化工原理下冊第六章吸收習題答案

1、6-1 已知在 101.3 kPa(絕對壓力下)， 100 g水中含氨1 g的溶液上方的平衡氨氣分壓為 987 Pa。試求：(1) 溶解度系數H (kmol · m-3· Pa-1)；(2) 亨利系數E(Pa)；(3) 相平衡常數m；(4) 總壓提高到200 kPa(表壓)時的 H， E， m 值。1000kg / m3)解：(1)根據已知條件*pNH 3 987PacNH 31/170.5824kmol /m101/1000定義pNHcNH 3 H NH 3H NH 3 cNHpNH5.9 10 4kmol/ m3 Pa2)根據已知條件可知1/17xNH 31/17 10

2、0/180.0105根據定義式pNH3ENH3xNH3可得ENH3 9.42 104 Pa3)根據已知條件可知yNH3pNH3 / p 987/101325 0.00974于是得到mNH3y*NH 3 xNH3 0.9284) 由 于 H 和 E 僅 是 溫 度 的 函 數 ， 故 HNH3 和ENH3 不 變 ； 而pEx E1m y x，與 T 和 p 相關，故mNH30.928 0.309 。px px p3分析( 1)注意一些近似處理并分析其誤差。( 2)注意 E ， H 和 m 的影響因素，這是本題練習的主要內容之一。6-2 在 25下，CO2分壓為50 kPa的混合氣分別與下述溶液

3、接觸：（1） 含 CO2為 0.01 mol/L 的水溶液；（2） 含 CO2為 0.05 mol/L 的水溶液。試求這兩種情況下CO2的傳質方向與推動力。解： 由亨利定律得到*pCO 2 50kPa ExCO2根據 化工原理教材中表8-1 查出ECO2 251.66 105 kPa所以可以得到*4xCO3.01 10又因為H CO2 25H2OEMH2O10001.66 105 183.347 10 4kmol/ kPa m3所以得*43cCO2HCO2 pCO2 3.347 1050 0.0167kmol / m于是：（1）為吸收過程，c 0.0067kmol / m3 。（ 2）為解吸過

4、程，c 0.0333kmol / m3。分析 （ 1）推動力的表示方法可以有很多種，比如，用壓力差表示時：pCOHcCCOO23.3407.0110 429.9kPa推動力 p 20.1kPa（吸收）pCO2cCO2CO20.053.347 10 4149.4kPa推動力 p 99.4kPa(解吸)或者 , 用摩爾分數差表示時 由xCO100.0010 1.8 10 4 ， 判 斷 出 將 發(fā) 生 吸 收 過 程 ， 推 動 力18x 1.201 10 4；由xCO9 10 4，判斷出將發(fā)生解吸過程，推動力x 5.99 10 4( 2)推動力均用正值表示。6-3 指出下列過程是吸收過程還是解吸

5、過程，推動力是多少，并在 x-y 圖上表示。(1) 含 SO2為 0.001(摩爾分數)的水溶液與含SO2為 0.03(摩爾分數)的混合氣接觸，總壓為 101.3 kPa， t=35；(2) 氣液組成及總壓同(1) ， t=15；(3) 氣液組成及溫度同(1) ，總壓為300 kPa(絕對壓力)。解 (1) 根 據 化 工 原 理 教 材 中 表 8-1 知 T = 35 時 ， SO2 的E 0.567 104kPa , 故456E 0.567 104P 101.3根據相平衡關系, 得yA mxA 56 0.001 0.056y*AyA，所以將發(fā)生解吸過程。傳質推動力為y 0.056 0.0

6、3 0.026(2 ) T = 15時, SO2的E 0.294 104kPa，故40.294 10429101.3根據相平衡關系, 得yA mxA 29 0.001 0.029y*A yA，所以將發(fā)生吸收過程。傳質推動力為y 0.03 0.029 0.001(3) 同理可知, 當 T = 35，p = 300 kPa時 , E 0.567 104kPa， 故 m E 18.9PyA mxA 18.9 0.001 0.0189由于y*A yA，所以將發(fā)生吸收過程。推動力為y 0.03 0.0189 0.0111示意圖見題6-3 圖。題 6-3 圖分析 體會通過改變溫度和總壓來實現氣液之間傳質方

