《大气污染物控制工程》气态污染物控制技术基础：吸附器的设计课件.pptx

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1、7-6吸附器的设计计算第七章气态污染物控制基础一、固定床吸附器计算固定床吸附器内的浓度分布一、固定床吸附器计算固定床吸附器内的浓度分布一、固定床吸附器计算固定床吸附器内的浓度分布一、固定床吸附器计算固定床吸附器内的浓度分布一、固定床吸附器计算穿透时间(保护作用时间)穿透时间或者保护作用时间：从含污染物的气流开始通入吸附床到产生穿透的时间吸附床处理气体量出口气体中污染物浓度一、固定床吸附器计算x=a·S·L·ρbx=v·S·c0·τ’x——在时间τ′内的吸附量，kg；a——静活度值，%；

2、S——吸附层的截面积，m2；L——吸附层厚度，m；ρb——吸附剂的堆积密度，kg/m3；v——气体流速，m/s；c0——气流中污染物初浓度，kg/m3。vc0'abL穿透时间(保护作用时间)假定吸附层完全饱和一、固定床吸附器计算0vc0abLK(Lh)K＝τ/(L-h)K——保护作用系数'0hh0LL12穿透时间(保护作用时间)吸附速率无限大→线1考虑“死区”→线2一、固定床吸附器计算固定床吸附器计算流程吸附剂，操作条件，空床流速（0.1-0.6m/s）

3、净化要求→穿透点浓度→穿透时间作出希洛夫直线确定操作周期→所需穿透时间→催化剂床层高度求吸附剂层截面积→直径/边长吸附剂质量（取安全系数1.05-1.2）压力损失一、固定床吸附器计算压力损失计算ppLRe3d150(1)(1)2p1.75pRedp吸附床层孔隙率气体绕吸附剂颗粒流动的雷诺数吸附剂颗粒的平均直径0.10.21.00.52512×30目活性炭2010100500.10.2501006×12目活性炭0.16cm分子筛球0.32c

4、m分子筛球4×18目活性炭0.51.02.05.01020入口气体空塔速度,cm·s-1吸附器压力损失,cmH2O·m-1床深二、移动床吸附器计算全床污染物物料衡算吸附器的上部吸附操作线方程GS(Y1－Y2)＝LS(X1－X2)GS(Y－Y2)＝LS(X－X2)Y＝(LS/GS)X+［Y2－(LS/GS)X2］吸附剂用量污染物在气相中的含量为Y惰性气体的气相质量流量为GS污染物在吸附相中的含量为X净吸附剂的质量流量为LS二、移动床吸附器计算移动床吸附器的高度吸附速率方程吸附器长度

5、吸附传质单元高度和传质单元数的确定LdXGdYKa(YY*)dLSSYp1S)YYpGdYL(Y2KaYY*OGGSKYapHOGY1Y2dYNYY*采用固定床吸附器数据估算污染物在气相中的含量为Y惰性气体的气相质量流量为GS污染物在吸附相中的含量为X净吸附剂的质量流量为LS气相总吸附系数为KY单位体积吸附剂的表面积为apLS,XLS,X+dXdLGS,YGS,Y-dY7-7催化原理一、催化原理气体催化净化：气态污染物无害/易处理物质催化反应催化净化的特点：避免二次污染

6、、操作简化、高转化率应用对象：SO2和NOx、VOCs和臭气、汽车尾气……一、催化原理催化作用：催化剂加快反应速率反应速率与活化能KAexp(E/RT)改变反应路径，降低活化能→提高反应速率Ea,0A---BA---B---KA---KAK+BEaE3E2E1能量A+B+KAB+K一、催化原理催化作用的局限性：催化剂不能改变反应转化率；催化剂不能改变自由能；催化剂不能改变化学反应所能达到的平衡状态；催化剂对可逆反应的正逆反应速率的影响是相同的。一、催化原理转化率高，浓度适

7、应范围大；催化剂可反复使用，用量少；选择性高；不需分离污染物，避免二次污染。催化反应优点：催化反应缺点：催化剂价格昂贵；较高特定反应温度，需预热。二、催化剂简介：定义——加速化学反应，而本身的化学组成在反应前后保持不变的物质存在状态——气态、液态或固态（常用）形状——蜂窝状、板状、颗粒状、柱状……二、催化剂组成：活性组分——核心，可单独使用，常用贵金属/稀土类助催化剂——热稳定性↑，化学稳定性↑，本身无催化作用载体——惰性组分，比表面积↑，活性组分↓，传热↑，稳定性

8、↑，机械强度↑，寿命↑二、催化剂组成：二、催化剂性能：活性：转化率W——产品质量；W——催化剂质量；Rt——反应时间。RWtWAc0xc0ce100%c0——入口污染物浓度；ce——出口污染物浓度。选择性cejBc0cecej——出口目的产物浓度；c0——入口污染物浓度；ce——出口污染物浓度。Ni常压，250℃Cu，140～290atm300～400℃CH43CHOHCO+H2活性：提高产品产量选择性：提高原料利用率二、催化剂性能：稳定性——保持活性的能力使用寿命影响因