化工原理 第五章 吸收課后習(xí)題及答案

第五章 吸收相組成的換算【5-1】 空氣和CO2的混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)為20%，求其摩爾分?jǐn)?shù)y和摩比Y各為多少？解 因摩爾分=體積分?jǐn)?shù)，y0.2摩爾分?jǐn)?shù)摩爾比 Y y

0.2

251y 10.2【5-220l00glgNH3,NH3c及摩爾X表示時，各為多少？解 摩爾分?jǐn)?shù)x 1/17 =01051/171018c20℃，溶液的密度用水的密度s溶液中NH3的量為 n1103/17kmol溶液的體積 V101103/998.2m3n 1103/17

998.2kg/m3代替。3溶液中NH的濃度c = =58kmom33V101103/998.2s或 cs

998.2x

010558kmom3M 18sNH3與水的摩爾比的計算1/17X100/18

0106或X

x0.0105

01061x 10.0105【5-3】進(jìn)入吸收器的混合氣體中，NH3的體積分?jǐn)?shù)為10%，吸收率為90%，求離開吸收器時NH3的組成，以摩爾比Y和摩爾分?jǐn)?shù)y表示。吸收率的定義為 被吸收的溶質(zhì)量 YY Y 1 212原料氣中溶質(zhì)量 Y Y1 1解 原料氣中NH3的摩爾分?jǐn)?shù)y0.1摩爾比

Y 1y1 1yy1

0.110.1吸收器出口混合氣中NH3的摩爾比為Y2

1011100111摩爾分?jǐn)?shù)

y 2Y2 1YY2

=0.011110.0111氣液相平衡【5-4】l00g水中溶解lgNH3

20NH3

的平衡分壓為798Pa。此稀溶液的氣液相平衡關(guān)系服從亨利定律，試求亨利系數(shù)E(單位為kPa)、溶解度系數(shù)H[單位為kmol/(m3kPa)]和相平衡常數(shù)m?？倝簽?00kPa。解 液相中NH3

的摩爾分?jǐn)?shù)x 1/17 0.01051/17100/18NH3

的平衡分壓 P798kPa亨利系數(shù) Ep0.798/0.010576n 1103/17NH3

的濃度 c 0.581V 101103/998.2溶解度系數(shù) Hc/p*0.581/0.7980.728kmol/(m3kPa)

的摩爾分?jǐn)?shù)x 1/17 01053 17100/18氣相的平衡摩爾分?jǐn)?shù) *pp79100相平衡常數(shù) my*

0.798

0.76x 1000.0105或 mE/p76/1000.76【5-521%，試求總壓為101.325kPa10℃時，1m3水10p*3.313106xp*為氧在氣相中的平衡分壓，單位為為溶液中氧的摩爾分?jǐn)?shù)解 總壓p101.325kPa空氣中O的壓力分?jǐn)?shù) p／p體積分?jǐn)?shù)0.212 A空氣中O的分壓 p*0.21101.325kPa2 A亨利系數(shù) E3.313106kPap*Ex計算A與氣相分壓pA

0.21101.325kPa相平衡的液相組成為p* 2110325xA 4216kmolOkmol溶液E 3.313106此為1kmol水溶液中最大可能溶解6.42106kmolO2因?yàn)槿芤汉芟。渲腥苜|(zhì)很少1kmol水溶液≈1kmol水=18kg水10℃，水的密度 故 kmol水溶≈1993水18即999.7

m3水中最大可能溶解6.42106kmol氧故 1m3水中最大可能溶解的氧量為6.42106999.73.57104kmolO18 23.57104321.14102kgO2

11.4gO2p*

cA計算H s

A999.7

H=1.676105m3kPaEM 3.31310618s1m3水中最大可能溶解的氧量為cp*H(0.21101.325)(1053.57104kmolO／m3 溶液A A 23.57104321.14102kgO2

11.4gO2【5-6】含NH31.5%-NH320℃下用水吸收其中的NH3總壓203kPaNH3在水中的溶解度服從亨利定律。在操作溫度下的亨利系數(shù)E80kPa氨水溶液的最大濃度，kmolNH／m3溶液。3解 氣相中NH3

