1、空塔氣速和橫截面積的確定
空塔氣速爲氣體通過吸附器整個橫截面的速度。空塔氣速的選擇, 不僅直接決定瞭吸附器的尺寸和壓降的大小, 而且還會影響吸附效率。氣速很小, 則吸附器尺寸很大, 不經濟; 氣速過大, 則壓降會增大, 使吸附效率受到影響。通過實驗確定最佳氣速。吸附設計中不能追求過高的吸附效率，把空塔速度取值降小，那樣會使吸附床體積、吸附劑用量和設備造價大爲增高；反之也不宜取過大的空塔氣速那樣設備費用雖低，但吸附效率下降很多，且體系壓降會随空塔速率的增大上升很快，造成動力消耗過大，因此因選取合适的空塔氣速，最适宜空塔氣速爲0.8～1.2m/s，依此經驗結論，本設計確定
空塔氣(qì)速: U = 1.0 m/s.
原始條件：
處(chù)理風(fēng)量：Q＝20000m³/h ，設計溫度爲35℃，壓力爲1.01325×105Pa
由於(yú)廢(fèi)氣中，空氣所占的比例遠遠大於(yú)污染物所占比例，因此，廢(fèi)氣性質可以近似看作爲幹空氣的熱物理性質，查《化學原理》附錄9得以下數據：
空氣混和物性質：
流體(tǐ)密度ρf=1.147kg/m³，黏度爲μf=1.94×10-5Pa.S，比熱(rè)容爲Cp=1.005kJ/(kg.℃)
吸附得粒狀活性炭顆(kē)粒性質(zhì)：
平均直徑dp=0.003m，表觀(guān)密度ρs=670kg/m³，堆積(jī)密度ρB =470 kg/m³
固定床空隙率εf ＝0.5
橫(héng)截面積(jī): S = Q/U= 20000/3600/1.0= 5.56 ㎡ D= m
2、固定床吸附層高度的計算
採用透過曲線計算法，通過實驗将含有一定濃度污染物的氣流連續通過固定床吸附器，在不同時間内，確定確定吸附床不同截面處氣流中污染物的濃度分布，當吸附床使用一段時間後，出口氣體污染物濃度達到某一允許最大濃度時，認爲吸附床失效。從氣流開始通入至吸附床失效這段時間稱爲穿透時間，或保護作用時間。表示吸附床處理氣體量與出氣口污染物濃度之間的關系的曲線稱爲穿透曲線。穿透曲線的形狀和穿透時間取決與固定床的操作方法。操作過程的實際速率和機理、吸附平衡性質、氣流速度、污染物入口濃度，以及床層厚度等都影響穿透曲線的形狀，此過程比較複雜，目前仍是隻是近似過程的計算。
假定吸附床到達穿透時間時全部處於(yú)飽(bǎo)和狀态，即達到它的平衡吸附量a,也稱a爲靜活度，同時根據朗格謬爾等溫線假定靜活度不在與氣象濃度有關。在吸附作用時間ζ内，所吸附污染物的量爲
X= aSLρb
式中：X—— 在時(shí)間(jiān)ζ内的吸附量；
a —— 靜(jìng)活度，重量，%；
S —— 吸附層(céng)的截面積(jī)，㎡；
L—— 吸附層(céng)高度，m；
ρb——吸附劑(jì)的堆積(jī)密度，設計爲470 kg/m³
固定床雖然結構簡單，但由於污染物在床層内濃度分布是随時間變化，計算比較複雜，因此目前工程上都是採用近似計算，通過算活性炭的作用時間進行後處理的計算。活性炭的作用時間由下式算出：活性炭吸脫附設備
V=C×Q×t/W/d×10-9
式中：V――活性炭的裝(zhuāng)填量，m³
C――進(jìn)口氣污染物的濃(nóng)度，mg/m³
Q――氣(qì)流量，m³/h
t――活性炭的使用時(shí)間(jiān)，h
W――活性炭原粒度的中重量穿透炭容，％
