化工原理下册第六章吸收习题答案

1、6-1 已知在 101.3 kPa(绝对压力下)， 100 g水中含氨1 g的溶液上方的平衡氨气分压为 987 Pa。试求：(1) 溶解度系数H (kmol · m-3· Pa-1)；(2) 亨利系数E(Pa)；(3) 相平衡常数m；(4) 总压提高到200 kPa(表压)时的 H， E， m 值。1000kg / m3)解：(1)根据已知条件*pNH 3 987PacNH 31/170.5824kmol /m101/1000定义pNHcNH 3 H NH 3H NH 3 cNHpNH5.9 10 4kmol/ m3 Pa2)根据已知条件可知1/17xNH 31/17 10

2、0/180.0105根据定义式pNH3ENH3xNH3可得ENH3 9.42 104 Pa3)根据已知条件可知yNH3pNH3 / p 987/101325 0.00974于是得到mNH3y*NH 3 xNH3 0.9284) 由 于 H 和 E 仅 是 温 度 的 函 数 ， 故 HNH3 和ENH3 不 变 ； 而pEx E1m y x，与 T 和 p 相关，故mNH30.928 0.309 。px px p3分析( 1)注意一些近似处理并分析其误差。( 2)注意 E ， H 和 m 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。6-2 在 25下，CO2分压为50 kPa的混合气分别与下述溶液

3、接触：（1） 含 CO2为 0.01 mol/L 的水溶液；（2） 含 CO2为 0.05 mol/L 的水溶液。试求这两种情况下CO2的传质方向与推动力。解： 由亨利定律得到*pCO 2 50kPa ExCO2根据 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又因为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）为吸收过程，c 0.0067kmol / m3 。（ 2）为解吸过

4、程，c 0.0333kmol / m3。分析 （ 1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时：pCOHcCCOO23.3407.0110 429.9kPa推动力 p 20.1kPa（吸收）pCO2cCO2CO20.053.347 10 4149.4kPa推动力 p 99.4kPa(解吸)或者 , 用摩尔分数差表示时 由xCO100.0010 1.8 10 4 ， 判 断 出 将 发 生 吸 收 过 程 ， 推 动 力18x 1.201 10 4；由xCO9 10 4，判断出将发生解吸过程，推动力x 5.99 10 4( 2)推动力均用正值表示。6-3 指出下列过程是吸收过程还是解吸

5、过程，推动力是多少，并在 x-y 图上表示。(1) 含 SO2为 0.001(摩尔分数)的水溶液与含SO2为 0.03(摩尔分数)的混合气接触，总压为 101.3 kPa， t=35；(2) 气液组成及总压同(1) ， t=15；(3) 气液组成及温度同(1) ，总压为300 kPa(绝对压力)。解 (1) 根 据 化 工 原 理 教 材 中 表 8-1 知 T = 35 时 ， SO2 的E 0.567 104kPa , 故456E 0.567 104P 101.3根据相平衡关系, 得yA mxA 56 0.001 0.056y*AyA，所以将发生解吸过程。传质推动力为y 0.056 0.0

6、3 0.026(2 ) T = 15时, SO2的E 0.294 104kPa，故40.294 10429101.3根据相平衡关系, 得yA mxA 29 0.001 0.029y*A yA，所以将发生吸收过程。传质推动力为y 0.03 0.029 0.001(3) 同理可知, 当 T = 35，p = 300 kPa时 , E 0.567 104kPa， 故 m E 18.9PyA mxA 18.9 0.001 0.0189由于y*A yA，所以将发生吸收过程。推动力为y 0.03 0.0189 0.0111示意图见题6-3 图。题 6-3 图分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方

7、向的改变 吸。6-4 氨 -空气混合气中含氨0.12（摩尔分数），在常压和25下用水吸收，过程中不断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为1000 m3 ，出口气体中含氨0.01(摩尔分数 )。试求被吸收的氨量( kg)和出口气体的体积(m3)。解 惰性气体量V 1000 0.88 880m3，进口中NH3 之量为120m3,出口中NH3之量为 120 0.01 0.99 9m3 ,于是总出气量= 880 + 9 = 889m3,被吸收的NH3量为0.12 0.881000 101325889 1013250.12- 0.014544mol ,为77.3kg。8.314 2988.314 29

