化工原理吸收復習題

..“吸收〞復習題1.20℃時,CO2

氣體溶解于水的溶解度為 0.878(標m3)/m3(HO),此時液相濃度 C=_0.03922_kmol/m3.液相摩爾分率x=0.000705.比摩爾分率X=0.000706.在常壓下,20℃時氨在空氣中的分壓為 69.6mmHg,此時氨在混合氣中的摩爾分率 y=0.0916，比摩爾分率Y =0.101用相平衡常數(shù)m表達的亨利定律表達式y(tǒng)=mx .在常壓下,20℃,氨在空氣中的分壓為50mmHg,與之平衡的氨水濃度為7.5(kgNH/100kgHO).此時m= 0.894 .3 2用亨利系數(shù)E表達的亨利定律表達式p=Ex 在常壓下,20℃,氨在空氣中的分壓為50mmHg,與之平衡的氨水濃度為7.5(kgNH/100kgHO).此時亨利系數(shù)E=_680mmHg_,相平3 2衡常數(shù)m= 0.894用氣相濃度△pN=k (p-p) 以總傳質(zhì)系數(shù)表達的傳質(zhì)速率方程N =K(p-p*)A G i A G L用液相濃度△CN =k(C-C),以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程為N=K(C*-C)A L i L A L G L用氣相濃度△yN =k(y-y),以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程為N =K(y-y*)A y i A y用液相濃度△xN=k(x-x),以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程N=K(x*-x)A x I A x用氣相濃度△YN=k(Y-Y,以傳質(zhì)總系數(shù)表達的速率方程為N=K(Y-Y*)A Y i A Y用△y,△x為推動力的傳質(zhì)速率方程中,當平衡線為直線時傳質(zhì)總系數(shù)Ky

與分系數(shù)k ky x的關系式為1/K=1/k+m/k,K與k 、k的關系式為1/K=1/(m.k)+1/ky y x x y x x y x用△Y,△XK與分系數(shù)k,k的關系式為1/K

=1/k

+m/k,K

與k,k

的關系式為_1/K

=1/(m.k

Y Y X)+1/kY Y X X Y X X Y X用△p,△C為推動力的傳質(zhì)速率方程當平衡線為直線,傳質(zhì)總系數(shù)K與分系數(shù)k 、k的關系式為1/K

=1/k

+1/H.k,K與k

、k的關系式為1/K

=H/k

G+1/k

G、、L G G

L L G、 L

L G L用清水吸收空氣與A的混合氣中的溶質(zhì)m=2,入塔氣體濃度y=0.06,1要求出塔氣體濃度y=0.008,那么最小液氣比為1.733214.某吸收塔中,物系的平衡線方程為y=2.0x,操作線方程為y=3.5x+0.001,當y=0.06,y=0.0015時,x=0.01685,x=0.0001429,L/G=3.5,氣相傳質(zhì)單元數(shù)N

1 2=_7.121 2 OG吸收過程主要用于三個方:制備產(chǎn)品;別離氣體混合物; 除去氣體中的有害組分填料的種類很多，主要有等過程。的過程用水吸收HCl,HO，HCｌ吸收質(zhì)2用98.3％HSO吸收SO生產(chǎn)HSO,SO,是；HSO是吸收劑2 4 3 2 4 3 2 4,HO是吸收質(zhì)2，其吸收方法分為噴淋吸收、鼓泡吸收、膜式吸收。21.氣液兩相平衡關系將取決于以下兩種情況：. .word.zl.假設pG

p* 或CL

*〉CL

..那么屬于＿解吸＿過程假設

*〉pL

或C L

* ＿吸收過程G擴散速率的費克定律公式是J=-

/dz，式中每項的物理意義J

組分A的擴散通量Akmol/(m2s)；D擴散系數(shù)m2/s,

A A/dz組分的濃度梯度kmol/m4A吸收速度取決于雙膜的擴散速率，因此，要提高氣－液兩流體相對運動速率，可以＿來增大吸收速率。影響擴散系數(shù)D值的大小的因素有擴散組分的性質(zhì)及介質(zhì)、溫度、壓力、濃度?？偽账俾史匠淌街蠯Y

是以Y－Y*為氣相摩爾比差為傳質(zhì)推動力的氣相總傳質(zhì)系數(shù)；而K是以X*－X為液相摩爾比差為傳質(zhì)推動力的液相總傳質(zhì)系數(shù)。X外表積大、空隙大、機械強度高價廉，耐磨并耐溫。氣相中溫度升高那么物質(zhì)的擴散系數(shù)增加 壓強升高那么物質(zhì)的擴散系數(shù) 減小.在液相中液相粘度增加那么物質(zhì)的擴散系數(shù) 減小易溶氣體溶液上方的分壓 小難溶氣體溶液上方的分壓 大 ，只要組分在氣相中的分壓 大于 液相中該組分的平衡分壓吸收就會繼續(xù)進展，直至到達一個新的 平衡 為止。由于吸收過程氣相中的溶質(zhì)分壓總大于液相中溶質(zhì)的平衡分壓，所以吸收操作線總是在增大y－y*增大圖所示為同一溫度下A.B.C次序是C＞B＞A＿C＞C＞CC B A對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當總壓增加時，亨利系數(shù)E數(shù)m，溶解度系數(shù)H不變在常壓下，測定水中溶質(zhì)A的摩爾濃度為0.56kmol/m3，此時氣相中A的平衡摩爾分率為0.02，那么此物系的相平衡常數(shù)m=＿2.0＿平衡常數(shù)m=1.0，假設測得總壓值為2atm，那么此時的亨利系數(shù)E=＿4.0＿atm,而溶解度系數(shù)H≈＿14＿kmol/(m3.atm)?？拷胶饩€。增加，在液相中的分子擴散系數(shù)將增加對一定操作條件下的填料吸收塔，如將塔料層增高一些，那么塔的HOG增加

不變，N 將OGY1平衡關系Y=2X。試問:⑴.假設液氣比〔摩爾比，下同〕為2.5時，吸收= 100 ％⑵.假設液氣比為1.5時，吸收= 75 ％吸收塔底部的排液管成U形，目的是起操作. .word.zl.......word.zl...word.zl.中的吸收塔，假設使用液氣比小于設計時的最小液氣比，那么其操作結(jié)果是＿吸收效果達不到要求＿；假設吸收劑入塔濃度x2

降低，其它操作條件不變，吸收結(jié)果將使吸收率增大出口氣體濃度＿降低計算吸收塔的填料層高度，必須運用如下三個方面的知識關聯(lián)計算：平衡、操作、傳質(zhì)系?；蛘?平衡關物料衡、傳質(zhì)速率溶解度很大的氣體，吸收時屬于＿氣膜控制，強化吸收的手段是增大氣相側(cè)的傳質(zhì)分系數(shù)或氣流湍動程度。、、、。數(shù)或氣流湍動程度。當平衡線在所涉及的氣液X圍內(nèi)斜率為m的直線時，那么

