化工原理-第8章-氣體吸收-典型例題題解課件

第8章吸收典型例題題解第8章吸收典型例題題解1例1：在總壓1200kPa,溫度303k下，含CO25.0%（V%）與含CO21.0g/l的水溶液相遇，問：發(fā)生吸收還是解吸？并以分壓差表示傳質(zhì)的推動力。解：判斷傳質(zhì)的方向，即將溶液中溶質(zhì)的平衡分壓pe與氣相中的分壓進行比較。解吸相平衡關(guān)系的應(yīng)用例1：在總壓1200kPa,溫度303k下，含CO25.02例2：惰性氣體與CO2的混合氣體中，CO2的體積分數(shù)為30%，在表壓1Mpa下用水吸收。設(shè)吸收塔底水中溶解的CO2達到飽和，此吸收液在膨脹槽中減壓（表壓）至20kPa，放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹氣解吸。設(shè)全部操作范圍內(nèi)水與CO2的平衡關(guān)系服從亨利關(guān)系，操作溫度為20oC，求1kg水在膨脹槽中最多能放出多少kg的CO2氣體？吸收塔膨脹槽解吸塔例2：惰性氣體與CO2的混合氣體中，CO2的體積分數(shù)為30%3解：吸收塔塔底氣相中CO2的分壓（絕對壓）查25oC下，CO2在水中溶解的亨利系數(shù)CO2在水中的飽和濃度(最大濃度)膨脹槽內(nèi)CO2發(fā)生解吸,解吸后,CO2在氣、液相中的濃度是呈平衡的。解吸氣的總壓力（即膨脹槽中壓力）為25oC時水的飽和蒸氣壓解：吸收塔塔底氣相中CO2的分壓（絕對壓）查25oC下，C4可見水蒸氣的分壓是很小的，一般來說，可以不考慮。液相中的CO2濃度膨脹之前水中的CO2含量膨脹之后水中的CO2含量可見水蒸氣的分壓是很小的，一般來說，可以不考慮。液相中的CO5例3：擴散傳質(zhì)速率方程式的應(yīng)用----氣相擴散系數(shù)的測定在如圖所示的垂直細管中盛以待測組分的液體，該組分通過靜止氣層z擴散至管口被另一股氣流B帶走。緊貼液面上方組分A的分壓為液體A在一定溫度下的飽和蒸氣壓，管口處A的分壓可視為零。組分A的汽化使擴散距離z不斷增加，記錄時間τ與z的關(guān)系。0109.342024.93046.74074.850109.060在101.3kPa,48oC下，測定CCl4在空氣中的擴散系數(shù)。液體A氣流B例3：擴散傳質(zhì)速率方程式的應(yīng)用----氣相擴散系數(shù)的測定6解：作擬定態(tài)處理，某時刻τ，擴散距離為z時的分子擴散速率在dτ時間內(nèi)汽化的CCl4量=CCl4擴散出管口的量液體A氣流B解：作擬定態(tài)處理，某時刻τ，擴散距離為z時的分子擴散7在直角坐標上，以z2為縱坐標，τ為橫坐標，得直線的斜率B，其中含擴散系數(shù)D在直角坐標上，以z2為縱坐標，τ為橫坐標，得直線的斜8ky小或m小，氣膜控制kx小或m大，液膜控制傳質(zhì)阻力的問題ky小或m小，氣膜控制kx小或m大，液膜控制9平均推動力方法的另一種表達方式：當氣液平衡關(guān)系可以用亨利定律來表示時，y=mx平均推動力方法的另一種表達方式