8气体吸收习题精讲(201304).pdf

武汉轻工大学 胡廷平 8气体吸收习题精讲 武汉轻工大学 化学与环境工程学院 胡廷平 2014年5月 武汉轻工大学 胡廷平 8 1气体吸收计算题 武汉轻工大学 胡廷平 8 1 某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中可溶组 分 气体入塔 摩尔分数 回收率 某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气中可溶组 分 气体入塔 摩尔分数 回收率 0 9 平衡关系 且知 平衡关系 且知 L G 1 2 L G min HOG 0 9m 试求 试求 1 塔的填料层高度 塔的填料层高度 6 21m 2 若该塔操作时 因解吸不良 其 他入塔条件不变 则回收率又变为多少 若该塔操作时 因解吸不良 其 他入塔条件不变 则回收率又变为多少 0 81 3 在在y x图上定性画出原工况及新工况 解吸不 良 下的操作线与平衡线示意图 图上定性画出原工况及新工况 解吸不 良 下的操作线与平衡线示意图 01 0 1 y xy2 0005 0 2 x 武汉轻工大学 胡廷平 OGOG OGOGOG ya ya OG OGOG e e OG e NN HHNHH KG K G Hx mNHH Ayy yy A A N GLm A G L m xx yy G L yy 不变 即不变 不变 又则 不变 当 解 2 21 69 0898 6 898 6 926 0 001 0 01 0 926 01 ln 926 01 1 1 1 1 ln 1 1 1 926 016 2 2 1 16 28 12 1 8 19 02 001 0 9 01 01 0 1 1 2 22 21 21 21 min 12 Q Q 武汉轻工大学 胡廷平 00425 0 0005 0 0019 001 0 16 2 1 3 81 0 01 0 0019 001 0 0019 0 926 0 0005 02 0005 0201 0 926 01 ln 926 01 1 898 6 2211 2121 1 21 2 2 xyy L G x xxLyyG y yy y y 物料衡算 00417 0 16 2 001 001 0 2211 xyy L G x 武汉轻工大学 胡廷平 x y 11 yx 11 yx 22 yx 22 yx 武汉轻工大学 胡廷平 8 2 已知某填料吸收塔直径为1m 填料层高度为 4m 用清水逆流吸收空气混合物中某可溶组分 该组分进口浓度8 出口为1 摩尔比 混 合气流率30Kmol h 操作液气比为2 相平衡关 系为 试求 1 操作液气比是最小液气比的多少倍 1 143 2 气相总传质单元数及气相总传质系数 7 66 88Kmol m3 h 3 高度为3m处气液相浓度 4 若塔高不受限制 最大吸收率为多少 100 xy2 武汉轻工大学 胡廷平 143 1 75 1 2 75 12 08 0 01 008 0 22 38 1785 0 30 1 min 1 21 21 21 min 2 2 G L G L m y yy xx yy G L hmkmolG e 解 885 66 7 4 22 38 5714 0 7 4 7 01 0 01 008 0 01 0 12 2 1 2 3 21 222221 hmkmol H G K K G H m N H H y yy N mxyyyyyy GL m A OG ya ya OG OG OG m OG em Q 部推动力相等 全塔平均推动力与局 操作线与平衡线平行 武汉轻工大学 胡廷平 00875 00275 03 00875 0 2 0275 008 0 035 0 035 0 2 01 008 0 0275 0 25 5 01 0 08 0 01 0 1 1 25 57 4 3 3 3 1 1 11 2 21 1 2121 1 xym GL yy xx xxLyyG x GL yy x xxLyyG y y y yy N y A N H H NmH m OG m OG OG 液相组成处气相组成则在塔高 Q 武汉轻工大学 胡廷平 12 222 2 121 11 4 0 1 1 0 1 100 OG OG OG m m m H HN H yy N y y yymxy A y yyy yy Q Q 塔高不受限制时 武汉轻工大学 胡廷平 8 3 在逆流填料吸收塔中 用清水吸收含氨5 体 积 的空气 氨混合气中的氨 已知混合气 2826Nm3 h 气体空塔速度1m s 标准状态 平衡 关系为 摩尔比 气相体积总传质 系数Kya为180Kmol m3 h 吸收剂用量为最小用量 1 4倍 要求吸收率为98 试求 1 溶液的出口浓度 0 03 2 气相总传质单元高度HOG和气相总传质单元数 0 893m 9 81 3 若吸收剂改用含NH3为 摩尔比 0 0015的水溶 液 问能否达到吸收率98 的要求 为什么 1 x xy2 1 OG N 武汉轻工大学 胡廷平 m K G H xyy L G x xxLyyG G L xx yy G L yy hmkmolG ya OG e 893 0 180 7 160 2 03 0 6464 1 001 005 0 6464 1176 14 1 176 1 0 2 1 05 0 001 005 0 001 005 0 98 01 1 71 160 36001 2826 4 22 2826 1 2211 2121 21 21 min 12 2 武汉轻工大学 胡廷平 AA A Amxy mxy A A Ayy yy A A N GL m A e e OG 1 1 1 1 1 ln 1 1 1 1 1 1 ln 1 