＝1/k

＋＿m/k

＿。假設為氣膜控制，那么K＝k

G LG G某低濃度氣體吸收過程氣膜體積傳質(zhì)分系數(shù)ka＝2×10-4 kmol.m3.s ，液膜y體積傳質(zhì)分系ka＝0.4kmol/(m3.s)。那么該吸收過程為＿氣＿膜阻力控制。氣膜阻力占總阻x力的百分數(shù)為＿99.95％≈100％＿連續(xù)＿分散＿分散＿連續(xù)相。某氣體用水吸收時，在一定濃度X＿相平衡＿液氣比表示。雙膜理論認為，吸收阻力主要集中在界面兩側(cè)氣膜 和 液之中。對于氣膜控制的吸收過程，如要提高其過程速率，應特別注意減氣阻力。一般吸收塔中常采用逆流操作，其目的是 使兩相傳質(zhì)平均推動力大，從而可減小設尺寸；提高吸收效率和吸收劑使用率。傳質(zhì)的根本方式有： 分子擴，渦流擴散填料塔的噴淋密度是單位塔截面上單位時間內(nèi)下流的液體量〔體積。，二、選擇題吸收速率主要決定于通過雙膜的擴散速度要提高氣液兩流體的相對運動提高吸收效果那么要〔 〕A.增加氣膜厚度和減少液膜厚度；B.減少氣膜和液膜厚度 C.增加氣膜和液膜厚度2.選擇吸收設備時綜合考慮吸收率大阻力小穩(wěn)定性好構造簡單造價小一般應〔 A.填料吸收塔 B.板式吸收塔 C.噴淋吸收塔對接近常壓的低濃度溶質(zhì)的氣液平衡系統(tǒng)，當溫度和壓力不變，而液相總濃度增加時其解度系數(shù)H將〔C ，亨利系數(shù)E將〔C 。A.增加 B.減少 C.不變在常壓下用水逆流吸空氣中的CO假設將用水量增加那么出口氣體中的CO量〔 B〕氣相總傳質(zhì)系數(shù)K

2將〔A ，出塔液體中COy 2

2濃度將〔B 。增加；B.減少； C.不變***答*** B；A；B.通常所討論的吸收操作中，當吸收劑用量趨于最小用量時，完成一定的分( )?；厥章授呄蜃罡撸?B. 吸收推動力趨向最大；C.操作最為經(jīng)濟； D.填料層高度趨向無窮。***答*** D6y=0.025,液相主體濃度x=0.0k=2kmol/(.h)y氣相總傳質(zhì)系數(shù)K那么該處氣液界面上氣相濃度y應為〔 ，平衡關系y iy=0.5xA.0.02 B.0.01 C.0.015 D.0.005B. y*=0.5×0.01=0.005；N=Ky-y*=k〔y-yA y y i1.5〔0.025-0.005〕=2〔0.025-y〕 ∴y=0.01i i比時，以下哪些情況將發(fā)?( )出塔液體濃度x 增加，回收率增加出塔氣體濃度增加，但x 不定；C.出塔氣體濃度與出塔液體濃度均增加;D.在塔下部將發(fā)生解吸現(xiàn)象。**答案*B氣體的亨利系數(shù)E值越大，說明氣體〔 A.越易溶解；B.越難溶解 C.溶解度適中填料吸收塔空塔的速度應〔 〕于液泛速度A.大； B.??； C.等。對吸收操作有利的是〔 。溫度低，氣體分壓大； B.溫度低，氣體分壓小時；溫度高，氣體分壓大時； C.溫度高，氣體分壓小時11.在Y—X圖上，吸收操作線總是位于平衡線的〔 。A.上； B.下方； C.重合線上；12.亨利定律是一個稀溶液定律其亨利系數(shù)E值愈小，說明該氣體的溶解〔 A；溫升高，E值〔 A。A.愈大； B.不變； C.愈??；三、判斷題噴淋吸收是吸收劑成液滴分散在氣體中，因此，液體為連續(xù)相，氣體為分散相×吸收操作線的方程式，斜率是L/G亨利定律的表達式之一為p＝Ex，假設某氣體在水中的亨利系數(shù)E值很大，說明該氣體為易溶氣體。(×)得較大的吸收推動力吸收推動力減小〔×〕.對于大多數(shù)氣體的稀溶液，氣液平衡關系服從亨利定律。亨利系(E＝p /x)隨溫度的高而增大，而溶解度系(H＝C/p 隨溫度的升高而減小?！桃悍狐c是填料吸收塔的最正確操作點。吸收操作在此條件下進展時，那么吸收速率最大?！病痢吃谝话闱闆r下，混合氣體的有關計算可按理想氣體方程和道爾頓分壓定律進展。其氣體分的體積分率等于其摩爾分率，亦等于其分壓分率〔 √ 〕填料塔中填充大量填料以提供氣液接觸面積。吸收速率取決于填料的比外表積〔ａ。料的比外表積越大，吸收速率越大?！?× 〕惰性氣體和吸收劑在吸收過程的前后的摩爾量是不變的〔√〕對于溶解度甚大的氣體吸收，為強化吸收過程，那么應從減小液膜阻力入手，其效果顯著〔 × 〕四、問答題溶質(zhì)氣體A得以吸收的最小溶劑用量、最小液氣比時，欲到達別離要求需填料層高度吸了。與解吸的分界限。適宜液氣比常在最小液氣比的1.1-1.5倍X圍內(nèi)。增大液氣比，操作線更遠離平衡線，越加有利于吸收什么叫液泛現(xiàn)象？叫液泛現(xiàn)象。雙膜論的主要論點有哪些？并指出它的優(yōu)點和缺乏之處。答：1〕相互接觸的氣液兩相流體間存在著穩(wěn)定的相界面，相界面兩側(cè)分別各有一穩(wěn)定的氣膜和液膜，吸收質(zhì)以分子擴散的方式通過此兩膜；2全部濃度變化集中在兩膜層中，即阻力集中在兩膜層內(nèi)：3〕在相界面處，氣液兩相達平衡，即界面上沒有阻力。實驗證明，在氣速較低時，用雙膜4.欲提高填料吸收塔的回收率，你認為應從哪些方面著手？答：12、在保證不發(fā)生“液泛〞在前提下，適當增大氣速；3、適當增大吸收劑的用量〔增大噴淋密度濃度X4、噴淋液體應均勻，并保證填料被充分潤濕；5、可適當增加填料層高度。五、計算題A，入塔氣體中含AA被回收了80%1.5y=x,答：y=0.01；y=y1(1-η)=0.01(1-0.8)=0.002m=11 2L/G

=1.5(L/G)