：當氣液平衡關(guān)系可以用亨利定律10例1：吸收塔根據(jù)流程畫操作線根據(jù)流程畫操作線例1：吸收塔根據(jù)流程畫操作線根據(jù)流程畫操作線11例2：解吸塔根據(jù)流程畫操作線操作線在平衡線的下方因為例2：解吸塔根據(jù)流程畫操作線操作線在平衡線的下方因為12例1：吸收塔高（填料層高）的計算在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨--空氣混合氣中的氨，混合氣流量為0.025kmol/s,混合氣入塔含氨摩爾分數(shù)為0.02，出塔含氨摩爾分數(shù)為0.001。吸收塔操作時的總壓為101.3kPa，溫度為293k，在操作濃度范圍內(nèi)，氨水系統(tǒng)的平衡方程為y=1.2x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.0522kmol/(s.m3)。若塔徑為1m，實際液氣比是最小液氣比的1.2倍，求所需塔高為多少？解：例1：吸收塔高（填料層高）的計算解：13填料層高度的計算：求NOG方法1：方法2：填料層高度的計算：求NOG方法1：方法2：14例2：解吸塔設(shè)計型計算用煤油從空氣與苯蒸汽的混合氣中吸收苯。所得吸收液在解吸塔中用過熱水蒸汽進行解吸，待解吸的液體中含苯0.05（摩爾分率，下同），要求解吸后液體中苯的濃度不超過0.005，在解吸操作條件下，平衡關(guān)系為y=1.25x，塔內(nèi)液體流量為0.03kmol/(m2.s),填料的體積傳質(zhì)系數(shù)為Kya=0.01kmol/(m3.s)。過熱蒸汽的用量為最小用量的1.2倍。試求：（1）過熱蒸汽的用量；（2）所需填料層的高度解：例2：解吸塔設(shè)計型計算用煤油從空氣與苯蒸汽的混合氣中吸收苯。15分析HOGHOLNOGNOL的關(guān)系：分析HOGHOLNOGNOL的16例1：用純?nèi)軇Φ蜐舛葰怏w作逆流吸收，可溶組分的回收率為η，操作采用的液氣比是最小液氣比的β倍。物系平衡關(guān)系服從亨利定律。試以η、β兩個參數(shù)列出計算NOG的表達式。解：綜合例題例1：用純?nèi)軇Φ蜐舛葰怏w作逆流吸收，可溶組分的回收率為η17例2：水用清水吸收混合氣中的SO2，氣體經(jīng)兩塔后總的回收率為0.91，兩塔的用水量相等，且均為最小用水量的1.43倍，兩塔的傳質(zhì)單元高度均為1.2m。在操作范圍內(nèi)物系的平衡關(guān)系服從亨利定律，試求兩塔的塔高。例2：水用清水吸收混合氣中的SO2，氣體經(jīng)兩塔后總的回收率18解：解：19例2：例2：20HETP-----分離作用等同于一塊理論板的實際填料層的高度。若應(yīng)用板式塔進行吸收，根據(jù)塔板效率，由理論塔板數(shù)換算到實際塔板數(shù)。Np為達到同樣分離效果所需要的實際塔板數(shù)。理論塔板數(shù)N與傳質(zhì)單元數(shù)NOG之間的關(guān)系：HETP-----分離作用等同于一塊理論板的實際填料層的高度21