7、向的改變 吸。6-4 氨 -空氣混合氣中含氨0.12（摩爾分數），在常壓和25下用水吸收，過程中不斷移走熱量以使吸收在等溫下進行。進氣量為1000 m3 ，出口氣體中含氨0.01(摩爾分數 )。試求被吸收的氨量( kg)和出口氣體的體積(m3)。解 惰性氣體量V 1000 0.88 880m3，進口中NH3 之量為120m3,出口中NH3之量為 120 0.01 0.99 9m3 ,于是總出氣量= 880 + 9 = 889m3,被吸收的NH3量為0.12 0.881000 101325889 1013250.12- 0.014544mol ,為77.3kg。8.314 2988.314 29

8、8分析 (1) 進行物料衡算時應以摩爾數或者質量為基準,一般不以體積為基準。此處由于溫度和壓力均不變,故摩爾數的變化正比于體積的變化,所以以體積作為衡算的基準。(2) 本題是并流還是逆流?有區(qū)別嗎?(3) 如何才能不斷移走熱量? 該用填料塔還是板式塔?(4) 不移走熱量對吸收有什么影響?6-5 一淺盤內存有2mm 厚的水層，在20的恒定溫度下靠分子擴散逐漸蒸發(fā)到大氣中。假定擴散始終是通過一層厚度為5mm 的靜止空氣膜層，此空氣膜層以外的水蒸氣分壓為零。擴散系數為2.6×10-5m2/s，大氣壓強為1.013 × 105Pa。求蒸干水層所需時間。解：本題中水層Z 的變化是時間

9、的函數，且與擴散速率有關。N A DP pA1 pA2 ln pB2RTZ pB1 pB2pB1查教材附錄水的物理性質得，20時水的蒸汽壓為2.3346kPa。已知條件為：pA1 101.3kPa, pA2 0kPa, pB2 101.3kPa, pB1 101.3 2.3346 98.97kPa,P pA2 pB2 101.3kPa,代入上式得：DP pA1 pA2pB22.60 10-5 101.3101.3 0101.3NAlnlnA RTZ pB1 pB2pB18.314 293 0.005 101.3 98.97 98.975.03 10-6 kmol / m2 s水的摩爾質量M 1

10、8kg /kmol ，設垂直管截面積為A，在 d 時間內汽化的水量應等于水擴散出管口的量，即NAAdAdZ 則 dZ NAM 5.03 106 18 9.054 108m/sA Md1000在 0， Z 0到 0， Z 2 10 3m之間積分，得2 10 -3-89.054 10-842.21 104s6-6 含組分 A 為 0.1 的混合氣，用含A為 0.01(均為摩爾分數)的液體吸收其中的 A。已知 A 在氣、液兩相中的平衡關系為y x，液氣比為0.8，求：L 1.5(1) 逆流操作時，吸收液出口最高組成是多少？此時的吸收率是多少？若G各量又是多少？分別在y-x 圖上表示；(2) 若改為并

11、流操作，液體出口最高組成是多少？此時的吸收率又是多少？解 (1) 逆流操作(題 6-6 圖 (a)時，已知題 6-6 圖0.010.1X2.0.01 ， Y1.0.111 0.011 0.1 當 L V 0.8 m 1 ，以及塔高無窮高時,在塔底達到兩相平衡(題 8-9 圖 (b),X1maxX1*Y1 m 0.11 。根據物料衡算可知L*Y2 Y1X1 X20.11 0.8 0.11 0.010.03V此時 , 吸收率為0.11 0.030.1172.7% 當 L V 1.5 m 1 ,以及塔高無窮高時,在塔頂達到吸收平衡(題 8-9 圖 (b)，Y2minY2*mX20.01。仍可以根據物

12、料衡算L X1 X2 V Y1 Y2min ，求出X1 0.0770.11 0.01E90.9%0.11（2） 并流操作且L V 0.8時 （題8-9 圖 （c），因為 H ，所以有Y1mX1根據操作線關系,有Y2 Y1LX2X1V式，聯立，求得X1 Y1 0.0655于是0.11 0.06550.1140.5%分析 逆流吸收操作中，操作線斜率比平衡線斜率大時，氣液可能在塔頂呈平衡；此時吸收率最大，但吸收液濃度不是最高。操作線斜率小于平衡線斜率時，氣液在塔底呈平衡；吸收液濃度是最高的， 但吸收率不是最高。6-7 用水吸收氣體中的SO2 ，氣體中SO2 的平均組成為0.02（摩爾分數），水中SO