=1.5(y-y)/(y/m)=1.5mη=1.5×1×0.8=1.2S B

Bmin

1 2 1S=m/L/G=1/1.2=0.833；N =1/(1-S)ln[(1-S)y/y+S]=3.06S B OG 1 2h=N ×H =3.06。OG OG有一逆流填料吸收塔 ,塔徑為 0.5m，用純?nèi)軇┪栈旌蠚庵械娜苜|(zhì)。入塔氣體量為100kmol/h,溶質(zhì)濃度為〔摩爾分率，回收率要求到達90%，液氣比為1.5，平衡關y=x。試求：(1)液體出塔濃度；(2)測得氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)K=0.10kmol/(m3s)，問該塔填料層高度為多少?提示：N

ya=1/(1-S)ln[(1-S)(y-mx)/(y-mx)+S]OG 1 2 2 2答：①y=0.01; y=y(1-η)=0.01(1-0.9)=0.0011 2 1L/G=(y-y)/x,x=(y-y)/(L/G)=(0.01-0.001)/1.5=0.0061 2 1 1 1 2②H =G/KOG

=100/(0.785×0.52×3600)/0.1=1.415mN =1/(1-S)ln[(1-S)y/y+S]; S=m/(L/G)=1/1.5=0.667OGN =4.16;

1 2×N =1.415×4.16=5.88。OG OG OG用水作為吸收劑來吸收某低濃度氣體生成稀溶液〔服從亨利定律〕，操作壓力為850[mmHg]，相平衡常數(shù)m=0.25，其氣膜吸收分系數(shù)kG

=1.25[kmol/(m2.h.atm)]，液膜吸收分系數(shù)kL

＝0.85[m/h/]，試分析該氣體被水吸收時,是屬于氣膜控制過程還是液膜控制過程?答：m=E/P ∴E=mP=0.25×850/760=0.28(大氣)∵是稀溶液∴H=ρ/Ms.E=1000/(0.28×18)=198.4(kmol/(m3.atm))s根據(jù) 1/KG

=1/kG

+1/(HkL

); 即 1/ＫG

=1/1.25+1/(198.4×0.85)∴Ｋ ≈kG

=1.25[kmol/(m2.h.atm)]; 因此，是氣膜控制過程。在總壓P＝500kN/m2ｔ＝27℃COCO370ｇ/m32的水相接觸，試判斷是發(fā)生吸收還是解吸?并計算以CO2

2的分壓差表示的傳質(zhì)總推動力在操作條件下，亨利系數(shù)E＝1.73×105kN/m2,水溶液的密度可取1000kg/m3，CO2

的分子量44。答：氣相主體中CO2

的分壓為 p=500×0.03=15；與溶液成平衡的CO2

分壓: p*=Ex對于稀溶: C=1000/18=55.6kmol/m3CO的摩爾數(shù) n＝370/(1000×44)=0.008412x≈n/C=0.00841/55.6=1.513×10-4∴p*=1.73×105×1.513×10-4=26.16KN/m2 ；∵ p*＞p；于是發(fā)生脫吸作用以分壓差表示的傳質(zhì)推動力為 Δp=p*-p=11.16在直徑為0.8m的填料塔中,用1200kg/h的清水吸收空氣和SO2

混合氣中的SO，混合氣量2為1000m3〔標準〕/h，混合氣含SO1.3％〔體積〕，要求回收率99.5％，操作條件為20℃、21atm,平衡關系為y=0.75x總體積傳質(zhì)系數(shù)Ka＝0.055kmol/(.s.atmy高度。答D=0.8m, Ls=1200kg/h , G=1000N/hy=0.013 φ=0.995 x=0 y=0.75x1 2 eK=0.055kmol/(m3.s.atm) Ls=1200/(3600×18)=0.0185kmol/syaG=PV/RT=G/22.4=1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/sB∵為低濃度吸收 ∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49x=(G/L)(y-y)+x=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868;y=y(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.0000651 1 2 2 2 1∵ Z＝H ×N 而N =(y-y)/ΔYmOG OG OG 1 2Δy=y-y*=0.013-0.75×0.00868=0.006490;Δy=y-y*=0.000065-0=0.0000651 1 1 2 2 2Δy =(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy) =(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065) =0.001396m 1 2 1 2∴N =(0.013-0.000065)/0.001396=9.266OG＝G/〔ＫyａΩ〕OG ∴Z＝9.266×0.449=4.2m

ａΩ〕0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.055〕=0.449(m)在常壓填料吸收塔中，用清水吸收廢氣中的氨氣。廢氣流量為2500m3/h15g/m3，要求回收率不低于98％。假設吸收劑用量為3.6m3/h，操作條件下的平衡關系為Y=1.2X，氣相總傳質(zhì)單元高度為0.7m2總填料層高。答：y=15/17/〔1000/22.4〕=0.01977[kmolNH/kmolB+NH]1 3 3Y=y/(1-y)=0.01977/(1-0.01977)=0.02017[kmolNH/kmolB]1 1 1 3Y=0.02017(1-0.98)=4.034×10-4 V=2500/22.4×(1-0.01977)=109.4[kmolB/h]2L=3.6×1000/18=200[kmolB/h]全塔物料衡算L(X-X)=V(Y-Y)S 1 2 B 1 2200(X-0)=109.4(0.02017-4.034×10-4) 得 X=0.010811 1ΔY=Y-Y*=0.02017-1.2×0.01081=0.0072;ΔY=Y-Y*=0.00040341 1 1 2 2 2ΔY=(0.0072-0.0004034)/ln(0.0072/0.0004034)=0.00235mN =(Y-Y)/ΔYm=(0.0201-0.0004304)/0.00235=8.34OG 1H＝HOG

2×N =8.34×0.7=5.84mOG用填料塔從一混合氣體中吸收所含的苯?；旌蠚怏w中含苯90％〔以摩爾比表示25℃，每小時940[標準m1.5倍，該系統(tǒng)〔其中YXK＝0.035[kmol/(m3.s)]，純ya煤油的平均分子量MsD＝0.6[m12〕溶液出塔濃度X1

為多少?〔3〕填料層高度Z為多少[m]?答：η=90%, y=0.05,1Y=y/(1-y)=0.05/(1-0.05)=0.05263;Y=Y(1-η)=0.0052631 1 1 2 1G=940/22.4=41.96kmol/hG=G(1-y)=41.96(1-0.05)=39.87kmol/hB 1(L/GB) =(Y-Y)/(Y/m)=(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)=0.126s min 1 2 1L=1.5Ls s

=1.5×0.126×39.87=7.536kmol/h=7.536×170kg/h=1281kg/hX=(Y-Y)/〔1.5(L/G) 〕=(0.05263-0.005263)/(1.5×0.126)=0.2511 1 2 s Bminx=X/(1+X)=0.20061 1 1H =GOG

/(Kya

Ω)=(39.87/3600)/(0.035×0.785×0.62) =1.12mN =(Y-Y)/ΔYmOG 1 2ΔY=Y-Y*=0.05263-0.14×0.251=0.017491 1 1ΔY=Y-Y*=0.0052632 2 2ΔY =(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)=0.01018mN =(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65OGZ＝H ×NOG

