用Aspen_Adsorption模拟氯化氢脱水(2)

万方数据

裹２混台气的叠鹰、压力和组成

Ｔ曲ｌｅ

２

Ｔｅｍｐｅ随ｔｕ肿，ｐｒ∞ｓｕｎ蛐ｄｃｏｍｐ伽埘ＯⅡ

Ｏｆ恤ｅ．ｍＩｅｔｍＩｘｈＩｒｅ

表３暇附塔主要参数设置

Ｔ口ｂｌｅ３

Ｓｐ删∞Ｈ佃ｏｆ山ｅ

ｃｏｈｍｎ

应该说明的是：穿透曲线模拟时等温线方程形式为（７），与方程（６）在形式上有区别，因此表３中

，Ｐ（１，”Ｈ２０”）＝ｌＯ．９８５／１

３３５．４４＝０．００８２。

Ｅ

Ｅ＝篇箍２嚣！并篱

㈩‘７）

２．２气体的舍水量和吸附剂的吸附量随时间的

变化

模拟了气体的含水量和吸附剂中吸水量随时问在吸附塔不同的的位置上的分布，结果分别列于

图３和图４。

图３是不同时刻床层空隙中气体含水量的径向分布图。在ｏｓ时整个床层空隙中几乎是不含水的氯化氢气体；当吸附时间为４００ｓ时，床层底部开始形成浓度分布曲线；随着时间的进一步延长，浓度分布曲线向上移动，ｌ

０００

８时曲线移动到塔的中部

第２９卷第２期

刘本旭，等：用ＡｓｐｅｎＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ模拟氯化氢脱水

６１

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０５．０１０．Ｏ１５．Ｏ２０．０２５．Ｏ３０．Ｏ

床层高度／ｄｍ

图３不同时刻不同位置床层空隙中气体的水含量

Ｆｉｇ．３

Ｗａｔｅｒ

ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂｅｄｖｏｉｄａｔ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｔｉｍｅ●

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床层高度／ｄｍ

图４

不同位置吸附剂在不同时刻的吸附量

Ｆｉｇ．４

Ｌ０ａｄｉｎｇｏｆｔｈｅａｄｓｏｒｂｅｎｔａｌＯｎｇａｘｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ

ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔ

ｔｉｍｅ

附近，这时传质区的下部是已饱和的床层，传质区的上部是还没吸附水的部分，并且在传质区内部床层空隙中氯化氢的水含量随高度增加而减小。

图４是床层内吸附剂吸附量的径向分布图，从图３中同样可以看出传质区的变化规律。

两图的相似性说明吸附剂的吸附量与周围的气相含水量存在一定关系，吸附剂的饱和程度越高，周围的气体的含水量越高。在此模型中传质区的长度不发生改变，传质区只是随着吸附的进行向塔顶移动。

２．３传质系数和操作压力对穿透曲线的影响

传质系数和操作压力均对穿透曲线有影响。２．３．１改变传质系数对穿透曲线的影响

模拟了传质系数分别为０．００５、０．０１０和

１１０．０００

ｓ时的穿透曲线．结果见图５。

万方数据

●

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￥倒缸苌

时间／ｓ

图５

改变传质系数对穿透曲线的影响

Ｆｉｇ．５

Ｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ

ｃｕｒｖｅ

ｖｓ．

ｍａｓｓｔｒａｎｓｆｅｒｃＯｅｍｃｉｅｎｔ

图５显示传质系数的变化改变了穿透曲线的形状，随着总传质系数的减小穿透曲线由陡峭变得平

缓，趋势和文献中的一致ｐ。。这对吸附操作是不利

的，因为穿透曲线变缓会使传质区的长度增加，并且在较早的时间出现穿透现象，致使吸附床中分子筛的利用率降低。

２．３．２操作压力对穿透曲线的影响

在控制其它条件不变的情况下，操作压力对穿透曲线的影响如图６所示。

●

名吕二

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时间／ｓ

图６压力变化对穿透曲线的影响

Ｆｉｇ．６

ＶａｒｉａｔｉＯｎＯｆｔｈｅｂｒｅａｋｔｈｒｏｕｇｈ

ｃｕｒｖｅ

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ｂｙ

ｔｈｅｃｈａｎｇｉｎｇ

Ｏｆｐｒｅｓｓｕｒｅ

操作压力主要影响吸附剂的吸附量，体现在吸附等温线上，从公式（６）可以看出压力对平衡吸附量的影响。压力增大吸附量增大，穿透曲线后移，即吸附塔的吸附容量增大，可以处理更多的相同条件下的气体。因此实际的操作中适当的升高压力对吸附是有利的。