的摩爾分?jǐn)?shù)y0.015總壓p203kPa，氣相中NH3

的分壓p*py2030.015kPaAp*Ex計算與氣相分壓p相平衡的液相中NH3的摩爾分?jǐn)?shù)為p* 2030.015xA 0.0381E 80NH水溶液的總濃度

c

998.2

kmol/m33 M 18s水溶液中NH3

的最大濃度 cA

cx998.2182.11kmolNH3

/m3溶液p*

cA計算E80kPa,H

A H 998.2s=

=0693kmol/(m3kPa)EM 8018scp*H(2030.0150.6932.11kmolNH/m3溶液A A 3【5-720℃，總壓為時，CO2m=1660為時，相平衡常數(shù)m20℃時的亨利系數(shù)E為多少M(fèi)Pa?解 相平衡常數(shù)m與總壓p成反比，p0.1MPa時 m'1MPa時m'

p=16600.1=166p' 1亨利系數(shù) Empm'p'166MPa33 【5-8】用清水吸收混合氣中的NH，進(jìn)入吸收塔的混合氣中，含NH吸收后混合氣中含NH的體積分?jǐn)?shù)為0.4，出口溶液的摩爾比為01kmolNHkmol33 3此物系的平衡關(guān)系為Y*0.76X。氣液逆流流動，試求塔頂、塔底的氣相傳質(zhì)推動力各為多少？解 已知y1

0.06，則Y1

y/y0.06/0.940.06381 1已知y2

0.004，則Y2

0.004/0.004=4.02103已知X1

0.012，則Y*0.760.0120.009121已知X2

0，則Y*02塔頂氣相推動力 Y2

YY*=4.021032 2塔底氣相推動力 YYY*0.06380.009120.05471 1 1【5-9】CO250kPaCO2濃度為0.01kmol/m3的水溶液和CO2濃度為的水溶液接觸。物系溫度均為25℃，氣液相平衡關(guān)系p*1.662105xkPa。試求上述兩種情況下兩相的推動力（分別以氣相分壓力差和液相濃度差表示，并說明C2在兩種情況下屬于吸收還是解吸。解 溫度t，水的密度為s

997kg/m3混合氣中CO2的分壓為p50kPas水溶液的總濃度c97s

kmol/m3水溶液M 18s以氣相分壓差表示的吸收推動力2①液相中COc2A

0.01kmolCO／m3水溶液20.01液相中CO2xcA/c997/18=1.805104與液相平衡的氣相平衡分壓為p*1.662105x1.6621051.80510430kPa氣相分壓差表示的推動力 ppp*503020kPa（吸收）②液相中CO2的濃度cA0.05kmol／m3水溶液0.05液相中CO2的摩爾分?jǐn)?shù)xcA/c997/189.0271040.05與液相平衡的氣相平衡分壓為p*1.662105x1.6621059.027104150kPa氣相分壓差表示的推動力pp*p15050100kPa（解吸）以液相濃度差表示的吸收推動力與氣相CO分壓p50kPa平衡的液相組成為2

p1.662105

501.662105平衡的液相濃度2①液相中CO的濃度c2A

0.01kmolCO2

/m3水溶液液相濃度差表示的推動力為cc*cA A

0.016660.010.00666kmol／m3

（吸收）2②液相中CO的濃度c0.05kmolCO/m3水溶液2A 2液相濃度差表示的推動力為ccA

c*0.050.016660.0333kmol/m3A

（解吸）吸收過程的速率【5-105-1025℃，在(25℃，總壓101.325kPa)l00mm速率，kmo(m2s)。解 25℃時水的飽和蒸氣壓為3.2895kPa5-2中查得，25℃，101.325kPa條件下，H2O在空氣中的分D0.256cm2/s0.256104m2/s。擴(kuò)散距離Z100mm0.1m，總壓p101.325kPa