13、2 的平均濃度為1g/1000g。塔中操作壓力為10.13kPa（表壓），現已知氣相傳質分系數kG =0.3 ×10-2kmol/（ m2· h· kPa），液相傳質分系數kL= 0.4 m/h。操作條件下平衡關系y 50x。求總傳質系數KY（ kmol/（ m2· h）。解 根據NAKYY Y*KY1y1yKY*y yKYp y y1 y 1 y*p 1 y 1 y*KYpApAp 1 y 1y*NA KG pA pA得KY pKG 1 y 1 y*現已知 p 111.4kPa， y 0.02， y* mxA 501 642.81 10 4，因此A 1

14、 64 1000 18要先根據下式求出KG才能求出KY :111KG kG HkL因此還要求出H ：cAxAc1000 183HA*A0.01kmol / m kPapApmxA 111.4 50于是便可求出KG 0.0017kmol/ m2 h kPa和KY 0.187kmol / m2 h分析 此題主要練習各種傳質系數之間的轉換關系，第二目的是了解各系數的量 級。6-8在1.013 × 105Pa、 27下用水吸收混于空氣中的甲醇蒸氣。甲醇在氣、液兩相中的濃度很低，平衡關系服從亨利定律。已知H=0.511 kPa m· 3/kmol，氣膜吸收分系數kG=1.55 

15、15; 105kmol/(m 2·s·kPa)，液膜吸收分系數kL=2.08 ×105 (m/s)。試求吸收總系數KG并算出氣膜阻力在總阻力中所占的百分數。*解 根據定義式NA KG pA pAKL cA cA 和pAA ，可知HKLKGH所以只要求出KG即可。又111115317637 6734 24371KG kG HkL5.67 10-5 1.98 10-3 0.075所以KG 4.1 10-5 kmol / m2 h PaKL 0.02m/ h因為 1 為氣相阻力，1 為總阻力，故kGK G氣相阻力總阻力 17637 24371 72.4%分析 此題應和題

16、6-9 一起綜合考慮。6-9 在吸收塔內用水吸收混于空氣中的低濃度甲醇，操作溫度為27，壓強為1.013 × 105Pa。 穩(wěn)定操作狀況下塔內某截面上的氣相中甲醇分壓為37.5mmHg， 液相中甲醇濃度為2.11kmol/m3。試根據題6-8 中有關數據計算出該截面的吸收速率。解 吸收速率可以用公式N A K G p p* 求出。其中* c 2 103p*c1.023 10 3kPaH 1.955KG1.12 10 5kmol/ m2 s kPaG 1 kG 1 HkL 111.55 10 5 1.955 2.08 10 5于是可得NA 1.12 10 5 5.07 1.023 10

17、35.68 10 5kmol/ m2 s分析 (1) 此時，根據NA KG p pi 1.55 10-5 5.07- pi 5.68 10 5, 還可以計算出氣液界面氣相側中的甲醇分壓(pi 1.405kPa)以及液相側中的甲醇濃度( ci Hpi 2.748kmol / m3)，此值遠高于主體溶液中的甲醇濃度。(2) 是不是題目有些問題？含5%甲醇的空氣似乎應是入口氣體，因此2mol / m3應是出塔液體的濃度，而此液體的濃度也太低了(質量分數僅為0.0064%)， 這些水又有何用呢？(3) 若將題目中甲醇濃度改為2kmol / m3， 則質量分數為6.4 %， 便可以用精餾法回收其中的甲醇

18、。6-10 附圖為幾種雙塔吸收流程，試在y-x 圖上定性畫出每種吸收流程中A、 B兩塔的操作線和平衡線，并標出兩塔對應的氣、液相進出口摩爾分數。(c)d）題 6-10 附圖6-11 在某逆流吸收塔內，于101.3kPa、 24下用清水吸收混合氣體中的H2S，將2%降至0.1%（體積分數）。系統符合亨利定律，E=545× 101.3kPa。若吸收劑用量為最小用量的1.2倍，試計算操作液氣比及出口液相組成。解 ：已知 y 1=0.02 y 2=0.001 E 5.52 104KPa P =101.33KPa則 Y1 0.020.0204 Y2 0.0010.0011-0.021-0.00

