9.3.4等温固定床吸附器的计算①传质区高度Za的计算图9-19理想透过曲线τEτaWaWBWE对应τaτBτE令τF为传质区形成所需的时间，则传质区移动等于床层总高度Z之距离所需时间为τE-τF，因此，传质区高度Za为气体在传质区里，从破点到吸附剂基本上失去吸附能力，被吸附的吸附质量如图9-17中阴影部分所示，其量U为在传质区内全部为吸附质所饱和时，吸附量为Y0Wa。因此，破点时，传质区内仍具有吸附能力的面积比率f为由于吸附波形成后尚有f这一部分面积未吸附，因此传质区形成时间τF要小于传质区移动Za距离的时间τa。当f=0时，则表示吸附波形成后，传质区已达到饱和，这样，传质区形成时间τF应基本上与传质区移动距离Za所需时间τa相同。而当f=1时，表示传质区中吸附剂基本上不含吸附质，传质区形成的时间应很短，基本等于0，所以可得下式所以有2.破点时全床层饱和度S的计算（9-28）ef3.传质区传质单元数的计算传质区内传质单元数为：设在任何小于Za的床层高度z内，HOG不随浓度而变化，z所对应的气相浓度为Y，则有（9-31）传质区内气相总传质单元高度可用图解积分法求得，也可按该式绘制透过曲线4.间歇固定床持续时间的计算——希洛夫方程式保护作用时间损失床层气速吸附剂的平衡静活性令则τ=KZ-τm（9-34）或τ=K（Z-Zm）（9-34a）例9-2用活件炭固定床吸附器吸附净化含四氯化碳废气。常温常压下废气流量为1000m3/h，废气中四氯化碳初始浓度为2000mg/m3，选定空床气速为20m/min。活性炭平均粒径为3mm，堆积密度ρc为450kg/m3，操作周期为40h。在上述条件下，进行动态吸附实验取得如下数据：
请计算
（1）固定床吸附器的直径、高度和吸附剂用量；（2）在此操作条件下，活性炭对CCl4的吸附容量；（3）吸附波在床层中的移动速度。例9-3图9-22为一有机蒸气（分子量M=58）吸附于活性炭上的透过曲线。试确定传质区高度Za与传质区中吸附质平均浓度Xa。有关数据如下：总压P=0.344×105Pa，温度T=320K，气体体积流量V=0.223×10-3m3/min（在34.4kPa下），初始浓度C0=65μL/L（在34.4kPa下），吸附剂总量为0.6g，床层高为Z=2.5cm，床层面积A=0.5cm2。图9-22例9-3的透过曲线解：依据透过曲线可以用加和的办法计算传质区内被吸附的有机蒸气量。加和C=0.01C0到C=C0的有机蒸气量就相当于传质区内被吸附的有机蒸气量（参照图9-16（b）中（1-f）部分）。在增量⊿τ为50min的时间间隔下，根据透过曲线加和如下：将Σ⊿Τ转换成透过的有机蒸气质量，需乘以因子（P/1.013×105）（273/T）[V/(22.4×10-3)]M×10-6=(0.344/1.013)(273/320)(0.223/22.4)58×10-6=1.675×10-7（g/min）所以Σ⊿τ(1.675×10-7)=14400×1.675×10-7=0.0024（g吸附质）*ef0.004130.001960.0024例9-4在305K℃及101.3kPa下，湿度为10%的空气通过硅胶固定床进行等温干燥。若固定床出口空气中水分含量达125×10-6（按质量计）时被认为达到破点，出口气体中水分含量达2250×10-6时，则认为床层已失去吸附能力。床层的气相传质系数为kYap=1260G0.55[kg/(h·m3·⊿Y)]，式中G[kg/(h·m2)]为气体质量流率，平衡关系示于图9-23中。求：（1）传质单元数；（2）空气表观速度为1055kg/(h·m2)时，需不含吸附质的吸附剂的数量LS；（3）假定ksap近似等于kYap的15%，求总气相传质单元数；（4）破点时床层饱和度达90%，求此时床层高度；（5）床层堆积密度为720kg/m3，求破点发生时间。9.1.2吸附平衡目前，常用的吸附等温方程式有亨利方程、朗格缪尔方程、B.E.T.方程、弗伦德利希方程及其他方程。1.亨利（Henry）方程q=H·C（9-1）2.朗格缪尔（Langmuir）等温方程（9-3）3.B.E.T.方程（9-5）4.弗伦德利希（Frendlich）方程(9-6)2.朗格缪尔（Langmuir）等温方程应用范围较广的实用方程式是朗格缪尔根据分子运动