=1.12×4.65=5.2m〔摩爾比〕0.0026，填料層高度為1.2m，塔內(nèi)徑為0.2m，吸收過程中亨利系數(shù)為0.5atm，操作壓力0.95atm用量為0.1m3/h，混合氣中空氣量為答：方法1．Y=0.026,Y=0.0026, m=E/P=0.5/0.95=0.5261Ls/G

2=0.1×1000/18/(100/22.4)=1.244BG=(100/22.4)/(π/4×0.2 )=142.1kmol/(m2.h)BX=(Y-Y)/(Ls/G)=(0.026-0.0026)/1.244=0.01881 1 2 BΔY=Y-Y*=0.026-0.526×0.0188=0.01611 1 1ΔY=Y-Y*=0.00262 2 2ΔY =(ΔY-ΔY)/ln(ΔY/ΔY)=0.00741m 1 2 1 2N =(Y-Y)/ΔY =3.16OG 1 2 m∴Ｋ＝G/ｈ×Nya B

=142.1/1.2×3.16 =37.42kmol/(m3h)方法2． A=Ls/G/m=1.244/0.526=2.365BN =A/(A-1)×ln[(1-1/A)(Y-mX)/(Y-mX)+1/A]OG 1 2 2 2=2.365/1.365×ln[(1-1/2.365)(0.026/0.0026)+1/2.365]=3.16∴ＫYａ＝37.42kmol/(m3.h)某填料吸收塔，用清水除去氣體混合物中的有害物質(zhì)，假設進塔氣中含有害物質(zhì)5積%〕,要求吸收率為90%，氣體流率為32kmol/(m2.h)，液體流率為24kmol/(m2.h)，此液體流率為最小流率的1.5倍。如果物系服從亨利定律，并液相傳質(zhì)單元高度HL

為0.44m，氣相體積分傳質(zhì)系數(shù)K=0.06kmol/(m3.s.Δy) ，該塔在常壓下逆流等溫操作。試求塔底排ya出液的組成；(2)所需填料層高度。注：可用摩爾分率代替摩爾比進展計算。***答案***①y=0.05;y2=(1-η)y=(1-0.90)×0.05=0.0051 1x=G(y-y)/L=32(0.05-0.005)/24=0.061 1 2②L =L/1.5=24/1.5=16kmol/(m2.h)minx*=G(y-y

=32(0.05-0.005)/16=0.09; m=y/x*=0.05/0.09=0.5561 1 2 min 1 1Δy=((y-y*)-(y-y*))/ln((y-y*)/(y-y*))m 1 1 2 2 1 1 2 2=((0.05-0.556×0.06)-0.005)/ln((0.05-0.556×0.06)/0.005)=0.01164/1.202=0.00968N =(y-y)/Δy=4.65OG 1 2 mH=G/k=32/3600/0.06=0.148mGH

ya+SH

+(mG/L)×H

=0.148+0.556×32/24×0.44=0.474mOG G L G Lh=H ×N =0.474×4.65=2.20m。OG OG一常壓逆流吸收塔，塔截面積為0.5m2,填料層高為3m。用清水吸收混合氣中的丙酮〔分子量為581120Nm3/h。在液氣比為3出塔氣體中丙酮含量為0.005y=2x。試求：(1)出口液體中的丙酮含量〔質(zhì)量分率；(2)氣體體積總傳質(zhì)系數(shù)Ka〔kmol/(m3.s(3)假設填料增y高3米，其他操作條件不變，氣體出口的丙酮含量為多少?***答案***①L/G=(y-y)/x, x=(y-y)/(L/G)=(0.05-0.005)/3=0.0151 2 1 1 1 2a=(0.015×58)/18=0.0483②S=m/(L/G)=2/3=0.667N =1/(1-S)ln[(1-S)y/y+S]=4.16OG 1 2H =h/N =3/4.16=0.721mOG OGH =G/KOG yaG=1120/(22.4×3600×0.5)=0.0278kmol/(m2.s)K =G/Hya

=0.0385kmol/(m3s)③h’=3+3=6m,HOG

不變,S不變N ’=h /H =6/0.721=8.32OG OG OGN ’=1/(1-S)ln[(1-S)y/y’+S]; y'=0.0011。OG 1 2 2在逆流填料吸收塔中，用清水吸收含氨5為2826Nm3/h，氣體空塔速度為1m/sY=1.2X總傳質(zhì)系數(shù)Kya為180kmol/(m3.h.ΔY),吸收劑用量為最小用量的1.4倍，要求吸收率為98%,試求：(1)溶液的出口濃度X〔摩爾比〕；(2)氣相總傳質(zhì)單元高度H1

和氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N ；(3)假設吸收劑改為含NHOG

為0.0015〔摩爾比〕的水溶液，問能否到達吸收率98%的要求?為什么?***答案***①Y=y/(1-y)=0.05/0.95=0.05263;Y=Y

(1-η)=0.05263(1-0.98)=0.0010531 1 1 2 1X=0;X*=Y/1.2=0.05263/1.2=0.043862 1 1X=X*/1.4=0.031331 1②ΔY=Y-Y*=0.05236-1.2×0.03133=0.015031 1 1ΔY=Y=0.0010532 2ΔY=(ΔY-ΔY)/ln(ΔY/ΔY)=0.005258m 1 2 1 2N =(Y-Y)/ΔY=9.81OG 1 2 mG=2826(1-0.05)/(22.4×(2826/3600/1))=152.7kmol/(m2h)BH =G/K=152.7/180=0.848mOG B ya③L/G=(Y-Y)/X=1.646,所以S=1.2/1.646<1S B 1 2 1操作線將在塔頂位置與平衡線相交〔當塔高為無窮高時〕,今:X=0.0015,Y*=1.2×0.0015=0.00182 2故最大可能回收率η=(Y-Y)/Y=(0.05263-0.0018)/0.052631 2 1=96.5%<98%,即達不到吸收率98%的要求。在常壓填料逆流吸收塔中，用清水吸收混合氣體中的氨，混合氣量為2000m3/h流量為160m3/h，出口氣體中的氨流量為4m3/h(均系操作溫度20℃Y=1.5X,傳質(zhì)系數(shù)K=0.45kmol/(m2.h.Δy)吸收率η為多少?假設y吸收劑用量為最小用量的1.2(2)塔徑為1.2m，內(nèi)充25×25×3的亂堆填料拉西環(huán)，填料有效比外表積約200m2/m3，求填料層高度。(3)假設使V、Y、η、X不變，而使吸收劑改為含氨0.1%〔mol%〕的水溶液時，填料層高度有何變化〔K可視為不變〕。***答案***①Y=160/(2000-160)=0.08696; Y=4/(2000-160)=0.002171 2η=(Y-Y)/Y=(0.08696-0.00217)/0.08696=0.975=97.5%1 2(L/G)S B