19、1544.75E 5.25 104 mP 101.33LV minY1 -Y2Y10.0204 0.0010.0204517.5544.75又據全塔物料衡算X1 X1L 1.5VL 1.55 17.5 766.25V minL X1 -X2 V Y1 -Y2VY1 -Y2 X2150.0204 0.0012.5 10-5776.25即操作液氣比L 為 776.25 出口液相組成X1為 2.5 10 5V6-12用純水逆流吸收氣體混合物中的SO2， SO2的初始濃度為5 （體積分數），操作條件下的相平衡關系為y 5.0x，分別計算液氣比為4和 6 時氣體的極限出口濃度。解 ：當填料塔為無限高，氣

20、體出口濃度達極限值，此時操作線與平衡線相交。對于逆流操作，操作線與平衡線交點位置取決于液氣比與相平衡常數m 的相對大小。L G 4 ， L G m 5.0時，操作線與與平衡線交于塔底，由相平衡關系可以計算液體出口的最大濃度為x1,maxy1m0.050.015y2,miny1x1x20.05 40.01 00.01GL G 6 ， L G m 5.0，操作線與平衡線交于塔頂，由平衡關系可以計算氣體極限出口濃度為：y2,minmx20G0.05x1x2y1 y2,min0.00833L6從以上計算結果可知，當L G m 時，氣體的極限殘余濃度隨L G 增大而減 ??；當 L G m時，氣體的極限濃

21、度只取決于吸收劑初始濃度，而與吸收劑的用量無關。6-13 在某填料吸收塔中，用清水處理含SO2 的混合氣體。逆流操作，進塔氣體中含SO2為 0.08（摩爾分數）， 其余為惰性氣體?；旌蠚獾钠骄鄬Ψ肿淤|量取28。水的用量比最小用量大65%，要求每小時從混合氣中吸收2000kg 的 SO2。已知操作條件下氣、液平衡關系為y 26.7x。計算每小時用水量為多少立方米。解：根據題意得y11y10.081 0.080.087根據吸收的SO2質量求得混合氣中惰性氣體的流量2000V0.92 359.375kmol /h64 0.08根據物料衡算V Y1 Y22000 359.375 0.087 Y264

22、解得Y2 4.35 10 5VLminY1Y2X1eX250.087 4.35 10 50.087/26.726.67解： 令進塔氣體濃度為y1，則出塔氣體濃度為y2 y1 1x2=0L L （ y1-y2）mG G minx1Ly1 y2Gx1 x2my1 y1 1x1 y1x1my1ln 1NOGy2OGG1-mLy1 y1 mx1 y1y1y2y2 0 y1 1y1 1y2 1NOG16-15 在一填料吸收塔內，用含溶質為0.0099的吸收劑逆流吸收混合氣體中溶質的 85%， 進塔氣體中溶質濃度為0.091， 操作液氣比為0.9， 已知操作條件下系統的平衡關系為y 0.86x，假設總體積

23、傳質系數與流動方式無關。試求：（1）逆流操作改為并流操作后所得吸收液的濃度；（2）逆流操作與并流操作平均吸收推動力之比。解： 逆流吸收時，已知y1=0.091 ， x2=0.0099所以 y2 y1 1 -0.091 1 0.850.01365x1 x2 Vy1y20.091 0.013650.9120.00990.09584Y10.86 X1 0.86 0.09584 0.0824Y2* 0.86 X2 0.86 0.0099 0.008514Y1 Y1 Y1* 0.091 0.0824 0.0086*Y2 Y2-Y20.01365 0.008514 0.005136YmY1Y20.0086

24、 0.005136lnY1Y2ln0.00860.005136N OGY1 Y2 0.091 0.0136511.51Ym0.00672改為并流吸收后，設出塔氣、液相組成為Y1 、 X 1 ，進塔氣。物料衡算：X1 -X2 L V Y2 -Y1將物料衡算式代入NOG中整理得：NOG 1/1 m/(L/V) /ln Y2 mX2 Y1' mX1'逆流改為并流后，因所以KYa不變，即傳質單元高度HOG不變，故NOG不變11.51ln1 0.860.90.91 0.86 0.0099y1 0.86x1Y1 0.9X 10.0999將此兩式聯立得：X10.0568 Y10.0488Y2

