化工10化工原理吸收例題

1、 (12)雙雙組分氣體（組分氣體（A、B）定常單向擴(kuò)散，則）定常單向擴(kuò)散，則 JA JB ；NA NB 。（大于、小于、等于）。（大于、小于、等于）等于，大于等于，大于 (12)常常壓吸收，壓吸收，T及及V、L不變，壓力增大，可使不變，壓力增大，可使m , 傳質(zhì)傳質(zhì)推動(dòng)力推動(dòng)力 (增大，減小，不變增大，減小，不變)。 減小、增大減小、增大 (12)非液膜控制，氣量越大，則非液膜控制，氣量越大，則Ky，HOG。 越大；越大越大；越大 (12) 低低濃度氣膜控制逆流吸收，其它條件不變，而濃度氣膜控制逆流吸收，其它條件不變，而X2，則，則NOG ; HOG ; Y2 ; X X1 1 ； （A 增加

2、、增加、B 減少、減少、C 不變、不變、D 不定）不定） HOG不變，故NOG也不變；推力故Y2 X X1 1不變AmXYmXYAANOL11211ln11(12)已知：已知：Y1=0.03，Y2=0.003，LS=VB=100kmol/h，X2=0 求：求：X1；畫出操作線示意圖，并標(biāo)明斜率；畫出操作線示意圖，并標(biāo)明斜率Y1Y2X1X2VBVBLSLSLS=LS/2YX0.030.0030.027X2=0上上下下解：解：Ls(X1-X2)=VB(Y1-Y2)X1=X2+(Y1-Y2)VB/LS=0.027見圖見圖next12pA1=p020水水習(xí)題5)p(pRTzpDPNAABmA21空氣空

3、氣pB2=0， pA2=101.33kPa水水/1023MSNSAy1y2x2x1x1y2 (12)低低濃度逆流吸收，若其它條件不變，僅濃度逆流吸收，若其它條件不變，僅V，則：，則： HOG ；NOG ；Y2 ；X1 ；溶質(zhì)回收率；溶質(zhì)回收率 。增；減；增；增；減。增；減；增；增；減。YOGKVH 故故NOG由圖可知由圖可知S和和NOG均使均使 ，故，故Y2必增必增大大 塔內(nèi)塔內(nèi)Y=Y-Y* X1必增加。必增加。 2221mXYmXY問題：塔上部問題：塔上部Y，塔下部，塔下部Y。溶質(zhì)吸收量是否一定增加溶質(zhì)吸收量是否一定增加。 y1y2x2x1y2Y2,VB，是否，是否X1圖解反推，圖解反推，假

4、設(shè)假設(shè)X1不變，不變，與推動(dòng)力與推動(dòng)力矛盾矛盾)()(2121XXLYYVsB且且 (12) 逆逆流吸收塔，設(shè)備無窮高，流吸收塔，設(shè)備無窮高，入塔入塔Y1 = 8% （體積），（體積），X2=0，平衡關(guān)系平衡關(guān)系Y=2X。試問。試問: . 若液氣比為若液氣比為2.5時(shí)，時(shí)， 吸收率吸收率= _% . 若液氣比為若液氣比為1.5 時(shí)，時(shí)， 吸收率吸收率=_% 100next (12) S=0.5，y*=mx，逆流，逆流，H=。試比較：。試比較：yb yb*，ya ya*；若系統(tǒng)壓力減少一倍，而若系統(tǒng)壓力減少一倍，而L，V，yb，xa均不變，則均不變，則yb yb*。 A. 大于；大于；B. 小于

5、；小于；C. 等于等于ACCy1x1*x275ybxb*xayb*xbya* （12）逆逆流吸收，其它條件不變，而流吸收，其它條件不變，而y1，則，則NOL ，y2 ，x1 。 （增大，減小，不變）（增大，減小，不變）L，V，m不變不變HOL不變不變 NOL不變。不變。推動(dòng)力推動(dòng)力 x1next同理同理NOG不變不變 不變不變 ，y2，*22*21yyyyAYYYYAANOL11211ln11aKLHXSOL (12)已知：逆流吸收塔已知：逆流吸收塔V0.5kmol/s，y1=0.05，y2=0.005(摩摩爾分率爾分率)，塔徑為，塔徑為0.8m，Kya0.85kmol/(m3s)，x2=0，

6、采用，采用液氣比液氣比L/V1.5(L/V)min，平衡關(guān)系，平衡關(guān)系y=1.5x。 試求：試求：(1)x1； (2)填料高填料高h(yuǎn)； (3)若填料增加若填料增加2米，則回收率為多少？米，則回收率為多少？ （2）(1)解：解：next0225. 05 . 15 . 112*1212121minxxxyyxxyyVLVLor35. 105 . 105. 0005. 005. 0minVL235. 15 . 1VL0225. 0)005. 005. 0(1LVxmaKVHyOG17. 18 . 0485. 05 . 02（3）h=5.52+2=7.52m NOG=h/HOG=6.427 NOG4.