1=(Y-Y)/X=(Y-Y)/(Y/m)=1.5×0.975=1.46251 2 1 1 2 1L/G

=1.2(L/G)

=(Y-Y)/XS B

Bmin

1 2 1X=X*/1.2=Y/m/1.2=0.08696/1.5/1.2=0.04831 1 1②S=m/(L/G)=1.5/(1.2×1.4625)=0.8547N =1/(1-S)ln[(1-S)Y/Y+S]=13.07OG 1 2G=(1840×273/293)/(22.4×0.785×1.22)=67.7kmol/(m2h)BH =G/K=67.7/(0.45×200)=0.752mOGh=N

B ×H

=13.07×0.752=9.83mOG OG③x=0.001,X≈0.0012 2N ’=1/(1-S’)ln[(1-S’)(Y-mX)/(Y-mX)+S’]=18.84OG 1 2 2 2∵S=1.5/(L/G),(L/G)’=(Y-Y)/(X-X’)=1.793S’=1.5/1.793=0.8368

1 2 1 2H 不變;∴h’=NOG

’×HOG

=18.84×0.752=14.17mΔh=h’-h=14.17-9.83=4.34m。有一座用油吸收煤氣中苯蒸汽的吸收塔，煤氣流量為2240〔標準m3/h苯4％，出塔氣體含苯0.8％〔均為體積分率氣液平衡關系為Y＝0.126X。求：1．吸收率η；2．求Lmin

及L〔kmol/h3．求液體出塔組成X〔kmol苯/kmol油〕；4．求吸收的對數(shù)平均推動力ΔY;5．為增大液體噴淋量，采1 m用局部循環(huán)流程，在保證原吸收率情況下，最大循環(huán)量L'為多少〔kmol/h〕?并示意畫出帶局部循環(huán)和不帶循環(huán)的兩種情況下的操作線。此題目有題圖：titu097.bmp..***答案***1．η＝(Y-Y)/Y Y≈y Y=y/(1-y)=0.04/(1-0.04)=0.04171 2 1 2 2 1 1 1η=(0.0417-0.008)/0.0417=80.8%2．G=2240/22.4=100kmol/h G=100(1-0.04)=96kmol/h(L/G)

B=(Y-Y)/(X-0)=(0.0417-0.008)/(0.0417/0.126-0)≈0.102min 1 2 1Lmin

=0.102×96=9.792kmol/hL=1.4Ls

=13.7kmol/h3．Ls/G=(Y-Y)/(X-0)=13.7/96=0.143B 1 2 1X=(0.0417-0.008)/(L/G)=0.241ΔY=Y-Y*=0.0417-0.126×0.24=0.01146， △Y=0.0081 1 1 24．ΔYm=(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy)=0.00346/ln(0.01146/0.008)=0.009631 2 1 25．局部循環(huán)，入口液量為(L+L')，入塔濃度為Xa'，在最大L'下，X'處在最大。2(L/G) =(0.0417-0.008)/(X-X')max 1 2X'*=Y/0.126=0.008/0.126=0.06352 2∴〔(L+Ls')/G〕max

=(0.0417-0.008)/(0.24-0.0635)=0.191∴L's

max

'=0.191×96-13.7=4.64kmol/hL'max

'=L's

max

/(1-X)=4.64/(1-0.24)=6.1kmol/h1

15分〕 欲用填料塔以清水逆流吸收混合氣中有害組分A入塔中A組分y〔摩1爾分率,下同〕，要求回收率為90%，平衡關系：y=2x，HOG

=0.8米。采用液氣比為最小液氣比的1.5倍。試求：(1)出塔液體濃度；(2)填料層高度；(3)假設入塔A組分濃度y=0.1，1其它設計條件不變?，F(xiàn)改用板式塔，問理論板數(shù)為多少?***答案***①∵x=0 ,∴(L/G) =mη1 minL/G=β(L/G)=βmη=1.5×2×0.9=2.7x=G/L(y-y)=G/Lηy=1/2.7×0.9×0.05=0.01671 1 2 1②1/A=mG/L=2/2.7=0.741,x=0時2. .word.zl.......word.zl...word.zl.N =1/(1-1/A)L [(1-1/A)(1/(1-η))+1/A]=1/(1-0.741)L [(1-0.741)(1/(1-0.9))+0.741]=4.65OG∴H=H ×NOG

=0.8×4.65=3.71m③∵x=0,η=0.9 ,∴y’=y’(1-η)=0.1×0.1=0.012 2 1x’=G/Lηy’=1/2.7×0.9×0.1=0.03331 1平衡線方程:y=2x操作線方程:x=G/L(y-y)=1/2.7(y-0.01)2∴x’=0.0333 ,y’=0.0666;1 1x’=0.02096 ,y’=0.04193;2 2x’=0.01182 ,y’=0.0236;3 3x’=0.00505 ,y’=0.0101;4 4∴y≈y,那么為4塊理論板。4 2〔15分〕在直徑為0.8m1200kg/h的清水吸收空氣和SO2

混合氣中的SO,2混合氣量為10003)/hSO1.99.20℃、21atm,平衡關系為y=0.75x,總體積傳質(zhì)系數(shù)Ka=0.060kmol/(m3.s)，求液體出口濃度和填料層y高度。***答案***：D=0.8m Ls

=1200kg/h G=1000Nm3/hy=0.013 φ=0.995 x=0 ye=0.75x1 2Ｋ=0.06kmol/(m3.s)yaLs=1200/(3600×18)=0.0185kmol/sG=1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/sB∵為低濃度吸收 ∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49y=y(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.0000652 1x=(G/L)(y-y)+x=(0.013-0.000065)/1.49=0.008681 1 2 2∵ Z＝H ×N 而N =(y-y)/ΔYmOG OG OG 1 2Δy=y-y*=0.013-0.75×0.00868=0.0064901 1 1Δy=y-y*=0.000065-0=0.0000652 2 2Δy =(Δy-Δy)/ln(Δy/Δy)=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)=0.001396m 1 2 1 2∴N =(0.013-0.000065)/0.001396=9.266OGH ＝GKyaΩ〕＝0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.06〕＝0.411(m)OG∴Z＝9.266×0.411=3.81m〔15分〕在塔徑為1.33m的逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收溫度為20℃，壓力為1atm的某混合氣體中的CO1000m3/h,CO含量為132 2為惰性氣體，要求CO的吸收率為90％,塔底的出口溶液濃度為0.2gCO1000gHO,操作條件2 2 2下的氣液平衡關系為 Y=1420X〔式中 Y、X(均為摩爾比，液相體積吸收總系數(shù) K＝xa11000kmol/(m3.h)，CO2需填料層高度m,***答案***