25、 - Y10.00672Ym211.84m NOG 0.00366YmY m0.006721.840.00366在逆流與并流的氣、液兩相進口組成相等及操作條件相同 情況下，逆流操作可獲得較高的吸收液濃度及較大的吸收推動力。6-16 今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料氣中的甲醇。已知處理氣量為 1000m3/h(標準狀況)，原料氣中含甲醇100g/m3，吸收后的水中含甲醇量等于與進料氣體相平衡時組成的67%。設在標準狀況下操作，吸收平衡關系為2y 1.15x，甲醇的回收率為98%， Ky = 0.5 kmol/( m2· h)，塔內填料的有效比表面積為190 m2/m3，塔內氣體

26、的空塔流速為0.5 m/s。試求：(1) 水的用量；(2) 塔徑；(3) 填料層高度。解 下面計算中下標1 表示塔底，2 表示塔頂。根據已知操作條件，有1000 1000 100V44.64 3.125 41.52kmol/h22.432 1033 125Y1.0.0753Y21 98% Y1 0.00151141.5221X2 0*y1Y11x1*y110.06091.15 1 Y1 1.15xx1 67% x1* 0.0408， X1x10.04251 x11)根據全塔的甲醇物料衡算式L X1 X2V Y1 Y2 可以得出用水量72.04kmol /hV Y1 Y241.52 0.0753

27、 0.00151X1 X20.0425 02）塔徑DT4Vus4 10000.35600 0.814m，可圓整到0.84m。3)由于是低濃度吸收，故可以將y 1.15x近似為 Y 1.15X ,并存在Ky KY，則可進行以下計算： 填料層高度先計算氣相總傳質單元數：NOG再計算氣相總傳質單元高度H OG最終解得H 6.7m分析 (1)這是一個典型的設計型問題，即已知工藝要求，希望設計出用水量、塔徑和塔高。(2)若不進行以上近似，則可按下述方法求解式中： V' -氣體總流量。于是Y1Y1 Y1H NOG HOGY1Y212YmYmY1Y2lnY1Y20.0753 1.15 0.0425

28、0.0264Y2 Y2 Y2*0.00151NOG 8.4941.52KYa Kya 0.5 1900.8424-Vdy Kya dH y ydHVdyK ya y y*0.79m對上式進行積分得V'dyy2 K ya y y3）或者做以下近似處理NAK y也會隨著流量變化而變化，求解時還需要做另外的近似）KY Y Y*Ky y y*Ky* Y*1 Y*Y Y*Ky 1 Y 1 Y*KYKy1 Y 1 Y*4其中， Y 可取Y1 和Y2 的平均值；Y* 可取Y1* 和 Y2* 的平均值。Y1 Y2Y 12 0.03842X1 X20.0425 0X 120.0213Y* mX 1.15

29、 0.0213 0.0244KY0.51 0.0384 1 0.02130.0471kmol / m2 h41.25H OG0.835m20.471 1900.84121m V Y1 m X2m VN OGln 11 是清水增加一倍時的操作線，斜率增加，推動力增大。OG 1 mVLY2mX2LL11.15 41.25 0.07531.15 41.25ln 18.4811 1.15 41.2572.060.0015172.0672.06HNOGHOG0.835 8.481 7.1m6-17 在一填料吸收塔內，用清水逆流吸收空氣中的NH 3，入塔混合氣中NH3的含量為0.01（摩爾分率，下同），吸

30、收在常壓、溫度為10的條件下進行，吸收率達95%，吸收液中NH3含量為0.01。操作條件下的平衡關系為y 0.5x，試計算清水流量增加1 倍時， 吸收率、 吸收推動力和阻力如何變化，并定性畫出吸收操作線的變化。解： 吸收率增加，吸收推動力增加解： （ 1） M 丙酮 =58x160/5860/58 1000/180.01828y1 y20.05 0.00262.59x1 x20.01828 0mL/G22.590.772NOG 1 ln( 11) y1 mx21 OG 1 -1 / A A y2 mx2A10.05ln( 1 0.772).0.772 7.191 0.7720.0026H OG

31、HNOG57.190.695H OGGKyaGV22.4T02250 × 273 92.0mol / hT22.4 298G 92 03 KYa./ 0.695 0.0469kmol/ m3 sYH2H OG12 36004（ 2）每小時回收的丙酮量為：G' y1 y2 M 92.0 0.05 0.0026 58 252.9kg / h6-19 在一填料層高度為5m 的填料塔內，用純溶劑吸收混合氣中的溶質組分。當液氣比為1.0時， 溶質回收率可達90%。 在操作條件下氣液平衡關系為y=0.5x?，F改用另一種性能較好的填料，在相同的操作條件下，溶質回收率可提高到95%，試問此填

