吸收部分题解

1、第九章 吸收9-2. 含CO2 3%（体积）的CO2-空气混合气, 在填料塔中用水进行逆流吸收,操作压力为200kPa、温度为25，试求出塔的100g水中最多可溶解多少克CO2？其浓度又为多少？解：查附录知 25时CO2在水中的亨利系数E=166Mpa水密度为996.17kmol/m3 因为是稀溶液，溶液密度与平均分子量视为与水相同有：溶解度常数为 当达到平衡时CO2 溶解量最多，此时CO2 平衡分压为液相中CO2 浓度为100g溶液中溶质质量数为9-4 焦炉煤气（标准状态）含粗苯，流量，经洗油吸收后降为，求粗苯的吸收率和吸收量。设粗苯的平均相对分子量为。解：煤气中的粗苯含量很低，可用给出的浓

2、度代替摩尔比。 按式9-1：吸收率 吸收量 注：若按摩尔比计算，则粗苯的初始组成： 摩尔浓度 摩尔分率 摩尔比 同理可算出吸收后的组成：摩尔分率 故 可见，在本题情况下，近似解法的误差很小。9-6 二氧化硫与水在30下的平衡关系为：0.10.20.30.50.711.50.6261.572.634.806.9310.516.7试换算成总压下的x-y关系，并在x-y图中作出平衡曲线。（题解中图从略）。0.020.050.10.150.20.30.50.71.00.61.74.78.111.819.7365279解：据例9-5中已得出的算式： 及 计算至三位有效数字，可得下表：104x2.815.

3、628.4314.028.042.0103y6.1815.525.947.41041619-7. 25及下，含, 空气（体积%, 以下同）的气体，与的清水在容积的密闭容器中接触、传质。问在水中的最终浓度及剩余气体的总压各为多少，设空气可视为不溶于水。若上述过程在下进行，求其结果。解：本题中气相体积保持不变，随着的溶解，其分压下降。查附表1，25下在水中的亨利系数 达平衡时： （1） 与的另一关系方程可从物料衡算得出：气相失去的量： 水中得到的量： 当总压，由，可得 （2） 将（1）式代入（2）式： 故剩余气体总压 当初始总压，仍按上述方法计算，可得： 以上计算中忽略了气相中水蒸气压的变化。9-

4、9 在填料塔中用水吸收气体中所含的丙酮蒸气，操作温度20，压力，若已知传质系数，平衡关系服从亨利定律，亨利系数；求传质系数，以及气相阻力在总阻力中所占的比例。解：已知两相的传质系数、，可按式9-17求总传质系数：式中溶解度系数 故 按传质系数间的换算式可得 气相阻力在总阻力中所占的比例为：9-10 根据以下双塔吸收的四个流程图，分别作出其平衡线和操作线的示意图，并说明各适用于那些情况。设吸收液最初不含溶质。（请参见习题课例题）9-11. 拟设计一常压填料吸收塔，用清水处理3000m3/h、含NH35%(体积)的空气，要求NH3的回收率为99%，取塔底空塔气速为1.1m/s，实际用水量为最小用水

5、量的1.5倍。已知塔内操作温度为25，平衡关系为y=1.3x，气相体积总传质系数Kya为270kmol/( m3·h)，试求：（1）用水量和出塔溶液浓度；（2）填料层高度；（3）若入塔水中已含有NH30.1%（摩尔分率），所需填料层高度可随意增加，能否达到99%的回收率？(说明理由)。解：由于气相溶质含量较低，按低浓气体吸收处理(1) 塔截面积 (2) (3) 当时，假设能达到99%的回收率, 则 而在塔顶达到平衡时 即气相出口浓度最大可达0.013, 因此不可能。9-13（此题原题存在问题，请大家不必再做）9-16在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨。因溶液中存在游离酸，故氨的平衡分压

6、为零。下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例。 （1）混合气含氨1，要求吸收率为90； （2）混合气含氨1，要求吸收率为99； （3）混合气含氨5，要求吸收率为99；解：因氨的平衡分压为零，即 ，而有 于是 又吸收率 故 而有 现操作条件基本相同，故三种情况下的可认为相等，于是所需填料高度之比为： 9-17矿石培烧炉气中含SO2 5%，余为惰性气体，经冷却后在填料塔内以水吸收SO2的95%。塔径0.8m，操作温度303K，总压100kPa；入塔炉气流量1000m3/h（操作状态），水量为最小值的1.2倍。平衡关系见习题3。传质系数：kGa=5×10-4kmol/(m

7、3.s.kPa)，kLa=5×10-2 1/s。 求： （1）用水量和出塔溶液浓度。 （2）填料高度。解：塔顶、底的气液组成如下： ， 由习题3算出的平衡数据可知对 ，有，得：最小液气比 实际液气比 而 （1）用水量 或以来表示用水量：出塔溶液中浓度为：（2）填料高度应用例9-7所示的方法。从以上已得的数据有：操作线 及 故 其中 遵从相平衡关系 应用上述关系可从选定的或得出，如下表所示：序号A000.5332.6347710.5620.7893.1542321.412.245.6829032.816.1810.4823244.2210.715.552.655.6215.520.7119268.4325.931.4182712.2540.646.1180B12.2513.2544.550181 将对作图（图从略），或用梯形法，可求得积分值。 故填料高度 此外，也可以仿照例8以简化法解此题。先用近似梯级法求得，取操作范围内平衡线的平均斜率 ， 于是可得 9-19气体混合物中溶质摩尔分率为，要求在填料塔中吸收其 。平衡关系为 。求以下（1）至（3）所需的气相总传质单元数。（1）入塔液体组成 ，液气比；（2）入塔液体组成 ，液气比；（3），；（4），时，最大吸收率为多少？解：求常以平均推动力法为便，且现为低浓气体，物料衡算可用摩尔分率代替摩尔比。（1）