習(xí)題5-10附圖水表面處的水汽分壓 pA1

3.2895kPa空氣分壓 pB1

ppA1

101.3253.289598.04kPa管上口處有大量干空氣流過，水汽分壓p 0A2空氣分壓pB2

101.325kPa空氣分壓的對數(shù)平均值為p Bm

p 3.2895 pB1 101.325 99.8kPa lnlnB2p

98.04水的汽化速率NDpp

pA RTZ pBm

A20.256104 101.325 3.28958.3142980.1 99.8

3.45107kmol

m2s【5-1】用教材圖5-1例5-4附圖41032kPa條件下，測定CCl448℃時，CCl4的飽和蒸氣壓為液體密度為1540kg/m3。垂直管中液面到上端管口的距離，實(shí)驗(yàn)開始為2cm3cm，CCl4的蒸發(fā)時間為1.556104s。試求48℃時，CCl4蒸氣在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)。解 計算48℃時CCl4蒸氣在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)，計算式為RTppppp

Z2Z202pMlnA已知CCl4液體密度1540kg/m3448℃時CClp37.6kPa4Ap101.325kPa，T27348321K開始Z0

2cm，終了Z3cmCCl4的蒸發(fā)時間1.556104sCCl4的摩爾質(zhì)量M154kg/kmol摩爾氣體常數(shù)R8.314kJ／(kmolK)已知數(shù)據(jù)代入計算式，得擴(kuò)散系數(shù)D0.0912cm2/s【5-12】用清水在吸收塔中吸收混合氣中的溶質(zhì)A，吸收塔某截面上，氣相主體中溶質(zhì)A5kPaA0.015k2.5105kmol/(m2s)，液膜傳質(zhì)系數(shù)kY

3.5103kmol/(m2s)。氣液平衡關(guān)系可用亨利定律表示，相平衡常數(shù)m0.7。總壓為101.325kPa。試求：(1)氣相總傳質(zhì)系數(shù)KY

，并分析吸收過程是氣膜控制還是液膜控制；(2)試求吸收塔該截面上溶質(zhì)A的傳質(zhì)速率N。A解 (1)氣相總傳質(zhì)系數(shù)K1 1 m 1 1 m 1 0.7 41042102K k k 2.5105 3.5103Y Y X4.02104K2.488105kmol/Y

m2s氣膜阻力1/kY

4104(m2s/kmol，液膜阻為x

2102(m2s)/kmol。Y1/kY1/KY

41044.02104

0.995，為氣膜控制。(2)傳質(zhì)速率NAp 5AYppAA

0.0519101.3255Xx015015Y*mX701520106x1 10.015NKA

YY*2.4881050.05190.01061.03106kmol/m2.s【5-13】根據(jù)pA

py，pi

pyi

及cA

cxi

，試將傳質(zhì)速率方程N(yùn)k(p

p)

cc

kyyk

xx的形式。k與k、k與k

有何關(guān)A G A i系。

L i A

A y i x i

y G x L解 NkpA G

pki

pypy=pki

yyki

yyi式中 ky

pkGNk

cc

k

cxcxck

xxk(xx)A L i A L i L i xi式中 kx

ckL吸收塔的計算【5-149%SO，其余視為惰性氣體。冷卻2SO95%100kPa，2每小時處理的爐氣量為100033100kPa時的體積流量氣比為最小值的1.2求每小時的用水量和出塔時水溶液組成。平衡關(guān)系數(shù)據(jù)為SO／kgSO100kg(HO17.5 5.0 2.5 1.5 1.0 0.5 0.20.12 2 2氣相中SO平衡分壓/kPa291.760.328.816.710.54.81.57 0.63解①最小液一-比L

YY

的計算 1 2G

X*Xmin 1 2y0.09,

y 0.091= =0.09891 1 1y1

10.090.95,Y2

)Y1

0.950.09890.00495吸收劑為水，X2

0p100kPa原料氣中SO分壓P

100099kPa2 1從平衡數(shù)據(jù)內(nèi)插，得液相平衡溶解度0.868/64

kgSO2100kgH2換算為摩爾比 X*1

100/18

2.44103最小液

L Y

0.09890.00495 1

2 38.5②用水量計算

G

X*Xmin 1 2

0.00244 L/G1.2L G

1.238.546.2 min已知爐氣流量 1000m3/h3℃100kPa)標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下理想氣體的摩爾體積為224m3/kmol27315101.325kPa)爐氣的摩爾流量為1000273.15