32、料的體積吸收總系數為原填料的多少倍？解： 本題為操作型計算，NOG宜用脫吸因數法求算。原工況下：1Y1 - mX 2NOG ln 1 -2 S1-S Y2 -mX2mVS 0.5LX2=0，則：Y1 - mX 2Y2-mX2Y1Y211-11 0.91011NOGln 0.50.54.7031 0.51 0.95V Z5H OG 1.466K Y a N OG 3.41新工況（即新型填料）下：11NOG ln 0.50.54.703OG 0.51 0.95V Z 5H OG 1.063OGKYaNOG4.703則KYaHOG 1.466 1.38KYaHOG 1.063即新型填料的體積傳質系數

33、為原填料的1.38 倍。討論：對一定高度的填料塔。在其他條件不變下，采用新型填料，即可提高KYa，減小傳質阻力，從而提高分離效果6-20 某填料吸收塔高2.7m，在常壓下用清水逆流吸收混合氣中的氮?；旌蠚馊胨哪柫髀蕿?.03kmol/(m2·s),清水的噴淋密度0.018 kmol/(m2· s)。進口氣體中含氮體積分數為2%，已知氣相總體積吸收系數Kya=0.1 kmol/(m3·s),操作條件下亨利系數為60kPa。試求排出氣體中氮的濃度。解： m E p 60 101.3 0.6 L G 0.018/0.03 0.6 m即操作線與平衡線平行，此時ym y

34、1 y2y2 mx2 HOG G 0.03 0.3m HHOGNOGK ya0.1故 NOG 2.79.0 NOG y1y2y1 y2 所以 9.0 0.02y20.3ymy2y2解得 y2 0.0026-21 某填料吸收塔用含溶質x2=0.0002的溶劑逆流吸收混合氣中的可溶組分，采用液氣比是3， 氣體入口摩爾分數y1=0.001， 回收率可達90%.已知物系的平衡關系為y=2x。今因解吸不良使吸收劑入口摩爾分數x2升至0.00035，試求：（1）可溶組分的回收率下降至多少？（2）液相出塔摩爾分數升高至多少？解： （ 1） y2y1（1 ）0.01x（1-0.9）0.001ImA L/V0.

35、6673NOG1ln(11)y1 mx111 1 A y2 mx2AA11 0.667ln(1 0.667)0.01 0.000220.001- 0.0002.0.667 5.38x2上升時，由于H 不變， HOG不變NOGH H OG 也不變，即10.01 0.00035X25.38ln(1 0.667) .0.6671-0.667y2 0.00035 X 2y2 0.0013y1y20.01 0.00130.87y10.013）物料衡算V(y1 y2) L(x1 x2)Vx1L (y1 y2 ) x2(1)所需塔高.(2)若采用部分吸收劑再循環(huán)從塔頂加入，新鮮吸收劑用量不變，循環(huán)量與新鮮吸

36、收劑量之比為1:10，為達到同樣的回收率，所需塔高為多少?解：(1)對吸收塔作物料衡算L y1 y2y1 y20.02 0.09 0.02G minx1e x2y1 m x20.02/1.2 0.0003吸收塔內液氣比為L 1.3 L 1.3 1.1112 1.446 G G min全塔物料衡算L x1 x2G y1 y2其中y21y11-0.91 0.02 0.0018 x1 y1 y2 x20.91 0.02 0.0003 0.012891 L G 21.446全塔的傳質單元數NOGyy1y2ln y1mx1ymy1mx1y2mx2y2mx21 y1 mx1ln1 mG L y2 mx2所

37、需塔高為2)當有部分吸收劑再循環(huán)后，吸收劑的入塔含量為11 1.2 1.446ln0.02 1.2 0.012896.740.0018 1.2 0.0003G 0.036HHOG NOGNOG .6.74 5.02mOG OG Kya OG 0.0483'x1 L x2 L0.1x1 L x2 L0.1x1 0.0003x2L' L0.1L L1.1吸收塔內液氣比L總L L L總1.11.1 1.446 1.59GG G全塔物料衡算L x1 x2G y1 y2'y1 y2'0.91 0.02'x1x2x2L總 G1.59聯立兩式可解得x1 0.0129

