氣體吸收（化工原理）習(xí)題及答案

氣體吸收（化工原理）習(xí)題及答案

氣液平衡

1.在常壓、室溫條件下，含溶質(zhì)的混合氣的中，溶質(zhì)的體積分率為10%,求混合氣體中溶

質(zhì)的摩爾分率和摩爾比各為多少？

解：

當(dāng)壓力不太高，溫度不太低時(shí)，體積分率等于分摩爾分率，即

y=0.10

根據(jù)丫=工，所以丫=必-=0.11

1-y1-0.1

2.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入純的CO2氣體，經(jīng)充分接觸后，測(cè)得水中的C02平衡

濃度為2.875Xl（rtmol/in3,鼓泡器內(nèi)總壓為101.3kPa,水溫30℃,溶液密度為1000kg/m3。

試求亨利系數(shù)E、溶解度系數(shù)H及相平衡常數(shù)瞑

解：

杳得30℃,水的p,=4.2kPa

p\=p—Ps=101.3-4.2=97.IkPa

稀溶液：cxJ歐=55.56kmol/m'

Ms18

_2.875xIQ-2

=5.17x10

55.56

E==-971=I.876X105kPa

%5.17xl0-4

H=4=2575X1°'=296xl0-4kmoI/(kPa.m3)

月97.1

E1.876X1Q5

m=-=1854

P101.3

3.在壓力為101.3kPa,溫度30℃下，含CO?20%（體積分率）空氣一CO2混合氣與水充分

接觸，試求液相中C02的摩爾濃度、摩爾分率及摩爾比。

解：

查得30省下C02在水中的亨利系數(shù)E為1.88X105kPa

C02為難溶于水的氣體，故溶液為稀溶液

口_Ps_1000

n------=---------：----=2.96x104kmol/(m3kPa)

5

EMS1.88X10X18

p\=yp=0.20x101.33=20.3kPa

35

c；=HpA=2.96x10x20.3=6.01x10knx)Vm

E1.88xl05

m=—=--------=1852

p1013

0.20

y_=1.08x10-4

m1852

X=J^=1.08x10-^Q8x10.4

1-x1-1.08x1O-4

4.在壓力為505kPa,溫度25℃下，含C0220%(體積分率)空氣一CO2混合氣，通入盛

有In?水的2d密閉貯槽，當(dāng)混合氣通入量為1n?時(shí)停止進(jìn)氣。經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間后，將全部水

溶液移至膨脹床中，并減壓至20kPa,設(shè)CO2大部分放出，求能最多獲得C02多少kg?0

解：

設(shè)操作溫度為25℃,CO,在水中的平衡關(guān)系服從亨利定律，亨利系數(shù)￡為1.66乂1()5|^,。

解：

P：=&⑴

p；=1.66x105x

氣相失去的co?摩爾數(shù)=液相獲得的co?摩爾數(shù)

(PA-P；)匕=”

RTL

(0.2x505-PA)X1_1000

-X1XJC

8.314x29818

0.0408-4.04xlO-4/?^=55.56x(2)