６２

化学工业与工程２０１２年３月

３

结论

用ＡｓｐｅｎＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ组件可以方便的估算吸附

等温线的常数项，用１组静态吸附数据得到了氯化氢中的水在吸附剂上的吸附等温线。利用获得的等温线数据模拟了干燥氯化氢气体的穿透曲线，获得了不同时刻塔内空隙中的气相组成和吸附剂的吸附量。通过研究传质系数和操作压力对穿透曲线的影响，了解到前者影响穿透曲线的形状，后者影响穿透时间，大的传质系数和高压对吸附有利。

因此用ＡｓｐｅｎＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎ进行辅助设计可以代替一部分试验工作，快速获得一些设计需要的参数，对缩短设计周期和减少成本是有帮助的。

符号说明：

ｃｉ一气体浓度，ｋｍｏ卜ｍ一；Ｅ：。一轴向扩散系数，ｍ２?ｓ～；Ｅ，；一径向扩散系数，ｍ２?ｓ一；伊一等温线参数；

．，。一传质速率，ｋｍｏｌ?ｍ～?ｓ～；Ｍ。一混合摩尔质量，ｍ；

Ｍ粥。．一传质系数，ｓ～；

Ｐ一压力，ｂａｒ；ｒ一径向坐标，ｍ；ｒ。一颗粒半径，ｍ；￡一时问，ｓ；

＂。一表观气速，ｍ?ｓ～；训。一吸附量，ｋｍｏ卜ｋｇ～；

万方数据

埘。’一平衡吸附量，ｋｍｏｌ?ｋｇ

戈一横向坐标，ｍ；ｚ一轴向坐标，ｍ；ｓ。一床层孑Ｌ隙率；沙一颗粒形状系数；肛。一气体黏度，ｃｐ；ｐ。一气体密度，ｋｍｏ卜ｍ～；ｐ。一堆密度，ｋｇ?ｍ。

参考文献：

，１Ｊ

ＤＯＮＧＣ

Ｃ，ＳＣＨＷＡＲＺＡ，ＲＯＴＨＤＶ，以Ⅱｆ．Ｖａｃｕｕｍ

ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ

ｏｆ

ｈｙｄｒｏｇｅｎ

ｈａｌｉｄｅ

ｄｒｉｅ。：

ＵＳ，６２２ｌ１３２Ｂ１

［Ｐ］．２００１一０４．２４

２１ｊ

龚峻松，周钧，周俊波．制备极干燥气体的方法［Ｊ］．

舰船科学与技术，２００７，２９（１）：７５—７９

３１ＪＪＲ

Ｄ

Ａ．ＳＰＩＥＧＥＬＭＡＮ

ＪＪ．Ｍｅｔｈｏｄｆｏｒ

ｗａｔｅｒｒｅｍｏｖａｌ

ｆｒｏｍｃｏｒｒｏｓｉｖｅｇａｓｓｔｒｅａｍｓ：ｕｓ，５９１０２９２［Ｐ］，１９９９—

０７ｍ８

４

ＴＯＭ

Ｇ

Ｍ．Ｗａｔｅｒ

ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ

ｆｏｒ

ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｃ

ａｃｉｄ

ｓｔｒｅａｍｓ：ｕｓ，４８６７９６０［Ｐ］．】９８９一０９—１９

５

张凤林．电子级高纯氯化氢的研制［Ｊ］．低温与特

气，１９９０，（２）：３２—３８

６

窦明洪．高纯氯化氢气体的制备［Ｊ］．低温与特气，１９９０，（３）：３７—３９

７

陈环钦，樊培仁，张通通．ＪＭＴ—Ｉ型干燥剂深度干燥氯化氢气体中试总结［Ｊ］．氯碱工业，１９８３，（４）：３９—４３

８ＡｓｐｅｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｉｎｃ．ＡｓｐｅｎＡｄｓｏ。ｐｔｉｏｎＨｅｌｐ．２００９９

ＲＯＳＥＮＪＢ．Ｇｅｎｅｒａｌｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｏｌｕｔｉｏｎｆｂｒｓｏｌｉｄｄｉｆｆｕ—

ｓｉｏｎｉｎ

ｆｉｘｅｄ

ｂｅｄ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ

ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｃｈｅｍ—

ｊｓｔｒｙ，１９５４，４６（８）：１

５９０—１

５９４

用Aspen Adsorption模拟氯化氢脱水作者：

作者单位：

刊名：

英文刊名：

年，卷(期)：刘本旭， 宋宝东， LIU Ben-xu， SONG Bao-dong天津大学化工学院,天津,300072化学工业与工程Chemical Industry and Engineering2012,29(2)

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_hxgyygc201202012.aspx

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