吸收操作的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的目的：增大吸收率調(diào)節(jié)的方法：改變吸收劑的入口條件，包括：流量L、濃度x2、溫度t三方面。（1）流量L的調(diào)節(jié)吸收操作的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的目的：增大吸收率調(diào)節(jié)的方法：改變吸收劑22流量L的調(diào)節(jié)作用是有限的。流量L的調(diào)節(jié)作用是有限的。23分析最大吸收率的問題分析最大吸收率的問題24（2）x2的調(diào)節(jié)x2的調(diào)節(jié)主要受解吸過程的限制。（3）溫度t的調(diào)節(jié)溫度t受到冷卻器換熱能力的限制和冷卻劑用量的限制。（2）x2的調(diào)節(jié)x2的調(diào)節(jié)主要受解吸過程的限制。（3）溫度t25例1：氣體處理量的變化對吸收操作的影響

某吸收塔在101.3kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮--空氣混合物中的丙酮，當操作液氣比為2.1時，丙酮回收率可達95%。已知物系在低含量下的平衡關(guān)系為y=1.18x,操作范圍內(nèi)總傳質(zhì)系數(shù)Kya近似與氣體流率的0.8次方成正比。今氣體流率增加20%，而液量及氣液進口濃度不變，試求：1、丙酮的回收率有何變化？2、單位時間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少？3、吸收塔的平均推動力有何變化？解：原工況下：利用填料層高度不變這一特點。例1：氣體處理量的變化對吸收操作的影響某吸收塔在1026新工況：新工況：27解之：得結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)備的生產(chǎn)能力），盡管吸收率有所減小，但是吸收的絕對量增加（由于傳質(zhì)速率增加所致），有著實際意義。解之：得結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)28例2：填料容積傳質(zhì)系數(shù)的計算

在高度為6m的填料塔內(nèi)用純?nèi)軇┪漳郴旌蠚怏w中的可溶組分。在操作條件下相平衡常數(shù)為0.5，L/G=0.8，回收率為90%?，F(xiàn)改換另一種填料，裝填高度仍為6m。在相同操作條件下，經(jīng)測定回收率提高到95%。試計算新填料的體積傳質(zhì)系數(shù)Kya是原填料體積傳質(zhì)系數(shù)的多少倍？解：例2：填料容積傳質(zhì)系數(shù)的計算

在高度為6m的填料塔內(nèi)用29例3：第1類操作型問題的計算

某填料吸收塔用含溶質(zhì)x2=0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，采用的液氣比為3，入塔氣體中可溶組分的摩爾分率y1=0.01，回收率為90%。已知操作條件下物系的相平衡關(guān)系為y=2x。現(xiàn)因解吸操作不良，使吸收劑入塔的濃度x2升到了0.00035,試求：（1）回收率變?yōu)槎嗌伲浚?）塔底流出液的濃度x1變?yōu)槎嗌?？解：填料不變，氣相流率、液相流率不變，HOG不變，所以NOG不變，即例3：第1類操作型問題的計算

某填料吸收塔用含溶質(zhì)x2=0.30物料衡算物料衡算31例4：操作型問題的計算

在15oC、101.3kPa下用大量的硫酸逆流吸收空氣中的水汽。入塔空氣中含水汽的摩爾分數(shù)為0.0145，硫酸進、出塔的濃度（摩爾%）均為80%，這種濃度的硫酸溶液液面上所產(chǎn)生的平衡水汽的摩爾分數(shù)為ye=1.05×10-4。已知該塔的容積傳質(zhì)系數(shù)Kya與氣相流量的0.8次方成正比。空氣通過該塔被干燥至含水汽摩爾分數(shù)0.000322?，F(xiàn)將空氣的流量增加一倍，則出塔空氣中的水汽含量變?yōu)槎嗌?？解：原工況求出例4：操作型問題的計算

在15oC、101.3kP32新工況實際吸收水汽量的變化結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)備的生產(chǎn)能力），盡管吸收率有所減小，但是吸收的絕對量增加（由于傳質(zhì)速率增加所致），有著實際意義。新工況實際吸收水汽量的變化結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體33例5：第2類操作型問題的計算

在填料層高為6m的塔內(nèi)用洗油吸收煤氣中的苯蒸氣。混合氣流速為200kmol/(m2h),其初始苯體積含量為2%，入口洗油中不含苯，流量為40kmol/(m2h)。操作條件下相平衡關(guān)系為y=0.13x，體積傳質(zhì)系數(shù)Kya近似與液量無關(guān)，值為0.05kmol/(m3.s)。若希望苯的吸收率不低于95%，問：（1）能否滿足要求？

（2）若保證回收率達到95%，所需洗油量為多少？

（3）若因故洗油中苯的初始含量變?yōu)?.5%（摩爾%），仍保證回收率達到95%，則所需洗油量變?yōu)槎嗌?？解：?）例5：第2類操作型問題的計算

在填料層高為6m34（2）增加L不變在塔內(nèi)H=6m,達到95%回收率所需的傳質(zhì)單元數(shù)試差迭代解得：（3）則S減小,由S計算出L（L將增加）。

