在直径为1m的立式吸附器中,装有1m高的某种活性炭,填充密度为230kg/m3,当吸附CHCl3与空气混合气时,通过气速为20m/min,CHCl3的初始浓度为30g/m3,设CHCl3蒸汽完全被吸附,已知活性炭对CHCl3的静活性为26.29%,解吸后炭层对CHCl3的残留活性为1.29%,求吸附操作时间及每一周期对混合气体的处理能力。

本题考查吸附操作时间和处理能力的计算，核心在于理解活性炭吸附过程中的关键参数关系。
关键点：

1. 吸附时间公式：$K = \dfrac{(a_1 - a_n) \cdot \rho}{v \cdot C}$，其中$a_1$为静活性，$a_n$为残留活性，$\rho$为填充密度，$v$为气速，$C$为浓度。
2. 操作时间：$T = K \cdot L$，$L$为炭层高度。
3. 处理能力：基于活性炭总吸附量，需计算炭层体积、总吸附量及效率。

1. 计算吸附系数$K$

根据公式：
$K = \dfrac{(a_1 - a_n) \cdot \rho}{v \cdot C} = \dfrac{(0.2629 - 0.0129) \cdot 230}{20 \cdot 30 \cdot 10^{-3}} = 95.8 \, \text{min/m}$
关键步骤：

• 静活性与残留活性差：$0.2629 - 0.0129 = 0.25$
• 单位统一：浓度$30 \, \text{g/m}^3 = 0.03 \, \text{kg/m}^3$，分母需乘以$10^{-3}$

2. 计算吸附操作时间$T$

$T = K \cdot L = 95.8 \cdot 1 = 95.8 \, \text{min}$

3. 计算处理能力

总吸附量：
$Q = (a_1 - a_n) \cdot V_{\text{炭层}} \cdot \rho = 0.25 \cdot \dfrac{1}{4}\pi \cdot 1^2 \cdot 1 \cdot 230 = 45.2 \, \text{kg}$
关键步骤：

• 炭层体积：圆柱体积$V = \dfrac{1}{4}\pi d^2 h = \dfrac{1}{4}\pi \cdot 1^2 \cdot 1 = 0.25\pi \, \text{m}^3$
• 总吸附量：活性炭总质量乘以效率差