44，水分子量為kg/h求吸收劑用量Y=y/(1-y)=0.13/(1-0.13)=0.1491 1 1Y=Y(1-φ)=0.149(1-0.90)=0.01492 1X=0.2/44/(1000/18)=8.18×10-5 X=01 2V=TV’/(T’×22.4)=1000(1-0.13)×273/(22.4×293)=36.2kmol/hL=V(Y-Y)/(X-X)=36.2(0.149-0.0149)/(8.18×10-5)1 2 1 2=59345kmol/h=1.07×106kgHO/h2求填料高度H =L/(ＫxaΩ)=59345/(11000×π/4×1.332)=3.88mOLN =(X-X)/ΔXOL 1 2 mX*=Y/m=0.149/1420=1.05×10-4;X*=Y/m=0.0149/1420=1.05×10-51 1 2 2ΔX (X*-X)-(X*-X)〕/ln((X*-X)/(X*-X))m 1 1 2 2 1 1 2 2=〔(1.05×10-4-8.18×10-5)-1.05×10-5〕/ln(1.05×10-4-8.18×10-5)/(1.05×10-5)=1.60×10N =8.18×10-5/(1.60×10-5)=5.113OLZ＝3.88×5.113=19.83m〔15分〕今擬在某一直徑為0.5m的填料塔中，在20℃、760mmHg下用清水對空氣—氨混合氣進展逆流吸收操作，每小時向塔送入含NH的混合氣480m 操作),要求NH3 3的回收率為95%。20℃的平衡關系為y=0.75x〔y均為摩爾分率NH的濃3度為平衡濃度的80kmol.m3水用量〔kg/h);(3)氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)Kya

為m***答案***(1)x=0.8x*=0.8y/m=0.8×0.015/0.75=0.0161 1 1C=C

x=ρX/[MX+〔1-X〕M ]≈ρX/M ;∴C≈0.016/(18/1000)=0.889kmol/m3總(2)L/G=(y-y)/x=(y-y)/(0.8y/m)=mη/0.8=0.75×0.95/0.8=0.8911 2 1 1 2 1G=(480×273/293)/22.4=20kmol/hL=0.891G=17.82kmol/h =320kg/h(3)H =G/K=20/(0.785×0.52)3600/0.09=0.3145mOG yaS=m/(L/G)=0.75/0.891=0.842y/y=1/(1-η)=1/0.05=201 2N =1/(1-S)ln[(1-S)y/y+S]=8.78OG 1 2h=H ×N =0.3145×8.78=2.76mOG OG〔15度為5%〔體積%〕，該塔在1atm和30℃下進展，吸收率達95%，吸收劑用量為Lmin

的1.5倍，氨氣的亨利系數(shù)E=321kN/m2。試求：1〕離開吸收塔的混合氣中氨的濃度(以體積%表示〕；2〕溶液的出塔濃度；3〕該吸收操作的△Ym

為多少？***答案***〕y： y=Y〔1＋Y〕1 1 1 1Y=5/95=0.0526； Y=Y1(－η=0.0526(1－0.95)=0.002631 2∴y=0.00263/(1＋0.00263)=0.00262或0.262%1(摩爾百分率=體積百分率〕2〕X：根據(jù)推導：X=Y/1.5m1 1 1而：m=E/P=321/101.3=3.17∴X=0.0526/1.5×3.17=0.0111 kmolNH3/kmol13〕△Y:m△Y=[(Y－Y*)－(Y－Y*)]/ln(Y－Y*)/(Y－Y*)m 1 1 2 2 1 1 2 2而：Y*=mX=3.17×0.0111=0.0352;Y=0.0526;1 1 2Y*=mX=3.17×0=0,Y=0.00263∴代入得： △Y=0.00782 2 2 m〔15分〕某填料吸收塔在101.3kN/m2和300K塔氣體中甲醇含量0.0749kmol甲醇/kmol惰氣。吸收率濃度的67%，平衡方程為Y=1.15X。氣體的空塔速度選用0.5m/s，惰氣流量為42kmol/h，試求：(1)吸收用的水量m3/h;(2)吸收塔的直徑為多少？[氣體常數(shù)R=8.314kJ/(kmol.K)],(3)吸收塔每小時實際吸收了多少kmol***答案***1〕L=V〔Y－Y〕〔X－X〕1 2 1 2Y=0.0749;Y=Y1(1-φ)=0.0749(1-0.98)=0.0015;1 2X*=0.67×(Y/1.15)=0.67×0.0749/1.15=0.0436;X=0; V=42kmol/h1 1 2∴L=42(0.0749－0.0015)/0.0436=70.71kmol/h 或=1.27m3/h2)D:

/πu)混混合氣體量n=V(1＋Y)=42(1＋0.0749)=45.1kmol/h1V =nRT/p=45.1×8.314×300/101.3=1110.5m3/h混∴代入〔4×1110.5/3600π×0.5)=0.89m，園整為3)G: G=VYφ=42×0.0749×0.98=3.083甲/h1〔20分〕某廠準備采用一個填料吸收塔用清水逆流吸收含有%〔體積%〕的SO的混2102.63kN/m2和溫度25℃1000m3/h,實際吸收劑單位耗用量比最小吸收劑單位耗用量大際空塔速度為0.5m/s。試求：(1)吸收用水量為多少m3/h?)吸收塔直徑為多少m？(3)假設〕***答案***〕L： 〔Y－Y〕〔X－X〕1 2 1 2Y=10/90=0.111；Y=0.111(1－0.98)=0.02221又∵L=1.5L

2而：X=Y/1.5m=0.111/1.5×40=0.00185min 1 1V=1000(1－0.1)/22.4=40.18kmol/h代入上式得： L=1928.64kmol/h =34.71m3/h2)D:D=(4V

/πu)混而V混=1000×〔101.3/102.63〕×〔298/273〕=1077.4m3/h;u=0.5m/s代入上式得：D=0.873m園整為0.9m3)φ↑:φ↑。降，這點要注意！

15分〕用清水吸收氨一空氣混合氣中的氨。混合氣進塔時氨的濃度Y=0.01,吸收率90%，1氣~液平衡關系Y=0.8X試求：(1最小吸收劑用量的2)傳質(zhì)單元高度為0.5m***答案***1〕X*：1Y=0.01；Y=Y(1－φ)=0.01(1－0.9)=0.001;X*=Y/0.8=0.01/0.8=0.01251 2 1 1 12)(L/G)min:(L/V) =(Y－Y)/(X*－X)=(0.01－0.001)/0.0125－0=0.72

min 1 2 1 2N =(Y－Y)/△YOG 1 2 m∵V(Y－Y)=L(X－X),X=01 2 1 2 2∴X=V(Y-Y)/L，而L/V=2(L/V) =2×0.72 =1.44 ∴X〔0.01－0.001/1.44=0.006251 1 2 min 1Y*=0.8×0.00625=0.005， Y*=01 2∴△Ym=[(Y－Y*)－〔Y－Y*〕]/ln(Y－Y*〕/〔Y－Y*〕1代入得：△Y