1 1 1 1 1 ln 1 1 1 7289 06464 1 2 1 1 22 21 22 21 81 9 7289 0 001 0 05 0 7289 01 7289 01 1 OG N 武汉轻工大学 胡廷平 98 98 4 96964 0 05 0 0018 005 0 0018 00015 02 1 0015 0 3 1 min21 max 2min2 不能达到 态 这是最低极限与入口达到吸收平衡状 浓度吸收剂后 塔顶气最低改为 y ymxy mxy N NN G G N N G GNNHH GH K G HGK mxy mxy Ayy yy A A N GL m A GL y OG OGOG OG OG OGOGOG OG ya OGya e e OG e 增加一倍时 当流量 因为塔高不变 又Q Q x1 y1 x2 y2 x2 y2e 武汉轻工大学 胡廷平 有一吸收塔 填料层高度3m 操作压强为101 3Kpa 温度为20 用清水 吸收混于空气中的氨 混合气质量流速580kg m2 h 含氨6 体积 吸 收率为99 水的质量流速770kg m2 h 该塔在等温逆流操作 平衡关系 为 y 0 9x KGa与气相质量流速的 0 8 次方成正比 而与液相质量流速大体 无关 试计算当操作分别作下列改变时 填料层高度应如何改变才能保持原 来的吸收率 塔径不变 例8 9例8 9 武汉轻工大学 胡廷平 1 操作压强增大一倍 其它条件操作条件不变 2 液体流速增大一倍 其它条件操作条件不变 3 气体流量增大一倍 其它条件操作条件不变 4 操作压强增大一倍 气体流速降低一倍 液体流速增大一倍 其 它条件操作条件不变 武汉轻工大学 胡廷平 原工况 原工况 武汉轻工大学 胡廷平 1 压强增大一倍 其它不变 1 压强增大一倍 其它不变 武汉轻工大学 胡廷平 2 液体流量增大一倍 其它不变 2 液体流量增大一倍 其它不变 武汉轻工大学 胡廷平 3 气体流量增大一倍 其它不变 3 气体流量增大一倍 其它不变 武汉轻工大学 胡廷平 4 操作压强增大一倍 气体流速降低一倍 液体流速增大 一倍 其它条件操作条件不变 武汉轻工大学 胡廷平 在一逆流操作的填料塔中 用含A0 2 组分的矿物油吸收混合气中的A组分 已知进口混合气A组分的含量为 5 1 1 y 以上均为mol 操作压力为1atm 系 统平衡关系服从拉乌尔定律 操作温度下A组分的饱和蒸汽压为380mmHg 试求 1 出口矿物油中A组分的最大浓度 0 03 2 若A组分的回收率85 求最小液气比 0 4553 3 当吸收剂用量为最小用量的 3 倍时 气相总传质单元高度 HOG 1 2m 求填料层高度 此时回收率不变 3 8m 例8 10 武汉轻工大学 胡廷平 武汉轻工大学 胡廷平 武汉轻工大学 胡廷平 8 2气体吸收填空选择题 武汉轻工大学 胡廷平 习题习题8 1 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行 逆流吸收操作 若其他条件不变 而入口气体量增 加 则对于气相阻力控制系统 出口液体组成 将 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行 逆流吸收操作 若其他条件不变 而入口气体量增 加 则对于气相阻力控制系统 出口液体组成 将 1 x 答案 增加 答案 增加 武汉轻工大学 胡廷平 8 2某操作中的吸收塔 用清水逆流吸收气 体混合物中A组分 若下降 L G P T等不变 则回收率有何变化 若L增 加 其余操作条件不变 则出塔液体有 何变化 1 y 1 x 不变不变 武汉轻工大学 胡廷平 8 3用纯溶质吸收混合气中的溶质 在操作 范围内 平衡关系满足亨利定律 逆流操 作 当入塔气体浓度y1上升 而其他入塔 条件不变 则气体出塔浓度y2和吸收率 的变化为 A y2上升 下降 B y2下降 上升 C y2上升 不变 D y2上升 变化不确定 武汉轻工大学 胡廷平 例8 4 99 95 易易 C 武汉轻工大学 胡廷平 例8 5 低浓度液膜控制系统的逆流吸收 或低浓 度难溶气体的逆流吸收 在塔操作中 若其他操 作条件不变 而入口气量有所增加 则 液相总传质单元数 OL N A 增加 B 减少 C 基本不变 D 不定 2 液相总传质单元高度 OL H A 增加 B 减少 C 基本不变 D 不定 3 气相总传质单元高度 OG H A 增加 B 减少 C 基本不变 D 不定 4 操作线斜率将 A 增加 B 减少 C 基本不变 D 不定 5 气相总传质单元数 OG N将 A 增加 B 减少 C 不变 C C A B B 武汉轻工大学 胡廷平 6 出口气体组成将 A 增加 B 减少 C 不变 7 出口液体组成 A 增加 B 减少 C 不变 A A 例8 6 在低浓度逆流吸收塔操作中 平衡线在低浓度逆流吸收塔操作中 平衡线 mxy 若气液摩尔流 率和入口组成不变 但操作压力增大 此时气相出口组成 将 而液相出口组成将 若气液摩尔流 率和入口组成不变 但操作压力增大 此时气相出口组成 将 而液相出口组成将 答案 降低 答案 增加 答案 降低 答案 增加 武汉轻工大学 胡廷平 溶解度很大的气体 属于 控制 在逆流操作的填 料塔中 吸收因数A 当A 1 时 若填料层高 h 则气液两相将于塔 达到平衡 例8 7 含溶质 A 且摩尔分率为 xA 0 2 的溶液与压力为 2atm yA 0 15 的 气体等温接触 此条件下的平衡关系为 PA 1 2 xAatm 则此时用气 相组成和液相组成表示的总传质推动力分别为 y x 摩尔分率 如系统温度略有增高 则 y 将 如系统总压略有增高 则 x 将 例8 8 武汉轻工大学 胡廷平 某逆流吸收塔 用纯溶剂吸收混合气中易溶组 分 设