100 1

39.7kmol/h303.15101.32522.4惰性氣體流量 G3103kmol/h吸收用水量 L46.236.11668kmol/h1816683104kg/h③出塔水溶液的組成YY 0.09890.00495X1 2 2.031031 L/G 46.22【5-1520CO，2%摩爾分?jǐn)?shù)20CO2水溶液的亨利系數(shù)E144MPa。吸收劑21.2液L/GX1

(2)試求總壓改為時的L/G及X。1解 (1)總壓p時L/G及X1yY y

0.020.02041,Y0.001，X01 1y1

10.02 2 2mE/p144/0.11440L

YY 0.020410.001

1 2 1369G

Y/mX 0.02041/14400min 1 2L1.2L

1.213691643G G minXXGY00.020410.0011.1810-51 2 L 1 2

1643(2)p1MPaL/G及X1mE/p141144(L/

0.020410.001136.9min

0.02041/144L/G1.2(L/

min

1.2136.9164.30.020410.0011 164.3

1.181040.1MPa1MPa，溶液出口組成從1.18105增加到1.18104。【5-1699%2（摩爾分?jǐn)?shù)；入塔的煤油中含苯0.02（摩爾分?jǐn)?shù)。溶劑用量為最小用量的1.5操作溫度為50100kPa，相平衡關(guān)系為Y*0.36X，氣相總傳質(zhì)系數(shù)Ka0.015kmo(m3s)。入塔混合氣單位塔截面上的摩爾流量為0.015kmo(m2s)。試求填Y料塔的填料層高度，氣相總傳質(zhì)單元數(shù)用對數(shù)平均推動力法及吸收因數(shù)法的計算式計算。解 (1)氣相總傳質(zhì)單元高度H 計算OGG'入塔混合氣的流量

=0.015kmol(m2s)Ωy0.02,Ka0.015m3s1 Y惰性氣體流量

GG'1y01510200147kmol(m2s)Ω Ω 1H G 0014798mOG KaΩ 0.015Y氣相總傳質(zhì)單元數(shù)H 計算OGy 1y1 1y1

020204，回收率990.98YY=0.02040.99=2.041042 1x0.0002,X2

x0.00022①吸收因數(shù)法計算NOGX*0.05671 1L L

YY

0.02040.0002041.5 1.5

21.5 0.536GmG

G0.36

min

X*X1 2

0.05670.0002L 0.5361 mGYmX mGN ln1 1 2 OG 1mG L

YmX L2 2 1 ln0.6720.02040.360.00020.67210.672 0.0002040.360.0002 12②對數(shù)平均推動力法計算NOGL YY 1 2G XX1 2YYXX1 21 2 L/G0.00020.02040.0002040.536Y*mX1

0.360.03790.0136Y*mX2

0.360.00020.000072YY1

Y*0.02040.01366.81031YY2

Y*0.2041030.0721030.1321032YY 6.81030.132103Y 1 2 1.69103m Yln 1Y2

ln6.80.132YY 0.02040.000204N 1OG Ym

2 121.69103Z計算ZH NOGOG

0.981211.8m【5-17】混合氣含CO2體積分?jǐn)?shù)為10%，其余為空氣。在30℃、2MPa下用水吸收，使2CO的體積分?jǐn)?shù)降到0.5%，水溶液出口組成X6104（摩爾比。混合氣體處理量為212240m3/h（按標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，2715K,10132Pa，塔徑為1.5。亨利系數(shù)E188MPa，液相體積總傳質(zhì)系數(shù)KL

a50kmo(m3hkmol/m3)解 (1)用水量計算混合氣流量

0y0.Yy0.Y111Y00,Y0.0055.03103，X6104，X110.9220.9951222.4惰性氣體流量 GGy1000.190kmol／h1G(YY) 90(0.1110.00503)用水量 L