（2）增加L不變在塔內(nèi)H=6m,達到95%回收率所需35例6：一填料塔，內(nèi)裝二段填料，每段的高度均為5.5m,處理二股溶質(zhì)濃度不同的混合氣體，其摩爾流率皆為0.02kmol/(m2.s)，初始濃度分別為5%和1%(v%)，吸收劑不含溶質(zhì)，其摩爾流速為0.04kmol/(m2.S)。已知操作條件下相平衡關(guān)系為y=0.8x，吸收過程的Kya=0.32G0.7kmol/(m3.s)，（G的單位為kmol/(m2.s)）。若要求出塔氣體濃度小于0.1%,問：（1）較稀的氣體由塔中部（二段填料中間）進入，能否滿足要求？（2）若二股氣體事先混合后，再由塔底進入塔內(nèi)，則結(jié)果又如何？例6：一填料塔，內(nèi)裝二段填料，每段的高度均為5.5m,36解：先設(shè)能夠滿足分離要求，氣體出口濃度ya=0.001自塔2段計算起，仍根據(jù)填料層高度是否夠用為判斷依據(jù)。解：先設(shè)能夠滿足分離要求，氣體出口濃度ya=0.001自塔37塔的1段塔的1段38塔頂出口濃度可以達到（2）若二股氣體事先混合好由塔底進入塔頂出口濃度可以達到（2）若二股氣體事先混合好由塔底進入39即，塔頂氣體出口濃度結(jié)論：組成不同的物料之間的混合對吸收是不利的。

在實際生產(chǎn)中，采取塔中間某處進料時，應(yīng)使得進料處的塔內(nèi)氣體組成等于此股氣體的組成。這樣分離效果最好，或達到預(yù)定分離要求，所需的填料層高度最小。即，塔頂氣體出口濃度結(jié)論：組成不同的物料之間的混合對吸收是不40

例1：一填料吸收塔吸收某低濃度混合氣體中可溶組分，現(xiàn)因故x2升高了，保持其他操作條件不變，則y2x1將如何變化？采用近似分析法：例2：在一填料塔中用清水吸收空氣--氨混合氣中的低濃度氨，若L加大，其余操作條件不變，則y2x1將如何變化？采用近似分析法：定性分析題例1：一填料吸收塔吸收某低濃度混合氣體中可溶組分，現(xiàn)因41例3：在一填料塔中處理低濃度氣體混合物，若G加大，其余操作條件不變，則y2x1將如何變化？采用近似分析法：例3：在一填料塔中處理低濃度氣體混合物，若G加大，其余操作條42例4：在一填料塔中處理低濃度氣體混合物，若G加大，但要求吸收率不下降，有人說只要按比例增大L（即保持L/G不變）就能達到目的，這是否可行？解：例4：在一填料塔中處理低濃度氣體混合物，若G加大，但要求吸收43例5：解吸填料塔操作中，如液體進口濃度x1增加，而其余操作條件不變，假設(shè)氣液均在低濃區(qū)，試分析氣液出口組成y1x2