7、72 m h=1.174.72=5.52 m得得y2=0.00295 )1ln(112221SmxymxySSNOG75. 025 . 1LmVS75. 005. 0)75. 01ln(75. 01142. 62y%1 .9405. 000295. 005. 0121yyyA (12)逆逆流吸收，流吸收，X2=0，y1=0.01(摩爾分率摩爾分率) 回收率回收率 A =0.9。平衡。平衡 關(guān)系：關(guān)系：y=2x，且知，且知L/V=1.2(L/V)min，HOG=0.9米。試米。試 求：求： 填料層高。填料層高。 因解吸不良導(dǎo)致因解吸不良導(dǎo)致x2=0.0005，其它入塔條件不變，其它入塔條件不變，

8、 A =？ 在在yx圖定性畫出原、新工況下的操作線與平衡線示意圖。圖定性畫出原、新工況下的操作線與平衡線示意圖。x2=0又又S=mV/L=2/2.16=0.926H=HOGNOG=0.96.9=6.21 m解：此題屬低濃度吸收解：此題屬低濃度吸收AmmyyyxxyyVL1212*121minL/V=1.220.9=2.169 . 6926. 09 . 01926. 01ln)926. 01 (1)1 ()1 (ln)1 (1)1 (ln)1 (121SSSSyySSNAOGnext解知解知:y2=0.0019 A=(y1-y2)/y1=(0.01-0.0019)/0.01=0.81 見圖見圖H

9、, HOG都不變都不變,新工況新工況NOG=NOG y1y2x1x2y2x1x29 . 6926. 0)926. 01 (ln)926. 01 (12221mxymxyNOGnext解：解：(1) m=290.94+170.06=28.28 V=580/28.28=20.51 kmol/(m2h) VB=20.51(1-0.06)=19.28 kmol/(m2h) LS=770/18=42.78kmol/(m2h) y1=0.06 Y1=y1/(1-y1)=0.0638 Y2=Y1(1-0.99)=6.3810-4 VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2) X2=0 X1=0.0285 next

10、 (12)一逆流吸收塔，米高，一逆流吸收塔，米高，P=1atm，T=20。用清水吸收空氣。用清水吸收空氣氨混合氣中的氨，氣體質(zhì)量速度氨混合氣中的氨，氣體質(zhì)量速度580kg/(m2h)，含氨，含氨(體積體積)，吸收率為，水質(zhì)量速度為吸收率為，水質(zhì)量速度為770kg/(m2h)。平衡關(guān)系為。平衡關(guān)系為Y=0.755X。試求：（）。試求：（）X1； （）（）Ym； （）（）OG； （）若（）若GaG0.8，試估算：，試估算：當(dāng)當(dāng)P和和G都增大一倍時(shí)，保持原吸收率，在塔徑和水量不變的情況下，都增大一倍時(shí)，保持原吸收率，在塔徑和水量不變的情況下，填料層高為多少？填料層高為多少？ (2) Y =0.755

11、X Y1*=0.7550.0285=0.0215 009933. 00000638. 00215. 00638. 0ln)0000638. 0()0215. 00638. 0(mY472. 036. 6336. 6009933. 0000638. 00638. 021OGmOGHYYYN(4)P和和G都增加一倍，即都增加一倍，即m減小一倍而減小一倍而V增大一倍，故增大一倍，故S不變，由不變，由 可知可知OG不變不變 GBYBOGPKVKVH574. 0)21(8 . 08 . 021211211122212BBBBBGGBOGOGVVPPVVVKPKPVHHmZZZ72. 13574. 057

12、4. 0212(3)nextSYYYYSSNOG22211ln11next（12）并流，塔高無窮大，如用板式塔理論板數(shù)為并流，塔高無窮大，如用板式塔理論板數(shù)為 。1 （12）逆逆流液膜控制解吸，若氣液入口組成及溫度、壓力均不變，流液膜控制解吸，若氣液入口組成及溫度、壓力均不變，V與與L同比例減少，則同比例減少，則Y2_, X1_溶質(zhì)解吸率溶質(zhì)解吸率 _。V0(Y2-Y1)=LS(X2-X1)增加，減少增加，減少,增加增加121121XXmXYmXYNKLHOLXOL解吸率=212XXX AYYYYAANOL11211ln11 (12) 逆流吸收，已知逆流吸收，已知 y1=0.05, ,y2=0

13、.005, x2=0, ,V=30kmol/s, ,D=1m,z=4m, , y=2x, L/V=1.5(L/V)min，試求：，試求： （1）x1；（；（2）Ky；（；（3）塔高）塔高2米處的氣相濃度；米處的氣相濃度；（4）塔無限高時(shí)的吸收率；（）塔無限高時(shí)的吸收率；（5）如用板式塔，求理論板數(shù)。）如用板式塔，求理論板數(shù)。解：解：(1)0167. 05 . 15 . 15 . 11*112*2121211myxxxxyyxxyy64. 474. 00005. 0005. 0)74. 01ln(74. 01174. 07 . 227 . 22121OGNLmVSxxyyVL13233.4414

