變壓吸附處理VOCs中的熱質(zhì)傳遞.pdf

1、本文分析討論了揮發(fā)性有機氣體處理技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，歸納總結(jié)了模擬變壓吸附模擬的理論基礎(chǔ)，在實驗和理論分析的基礎(chǔ)上，著重分析了吸附與變壓吸附處理揮發(fā)性有機氣體過程中濃度和溫度分布規(guī)律。根據(jù)吸附和變壓吸附流程的特點，構(gòu)建了描述吸附和變壓吸附過程中的質(zhì)量平衡模型、能量平衡模型程、吸附平衡模型和傳質(zhì)速率模型。根據(jù)線性推動力原理，構(gòu)建了傳熱傳質(zhì)耦合的線傳質(zhì)系數(shù)方程，分析計算了各模型中應(yīng)用的參數(shù)。
　　 通過實驗，考察了活性炭在不同溫度下

2、的丙酮、甲苯的混合氣體的恒溫吸附性能。用擴展的Langmuir方程將實驗結(jié)果進行擬合，模型結(jié)果與實驗結(jié)果能較好吻合。利用擴展的Langmuir方程考察丙酮、甲苯的競爭吸附性，發(fā)現(xiàn)活性炭對甲苯的選擇吸附性較好，且該選擇性受溫度變化影響。
　　 利用二床變壓吸附裝置，實驗研究了周期時間為606s的二床五步式變壓吸附工藝處理丙酮、甲苯的混合氣體，分析了變壓吸附過程中的壓力、溫度、氣相吸附質(zhì)濃度、固相吸附質(zhì)濃度變化規(guī)律。
　　

3、依據(jù)構(gòu)建的吸附和變壓吸附模型，開發(fā)了基于化工軟件Athena Visual Studio吸附和變壓吸附過程模擬程序，利用有限差分法，對吸附與變壓吸附實驗過程進行了數(shù)學(xué)模擬，并將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進行比較。研究發(fā)現(xiàn)變壓吸附過程中的吸附階段和脫附階段的壓力可視為常數(shù)，均壓階段中的升壓/降壓過程可忽略。
　　 變壓吸附過程中的溫度變化可體現(xiàn)傳質(zhì)區(qū)的情況。溫度較高，變化較大處即為傳質(zhì)區(qū)發(fā)生的主要區(qū)域。溫度曲線隨周期數(shù)改變而改變。在變壓吸

4、附初期傳質(zhì)區(qū)移動速率較慢；隨著變壓吸附的進行，傳質(zhì)速率增大。變壓吸附經(jīng)過260h才能使整個吸附柱達到穩(wěn)定狀態(tài)。
　　 隨吸附柱高度的增加，氣相中各組分物質(zhì)濃度逐漸降低。在不同高處的不同吸附段時刻的氣相中丙酮的濃度曲線在不同時刻由于競爭吸附的存在，在不同時間出現(xiàn)峰值。且隨著吸附段時刻值的增加，“峰”不斷前移，直至消失。而甲苯的在不同高處的不同吸附段時刻的氣相中的濃度曲線則不斷增加，吸附量不斷降低。
　　 丙酮、甲苯的脫附氣

5、濃縮率隨變壓吸附處理丙酮、甲苯混合氣體過程的進行而降低，且丙酮較甲苯的濃縮率高；丙酮、甲苯的脫附氣濃縮率隨脫附時刻的增加而降低。
　　 吸附階段不同時刻的丙酮、甲苯的凈化效果隨變壓吸附處理丙酮、甲苯混合氣體過程的進行而降低，且隨凈化時刻的增加，凈化效果增加。丙酮的凈化效果不如甲苯的凈化效果。
　　 考察真空脫附時長隊特定操作條件下的特定變壓吸附流程對脫附氣濃速率和凈化效果的影響。確定了在變壓吸附流程的各階段的最佳時長為：