的變化情況。解吸塔采用近似分析法：再分析x2例5：解吸填料塔操作中，如液體進口濃度x1增加，而其44例6：吸收塔解吸塔采用近似分析法：例6：吸收塔解吸塔采用近似分析法：45解吸：吸收：對比易混淆的公式：解吸：吸收：對比易混淆的公式：46例：填料塔塔徑和壓降的計算：用水洗滌混合氣中的SO2。需要處理的氣體量為1000m3/h，實際用水量為27155lg/h。已知氣體的密度ρG=1.34kg/m3，液相密度與水相同，ρL=1000kg/m3。操作壓強為101.325kPa，溫度為20oC，試求填料（亂堆填料）吸收塔的塔徑。解：（1）計算泛點氣速（2）計算塔徑根據(jù)壓力容器公稱直徑標準，圓整為DT=0.8m(Lw)min=0.08m3/(m.h)填料的比表面積at=190泛點線例：填料塔塔徑和壓降的計算：用水洗滌混合氣中的SO2。需要47操作條件下，塔內(nèi)實際的噴淋密度為（3）改選其他填料再計算塔徑應(yīng)權(quán)衡塔體費用和填料費用，使總費用最少。（4）壓降計算應(yīng)用拉西環(huán)時：應(yīng)用鮑爾環(huán)時：操作條件下，塔內(nèi)實際的噴淋密度為（3）改選其他填料再計算塔徑48填料塔(packedtower)與板式塔(traytower)的比較：1、填料塔操作范圍小，特別是對于液體負荷的變化更為敏感。2、填料塔不宜處理易聚合或含有固體懸浮物的物料。3、當氣液接觸過程中需要換熱時；或需要有側(cè)線出料、進料時，不宜采用填料塔。4、亂堆填料塔直徑一般認為不宜超過1.5m，而板式塔直徑一般不小于0.6m。5、板式塔的設(shè)計比較準確，安全系數(shù)可取得更小。6、填料塔造價便宜。7、填料對泡沫(froth)有限制和破碎的作用，對易起泡物系填料塔更適合8、對腐蝕性物系，填料塔更適合。9、對熱敏性物系，填料塔更適合，因塔內(nèi)滯液量比板式塔少。10、填料塔的壓降比板式塔小，因而對真空操作更為適宜。填料塔(packedtower)與板式塔(traytow49第8章吸收典型例題題解第8章吸收典型例題題解50例1：在總壓1200kPa,溫度303k下，含CO25.0%（V%）與含CO21.0g/l的水溶液相遇，問：發(fā)生吸收還是解吸？并以分壓差表示傳質(zhì)的推動力。解：判斷傳質(zhì)的方向，即將溶液中溶質(zhì)的平衡分壓pe與氣相中的分壓進行比較。解吸相平衡關(guān)系的應(yīng)用例1：在總壓1200kPa,溫度303k下，含CO25.051例2：惰性氣體與CO2的混合氣體中，CO2的體積分數(shù)為30%，在表壓1Mpa下用水吸收。設(shè)吸收塔底水中溶解的CO2達到飽和，此吸收液在膨脹槽中減壓（表壓）至20kPa，放出大部分CO2，然后再在解吸塔中吹氣解吸。設(shè)全部操作范圍內(nèi)水與CO2的平衡關(guān)系服從亨利關(guān)系，操作溫度為20oC，求1kg水在膨脹槽中最多能放出多少kg的CO2氣體？吸收塔膨脹槽解吸塔例2：惰性氣體與CO2的混合氣體中，CO2的體積分數(shù)為30%52解：吸收塔塔底氣相中CO2的分壓（絕對壓）查25oC下，CO2在水中溶解的亨利系數(shù)CO2在水中的飽和濃度(最大濃度)膨脹槽內(nèi)CO2發(fā)生解吸,解吸后,CO2在氣、液相中的濃度是呈平衡的。解吸氣的總壓力（即膨脹槽中壓力）為25oC時水的飽和蒸氣壓解：吸收塔塔底氣相中CO2的分壓（絕對壓）查25oC下，C53可見水蒸氣的分壓是很小的，一般來說，可以不考慮。液相中的CO2濃度膨脹之前水中的CO2含量膨脹之后水中的CO2含量可見水蒸氣的分壓是很小的，一般來說，可以不考慮。液相中的CO54例3：擴散傳質(zhì)速率方程式的應(yīng)用----氣相擴散系數(shù)的測定在如圖所示的垂直細管中盛以待測組分的液體，該組分通過靜止氣層z擴散至管口被另一股氣流B帶走。緊貼液面上方組分A的分壓為液體A在一定溫度下的飽和蒸氣壓，管口處A的分壓可視為零。組分A的汽化使擴散距離z不斷增加，記錄時間τ與z的關(guān)系。