1 2 2=.0.0025

1 1 2 2m∴N =(0.01－0.001)/0.0025=3.6OGZ: Z=H .NOG OG

=0.5×3.6=1.8m〔15分〕在填料高度為5m分，氣液逆流接觸，液氣比為。操作條件下平衡關系Y=1.2X.溶質(zhì)的回收率為90%，假設保持氣液兩相流量不變，欲將回收率提高到98%，問填料層高度增加多少米？,設其Kya值不變***答案***Z=H ×N

Z′=H ×N

’ 〔依題意H

為定值〕OG OG OG OG OGN =(Y－Y)/△YOG 1 2 m△Y=[(Y-Y〕-Y-Y〕]/ln(Y-Y〕〔Y-Y*〕而： Y－Y=Y－Y〔1－φ)=Yφm 1 1 2 2

1 1 2 2

1 2 1 1 1∵L/V=(Y－Y)/X,∴X=Yφ/1.51 2 1 1 1Y－Y*=Y－mX=Y－m(Yφ/1.5)=Y(1－mφ/1.5)1 1 1 1 1 1 1Y－Y*=Y－0=Y(1－φ)2 2 2 1代入化簡：N =[φln(1－mφ/1.5)/(1－φ)]/(φ－mφ/1.5〕OG=[0.9×ln(1－1.2×0.9/1.5)]/(1－0.9)/(0.9－1.2×0.9/1.5)=0.9267/0.18=5.148同理可得：N '=[φ′ln(1－mφ′/1.5)/(1－φ′)]/(φ′－mφ′/1.5)OG=[0.98 ln(1—1.2×0.98/1.5)/(1－0.98)]/(0.98－1.2×0.98/1.5)=2.332/0.196=11.9Z′=ZN′OG

/N =5×11.9/5.148=11.56mOG∴△Z=11.56－5=6.56m〔15分〕今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。處理量為1000m3/h100g/m3的濃度的6798Y=1.15XK=0.5kmol/(m2.h),塔內(nèi)單位體積填料的有效氣體傳質(zhì)面積為190m2/m3，取塔內(nèi)的氣體空塔y速度為0.5m/s。試求：1〕水用量；2〕塔經(jīng)；3〕填料層高度,〔附：甲醇分子量32〕***答案***〕L： L=V〔Y-Y〕〔X-X〕1 2 1 2∵y=(100×103/32)/(1/22.4)=0.07;1∴Y=y/(1-y)=0.07/(1-0.07)=0.0753; Y

(1-Φ)=0.0753(1-0.98)=0.001506;1 1 1 2 1∵X*=Y/m=0.0753/1.15=0.06551 1∴X=0.67X*=0.67×0.0655=0.0439； X=0； V=1000/22.4=44.64kmol/h ，2 2 2V=44.64〔1-0.07=41.52 kmol/h ；代入得：L=V〔Y-Y〕/X=41.52〔0.0753-0.001506〕/0.04391 2 1L=69.8kmol/h =1256kg/h =1.256m3/h 。2〕D： D=〔4V/πu0.5=(4×1000/π×0.5×3600)0.5=0.841m3)Z: Z=HOGH =V/K

.NOGΩ=41.52/(0.5×190×π/4×0.8412)=0.787m;OG yaN =(Y－Y)/△YmOG 1 2△Y=(△Y－△Y〕/ln(△Y/△Y〕m 1 2 1 2△Y=Y－Y*=0.0753－1.15×0.0439=0.024821 1 1△Y=Y－Y*=Y－0=0.0015062 2 2 2代入得：△Y=0.00832m∴N =(0.0753－0.001505)/0.00832=8.87OG∴Z=0.787×8.87=6.98m一、填空氣體吸收計算中，表示設備〔填料〕效能上下的一個量是 傳質(zhì)單元高度 而表示傳質(zhì)任務難易程度的一個量是 傳質(zhì)單元數(shù)。在傳質(zhì)理論中有代表性的三個模型分別為 雙膜理論 、 溶質(zhì)滲透理論 外表更新理論。如果板式塔設計不合理或操作不當，可能產(chǎn)生 嚴重漏液 、嚴重泡沫夾及 液泛 等不正常現(xiàn)象，使塔無法工作。在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025，液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)k=2kmol/m2·h，氣相傳質(zhì)總K=1.5kmol/m2·h，那么該處氣液界面上氣相y y濃度y應為0.01。平衡關系y=0.5x。i逆流操作的吸收塔當吸收因素A<1且填料為無窮高時氣液兩相將在 塔到達平衡。單向擴散中飄流因子 A>1 。漂流因數(shù)可表示為PPBM

，它反映 由于總體流動使傳質(zhì)速率比單純分子擴散增加的比率。在填料塔中用清水吸收混合氣中HCl當水量減少時氣相總傳質(zhì)單元數(shù)OG加 。一般來說兩組份的等分子反相擴散表達在 精流 單元操作中而A組份過B組份的單相擴散表達在 吸收 操作中。板式塔的類型有 泡罩塔、浮閥塔 、篩板塔〔說出三種；板式塔從體上看汽液兩相呈 逆流 接觸，在板上汽液兩相呈 錯流 接觸。分子擴散中菲克定律的表達式為JA

DAB

dCA，氣相中的分子擴散系數(shù)dzD隨溫度升高而增大〔增大、減小〕，隨壓力增加而減小〔增大、減小〕。易溶氣體溶液上方的分壓 小 ，難溶氣體溶液上方的分壓大 只要組份在氣相中的分壓 大于 液相中該組分的平衡分壓，吸收就會繼續(xù)進展。壓力 減小 ,溫度 升高 ,將有利于解吸的進展；吸收因素A= L/mV ,當A>1時,對逆流操作的吸收塔,假設填料層為無窮高時,氣液兩相將在塔 頂 到達平衡。某低濃度氣體吸收過程，相平衡常數(shù)m=1 ，氣膜和液膜體積吸收系數(shù)分別為k=2×10-4kmol/m3.s,k =0.4kmol/m3.s,那么該吸收過程及氣膜阻力占總阻力ya xa的百分數(shù)分別為 氣膜控制，約100% ；該氣體為 易 溶氣體。二、選擇根據(jù)雙膜理論，當被吸收組分在液相中溶解度很小時，以液相濃度表示的總傳質(zhì)系數(shù) B 。A大于液相傳質(zhì)分系數(shù) B近似等于液相傳質(zhì)分系數(shù)C小于氣相傳質(zhì)分系數(shù) D近似等于氣相傳質(zhì)分系數(shù)單向擴散中飄流因子 A 。A >1 B <1 C =1 D 不一定在吸收塔某處，氣相主體濃度y=0.025，液相主體濃度x=0.01，氣相傳質(zhì)分系數(shù)ky=2kmol/m2·h，氣相傳質(zhì)總Ky=1.5kmol/m2·h，那么該處氣液界面上氣相濃度y應為B。平衡關系y=0.5x。iA 0.02 B 0.01 C 0.015 D 0.005SO 水溶液在三種溫度 t、t、t 下的亨利系數(shù)分別為 E=0.0035atm、2 1 2 3 1E=0.011atm、E=0.00625atm，那么A2 3A t<t B t>t C t>t D t<t1 2 3 2 1 2 3 1逆流操作的吸收塔，當吸收因素 A<1且填料為無窮高時，氣液兩相將在B到達平衡。A 塔頂 B 塔底 C 塔中部 D 不確HOG

