SO2吸附去除的活性炭动力学模型与数值模拟分析

简介：
本研究构建了SO2吸附去除的活性炭动力学模型，并通过数值模拟对其进行了深入分析，探讨了SO2在活性炭上的吸附机理和影响因素。 由于内扩散阻力的影响，在处理粒径为3毫米及以上的活性炭颗粒脱除SO2的过程中，采用基于气膜控速的LDF模型会产生较大误差。为此，我们建立了一个适用于此类活性炭颗粒脱除SO2的气固床传质模型，并分析了不同浓度下几种吸附动力学模型的相关性系数。研究还探讨了影响该过程控制步骤的因素。 进一步地，通过以固相扩散为基础的研究单颗活性炭在不同条件下的吸附速率方程与吸收量之间的关系。同时利用Vermeulen模型作为颗粒内部推动力的理论基础，我们建立了一个穿透曲线预测模型，并将其实验结果进行了比较验证。 研究发现，在SO2被活性炭吸附的过程中主要受内扩散控制，使用Boyd模型可以较好地描述这一现象；基于Boyd模型构建的Vermeulen模型能够准确预测不同条件下活性炭颗粒脱除SO2的速度与吸收量的关系。此外，以Vermeulen理论为基础建立的穿透曲线模型能精确预测3毫米及以上粒径活性炭在处理不同浓度和流速条件下的出口SO2浓度值。