0109.342024.93046.74074.850109.060在101.3kPa,48oC下，測定CCl4在空氣中的擴散系數(shù)。液體A氣流B例3：擴散傳質(zhì)速率方程式的應(yīng)用----氣相擴散系數(shù)的測定55解：作擬定態(tài)處理，某時刻τ，擴散距離為z時的分子擴散速率在dτ時間內(nèi)汽化的CCl4量=CCl4擴散出管口的量液體A氣流B解：作擬定態(tài)處理，某時刻τ，擴散距離為z時的分子擴散56在直角坐標上，以z2為縱坐標，τ為橫坐標，得直線的斜率B，其中含擴散系數(shù)D在直角坐標上，以z2為縱坐標，τ為橫坐標，得直線的斜57ky小或m小，氣膜控制kx小或m大，液膜控制傳質(zhì)阻力的問題ky小或m小，氣膜控制kx小或m大，液膜控制58平均推動力方法的另一種表達方式：當氣液平衡關(guān)系可以用亨利定律來表示時，y=mx平均推動力方法的另一種表達方式：當氣液平衡關(guān)系可以用亨利定律59例1：吸收塔根據(jù)流程畫操作線根據(jù)流程畫操作線例1：吸收塔根據(jù)流程畫操作線根據(jù)流程畫操作線60例2：解吸塔根據(jù)流程畫操作線操作線在平衡線的下方因為例2：解吸塔根據(jù)流程畫操作線操作線在平衡線的下方因為61例1：吸收塔高（填料層高）的計算在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨--空氣混合氣中的氨，混合氣流量為0.025kmol/s,混合氣入塔含氨摩爾分數(shù)為0.02，出塔含氨摩爾分數(shù)為0.001。吸收塔操作時的總壓為101.3kPa，溫度為293k，在操作濃度范圍內(nèi)，氨水系統(tǒng)的平衡方程為y=1.2x，總傳質(zhì)系數(shù)Kya=0.0522kmol/(s.m3)。若塔徑為1m，實際液氣比是最小液氣比的1.2倍，求所需塔高為多少？解：例1：吸收塔高（填料層高）的計算解：62填料層高度的計算：求NOG方法1：方法2：填料層高度的計算：求NOG方法1：方法2：63例2：解吸塔設(shè)計型計算用煤油從空氣與苯蒸汽的混合氣中吸收苯。所得吸收液在解吸塔中用過熱水蒸汽進行解吸，待解吸的液體中含苯0.05（摩爾分率，下同），要求解吸后液體中苯的濃度不超過0.005，在解吸操作條件下，平衡關(guān)系為y=1.25x，塔內(nèi)液體流量為0.03kmol/(m2.s),填料的體積傳質(zhì)系數(shù)為Kya=0.01kmol/(m3.s)。過熱蒸汽的用量為最小用量的1.2倍。試求：（1）過熱蒸汽的用量；（2）所需填料層的高度解：例2：解吸塔設(shè)計型計算用煤油從空氣與苯蒸汽的混合氣中吸收苯。64分析HOGHOLNOGNOL的關(guān)系：分析HOGHOLNOGNOL的65例1：用純?nèi)軇Φ蜐舛葰怏w作逆流吸收，可溶組分的回收率為η，操作采用的液氣比是最小液氣比的β倍。物系平衡關(guān)系服從亨利定律。試以η、β兩個參數(shù)列出計算NOG的表達式。解：綜合例題例1：用純?nèi)軇Φ蜐舛葰怏w作逆流吸收，可溶組分的回收率為η66例2：水用清水吸收混合氣中的SO2，氣體經(jīng)兩塔后總的回收率為0.91，兩塔的用水量相等，且均為最小用水量的1.43倍，兩塔的傳質(zhì)單元高度均為1.2m。在操作范圍內(nèi)物系的平衡關(guān)系服從亨利定律，試求兩塔的塔高。例2：水用清水吸收混合氣中的SO2，氣體經(jīng)兩塔后總的回收率67解：解：68例2：例2：69HETP-----分離作用等同于一塊理論板的實際填料層的高度。若應(yīng)用板式塔進行吸收，根據(jù)塔板效率，由理論塔板數(shù)換算到實際塔板數(shù)。Np為達到同樣分離效果所需要的實際塔板數(shù)。理論塔板數(shù)N與傳質(zhì)單元數(shù)NOG之間的關(guān)系：HETP-----分離作用等同于一塊理論板的實際填料層的高度70