14、862. 030862. 064. 44smkmolHVKHOGyOG（2）next（4）S1，在塔頂氣液達(dá)平衡，在塔頂氣液達(dá)平衡，x2=0，y2*=mx2=0%1001*21yyyA（5）421TNNyyAT（3）設(shè)所求為）設(shè)所求為y，按上段計(jì)算，按上段計(jì)算02. 074. 0005. 0)74. 01 (ln74. 011)1 (ln1132. 2264. 422yySyySSNNOGOGy2my1y2x1x24m y E y1 x2 x1 x nexty2y2*x2問題：問題：塔無限高，回收率是否一定塔無限高，回收率是否一定100%25120106.4KPa101.3KPa脫苯煤氣脫苯煤

15、氣含苯含苯煤氣煤氣y1=0.02貧吸貧吸收油收油富吸富吸收油收油水蒸氣水蒸氣 y0=0含苯水蒸氣含苯水蒸氣x2=0.005 （12） V=1100m3/h， A=0.95，吸收：吸收：L/V=2(L/V)min。解吸：解吸： V/L=2(V/L)min。苯蒸氣壓苯蒸氣壓 25時(shí)為時(shí)為12KPa， 120時(shí)為時(shí)為320KPa，試求：，試求： 吸收劑及解吸蒸汽量。吸收劑及解吸蒸汽量。 設(shè)理想物系設(shè)理想物系解：解：hkmolV/24.473 .1012984 .224 .1062731100y2=y1(1- A)=0.001113. 04 .1061200ppmxppyhkmolVLVLxxyyVL

16、/39.1022. 022. 011. 02*121minx1next或直接用理想氣體方程或直接用理想氣體方程25120106.4KPa101.3KPa脫苯煤氣脫苯煤氣含苯含苯煤氣煤氣y1=0.02貧吸貧吸收油收油富吸富吸收油收油水蒸氣水蒸氣 y0=0含苯水蒸氣含苯水蒸氣x2=0.005 y E y2* y2 y1 x1 x2 x x1V(y1-y2)=L(x1-x2) x1=0.0914解吸平衡常數(shù)解吸平衡常數(shù) m=320/101.3=3.16299. 000914. 016. 3005. 00914. 01*212minyyxxLV598. 0299. 02LVhkmolLVLV/2 .

17、6next ( (1212) ) 一一逆流填料塔，吸收煤氣中的逆流填料塔，吸收煤氣中的H H2 2S S，原工況，原工況y y1 1=0.016=0.016，x x2 2=0=0，L/V=1.4 (L/V)L/V=1.4 (L/V)minmin，吸收率為，吸收率為98%98%，現(xiàn)工藝改變，現(xiàn)工藝改變:y:y1 1=0.011=0.011，V V提高提高了了18%18%，而其它操作條件均不變，平衡關(guān)系可用，而其它操作條件均不變，平衡關(guān)系可用y=mxy=mx表示，表示，KyGKyG0.70.7。試求：。試求：(1)(1)新工況下該塔的吸收率；新工況下該塔的吸收率；(2)(2)若維持回收率仍為若維持

18、回收率仍為98%98%，則新工況下填料層高為多少？，則新工況下填料層高為多少？解：解：(1) (1) y2=y1(1- A)=0.016(1-0.98)=0.00032 (L/V)min=(y1-y2)/(x1*-x2)=(y1-y2)/(y1/m)=m A(L/V)=1.4 m A原工況下原工況下 s=mV/L=m/(1.4 m A)=1/(1.40.98)=0.7383. 973. 098. 0173. 01ln73. 01111ln11sssNAOG由題意知新工況下由題意知新工況下Z不變，不變，V=1.18Vnext Ky=1.180.7Ky=1.123 Ky所以所以 NOG=9.831

19、.123/1.18=9.3695. 086. 0186. 01ln86. 011)1ln(1136. 912AAsyyss(2)新工況下，回收率仍為新工況下，回收率仍為98%73.1486. 098. 0186. 01ln86. 01111ln11 sssNAOGOGyyOGOGHKVKVKVNHZy48.1548.1573.14123.118.173.14 next83. 9OGyOGOGyOGOGNaKVNHaKVNHZ86. 018. 1ssVVLmVLmVss6 . 183. 948.15OGOGHHZZ第二章小結(jié)第二章小結(jié)二相平衡關(guān)系二相平衡關(guān)系nextPEmEMHETSS，AAAAAAmxyExpHcp/亨利定律亨利定律一概念一概念 吸收推動(dòng)力（總的、氣相、液相）吸收推動(dòng)力（總的、氣相、液相） 吸收阻力（總的、氣相、液相）及影響因素吸收阻力（總的、氣相、液相）及影響因素 H HOGOG、N NOGOG及影響因素及影響因素 、（分子、渦流、單向、雙向）、（分子、渦流、單向、雙向）擴(kuò)散、擴(kuò)散、 對流傳質(zhì)、雙膜理論對流傳質(zhì)、雙膜理論A2121minXXYYVLBs 三吸