(1)與(2)解得：x=3.33xl0-4

、「4匚E1.66X105mi

減壓后：m=—=--------=8300

p20

A_L

==1.2xl()T

m8300

W/44

稀溶液:xxX

1000/18

W=2444x

IV=2444x3.33x10^=0.81kg

叱二2444x1.2x10"=0.29kg

AW=0.81-0.29=0.52kg

5.用清水逆流吸收混合氣中的氨，進(jìn)入常壓吸收塔的氣體含氨6%（體積），氨的吸收率為

93.3%,溶液出口濃度為0.012（摩爾比），操作條件下相平衡關(guān)系為Y*=2.52X。試用氣

相摩爾比表示塔頂和塔底處吸收的推動(dòng)力c

解：

X二工一=—■—=0.064Y：=2.52X,=2.52x0.012=0.03024

11-y,1-0.0611

Y2=Y）。一神=0.064（1-0.933）=0.00429Y*=2.52X2=2.52x0=0

塔頂：AY2=七一以=000429=0.00429

塔底：AK；=匕一匕"=0.064-0.03024=0.034

6.在總壓101.3kPa,溫度30℃的條件下,SO2摩爾分率為0.3的混合氣體與SO2摩爾分率為

0.01的水溶液相接觸，試問(wèn)：

（1）從液相分析SO2的傳質(zhì)方向；

（2）從氣相分析，其他條件不變，溫度降到0℃時(shí)SO2的傳質(zhì)方向；

（3）其他條件不變，從氣相分析，總壓提高到202.6kPa時(shí)SO2的傳質(zhì)方向，并計(jì)算以液

相摩爾分率差及氣相摩爾率差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力。

解：（1）查得在總壓101.3kPa,溫度30c條件下SO2在水中的亨利系數(shù)E=4850kPa

從液相分析

\，03

/=2==0.00627<x=0.0l

m47.88

故SO2必然從液相轉(zhuǎn)移到氣相，進(jìn)行解吸過(guò)程。

(2)查得在總壓101.3kPa,溫度0℃的條件下，SO2在水中的亨利系數(shù)E=1670kPa

===16.49

p101.3

從氣相分析

y*=mx=\6.49X0.01=0.16<y=0.3

故SO2必然從氣相轉(zhuǎn)移到液相，進(jìn)行吸收過(guò)程。

(3)在總壓202.6kPa,溫度30℃條件下，SO2在水中的亨利系數(shù)E=4850kPa

E4850

tn=—=-----=23.94

p202.6

從氣相分析

y"=/nx=23.94X0.01=0.24<y=0.3

故SO2必然從氣相轉(zhuǎn)移到液相，進(jìn)行吸收過(guò)程。

x*=^v-=-0^3-=0.0125

m23.94

以液相摩爾分?jǐn)?shù)表示的吸收推動(dòng)力為：

AX=X*-A-=0.0I25-0.01=0.0025

以氣相摩爾分?jǐn)?shù)表示的吸收推動(dòng)力為：

Ay=y-/=0.3-0.24=0.06

擴(kuò)散與單相傳質(zhì)

7.在溫度為20℃、總壓為101.3kPa的條件下，SO2與空氣混合氣緩慢地沿著某堿溶液的液

面流過(guò)，空氣不溶于該溶液。SO2透過(guò)1mm厚的靜止空氣層擴(kuò)散到溶液中，混合氣體中SO2

的摩爾分率為0.2,SO?到達(dá)溶液液面上立即被吸收，故相界面上SO2的濃度可忽略不計(jì)。

已知溫度20℃時(shí)，SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)為0.18cm2/s。試求SO2的傳質(zhì)速率為多少？

解：SO2通過(guò)靜止空氣層擴(kuò)散到溶液液面屬單向擴(kuò)散，已知：SO2在空氣中的擴(kuò)散系數(shù)

0=0.18cm2/s=1.8X105m2/s

擴(kuò)散距離z=lmm=0.001m,氣相總壓p=101.3kPa

氣相主體中溶質(zhì)SO2的分壓PAI二p?i=101.3X0.2=20.26kPa

氣液界面上SO2的分壓/>A2=0

所以，氣相主體中空氣（惰性組分）的分壓PBI=〃一〃AI=101.3—20.26=81.04kPa

氣液界面上的空氣（悟性組分）的分壓pn2=p—PA2=1OL3—0=101.3kPa

空氣在氣相主體和界面上分壓的對(duì)數(shù)平均值為：

一“B2一〃BI_101-3-81.04

=90.8kPa

〃s.101.3

In上叫In-----

in

n81.04

“Bl

Dp、

NA=---------(PAI-PA2)

RTzpem

1.8x10-5101.3

(20.26-0)

8.314x293x0.00190.8

=1.67X10-4kmol/(m2?s)

8.在總壓為lOOkPa、溫度為30℃時(shí)，用清水吸收混合氣體中的氨，氣相傳質(zhì)系數(shù)標(biāo)=3.84

X10'6kmol/（m2?s?kPa）,液相傳質(zhì)系數(shù)h=L83X10'm/s,假設(shè)此操作條件下的平衡關(guān)

系服從亨利定律，測(cè)得液相溶質(zhì)摩爾分率為0.05,其氣相平衡分壓為6.7kPa。求當(dāng)塔內(nèi)某截

面上氣、液組成分別為尸0.05,x=0.01時(shí)