吸收操作的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的目的：增大吸收率調(diào)節(jié)的方法：改變吸收劑的入口條件，包括：流量L、濃度x2、溫度t三方面。（1）流量L的調(diào)節(jié)吸收操作的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)的目的：增大吸收率調(diào)節(jié)的方法：改變吸收劑71流量L的調(diào)節(jié)作用是有限的。流量L的調(diào)節(jié)作用是有限的。72分析最大吸收率的問題分析最大吸收率的問題73（2）x2的調(diào)節(jié)x2的調(diào)節(jié)主要受解吸過程的限制。（3）溫度t的調(diào)節(jié)溫度t受到冷卻器換熱能力的限制和冷卻劑用量的限制。（2）x2的調(diào)節(jié)x2的調(diào)節(jié)主要受解吸過程的限制。（3）溫度t74例1：氣體處理量的變化對吸收操作的影響

某吸收塔在101.3kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮--空氣混合物中的丙酮，當操作液氣比為2.1時，丙酮回收率可達95%。已知物系在低含量下的平衡關(guān)系為y=1.18x,操作范圍內(nèi)總傳質(zhì)系數(shù)Kya近似與氣體流率的0.8次方成正比。今氣體流率增加20%，而液量及氣液進口濃度不變，試求：1、丙酮的回收率有何變化？2、單位時間內(nèi)被吸收的丙酮量增加多少？3、吸收塔的平均推動力有何變化？解：原工況下：利用填料層高度不變這一特點。例1：氣體處理量的變化對吸收操作的影響某吸收塔在1075新工況：新工況：76解之：得結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)備的生產(chǎn)能力），盡管吸收率有所減小，但是吸收的絕對量增加（由于傳質(zhì)速率增加所致），有著實際意義。解之：得結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)77例2：填料容積傳質(zhì)系數(shù)的計算

在高度為6m的填料塔內(nèi)用純?nèi)軇┪漳郴旌蠚怏w中的可溶組分。在操作條件下相平衡常數(shù)為0.5，L/G=0.8，回收率為90%?，F(xiàn)改換另一種填料，裝填高度仍為6m。在相同操作條件下，經(jīng)測定回收率提高到95%。試計算新填料的體積傳質(zhì)系數(shù)Kya是原填料體積傳質(zhì)系數(shù)的多少倍？解：例2：填料容積傳質(zhì)系數(shù)的計算

在高度為6m的填料塔內(nèi)用78例3：第1類操作型問題的計算

某填料吸收塔用含溶質(zhì)x2=0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，采用的液氣比為3，入塔氣體中可溶組分的摩爾分率y1=0.01，回收率為90%。已知操作條件下物系的相平衡關(guān)系為y=2x?，F(xiàn)因解吸操作不良，使吸收劑入塔的濃度x2升到了0.00035,試求：（1）回收率變?yōu)槎嗌?？?）塔底流出液的濃度x1變?yōu)槎嗌?？解：填料不變，氣相流率、液相流率不變，HOG不變，所以NOG不變，即例3：第1類操作型問題的計算

