·19·试验条件：笔者认为，吸附常量可用两种方法求之：(1)贵液品位Cn和空柱(塔)流速要尽量与现(1)积分图解法[1J场生产的数据相接近；吸附带内各层炭的吸附量和同层溶液品位有如下(2)柱的直径为1-3cm，柱的高度为10-30(~no的比例关系：首先测出微型模拟的流出曲线，如图3所示。以旦=或旦=qo=／Cn等于0．05～0．1的A点为穿透点，tA即为柱的qocoCco此直线关系称为操作线。操作线和等温曲线同绘穿透时间；以CB／Co等于0．9的B点为终止点，即在图4上。从图4可容易地查出与操作品位C相对应为柱的吸附终止时间。

6、的平衡品位C，依据不同的C值和C值，做出图5所示的积分曲线。图5中阴影部分的面积为吸附常量的r一数值。；：璺鹾丑0流出时间／图3吸附柱流出曲线残液(流出液)品~L／(g·m一)3StreamCHIVefromadsorption咖由于模型柱的流态，属单向活塞流，则可列出如下图4吸附工作带内操作曲线数量平衡关系式[J：Fig4OperatingCllrV~inad~rptionworkingband征C0+v?'qo=式中：——吸附工作带下移速度，m／s；￡——炭层内的空隙率，％；Cn——人口贵液品位，g／m3；y——活性炭填充密度

7、，g／m3；qo——与Cn呈平衡的吸附量，g／g；流出液品位／(g·m。)——贵液的空柱速度，m／s。图5积分曲线当忽略柱内的空隙率s时，吸附带的下移速度5Int~alcurve可记为：(2)等温吸附平衡曲线法(卢)用Freundlieh(弗里德里胥)公式q=K·表示，系数K和m是已知数，则吸附常量也可由下式计算显然，在等温吸附曲线上查出C0对应的qo,则吸得出：附带移动速度73可容易求出。依据流出曲线所确定的，和，则可计算出吸JfdCfdX，m一I1一J一n附带长度Z：c^Z=(tB—tA)式中：x=C；x=；=；XB=2．2吸

8、附柱总传质系数K的计算河添等[]人导出的质量传递公式为：2．3吸附柱的动态吸附量吸附柱中吸附带下移柱底部时，必须停止给人Z=贵液(原液)，即进行切换。在切换时，柱内的活性炭式中Z可由模拟微型柱求得，如果将吸附常量有一部分没达到饱和吸附状态，此时炭的