（1）以（-〃；）、（。；一0A）表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力及相應(yīng)的傳質(zhì)速率、總傳質(zhì)系數(shù)；

（2）分析該過(guò)程的控制因素。

解：（1）根據(jù)亨利定律￡：=以"=2工=134kPa

x0.05

p134

相平衡常數(shù)m=—=W=134

p100

溶解度常數(shù)H=-1000=0.4146

EMs134x18

以氣相分壓差（-〃；）表示總推動(dòng)力時(shí):

pA-p*=100X0.05-134X0.0l=3.66kPa

111|1

—=----+—=--------'--------+----'--=13180+260417=273597

-4-6

KGHkLkG0.4146xl.83xl03.86xl0

2

KG=3.66X10Y>kmol/(m?s,kPa)

NR=勺⑺八-p；)=3.66X10/X3.66=1.34X105kmol/(m2?s)

以(c；-CA)表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力時(shí)：

0.013,

c=----------------------=0.56kmol/m-

“A0.99x18/1000

cA-cA=0.4146X100X0.05-0.56=1.513kmol/m

NA=(C；-CA)=8.8X10"x1.513=1.3314義io'kmol/(m2,s)

（2）與（PA—P*A）表示的傳質(zhì)總推動(dòng)力相應(yīng)的傳質(zhì)阻力為273597（m2?s-kPa）/kmol；

其中氣相阻力為」-=13180m2?s,kPa/kmol；

2G

液相阻力一--=260417m2?s?kPa/kmol；

%

氣相阻力占總阻力的百分?jǐn)?shù)為陋？xl00%=95.2%。

273597

故該傳質(zhì)過(guò)程為氣膜控制過(guò)程。

9.若吸收系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在計(jì)算范圍為直線，界面上氣液兩相平衡，推導(dǎo)出

KL與此、kG的關(guān)系。

解：因吸收系統(tǒng)服從亨利定律或平衡關(guān)系在計(jì)算范圍為直線

C*A=HpK

界面上氣液兩相平衡cAi=Hp,7的關(guān)系式

由NA=KL（C；-C\）得

=(CA-CA)(1)

KL

由必=自5-。可）得

刈=%培-智）

H

NA(2)

由NA=心?入一，A）得

(3)

（2）式+（3）式，并與（1）式比較得

吸收過(guò)程設(shè)計(jì)型計(jì)算

10.用20℃的清水逆流吸收氨一空氣混合氣中的氨，已知混合氣體總壓為101.3kPa,其中

氨的分壓為1.0133kPa,要求混合氣體處理量為773nf7h,水吸收混合色中氨的吸收率為99%。

在操作條件下物系的平衡關(guān)系為F=0.757X,若吸收劑用量為最小用的2倍，試求（1）

塔內(nèi)每小時(shí)所需清水的量為多少kg?（1）塔底液相濃度（用摩爾分率表示）。

解:

1.0133

(1)X啜1013-1.01330.01

元=耳(1一,)=0.01(1-0.99)=1x10

昨費(fèi)券D=3L8km°l/h

工7；31.8(0.01—0.0001)

