Question 10.2: Outline the step-by-step procedures for design of a fixed-be...

Step 1

Use Eq. (3) to calculate the amount of carbon required (C_{req}):

C_{req} = (M_{HAP}  θ_{ad} [1  +  (ND/NA)])/W_{c}                      (3)
C_{req} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ lb carbon

The carbon required per vessel (C'_{req}) is determined by dividing carbon required (C_{req}) by the number of beds adsorbing (NA).

C'_{req} = C_{req}/NA

Step 2

If the HAP inlet loading (M_{HAP}) is not given, use Eq. (4) to calculate it.

M_{HAP} = 6.0 \times 10^{−5} (HAP_{e})(Q_{e})(D_{HAP})                       (4)
M_{HAP} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ lb/hr

where

D_{HAP} = PM/RT                                                                  (9)
D_{HAP} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ lb/ft³

Step 3

The vessel diameter, D_{v}, vessel length, L_{v}, and the vessel size, S, are obtained using Eq. (5), (7), and (8), respectively.

D_{v} = 0.127  C'_{req}  U_{e}/Q'_{e,a}                                                       (5)

where

Q_{e,a} = Q_{e} (T_{e} + 460)/537                                                      (7)
Q_{e,a} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ acfm

The emission stream flow rate per adsorbing bed (Q'_{e,a}) is obtained by dividing the HAP emission stream by the number of beds adsorbing (NA)

Q'_{e,a} = Q_{e,a}/NA
Q'_{e,a} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ acfm/bed
D_{v} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ft
L_{v} = 7.87 (Q´_{e,a}/U_{e} )^{2}/C_{req}                                                    (6)
L_{v} = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ft
S = π D_{v} (L_{v}  +  D_{v}/2)                                                           (8)
S = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ ft²