1 XX1 2

1.59104kmol/h61041.59104182.86105kg/h(2)填料層高度Z計算水溶液的總濃度

c/Ms

995.7/1855.3kmol/m3體積傳質(zhì)系數(shù) KX

acKa55.3502765kmol/(m3h)L液相總傳質(zhì)單元高度 HOL

L KaΩ

1.59104①對數(shù)平均推動力法計算N

XOL

2765

(1.5)24氣液相平衡常數(shù) mE18894p 2X*1.181031 1X*Y/m0.00503/945.351052 2XX*X1 1

1.181036104=5.8104XX*X2 2

5.3510505.35105X

XX1

581055.351052 =2.209104m X 58105lnX1 ln1液相總傳質(zhì)單元數(shù)

5.35105N

X 610402 2.72OL Xm

2.209104②吸收因數(shù)法計算NOLL1.591041.879mG 94901 LXX* LN ln1 2 1 OL 1L

mGXX*

mG1mG 1 ln1.879

101.18103

1.8792.7311.879 61041.18103 填料層高度 ZH NOL OL

3.262.738.9m【5-18】氣體混合物中溶質(zhì)的組成Y1

0.02（摩爾比液相平衡關(guān)系為Y*1.0X。試求下列3X1

與氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG

(利用教材中圖5-23)，并迸行比較，用推動力分析NOG

的改變。3種情況的溶質(zhì)回收率均為99%。L/G2.0；1.2；③入塔液體中含溶質(zhì)的組成X2

0001（摩爾比氣比G2。氣比

min

0.8，溶質(zhì)的回收率最大可達(dá)多少？解 (1)求X與N1 OG回收率0.99，Y1

0.02，相平衡常數(shù)m=1YY2

0.990.020.0002①X0，L／G2，L／mG22YmX2 YmX1

0.000200.015-23N0.020

7.8L YY 0.020.0002 1 2 2

X0.0099G XX1 2

X0 11② X0,1.22YmX2

0.01 5-23

17YmX OG1 21.20.020.0002

0165X0 11③ X1.22Y2Y1

0.00020.00012 5.031030.020.00012查圖5-23，得NOG

211.20.020.0002

X0.00010.020.00020.0166X0.0001 11

1.2計算結(jié)果比較：X2

相同，L/G減小時，操作線斜率減小，向平衡線靠近，推動力減小。為達(dá)到一定的溶質(zhì)回收率要求（即達(dá)到一定的Y要求，N 需要增大，同時X也增大了。2 OG 1L/GX2

增大，即操作線斜率相同，操作線向平衡線平行靠近，使推動力減小，NOG(2)

增大，同時X1

也增大了。(L/G)X0,(L/G)2

min

0.8

min8m

與氣體進(jìn)口組成達(dá)平衡時，溶質(zhì)的回收率為最大，即X*Y／m1L由物料衡算得

YY

YY

1 1YY() 1

21

21 2GminYY

X*X1 L

Y Y1X 1m 2 mL/G回收率

1 2 0.8Y mG 1

min0.8溶質(zhì)的回收率最大可達(dá)80%?！?-19880mm6m50mm瓷拉西環(huán)，2000m3（體積按101.33kPa計5%。用清水作吸收劑。塔頂送出的廢氣含丙酮摩爾分?jǐn)?shù)為0.263%含丙酮61.2g。根據(jù)上述測試數(shù)據(jù)計算氣相體積總傳質(zhì)系數(shù) Ka。操作條件下的平衡關(guān)系為YY*2.0X。上述情況下每小時可回收多少千克丙酮？若把填料層加高3可以多回收多少丙酮解 (1)計算體積總傳質(zhì)系數(shù)KaY先從已知數(shù)據(jù)求NOG相平衡常數(shù) my