23.8kmol/h

4"V黑一。

x；-x2

實(shí)際吸收劑用量L=2Lmin=2X23.8=47.6kmol/h

=856.8kg/h

⑵X=X2+八力%）心0+31.8（0.01-0.0001）:00066

47.6

11.在一填料吸收塔內(nèi)，用清水逆流吸收混合氣體中的有害組分A,已知進(jìn)塔混合氣體中組

分A的濃度為0.04（摩爾分率，下同），出塔尾氣中A的濃度為0.005,出塔水溶液中組分

A的濃度為0.012,操作條件下氣液平衡關(guān)系為廣=2.5X。試求操作液氣比是最小液氣比

的倍數(shù)？

解：

0.04

X=0.0417

If1-0.04

0005=0.005

k意1-0.005

0012=0.0121

X[二

1-x,1-0.012

(八Y-Yy-K,隆、..0.005

]2=丁1=硯一寸)=2.5Z。1-時(shí))x

m

=2.2

LY-Y0.0417-0.005…

i2-------------=3.03

Vx「x0.0121-0

答…8

12.用SO2含量為L(zhǎng)IX10弋摩爾分率）的水溶液吸收含so2為0.09（摩爾分率）的混合氣中

的SO?。已知進(jìn)塔吸收劑流量為37800kg/h,混合氣流量為100kmol/h,要求SO2的吸收率

為80%。在吸收操作條件下，系統(tǒng)的平衡關(guān)系為廣=17.8X,求氣相總傳質(zhì)單元數(shù)。

37R00

解:吸收劑流量L="=2100kmol/h

18

黑r。099

X=X(1—〃)=0.099(1-0.8)=0.0198

惰性氣體流量V=100(1-x)=100(1-0.09)=91klm1/h

X,=X2+上(工一匕)=l.lxlO一91

d-(-0--.-0-9--9-0.0198)=4.53x103

L2100

△x二工一匕=0.099-17.8X4.53xIO-3=0.0184

34

AK=Y2-Y*=0.0198-17.8x1.1x10-=2.2x10

△X一軌_0.0184-2.2xl0-4

\Y=4.1x10

m?0.0184

in些In

2.2x104

工一匕0.099-0.0198

N°G19.3

△工4.1x10-3

12.空氣中含丙酮2%(體積百分?jǐn)?shù))的混合氣以0.024kmol/m2?s的流速進(jìn)入一填料塔，

今用流速為0.065kmol/m2、的清水逆流吸收混合氣中的丙酮，要求丙酮的回收率為98.8%.

已知操作壓力為100kPa,操作溫度下的亨利系數(shù)為177kPa,氣相總體積吸收系數(shù)為0.0231

kmol/m3-s,試用解吸因數(shù)法求填料層高度。

解

2

已知y.=---------=0.0204y==00208

1100-2'r7=T^

匕=X(1_")=0.0208(1-0.988)=0.000250

X2=0

E177…

tn=———=1.77

P100

V

因此時(shí)為低濃度吸收，故—?0.024kmol/m2?

C

1.77x0.024八―

s=H-----------=0.654

L0.065

Y-mX

}2--=83.3

Y27nx2y21-71-0.988

1ln[(l-0.654)x83.3+0.654]

1-0.654

=11.0

%也可由S=0.654和X-*=83.3,查圖5-25得到/VOG=9.78

0G0G

Y2-mX2

上

KYaQ0.0231

所以Z=NOG-HOG=9.78XI.04=10.17m

14.在逆流吸收的填料吸收塔中，用清水吸收空氣?氨混合氣中的氨，氣相流率為

0.65kg/(m2-S)o操作液氣比為最小液氣比的1.6倍，平衡關(guān)系為/=0.92x,氣相總傳

3

質(zhì)系數(shù)Kya為0.043kmol/(m,S)。試求：

（1）吸收率由95%提高到99%,填料層高度的變化。

（2）吸收率由95%提高到99%,吸收劑用量之比為多少?

解：（1）吸收率為95%時(shí):

F=0.65/29=0.0224kmol/(m2?S)

?V0.0224…1

“OG=---=----------=0.52Im

°。Kva0.043

=w77=0.92x0.95=0.874

X；-X2Y2/ni

A=1,6AL

=1.6x0.874=1.398

Vmin

￡=0.0224X1.398=0.0313kmol/(m2?S)

=0.658

L1.398

N"安念+s

0r\-s

N“=---In(1-0.658)---+0.658=5.89

001-0.6581-0.95

Z=NOCHOC=5.89x0.521=3.Im

吸收率為99%時(shí):

HOG="匕=0=0.52"

0GKaO.(M3

丫

X—=mf]=0.92x0.99=0.911

憶X；-X2Y,z/m

)=LVmin=1.6x0.911=1.457

L=0.0224X1.457=0.0326kmol/(m2?S)

S工*0.631

L1.457

bl

NOG=-…)B+s

1-5

NOG-----------In(1-0.631)+0.631=9.82

1-0.6311-0.99

Z=NOG?H0c=9.82X0.521=5.1m

Z5.11

1.65

Z3.1

(2)￡=0.0224X1.398=0.0313kinol/(m2?S)

L=0.0224X1.457=0.0326kmol/(m2?S)

L0.0326I?