將C，N 。OGA 增大 B 減小 C 不變 D 不能判斷吸收塔的設計中，假設填料性質(zhì)及處理量〔氣體〕一定，液氣比增加，那么傳推動力 A ，傳質(zhì)單元數(shù) B ，傳質(zhì)單元高度 C ，所需填料層高度 B A 增大 B 減小 C 不變 D 不能判斷料塔中用清水吸收混合氣中NH3質(zhì)單元數(shù)NOG A .A增加 B減少 C不變 D不確三、計算某填料塔用水吸收混合氣中丙酮蒸汽。混合氣流速為V=16kol/(hm2，操作P=101.3kPakya66kmol/(hm3)kLa16kmol/(hm3)，相平衡關系為p 4.62c 〔式中氣相分壓p 的單位是 kPa，平衡濃度單位是A A Akmol/m3。求〔1〕容積總傳質(zhì)系數(shù)Ka及傳質(zhì)單元高度H 〔2〕液相阻力y OG占總傳質(zhì)阻力的百分數(shù)。解：〔1〕由亨利定律PExHcHc xymxMmHcM

/P4.62c101.3

0.0456cMkakacx L

16.6cM

kmol/hm3m

0.0456cM

2.75103hm3/kmolka 16.6cx M1 1 m=

2.751030.0182hm3/kmolKa ka ka 64.6y y xKa54.9kmol/hm3yV 16H OG

a 54.9y（1）液相阻力占總阻力的百分數(shù)為：m/kx1/Ky

a2.751030.15115.1%a 0.0182低含量氣體逆流吸收，試證：1y1N ln 12OG 1mV 2L式中y1力。

y y

為塔底的吸收推動力；y2

y y

為塔頂?shù)奈胀苿幼C明：由物料衡算得：xx2

V(yy)L 2低濃度吸收 y mxey mxe 2

mV(yy)L 21yN y dy1y

1 1 dyOG y yy2

y2ymx2

mV(yy)L 2y1 dyyy2

mV)y(mVyL L

mx)2

mV)

mV

mx 1 ln

L 1 L 2 21mV y 12 2L(x1

Lx)V(y2

y)2mVyL

mVyL 得

mx2

mx11

y mx

1 yN ln 1 1 ln 1OG 1mV

y mx2

1mV y2L L某填料吸收塔用含溶質(zhì)x 0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分采用2液氣比L/V=3，氣體入口質(zhì)量分數(shù)y1

0.01回收率可達0.90。物系的平衡關系為y=2x。x0.00035，試求：2可溶組分的回收率下降至多少？x升高至多少？1解： 〔1〕y2

y)0.010.9)0.00111 m

20.667A L/V 31

1 y mx 1N OG 11A

) A y2

1 ]mx A2= 1 0.667)

0.010.00022

0.667]5.3810.667 0.0010.00022當x 上升時，由于H不變，H 不變2 OGN H/H 也不變，即OG OG5.38 1 0.667)0.010.0003520.667]10.667 y2

0.000352y0.00132

y y 0.010.00131 2 0.87y1

0.01V(y y)L(xx)1 2 1 2xV(y y)x1 L 1 2 2=1(0.010.0013)0.000350.003253有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空氣混合氣中的氨，使其含量由5%降低到0.8m3m3，平衡關系為Y=1.4X，Kya=38.5kmol/h1〕出塔氨水濃度為出口最大濃度的80%時，該塔能否使用？〔2〕假設在上述操作條件下，將吸收劑10%，該塔能否使用？〔注：在此條件下不會發(fā)生液泛〕解〔1〕 Y1

0.051

0.05263Y2

0.00041

0.0004惰性氣體流量 V2002730.05)7.69kmol/h22.4 301Y 0.05263X 1 0.0376X 0.80X0.03011 m 1.4 1 1V(YL

Y)7.69(0.052630.0004)13.34kmol/h2X X21

0.03010YY

0.052631.40.03010.010461 1 1YY 0.00042 2 YYY m

1Y2

0.00308ln Y2Z

V(Y1

Y) 7.69(0.052630.0004) 6.74m2K Y2Ya

38.50.7850.820.00308該塔現(xiàn)有填料層高度 Z

3 6m0.7850.82因為 ZZ 所以該塔不適合?！?〕吸收劑用量增大10%時L1.113.3414.67kmol/h VY) 7.69(0.052630.0004)L 2 XX1 2

X01

14.67kmol/hX0.02741YYmX0.052631.40.02740.014241 1 1YY 0.00042Ym

20.014240.00040.00387ln0.014240.0004Z

V(Y1

Y) 7.69(0.052630.0004) 5.36m2K Y 38.50.7850.820.003872Ya m因為 ZZ 所以該塔適合。一填料塔用清水逆流吸收混合氣中的有害組分A。操作條件下氣相總傳質(zhì)單元高度為1.5m，進塔混合氣組成為0.04〔A0.0128，操作條件下平衡關系為Y=2.5X123〕假設氣液流量和初始組成不變，要求尾氣濃度降至0.0033，求此時填料層高度為假設干米？1〕液氣比為最小液氣比的多少倍?Y 0.041 10.04

0.0417Y2

0.00531

0.00533X 0.001281 1

0.01297YY 0.04170.00533L/V

1 2X X1

2.8040.012970(L/V)

YY 1

YY 1

0.04170.005332.18min

XX1

Y/m 0.0417/2.51那么 (L/V

(L/V

min

2.8042.181.286(2〕所需填料層高度？ZH N SmV/L2.5/2.8040.892OG OGN 1

YmXS) 1 2

S]OG 1S Y2

mX2 1

0.0417

0.892]10.892 0.0053305.11故 ZH N 1.55.117.67m此條件下的填料層高度。Y 0.0033 0.003312 10.0033 1

YmXN S) 1 2S]OG 1S YmX2 2 1

0.0417

0.892]10.892 0.0033107.52ZHOG

NOG

1.57.5211.28m在一逆流操作的吸收塔內(nèi)用吸收劑吸收混合氣中的溶質(zhì)A?；旌蠚獾哪柫?05kmol/h，溶質(zhì)濃度為〔摩爾分率，下同9565kmol/h0.01。操作壓強為202.7kPa，操作溫度下的溶液的亨利系數(shù)為16.2kPa，要求：在Y-X狀態(tài)點，再計算氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；20kmol/h0.060.050.04Y0.060.050.04Y0.030.020.01Y=0.08X000.020.040.060.080.1X1〕X及N1

的計算進入吸收塔的惰性氣體摩爾流量為：V1050.05)99