活性炭吸附装置及计算

活性炭吸附装置及计算

空塔气速为气体通过吸附器整个横截面的速度。空塔气速的选择不仅直接决定了吸附器尺寸和压降的大小，而且还会影响吸附效率。气速很小，则吸附器的尺寸很大，不经济；气速过大，则压降会增大，使吸附效率受到影响。通过实验确定zui佳气速。吸附设计中不能追求过高的吸附效率，把空塔速度取值降低，那样会使吸附床体积、吸附剂用量和设备造价大为提高；反之也不宜取过大的空塔气速，那样设备费用虽低，但吸附效率下降很多，且体系压降会随空塔速度的增大上升很快，造成动力消耗过大，因此应选取合适的空塔气速，zui适宜的空塔气速为0.8~1.2m/s。

活性炭过滤风速在《吸附法工业有ji废气治理工程技术规范》(HJ2026—2013)中，可以查到固定床吸附，采用颗粒状吸附剂气体流速宜低于0.6m/s，采用纤维状吸附剂气体流速宜低于0.15m/s，采用蜂窝状吸附剂气体流速宜低于1.2m/s;过滤面积即可根据处理风量和过滤风速计算得出。

碳层厚度的设计，就需要结合废气的产生浓度、去除效率、活性炭的更换时长等因素进行。一般会采用2种方式计算碳层厚度：1、根据活性炭需要的更换周期，来确定活性炭的总的装填量，之后再根据过滤面积计算碳层厚度;2、在考虑吸附箱尺寸大小、碳层风阻、过滤风速的情况下，依照经验直接选定一个厚度值。

以上设计基于活性炭的吸附速率为一个恒定值或者无xian大到可忽略不计的情况下设计的。而实际中吸附速率目前还不能有xiao计算出，不同的碳、不同的过滤风速、不同的风压等等，都会影响碳层的速率吸附速率。

实际中影响碳层吸附速率的因素有：吸附质浓度、风压、温度、活性炭比表面积等等，

停留时间确定后，活性炭的厚度即可根据设计的过滤风速计算得出。

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为净活度，在吸附作用时间t内，所吸附污染物的量为：

式中：X---在时间t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

---吸附剂的堆积密度；

活性炭的作用时间由下式算出：

式中：V---活性碳的装填量，m3

C---jin口气污染物浓度，mg/m3

Q---气流量，m3/h

t---活性炭使用时间，h

W---活性炭原粒度的中重量穿透炭容，%

d---活性炭的堆密度，t/m3

由上述公式可计算出吸附作用时间及吸附层高度

同样的条件下，一般活性炭层的厚度越厚，其去除效率也会越高，但实际应用中，为提高设备的经济性，通常要考虑碳层厚度不能无xian制的加厚，因此对于活性炭层厚度的选择，需要根据去除效率要求和碳本身的吸附速率，进行有xiao设计计算。可以看出，(1)碳层厚度选择小，吸附速率慢，碳层就会容易被穿透，导致去除效率降低;(2)碳层厚度选择大，吸附速率快，碳层就不容易被穿透，碳可以长时间使用。

当炭吸附达到饱和后，对饱和的炭床进行脱附zai生;通入水蒸汽加热炭层，VOC被吹脱放出，并与水蒸汽形成蒸汽混合物，一起离开炭吸附床，用冷凝器冷却蒸汽混合物，使蒸汽冷凝为液体。

对于水溶性VOC气体，用精馏将液体混合物提纯;水不溶性VOC气体，用沉析器直接回收VOC。比如，涂料中所用的“三苯”与水互不相溶，故可以直接回收。

采用纤维状活性炭时，吸附单元的压力损失宜低于4kPa；采用其他形状吸附剂时，吸附单元的压力损失宜低于2.5kPa。

对于一次性吸附工艺，当排气浓度不能满足设计或排放要求时应更换吸附剂；对于可zai生工艺，应定期对吸附剂动态吸附量进行检测，当动态吸附量降低至设计值的80%时宜更换吸附剂。

当使用水蒸气zai生时，水蒸气的温度宜低于140℃。

当使用热空气zai生时，对于活性炭和活性炭纤维吸附剂，热气流温度应低于120℃。含有酮类等易燃气体时，不得采用热空气zai生。脱附后气流中有ji物的浓度应严格控制在其爆炸下限的25%以下。

1. 结构简单、制造容易、价ge低lian

2. 适用于小型、分散、间歇性的污染源治理

3. 吸附和脱附交替进行、间歇操作

1. 处理qi体量大，吸附剂壳循环使用，适用于稳定、连续量大的气体净化

2. 吸附和脱附连续完成

3. 动力和热力消耗大，吸附剂磨损严重

1. 结构复杂，造价昂贵

2. 气体和固体接触相当充分

3. 生产能力大，适合治理连续性、大气量的污染源

4. 吸附剂和容器的磨损严重