——=---------=1.04

L().0313

15.用純?nèi)軇┰谔盍纤?nèi)逆流吸收混合氣體中的某溶質(zhì)組分，已知吸收操作液氣比為最小液

氣比的倍數(shù)為S,溶質(zhì)A的吸收率為"，氣液相平衡常數(shù)小試推導(dǎo)出:

吸收操作液氣比人與乙、￡及加之間的關(guān)系；

(1)

(2)當(dāng)傳質(zhì)單元高度%及吸收因數(shù)A一定時(shí)，填料層高度Z與吸收率〃之間的關(guān)系?

解:(1)

X；-X2Y2/m

L(L

=Pqtn

Vmin

(2)=心.%=九

2（工噌）—（、咽）

VVnY

%工相乂

7=H-1n

OG；

y-mXx-Y2i_吧y2

L

In

I-"

^OG

In—

~mVfnV1-7

1-----

L~L

吸收過(guò)程的操作型計(jì)算

16.在一填料塔中用清水吸收氨一空氣中的低濃氨氣，若清水量適量加大，其余操作條件不

變，則丫2、如何變化？（已知體積傳質(zhì)系數(shù)隨氣量變化關(guān)系為即4OCV"）

08

解：用水吸收混合氣中的氨為氣膜控制過(guò)程，故KYa?kYaocV-

因氣體流量V不變，所以卻。、K4近似不變，HOG不變。

因塔高不變，故根據(jù)Z=NOG-〃OG可知N°G不變。

當(dāng)清水量加大時(shí)，因s="-,故S降低，由圖5-25可以看出X一"2會(huì)增大,

L/yY2-mX2

故打?qū)⑾陆怠?/p>

根據(jù)物料衡算L（X1-X2）=叭耳-為）n?？山仆瞥鯴,將下降。

17.某填料吸收塔在101.3kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮一空氣混合氣中的丙酮，操作

液氣比為2.0,丙酮的回收率為95%。已知該吸收為低濃度吸收，操作條件下氣液平衡關(guān)系

為Y=1.18X,吸收過(guò)程為氣膜控制，氣相總體積吸收系數(shù)與氣體流率的0.8次方成

正比。（塔截面積為Im?）

（1）若氣體流量增加15%,而液體流量及氣、液進(jìn)口組成不變，試求丙酮的回收率有何變

化？

（2）若丙酮回收率由95%提高到98%,而氣體流量，氣、液進(jìn)口組成，吸收塔的操作溫度

和壓力皆不變，試求吸收劑用量提高到原來(lái)的多少倍。

解:

（1）設(shè)操作條件變化前為原工況

5=ZnV=L18=059

L2.0

X田2X_1

X2=0,20

Y2-mX2Y21-7；1-0.95

1

NQG

1-S時(shí)s京+s

=]0591n[Q-059)x20+059]

=5.301

設(shè)氣量增加15%時(shí)為新工況

因“OGKaocV08

Y

KYaQ

2

所以^oGoc^=V°-

0.2

V_=//1.1502=L028/7

故新工況下HOG=%OGOG

因塔高未變，故N0G,HOG=Nuu?H

N.HN()G，"OG_5301與]57

1.028//OG-1.028

_mV

?.?siS

LL

V

:.S=--5=1.15x0.59=0.679

V

新工況下:

1n

NOG士

In(1-0.679)^-4-0.679

5.157

1-0.679Y2

5.157=—?—In(1-0.679)」^+0.679

1-0.679If

解得丙酮吸收率〃變?yōu)?2.95%

(2)當(dāng)氣體流量不變時(shí)，對(duì)于氣膜控制的吸收過(guò)程，”O(jiān)G不變，故吸收塔塔高不變時(shí)，N、

也不變化，即將丙酮I可收率由95%提高到98%,提高吸收劑用量時(shí)，新工況下N"G=N。

=5.301

S，，=m"V,7，，=0.98

L

-1(1-S)4+5'