d――活性炭的堆密度0.8t /m³
V=Q/Vsp=20000/1000=20m³
算出三苯每小時的排放量：
“三苯”的濃(nóng)度：ρ0＝（100＋80＋100）×20000×10-6＝5.6kg/h
假設(shè)吸附器的吸附器的吸附效率爲85%，則達(dá)标排放時需要吸附總的污染物的量爲：5.6×85%＝4.76 kg/h
t＝V×W×d/C/Q×10-920×10%×0.8/280/20000
×10-9＝285h
則在吸附作用時(shí)間(jiān)内的吸附量：
X=4.76×285＝1356.6㎏
根據(jù)X= aSL ρb得：
L＝X/a/S/ ρb
根據(jù)活性炭的吸附能力，設靜(jìng)活度爲16kg甲苯/100kg活性炭
所以，L＝1356.6/0.16/5.56/470＝3.24m
3、吸附劑（活性炭）用量的計算
吸附劑的用量M：
M = LSρb=3.24×5.56 ×470 = 8600kg
吸附劑本身占據體積：
V＝LS＝3.24×5.56＝18.1m³
吸附劑床層體積：
V＝Vρs/ρb＝18.1×670/470＝25.8m³
設計吸附床層(céng)尺寸爲L×B＝6600mm×3200mm，則每塊塔闆的截面積(jī)A3＝21.12m³。
取闆(bǎn)上固定床高度H＝0.35m，
則吸附器中塔闆數(shù)：n＝V/A3/H＝25.8/21.12/0.35=3.5=4塊(kuài)
考慮安裝的實際(jì)情況(kuàng)，得到固定床吸附裝置的實際(jì)尺寸取爲：
L×B×H＝7000mm×3300mm×3000mm
4、床層壓降的計算
流體通過固定床吸附器時，由於流體不斷地分流和回合，以及流體與吸附劑顆粒和器壁的摩擦阻力，會産生一定的壓降。在設計固定床吸附器時多採用流路模型估算床層壓力降，若對壓力降計算有更高的要求，則可直接用實驗測得的數據。本設計的床層壓力降用下式計算：
根據活性炭的性能：
＝220.76
△P1＝220.76×0.35＝77.27Pa
5、活性炭再生的計算
吸附劑的吸附容量有限，一般在1％～40％（質量分數）之間。要增大吸附裝置的處理能力，吸附劑一般都循環使用，即當吸附劑達到飽和或接近飽和是，使其轉入脫附和再生操作。一般常用的再生方法有：升溫脫附、降壓脫附、置換脫附、吹打脫附、化學轉化再生法、溶劑萃取。此外，還有一些其他的吸附劑脫附再生方法，如電解氧化再生法、微生物再生法和藥物再生法等。至於(yú)工業上到底採(cǎi)用哪種操作方法，應視具體情況選用既經濟又有效的方法。生産實際中，常常是幾種方法結合使用。如活性炭吸附有機蒸氣後，可用通入高溫蒸氣再生，也可用加熱和抽真空的方法再生；沸石分子篩吸附水分後，可用加熱氮氣的辦法再生。
本設計採用升溫脫附，即在等壓下升高吸附床層溫度，進行脫附，然後降溫冷卻，重新吸附。吸附床的操作溫度爲T1，原料中吸附質的分壓爲Pa，當吸附床達飽和後，吸附劑吸附容量爲x1。假定吸附階段終瞭(le)時，允許吸附後氣體中的吸附容量低於(yú)x2。升溫脫附可将吸附劑從T1升溫到T2，這是吸附劑容量可以低於(yú)x2。
1、 幹(gàn)燥吸附劑(jì)時空氣消耗量：
L＝W/l＝1/(X2-X1)×W
式中：L――幹(gàn)燥吸附劑(jì)時空氣的消耗量，kg
l――空氣的單(dān)位消耗量，即幹(gàn)空氣/H2O，無量綱