0.05y0.05,Y1

11y1

0.0526,10.05y0.00263,Y2 X02

0.002631

00264l000g丙酮的摩爾質(zhì)量為58kg/kmol61.2/58X161.2)/18

0.0202傳質(zhì)單元數(shù)

YY YYN 1 2

2 OG

YY

YY*m 1 1 2 2YY*ln1 1YY*2 2 0.05260.00264 80.052620.02020.002640ln0.052620.0202 0.002640 N 也可用吸收因數(shù)法計算OGL YY 0.05260.00264 1 2 2.47G XX1 2

0.02020m

L2.471.24mG 2YY* 0.0026402 2 0.0502YY* 0.052601 25-23NOG或用計算式求出N

8mG

20.81OG L 2.471 mGYY* mGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYY* L2 2 1 ln0.810.052600.8110.81 0.002640 =8.03已知填料層高度Z6m，計算HOG

Z60.75N 8OG再從式H

G KaOG KaΩ YY惰性氣體流量G2000100)2000095m／h2010133kPa)理想氣體在273K101.325kPa時的摩爾體積為22.4m3/kmol在298K101.325kPa下的摩爾體積為29822.4

273

24.45m3/kmol20000.95G24.45

=77.7kmol/h，塔徑DT

0.88m塔截面積

Ω4

D2T

0.882608m24體積總傳質(zhì)系數(shù)G 77.7Ka Y HΩ 75OG

170kmol/(m3h)每小時丙酮回收量為GY=77.70.05260.002643.88kmol/h1 2583.88225kg/h填料層加高63OG

0.75則 N Z

9L1.24OG H2OG2

0.75 mG5-23

Y'023Y'0.023Y2

Y10.0230.05260.00121填料層Z9m時，丙酮的回收量為G(YY')77.70.05260.00121=3.99kmol/h1 2多回收丙酮 3.993.880.11kmol/h也可以如下計算G(Y2

Y')77.70.002640.001210.111kmol/h2【5-20】有一填料吸收塔，用清水吸收混合氣中的溶質(zhì)AA1%A90%。此時，水的流量為最小流量的1.5倍。平衡線的斜率m=l。試求：(1)氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG

；(2)若想使混合氣中溶質(zhì)A的吸收率為95%，仍用原塔操作，且假設(shè)不存在液泛，氣相總傳質(zhì)單元高度HOG

不受液體分?jǐn)?shù)。解 已知y1

0mX02yY y

0.010.0101，y1Y

(1-0.9)0.01010.001011 1y1

10.01 2 1(1)計算氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG L Y 1 2

YY 0.01010.001011 2 0.9G

min

X*X1

Y/mX1

0.0101/10L1.5L

1.50.91.35G G minL1.351.35mG 11 mGYmXmGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYmX2 2

L1 ln1111

10.010101.351.350.00101

14.641. 1. 1.35(2)要想使吸收率從90%提高到95%，可增大吸收劑用量填料層高度 ZH NOGOG對于已有的填料塔，其填料層高度已定，吸收劑用量改變不會改變HOG

。因此，N 不OG會改變，仍為NOG

4.64。新工況下，Y'2

1

1950101505104Y'2YmX

5.051042 0.050.01011 2用N 64與Y2mX205，從圖23查得OG YmX1 2L2.1，m=1,故L2.1mG G為了使吸收率從90%提高到95%，L／G需要從1.35增加到2.1，增加的百分?jǐn)?shù)為2.11.3510055.5%1.35【5-21CO2的組成為0.（摩爾比，余下氣體為惰性氣體，液一氣比為18，吸收率為95。操作溫度為2MPaCO25-13種情況的溶質(zhì)吸收率、吸收液（塔底排出液體）組成X1