NOG=---rln

1-5

5.301=—Urln

1-S

用試差法解得5=0.338

巨上空=1.746

SL0.338

所以吸收劑用量應(yīng)提高到原來(lái)的1.746倍。

18.在一逆流操作的吸收塔中，如果脫吸因數(shù)為0.75,氣液相平衡關(guān)系為y*=2.0X,吸

收劑進(jìn)塔濃度為0.001（摩爾比，下同），入塔混合氣體中溶質(zhì)的濃度為0.05時(shí)，溶質(zhì)的

吸收率為90機(jī)試求入塔氣體中溶質(zhì)濃度為0.04時(shí)，其吸收率為多少？若吸收劑進(jìn)口濃度

為零，其他條件不變，則其吸收率又如何？此結(jié)果說(shuō)明了什么？

解:X2=0.001時(shí):

原工況5=0.75K,=y;(l-z/)=0.05(1-0.9)=0.005

N()C=-----忙一+s

w1-S

=—5—In(1-0.75)0.05-2x0.001+Q75.出

001-0.750.005-2x0.001

新工況HOG=HOGz=z

NOG=—

1-S

1In(1-0.75)004~2x0001+0.75=6.233

NOG=N

1-0.75Y2-2X0.001

解得匕=4.375x10-3

x—匕_0.04-4.375X10-3

〃==0.8906=89.06%

匕0.M

X2=0M：

原工況S=0.75K=y；(1-^)=0.05(1-0.9)=0.005

…XS

N0c—In(1-5)

l-SY2-mX2

「rvc

NIn(1-0.75)士幺+0.75=4.715

1-0.750.005

新工況HOG=H°GZ=Z

1Y

NOG=——In(1—+S

l-S[_Y2_

Ng=Ng=一!—In(1-0.75)^1+0.75=4.715

1-0.75|_y2

解得匕=4.00x103

0.04-4.00x10-

Y；-Y2=0>9=9Q%

0.04

從計(jì)算結(jié)果看，塔高一定，當(dāng)用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中的溶質(zhì)時(shí)，入塔氣體組成變化,

其他條件不變，其吸收率不變。

19.在一逆流操作的填料塔中，用純?nèi)軇┪栈旌蠚怏w中溶質(zhì)組分，當(dāng)液氣比為1.5時(shí)，溶

質(zhì)的吸收率為90%,在操作條件、.氣液平衡關(guān)系為K=0.75X.如果改換新的填料時(shí)，在

相同的條件下，溶質(zhì)的吸收率提高到98%,求新填料的氣相總體積吸收系數(shù)為原填料的多

少倍?

S此j=0.5

解：原工況:

L1.5

11

N,In(1-5)—+5

OGiP?

處襄+s\-S_if

—?—+0.5

N0------In(1-0.5)3.41

G1-0.51-0.90

新工況：S=S

1

NOGIn(1-0.5)——+0.5=6.477

1-0.51-0.98

VzVZ

H°GHOG

"KYaQ.~7E7KvaQ.Noo

Ka_N,

Y鬻“秋

20.在一填料吸收塔內(nèi)用洗油逆流吸收煤氣中含苯蒸汽。進(jìn)塔燥氣中苯的初始濃度為0.02

（摩爾比，下同），操作條件下氣液平衡關(guān)系為y=0.125X,操作液氣比為0.18,進(jìn)塔

洗油中苯的濃度為0.003,出塔煤氣中苯濃度降至0.002。因脫吸不良造成進(jìn)塔洗油中苯的

濃度為0.006,試求此情況下（1）出塔氣體中苯的濃度;

（2）吸收推動(dòng)力降低的百分?jǐn)?shù)？

解：原工況:

S=—=^^=0.6944

L0.18

NOG——In(1-S)

}-SY2-mX2

N°G—In(1-0.6944)

1-0.6944黯黯黑+。的

AYm=0.003721

N°G4.837

新工況：HOG=H0Gz=zs=s

1,“o、0.02—0.125x0.006…々

N°G=MIn(1-0.6944)—：----------------+0.6944=4.837

1-0.6944K-0.125x0.006

解得y2=0.002344

△Ym=』二°02-°°°2344=。。。365

4.837

0.003721-000365

=0.01908=1.91%

△%0.003721

21.在一塔徑為880m的常壓填料吸收塔內(nèi)用清水吸收混合氣體中的丙酮，已知填料層高度

為6m,在操作溫度為25c時(shí)，混合氣體處理量為2000m3/h,其中含丙酮5%。若出塔混合物

氣體中丙酮含量達(dá)到0.263%,每1kg出塔吸收液中含61.2kg丙酮。操作條件下氣液平衡

關(guān)系為X=2.0X,試求：（1）氣相總體積傳質(zhì)系數(shù)及每小時(shí)回收丙酮的此數(shù)：

（2）若將填料層加高3m,可多叵收多少kg丙酮?