38、x2 0.001445全塔的傳質單元數NOG1 ln y1 mx1'1 mG L總y2 mx210.02 1.2 0.0129ln17.231 1.2 1.590.0018 1.2所需塔高'G'0.036HHOGNO'GNO'G.17.25 12.84mOG OGKya OG0.04836-23 為測定填料層的體積吸收系數Kya， 在填料塔內以清水為溶劑，吸收空氣中低濃度的溶質組分A。 試畫出流程示意圖，指出需要知道哪些條件和測取哪些參數； 寫出計算Kya 的步驟； 在液體流量和入塔氣體中組分A 濃度不變的情況下，加大氣體流量，試問尾氣中組分A 的濃度是

39、增大還是減??？題6-23圖解 流程如圖（a）所示，由于KYaV Y1 Y2 H Ym所以，為了測出KYa，需要知道物系的平衡關系，因而需要測定溫度，以便于從手冊中查找有關數據，還需測量進、出口的氣、液流量及組成、塔徑和填料層的高度。求 ?的步驟如下：1） 在穩(wěn)定操作條件下測出L， V， ?1， ?2 = 0 ， ?1?,?2? 以及溫度；2） 依據平衡關系求出平均推動力?；3） 量出塔徑? ?= ?2? 及填料層高度H；44） 將以上各量代入式，及求得?。若加入大氣體流量，尾氣中組分A 的濃度將增高。其分析如圖b 所示。分析 （ 1）實驗時要多測一些L 和 V 條件下的數據以便總結出規(guī)律。（

40、2）試分析增大氣體流量后X1 會如何改變?1m2，用清水吸收混合氣中的氨氣，0.01（摩爾分率），要求氨的回收率至1.5倍，氣相總體積吸收系數為101.33kPa，操作溫度30，在此條件（ 3）測水流量L 有何用途?6-24 某逆流操作的填料吸收塔，塔截面積混合氣量為0.06kmol/s，其中氨的濃度為少為95%。已知吸收劑用量為最小用量的0.06kmol/（m3·s），且Kya G0.8。操作壓力下，氣液平衡關系為y 1.2x，試求：（ 1）填料層高度（m）；（ 2）若混合氣體量增大，則按比例增大吸收劑的流量，能否保證溶質吸收率不下降？簡述其原因；（ 3）若混合氣體量增大，且保證溶

41、質吸收率不下降，可采取哪些措施？解： （ 1）根據題意得Y1y10.0101 Y2 Y1 10.0101 1 0.95 5.05 10 41 y1V G 1 y10.06 1 0.010.0594kmol / s1.5m1.5 1.2 0.95 1.71全塔的傳質單元數NOG1mV Y1m X2mVln 1m VLY2m X2LL1.21.711.20.0101-01.2ln 146.361.71 5.05 10 4 0 1.71全塔的傳質單元高度H OGKYa0.05940.99m0.06H H OG NOG 0.99 6.36 6.3m2）假設能保證吸收率不下降，則有' 0.95又

42、因為 L 與 V 按比例增大，所以L L ，則1' mV 0.702V VA'LY2 Y2，則NOG 不變'''0.2又因為HO'GKYa' V'0.8H O' G / H OG V ' V 0.2 1 H ' H 則假設不成立，不能滿足要求與 m 均不變，需要L或者換（ 3）在H 不變時，H OG ，則 N OG用更加高效的填料思考題6-1 吸收的目的和基本依據是什么？吸收的主要操作費用花費在哪里？答： 目的是分離氣體混合物，依據是氣體混合物中各組分在溶劑中的溶解度不同；操作費用主要花費在溶劑再生，溶劑損

43、失。6-2 選擇吸收劑的主要依據是什么？什么是溶劑的選擇性？答： 溶解度大，選擇性高，再生方便，蒸氣壓低，損失小。 溶劑對溶質溶解度大，對其他組分溶解度小。6-3 E、 m、 H 三者各自與溫度、總壓有何關系？答：m、 E、 H 均隨溫度上升而增大，E、 H 基本上與總壓無關，m 反比于總壓。6-4 擴散流JA，凈物流N，傳質速率NA 相互之間有什么聯系和區(qū)別？答： N NM JA JB ， NA JA NM CA CM 。 JA,JB 濃度梯度引起，NM 微壓力差引起，N A溶質傳遞。6-5 漂流因子有什么含義？等分子反向擴散時有無漂流因子？為什么？答：表示了主體流動對傳質的貢獻無漂流因子，因為沒有主體流動6-6 氣體分子擴散系數與溫