x1、x2――分别爲離開、進入吸附劑層(céng)時空氣的含濕量即H2O/幹(gàn)空氣
W――幹(gàn)燥時驅(qū)走的水分，kg
由《化工原理》查表得，35℃時飽(bǎo)和水蒸氣(qì)蒸氣(qì)密度爲0.03960kg/m³，則
L＝1/85%×（0.03960×20000）＝931.76kg
2、加熱(rè)空氣(qì)所消耗得空氣(qì)熱(rè)含量：
Q＝l×（I2－I1）W
式中：I2――由加熱器進(jìn)入吸附器的空氣(qì)熱含量，J/kg
mI1――進(jìn)入加熱器的空氣(qì)熱含量，J/kg
設利用120℃的熱風(fēng)進行脫附，查得35℃時幹(gàn)空氣的熱含量爲1.005KJ/（kg.℃），120℃時爲1.009 KJ/（kg.℃），則：
Q=1/85%℃（1.009－1.005）×（120－35） ×（0.03960×20000）＝316.8 KJ
6、集氣罩的設計計算
在工業生産中，常用於控制各種顆粒物和氣态污染物的方法是将有害物質在發生源收集起來，經過淨化設備淨化後排到大氣中，這就是局部排氣淨化系統，這種系統所需要的風量最小，效果好，能耗也少，是生産車間控制空氣污染最有效、最常用的方法。
局部排氣淨化系統主要由集氣罩、風管、淨化設備(bèi)、風機、煙囪(cōng)等組成。局部排氣淨化系統的設計主要包括污染物的捕集裝置、管道系統、淨化設備(bèi)設計等幾個部分。
該系統用以捕集污染物的裝置大多數呈罩子形狀，通常稱爲集氣罩。它是氣體淨化系統的關鍵部件，它可将粉塵及氣态污染物導入淨化系統，同時防止污染物向生産(chǎn)車(chē)間及大氣擴散。集氣罩的性能對整個氣體淨化系統的技術經濟效果有很大的影響。設計完善的集氣罩能在不影響生産(chǎn)工藝和生産(chǎn)操作的前提下，用較小的排風量獲得最佳的控制效果;而設計不良的集氣罩即使用很大的排風量也達不到預期的目的。在控制氣體中擴散效果相同的前提下，排風量越大，則整個淨化系統也越大，投資與運行費用也相應增加。因此，集氣罩的設計是氣體淨化系統設計的重要環節。
7、集氣罩氣流的流動特性
研究集氣罩罩口氣流運動的規律對於有效捕集污染物是十分重要的。集氣罩罩口氣流運動方式有兩種：一種是吸氣口氣流的吸入流動；另一種是吹氣口氣流的吹出流動。瞭解吸入氣流、吹出氣流以及兩種氣流合成的吹吸氣流的運動規律，是合理設計和使用集氣罩的基礎。吸入氣流和吹出氣流的流動特性是不同的。吹出氣流在較遠處仍能保持其能量密度，吸入氣流則在離吸氣口不遠處其能量密度急劇下降。這亦表明，吹出氣流的控制能力大，而吸入氣流則有利於接受。因此，可以利用吹出氣流作爲動力，把污染物輸送到吸氣口再捕集，或者利用吹出氣流阻擋、控制污染物的擴散。
8、集氣罩的分類及設計原則
集氣罩的種類繁多，應用廣泛。按其氣流流動的方式可分爲兩大類：吸氣式集氣罩和吹氣式集氣罩。按集氣罩與污染源的相對位置及密閉情況，還可将吸氣式集氣罩分爲:密閉罩、排氣櫃、外部集氣罩、接受式集氣罩等。其集氣罩的設計原則爲：
（1）集氣罩應盡可能包圍或靠近污染源，使污染物的擴散限制在最小的範(fàn)圍内，盡可能減少氣吸氣範(fàn)圍，防止橫向氣流的幹擾，減少排風(fēng)量。
（2）集氣罩的吸氣氣流盡(jǐn)可能與污染氣流運動(dòng)方向一緻，以充分利用污染氣流的初始動(dòng)能。