、塔內(nèi)平均傳質(zhì)推動力Ym

，并與原有情況進(jìn)行比較：(1)0.0001（摩爾比）CO2水溶液；(2)3020℃；(3)30-180200。解 總壓p1

0.1(1)X2

0改為X'2

0.0001新工況的Y'計算2此時，HOG

GKY

不會改變，因填料層高度Z為一定值，所以NOG

Z不變。HOG原工況

1 mGYmXmGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYmX2 2

L新工況

1 mGYmX'mGN' ln1 1 2 OG 1mGL

LY'mX'2 2

L因 ，故YmX2YmX'

aN N'OG

1 1 2YmX Y'mX'2 2 2 2Y0.1,Y1

Y)0.1(10.95)0.0051X'2

0.0001查得30℃時CO2水溶液的E188MPamE/p188/294將上述數(shù)據(jù)代入式(a)0.100.0050

0.1940.0001Y'940.00012

Y'0.01392解得新工況的吸收率'1Y'/Y10139/0108612 1吸收液組成計算 已知L/G180原工況

GYYX

0.10.00500.0005281 L 1 2 2

180新工況 X'GY'X

0.1001390.00010005781 L 1 2 2

180平均傳質(zhì)推動力的計算方法①按原工況計算NOG 94/1800.5222N 1 ln0.52220.100.52224.84OG10.5222 0.0050 原工況

YY

0.10.005Ym

1 2NOG

4.84

0.0196因 N' NOG 新工況

4.84YY'

0.10.0139方法②

Y'm

1 2N'OG

4.84

0.0178原工況 YYY*Y

0.1940.0005280.050371 1 1 1 1Y=Y-Y*=

0.005-00.0052 2 2 2 2YY 0.050370.0051Y1m

21Y1Y2

1n0.050370.005

0.0196新工況 YYmX'0.1940.0005780.045671 1 2YY'mX'0.0139940.00010.00452 1 2YY 0.045670.00451Y'1m

Y1Y12

2 0.04567 0.01781n0.0045從上述計算結(jié)果可以看出：當(dāng)吸收劑組成 由X2

0X'0.0001時，1傳質(zhì)推動力 由Ym

0.0196降為Y'0.0178m溶質(zhì)吸收率 由0.95降為'0.861吸收液組成 由X1

0.000528X'0.0005781對現(xiàn)有吸收塔，吸收劑入塔組成增大，使傳質(zhì)推動力降低，而導(dǎo)致溶質(zhì)吸收率下降。如果不需要計算平均傳質(zhì)推動力的數(shù)值，而只需對比，則可如下計算。N' NOG OG新工況Y’

YY

/N

YY' 0.10.0139m1

2 OG

2 0.906原工Y YY

/N' Y

0.10.005m 1 2

OG 1 2(2) X2

0，操作溫度從30℃改為20℃查得20℃時CO2水溶液的E144MPamE/p144/272mG 72新工況的Y'計算2

0.4L 180原工況 NOG

4.84（前面已計算）1 mGYmXmG新工況 N' 1 1 2 OG 1mGL

LY'mX2 2

L1 0.6

0.10

0.420.6 Y'0 2因 N N' 4.84OG OG1 0.06 4.84

1nY'2

0.40.06 1nY2e2.904

0.42.9040.060.4Y'2Y'0.003362新工況的吸收率 '1Y'/Y10.00336/0.10.9662 1吸收液組成計算原工況 X1

0.000528()新工況 X' YY'G

0.10.0033600.0005361 L 1 2 2

180平均傳質(zhì)推動力計算原工況

YY

0.10.0050.0196（前面已計算）Y 1 2m NOG

4.84因 N'NoG oG

4.84Y1Y' 0.10.00336新工況 Y'm

2 0.02N' 4.84oG（即m減小傳質(zhì)推動力增大，導(dǎo)致溶質(zhì)的吸收率增大。(3) X2

030℃，m=94原工況 L/G180 mG／L94/1800.522新工況 L/G200 mG/L94/20047新工況的Y'計算2原工況 NOG

4.84（前面已計算）1 mGYmxmG新工況 N' ln1 1 2 OG 1mG L

LY'mX2 2

L因 N' NOG oG

4.844.84 1

0.10 10.47 0.47210.47 Y'0 2解得 Y'0.004232新工況的吸收率 '1Y'/Y110.00423/0.10.9582吸收液組成計算原工況 X1