解:0=0.785x0.88,=0.61m-

V=2000x273005)=77.7]kmol/h

22.4x298

=0.05=00526XL磊"2。2

X=0

'1-0.052

△工=工_匕=0.0526-2x0.0202=0.0122

△x=Y.-Y；=0.0526-2x0.0202=0.0122

\Y2=匕_匕=0.00263

△X一軌0.0122-0.00263

\Ym=0.00624

ln^in00122

AK0.00263

_yt-Y2_0.0526-0.00263

N°G———o.lA/o

0.00624

VZ

K"N0G

V77.7

3

KYa=——Nocx8.008=170kmol/(mh)

YZQ°。6x0.61

W=V(Yi-K)=77.7x(0.0526-0.00263)=3.883kmol/h=225.19kg/h

VZ

⑵—=0.7493m

K/Q%8.008

^-=12.01

NOG=

OG0.7493

0.0526—0.00263_

L_yt-y2

VX「X0.0202-0

S=S=2/2.474=0.8084

lIn(1-0.8084)00526+0.8084

NOG--------12.01

1-0.8084

y2

解得匕=0.001096

W=V(Yl-r12)=77.7x(0.0526-0.001096)=4.002kn?14i=232.11kg/h

△iv=w-IV=225.19-232.11=6.918kg/h

22.用純?nèi)軇┰谝惶盍衔账?nèi)，逆流吸收某混合氣體中的可溶組分。混合氣體處理量為

L25N//S,要求溶質(zhì)的回收率為99.2收操作液氣比為1.71,吸收過(guò)程為氣膜控制。已知

10℃下，相平衡關(guān)系=0.5X,氣相總傳質(zhì)單元高度為0.8m。試求:

（1）吸收溫度升為30℃時(shí)，溶質(zhì)的吸收率降低到多少？（30℃時(shí)，相平衡關(guān)系=1.2X）

若維持原吸收率，應(yīng)采取什么措施（定量計(jì)算其中的2個(gè)措施）。

解:

mV05

(1)原工況：5=—=—=0.292

L1.71

1.

N+S而in(1-5)

0cT^s

1In(1-0.292)—5—+0.292=6.34

N°G

1-0.2921-0.992

Z=N…“OG=6.34x0.8=5.072m

新工況：”O(jiān)G=H0Gz=z

S=—s=—X0.292=0.7008

m0.5

Noc=N'OG=——5——In(1-0.7008)」一+0.7008=6.34

0G1-0.70081-7

解得〃=0.95

(2)溫度升高，平衡線上移，推動(dòng)力減小，保持吸收率不變，可采取措施:

1)L/V增加，即增加溶劑量；

S=S

mVmV

~L=~T

L=—L=—L=2AL

m0.5

2）增加填料層高度

L/V不變，溫度升高，S=—5=—x0.292=0.7008,推動(dòng)力減小靠增加塔高彌補(bǔ)。

m0.5

11

NOGIn(1-0.7008)+0.7008=12.17

-1-0.70081-0.992

溫度改變，對(duì)氣膜控制吸收過(guò)程，傳質(zhì)單元高度不變，

HOG=HOG=0.8

z'=N'OGHOG=12.17x0.8=9.736m

AZ=9.736-5.072=4.664m

23.在一塔高為4m填料塔內(nèi)，用清水逆流吸收混合氣中的氨，入塔氣體中含氨0.03（摩爾

比），混合氣體流率為0.028kmol/（m2?s）,清水流率為0.05731^01/（。?s）要求吸收率為

98%,氣相總體積吸收系數(shù)與混合氣體流率的0.7次方成正比。已知操作條件下物系的平衡

關(guān)系為X=0.8X,試求：

（1）當(dāng)混合氣體量增加20%時(shí)，吸收率不變，所需塔高？

（2）壓力增加1倍時(shí)，吸收率不