某填料吸收塔用含溶質(zhì)x2=0.79物料衡算物料衡算80例4：操作型問題的計算

在15oC、101.3kPa下用大量的硫酸逆流吸收空氣中的水汽。入塔空氣中含水汽的摩爾分數(shù)為0.0145，硫酸進、出塔的濃度（摩爾%）均為80%，這種濃度的硫酸溶液液面上所產(chǎn)生的平衡水汽的摩爾分數(shù)為ye=1.05×10-4。已知該塔的容積傳質(zhì)系數(shù)Kya與氣相流量的0.8次方成正比?？諝馔ㄟ^該塔被干燥至含水汽摩爾分數(shù)0.000322?，F(xiàn)將空氣的流量增加一倍，則出塔空氣中的水汽含量變?yōu)槎嗌?？解：原工況求出例4：操作型問題的計算

在15oC、101.3kP81新工況實際吸收水汽量的變化結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體的流量（增加設(shè)備的生產(chǎn)能力），盡管吸收率有所減小，但是吸收的絕對量增加（由于傳質(zhì)速率增加所致），有著實際意義。新工況實際吸收水汽量的變化結(jié)論：氣相傳質(zhì)控制時，適當增加氣體82例5：第2類操作型問題的計算

在填料層高為6m的塔內(nèi)用洗油吸收煤氣中的苯蒸氣?；旌蠚饬魉贋?00kmol/(m2h),其初始苯體積含量為2%，入口洗油中不含苯，流量為40kmol/(m2h)。操作條件下相平衡關(guān)系為y=0.13x，體積傳質(zhì)系數(shù)Kya近似與液量無關(guān)，值為0.05kmol/(m3.s)。若希望苯的吸收率不低于95%，問：（1）能否滿足要求？

（2）若保證回收率達到95%，所需洗油量為多少？

（3）若因故洗油中苯的初始含量變?yōu)?.5%（摩爾%），仍保證回收率達到95%，則所需洗油量變?yōu)槎嗌伲拷猓海?）例5：第2類操作型問題的計算

在填料層高為6m83（2）增加L不變在塔內(nèi)H=6m,達到95%回收率所需的傳質(zhì)單元數(shù)試差迭代解得：（3）則S減小,由S計算出L（L將增加）。

（2）增加L不變在塔內(nèi)H=6m,達到95%回收率所需84例6：一填料塔，內(nèi)裝二段填料，每段的高度均為5.5m,處理二股溶質(zhì)濃度不同的混合氣體，其摩爾流率皆為0.02kmol/(m2.s)，初始濃度分別為5%和1%(v%)，吸收劑不含溶質(zhì)，其摩爾流速為0.04kmol/(m2.S)。已知操作條件下相平衡關(guān)系為y=0.8x，吸收過程的Kya=0.32G0.7kmol/(m3.s)，（G的單位為kmol/(m2.s)）。若要求出塔氣體濃度小于0.1%,問：（1）較稀的氣體由塔中部（二段填料中間）進入，能否滿足要求？（2）若二股氣體事先混合后，再由塔底進入塔內(nèi)，則結(jié)果又如何？例6：一填料塔，內(nèi)裝二段填料，每段的高度均為5.5m,85解：先設(shè)能夠滿足分離要求，氣體出口濃度ya=0.001自塔2段計算起，仍根據(jù)填料層高度是否夠用為判斷依據(jù)。解：先設(shè)能夠滿足分離要求，氣體出口濃度ya=0.001自塔86塔的1段塔的1段87塔頂出口濃度可以達到（2）若二股氣體事先混合好由塔底進入塔頂出口濃度可以達到（2）若二股氣體事先混合好由塔底進入88即，塔頂氣體出口濃度結(jié)論：組成不同的物料之間的混合對吸收是不利的。

在實際生產(chǎn)中，采取塔中間某處進料時，應(yīng)使得進料處的塔內(nèi)氣體組成等于此股氣體的組成。這樣分離效果最好，或達到預(yù)定分離要求，所需的填料層高度最小。即，塔頂氣體出口濃度結(jié)論：組成不同的物料之間的混合對吸收是不89

例1：一填料吸收塔吸收某低濃度混合氣體中可溶組分，現(xiàn)因故x2升高了，保持其他操作條件不變，則y2x1將如