分子篩吸附器設(shè)計(jì).pdf

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1、分子篩吸附器的計(jì)算例：常溫下綜合凈除空氣中HO和CO的分子篩22吸附器的計(jì)算。設(shè)計(jì)參數(shù)：加工空氣量270Nm3/h工作壓力2500kPa工作溫度303K吸附劑5A分子篩，直徑3～5mm。凈化要求：CO＜2ppm2HO露點(diǎn)在213K以下2工作周期8h再生溫度：吸附器進(jìn)口＞523K，吸附器出口＞423K。計(jì)算內(nèi)容1.所需分子篩質(zhì)量的計(jì)算2.分子篩吸附器容積的確定3.再生過程計(jì)算（加熱、冷卻）4.加熱爐功率的計(jì)算1.分子篩需要量的計(jì)算?吸咐水蒸汽所需的分子篩量在溫度303K，壓力2500kPa的空氣中所含的飽和水蒸汽量為?3d=2.

2、1×10kg/kg加工空氣中所含的水蒸汽量G=VρdH2O0?3=270×.1293×2.1×10=.0419kg/h水分吸附量一般為10～14％，取12％。則吸附水分所需要的分子篩量.0419(M)==5.3kg/hSH2O.0121.分子篩需要量的計(jì)算?吸附二氧化碳所需的分子篩量大氣中二氧化碳濃度為300～400ppm，平均取350ppm。加工空氣中所含的二氧化碳量為?6G=Vρd=270×.1976×(350×10)=.0187kg/hCO20CO2二氧化碳吸附量（重量百分比）一般為1～3％，取1.5％。則吸附二氧化碳所

3、需的分子篩量為.0187(M)==125.kg/hSCO2.00151.分子篩需要量的計(jì)算?單位時(shí)間內(nèi)同時(shí)吸附水蒸汽、二氧化碳所需的分子篩量MSG=M=(M)+(M)=5.3+125.=16kg/hCO2SSH2OSCO2每班（8h）需要量MSZM=MT=16×8=128kgSZS考慮加工空氣量的變動(dòng)和經(jīng)再生后吸附能力下降，取備用系數(shù)30％，則實(shí)際所需的分子篩總量MM=M×130%=128×3.1=166kgSZ2.分子篩吸附器容積的確定?吸附器直徑：工作條件下實(shí)際空氣體積P0T1.0×3033V=V=270=12m/hT0P

4、T5.2×2730考慮氣量有20％的變動(dòng)，容器內(nèi)氣體線速度w（空塔速度）取為0.04m/s，則容器的直徑為4V×2.14×12×2.1TD===.0375m3600πw3600×.314×.0042.分子篩吸附器容積的確定分子篩所占容積V：5A球形分子篩的堆密度為f780kg/m3，166kg球形分子篩所占容積為1663V==.0213mf780床層高度Vf.0213h===.0213m2π2.0785×.0357D4容器的徑高比h.213中壓流程3~5==6D.03573.再生過程計(jì)算?再生熱量計(jì)算Q=Q+Q+Q+Q+QkJ

5、C12345Q吸附器本身的顯熱1Q分子篩的顯熱2Q水和二氧化碳的顯熱3Q水和二氧化碳的脫附熱4Q熱損失53.再生過程計(jì)算?再生熱量計(jì)算QC=Q1+Q2+Q3+Q4+Q5kJQ：吸附器本身的顯熱，也就是加熱吸附器的1熱量。鋼從常溫加熱到473K的平均比熱，一只筒體加上管道法蘭，估算質(zhì)量為250kg，則4Q=mC(T?T)=250×.050×(473?303)=.213×10kJ1m21Q：分子篩顯熱。2球形分子篩由常溫加熱到473K，平均比熱0.88kJ/kg.K，則4Q=mC(T?T)=166×.088×(473?303)=.

6、248×10kJ2m213.再生過程計(jì)算Q：水和二氧化碳的顯熱，即水分和二氧化碳加3熱所需的熱量。在加熱再生時(shí)，二氧化碳比水容易揮發(fā)，為簡(jiǎn)化熱量計(jì)算，可把二氧化碳看成是水；其次設(shè)想脫附溫度接近373K（100℃沸點(diǎn)），水的比熱Cm=.419kJ/(kg.K)則Q=mC(T?T)3H2O+CO2m21=166×.0(12+.0015)×.419×(373?303)4=.066×10kJ3.再生過程計(jì)算Q：水和二氧化碳的脫附熱。4假定脫附熱按373K時(shí)的蒸發(fā)潛熱進(jìn)行計(jì)算。水的蒸發(fā)潛熱r=.226×103kJ/kgQ=mr4H2O+

7、CO2則3=166×(12%+5.1%)×.226×104=.508×10kJQ：熱損失，可取為再生熱量的20％，則5Q=(Q+Q+Q+Q)×20%512344=.2(13+.248+.066+.508)×10×20%4=.207×10kJ3.再生過程計(jì)算再生所需總熱量Q=Q+Q+Q+Q+QC123454=.2(13+.248+.066+.508+.207)×104=12.42×10kJ3.再生過程計(jì)算?再生用氮?dú)饬康挠?jì)算qh=cpΔTmc=.1045kJ/(kg.K)氮?dú)獾谋葻醦再生過程氮?dú)馄骄鶞亟?73?303ΔT=T?T

8、=523?=135Kmio2每kg加熱氮?dú)馑芙o出的熱量qh=141kJ/kg再生需要的氮?dú)饬?Q12.42×10SG===882kghq141h3.再生過程計(jì)算再生需要氮?dú)饬縂h=882kg設(shè)加溫時(shí)間為4.5h。293K、120kPa的氮?dú)饷芏?ρ=.1357kg/mN2每