（3）在保證控制污染的條件下，盡量減少集氣罩的開口面積(jī)，使排風(fēng)量最小。
（4）集氣罩的吸氣氣流不允許通過人的呼吸區再進入罩内。設計時要充分考慮操作人員的位置和活動(dòng)範(fàn)圍。
（5）集氣罩的配置應與生産(chǎn)工藝協調一緻，力求不影響工藝操作和設備(bèi)維修。
（6）集氣罩應力求結構簡單、堅固耐用而造價低，並(bìng)便於(yú)制作安裝和拆卸維修。
（7）要盡可能避免或減弱幹擾氣流辱穿堂風(fēng)、送風(fēng)氣流等對(duì)吸氣氣流的影響；
雖然集氣罩的結構不十分複雜，但由於各種因素的相互制約，要同時滿足上述要求並(bìng)非易事，應充分瞭(le)解生産工藝、操作特點和現場實際。
9、集氣罩的選型
由於受工藝條件限制，一般産生有機廢氣的車間無法進行密閉，且噴氣車間室内橫向氣流幹擾較小，可採用外部集氣罩的上部傘形罩，如 附圖5 所示
其基本參數如下：
排風(fēng)量：Q = 20000 m3/h
鋼(gāng)闆制圓形風(fēng)管，取風(fēng)速12 m/s
風(fēng)管直徑(jìng)： m
圓整爲 800㎜
規(guī)格爲(wèi)800 ㎜×1.0 ㎜
風(fēng)管橫(héng)截面積： 0.50㎡
則實際(jì)風(fēng)管氣速： ＝ 11.1 m/s
10、吸附前的預處理
對於一般的有機廢氣的工藝過程所産生的塵霧在高速噴出時，誘導周圍的空氣流動，加上工作點的不斷變換，又與工件周圍的空氣大量混合，在反彈氣流及車間内橫向氣流作用下，塵霧呈無序發散。這些粉塵含量不高，粒徑較小，絕大部分在10um以下，若未經處理，将很快堵塞活性炭微孔，使活性炭失效。
目前,國内外對這些塵霧特别是噴漆污染的治理非常重視，淨化方式多種多樣，有幹式過濾法、濕式過濾法、燃燒法、催化燃燒法、吸附法、蒸餾析法等，根據不同産(chǎn)品的特性、産(chǎn)品生産(chǎn)狀況以及經濟性、場(chǎng)地情況進行選擇。
本設計除霧處理採(cǎi)用前置式幹式除塵過濾器，具體運行參(cān)數如下：
處(chù)理風(fēng)量：Q=20000 m3/h
過(guò)濾(lǜ)速度：u =1.2～1.5 m/s
過(guò)濾面積(jī)：S =20000/3600/1.4 =4.0 m2
過(guò)濾器的尺寸：長(zhǎng)×寬×高＝700×2000×2000mm
設(shè)備(bèi)阻力：P2< 350Pa
數量：一台；
採(cǎi)用鋼闆進行燒焊，過濾箱採(cǎi)用抽屜方式放置雙層進口幹式除塵和除霧過濾材料，容塵量大、淨化效率高、阻力低、過濾風速大、阻燃。幹式過濾材料使霧狀物變成松散粉塵狀，材料飽(bǎo)和後可取出拍打、抖落，或用吸塵器吸塵後重複使用多次。
11、管道系統設計計算
隻有通過各種管道把各種淨裝置連接在一起才能組合成完整的淨化系統，因此，管道系統設計是淨化系統設計中不可缺少的組成部分，合理地設計、施工和使用管道系統，不僅能充分發揮淨化裝置的能效，而且直接關系到設計和運轉的經濟合理性。管道系統的設計通常是在淨化系統中的各種裝置選定之後進行的，主要包括管道系統的配置和管道系統的設計計算等兩個方面的内容。
無錫威爾肯主要生産濾筒除塵器,鍋爐除塵器,防爆除塵器,廢氣處理設備,脈沖布袋除塵器,活性炭吸脫附設備