0.000528(前已計算)G 0.10.00423新工況 X' Y')

00.0004791 2 1 2

200平均傳質(zhì)推動力計算YY 0.10.005原工況 Y'm

1 2NOG

4.84

0016）新工況 N' NOG oG

4.84YY' 0.10.00423Y'1 2 0.0198m N' 4.84OG從上述計算結(jié)果可知，對現(xiàn)有吸收塔，當(dāng)吸收劑用量增加，操作線斜率增大，傳質(zhì)推動力增大，導(dǎo)致溶質(zhì)的吸收率增大。11 OG 2【5-22】有一逆流操作的吸收塔，其塔徑及填料層高度各為一定值，用清水吸收某混合氣體中的溶質(zhì)。若混合氣體流量G，吸收劑清水流量L及操作溫度與壓力分別保持不變，而使進(jìn)口混合氣體中的溶質(zhì)組成Y增大試問氣相總傳質(zhì)單元數(shù)N 混合氣出口組成Y吸收液組成X及溶質(zhì)的吸收率η將如何變化？并畫出操作示意圖。11 OG 2解G Z①填料層高度Z已定，且氣象總傳質(zhì)單元高度HOG

KY

不變，故NOG

不變。HOG②物系一定，操作溫度及壓力不變，故氣液相平衡常數(shù)m一定，且G及L不變，故L/Gm一定。因NOG

L/Gm

的計算式5-23YmX22YmX221 22為一定值。且吸收劑為清水，故X=0，則Y為一定值。即隨著Y的增大，Y2

按一定比例2 Y 1 2125-22Y1增大到Y(jié)'21

增大到Y(jié)'.2L/GY1增大到Y(jié)'TBT‘B’1線。T‘B’線與水平的等Y’X'為新條件下的液相出口組成。即吸收液組成由1X1X'。1

Y' Y Y④由第②問的分析結(jié)果可知2Y'1

2=一定值，故吸收率12不變。Y Y1 1B'Y'1Y'2 T'BY1Y T2XX X'X1 125-22

解吸塔計算【5-23(摩爾質(zhì)量為113kg/kmol)與另一種不揮發(fā)性有機(jī)化合物（摩爾質(zhì)量為135kg/kmol）8%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)100101.325kPa（絕對壓力質(zhì)量分?jǐn)?shù)）以內(nèi)，水蒸氣用量為最小用量的2倍。氣液相平衡常數(shù)m=0.526，填料塔的液相總傳質(zhì)單元高度HOL填料層高度。

=0.5m。試求解吸塔的解 G XX 1 2L Y*Ymin 1 2

習(xí)題5-23附圖Y*mX1

0.5260.1040.0547G2G 20.1040.002393.72LL LL L

0.054700.511mG 0.05263.721 LXY/m LN 1 1 2 1

mGXY/m2 2

mG 1 1n1

0.104

0.5116.31

0.00239 ZH NOL

0.56.33.15m傳質(zhì)系數(shù)計算和吸收劑部分循環(huán)【5-24】現(xiàn)一逆流吸收填料塔，填料層高度為8m，用流量為100kmol/（㎡·h）的清水600N（㎡·h0.0（摩爾分?jǐn)?shù)，下同，實(shí)驗(yàn)測得出塔氣體中溶質(zhì)的吸收率為9關(guān)系為Y=2.8X。設(shè)吸收過程為氣膜控制。計算該填料的氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)；吸收過程中，將吸收后吸收液的50氨解（1）

y 0.05 1 1-y1

1-0.0595％時，y2=0.05（1－0.95）＝0.0025Yy20.00250.0025G＝600／22.4=26.8kmol/（㎡·h）L1003.73G 26.8

2 1-y2

1-0.0025吸收因數(shù) SmG

0.75L 3.73氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG1 Y-mX N ln1-SOG1-S

2SY-mX2 2N 1 0.750.0526-00.757.17OG1-0.75 0.0025-0 氣相總傳質(zhì)單元高度HOGH HOG NOG

87.17

1.12m氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)K

G 26.8