剩余吸附量 f??具有吸附量将上式变换得： f???CVbVx0?C?dV

?Vx?Vb?C0?C??V?Vb??1?d??0????C0??Vx?Vb1??? ? 实际上，当吸附层厚度从y增加到?时，物料量亦从V?Vb增加到Vx?Vb，两者成正比，即：

y??V?Vb

Vx?Vb d?V?Vb?y??d() (4-186) ?Vx?Vb???式(5-186)可写成: f???C??y?C??y????1?d?1???? ?0???????C????C??0?0????1 根据以上诸式,采用图解积分或数值积分,亦可确定f、?及穿透曲线有关数据 6、吸附柱高度Z及工作时间T确定

如设溶质浓度为C0(kg/m3)溶液以u速度通过床层，出口浓度为Ce(kg/m3)，床层内的流型为典型的活塞流，床层的横截面积为A(m)，那么经过T时间后，进入床层中的溶质量为：

q?uAC0T

若床层长度为L，吸附剂堆积密度为?V，单位质量吸附剂的饱和吸附量为q0，则床层吸附的溶质量为q： q?q0?vA(L?f?) 显然，上面两式相等，即：

q0?vA(L?f?)?uAC0T （4-190） T?2q0?v(L?f?) uC0 令K?q0?v，L0?f?，则： uC0T?K(L?L0)

37

或

T?KL?T0

一般对于液体流体，流速范围应为5~25m/h，对于气体流体，其流速应为0.05~0.2m/s。 7、水力负荷及压降

在进行吸附器设计时，必须选择适当的水力负荷，即选择合适的空塔流速。一般对于液体流体，负荷范围应为5~25m/h，对于气体流体，其负荷应为0.05~0.2m/s。

流体通过床层时产生能量损失，压力降可按下式计算：

Zue2? ?p??de2g

?P??压降，kg/m2；

?为Re的函数，当Re在20～7000时，??16/Re0.2；

Z??床层长度，m； de??当量直径，de??2?vdn，m； 31??v22d12d2,m； 2d12?d2 dn??平均粒径，dn? ue??实际气速，m/s；

3 ???流体重度，kg/m。

3例4-8用活性炭填充的固定床吸附床层,活性炭颗粒直径为3mm，把浓度为0.015kg/m的四氯化碳蒸汽通入床层，气流速度为5m/min，在气流通入220分钟后吸附质达到床层0.1m，505分钟后达到0.2m，设床层高度为1m，计算此吸附柱高度能操作多少时间四氯化碳不会逸出。

解：1）

?220?K(0.1?L0) ??505?K(0.2?L0) 解之：K?2857min/m,L0?0.023 2）将L?1代入（4-192），T?KL?T0?2857即允许操作时间为46小时31分。

例4-9已求得活性炭的容量传质系数Kfav?7000kg/m,min，其堆积密度为?v?300kg/m3。装置成

2?(1?0.023)?2791mni

mg/l，吸附柱的泄漏和耗竭浓10m高的吸附床层以处理有机废水。废水负荷为50kg/m,min，浓度为3000

38

2

mg/l计算。活性炭的实验数据见表，试确定1）吸附带高度；2）吸附柱达到泄漏时的度按100mg/l和2800饱和度；3）吸附柱的工作周期。

在烧杯中用1升水及1克活性炭进行的实验 投加有机物量(mg) 平衡浓度吸附量q(mg) Ce(mg/L) 10.062 50.290 105.56 520.00 1027.78 1532.61 2035.71 2535.88 3039.47 10 50 100 500 1000 1500 2000 2500 3000 0.062 0.292 5.56 19.230 27.780 32.610 35.710 35.880 39.470 解：1）根据表中数据绘制平衡线如图； 2）连接平衡线两端点直线即为操作线；

mg/L和100mg/L范围内， 3）在图中在2800?mg/L，分别取C和C,如： C?2800C??2300mg/L。余类同，共取8点，结果列入下表的

（1）、（2）；

4）根据C0?3000、（2） 项，mg/L和表中（1）分别计算C/C0、1?C/C0、C?C?、1/(C?C)，如C?100mg/l,C?20mg/l时，

??C/C0?100/3000?0.033,

?1?、（4）、1?C/C0?1?0.033?0.967，C?C??100?20?80 ??1/80?0.125，结果列入（3）???C?C?（5）、（6）：

5） 计算?1?C???和?1?，结果列入（7）

、（8）： ???C0??m?C?C?m 6）计算?C（两相邻C之差），如400?100?300mg/l结果列入（9）： 7） 计算?C??1??1? ，如?C?300?0.0074?2.376，结果列入（10） ?1?????C?C?m?C?C?m,1 39

8）计算

?C?1? 将各个相加，结果列入（11） ?C??C?C????C?C?m1?C?f?1?9）?0??C0??y??1??d?1????????C0????y?????， ??max???dCy?CbC?C???CdCx??CbC?C?C?C??CbC?C?C??CbC?CCxC?C?C?C?，结果列入（12） ?5.79410)计算???y??y??，???等于相邻的的y/?之差，结果列入（13） ????????c??y????，结果列入（14）

c0?平均值????11）计算f， f??1? 12）??LKfav?C?C?C??0.00714?5.794?0.0414m

39.47300?10?0.6843?0.0414??118kg 1000 13)有效吸附容量q0?vA?L?f??? 14)工作周期118?103/(50?3000?10?3)?787min?13.1h 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 项 目 数据 100 400 800 1200 1600 2000 2400 2800 20 100 230 370 600 900 1350 2300 0.033 0.133 0.267 0.400 0.533 0.667 0.800 0.933 0.967 0.867 0.733 0.600 0.467 0.333 0.200 0.067 80 300 550 830 1000 1100 1050 500 .0125 .00333 .00182 .0012 .0010 .00091 .00095 .002 ? C C ?C/C0 1?C/C0 C?Ce 1/（C?Ce）?1?C?C 1/?c?ce?平 C0?平 0.917 0.800 0.667 0.534 0.400 0.267 0.134 .0079 .0026 .0015 .0011 .0009 .0009 .0015 300 400 400 400 400 400 400 ?? 2.376 1.032 0.604 0.440 0.380 0.372 0.588 1?C???C?C??e?平均值?

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