8、8分析 (1) 进行物料衡算时应以摩尔数或者质量为基准,一般不以体积为基准。此处由于温度和压力均不变,故摩尔数的变化正比于体积的变化,所以以体积作为衡算的基准。(2) 本题是并流还是逆流?有区别吗?(3) 如何才能不断移走热量? 该用填料塔还是板式塔?(4) 不移走热量对吸收有什么影响?6-5 一浅盘内存有2mm 厚的水层，在20的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为5mm 的静止空气膜层，此空气膜层以外的水蒸气分压为零。扩散系数为2.6×10-5m2/s，大气压强为1.013 × 105Pa。求蒸干水层所需时间。解：本题中水层Z 的变化是时间

9、的函数，且与扩散速率有关。N A DP pA1 pA2 ln pB2RTZ pB1 pB2pB1查教材附录水的物理性质得，20时水的蒸汽压为2.3346kPa。已知条件为：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水的摩尔质量M 1

10、8kg /kmol ，设垂直管截面积为A，在 d 时间内汽化的水量应等于水扩散出管口的量，即NAAdAdZ 则 dZ NAM 5.03 106 18 9.054 108m/sA Md1000在 0， Z 0到 0， Z 2 10 3m之间积分，得2 10 -3-89.054 10-842.21 104s6-6 含组分 A 为 0.1 的混合气，用含A为 0.01(均为摩尔分数)的液体吸收其中的 A。已知 A 在气、液两相中的平衡关系为y x，液气比为0.8，求：L 1.5(1) 逆流操作时，吸收液出口最高组成是多少？此时的吸收率是多少？若G各量又是多少？分别在y-x 图上表示；(2) 若改为并

11、流操作，液体出口最高组成是多少？此时的吸收率又是多少？解 (1) 逆流操作(题 6-6 图 (a)时，已知题 6-6 图0.010.1X2.0.01 ， Y1.0.111 0.011 0.1 当 L V 0.8 m 1 ，以及塔高无穷高时,在塔底达到两相平衡(题 8-9 图 (b),X1maxX1*Y1 m 0.11 。根据物料衡算可知L*Y2 Y1X1 X20.11 0.8 0.11 0.010.03V此时 , 吸收率为0.11 0.030.1172.7% 当 L V 1.5 m 1 ,以及塔高无穷高时,在塔顶达到吸收平衡(题 8-9 图 (b)，Y2minY2*mX20.01。仍可以根据物

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时 （题8-9 图 （c），因为 H ，所以有Y1mX1根据操作线关系,有Y2 Y1LX2X1V式，联立，求得X1 Y1 0.0655于是0.11 0.06550.1140.5%分析 逆流吸收操作中，操作线斜率比平衡线斜率大时，气液可能在塔顶呈平衡；此时吸收率最大，但吸收液浓度不是最高。操作线斜率小于平衡线斜率时，气液在塔底呈平衡；吸收液浓度是最高的， 但吸收率不是最高。6-7 用水吸收气体中的SO2 ，气体中SO2 的平均组成为0.02（摩尔分数），水中SO

13、2 的平均浓度为1g/1000g。塔中操作压力为10.13kPa（表压），现已知气相传质分系数kG =0.3 ×10-2kmol/（ m2· h· kPa），液相传质分系数kL= 0.4 m/h。操作条件下平衡关系y 50x。求总传质系数KY（ kmol/（ m2· h）。解 根据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*现已知 p 111.4kPa， y 0.02， y* mxA 501 642.81 10 4，因此A 1

14、 64 1000 18要先根据下式求出KG才能求出KY :111KG kG HkL因此还要求出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 此题主要练习各种传质系数之间的转换关系，第二目的是了解各系数的量 级。6-8在1.013 × 105Pa、 27下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇在气、液两相中的浓度很低，平衡关系服从亨利定律。已知H=0.511 kPa m· 3/kmol，气膜吸收分系数kG=1.55 

15、15; 105kmol/(m 2·s·kPa)，液膜吸收分系数kL=2.08 ×105 (m/s)。试求吸收总系数KG并算出气膜阻力在总阻力中所占的百分数。*解 根据定义式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因为 1 为气相阻力，1 为总阻力，故kGK G气相阻力总阻力 17637 24371 72.4%分析 此题应和题

16、6-9 一起综合考虑。6-9 在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27，压强为1.013 × 105Pa。 稳定操作状况下塔内某截面上的气相中甲醇分压为37.5mmHg， 液相中甲醇浓度为2.11kmol/m3。试根据题6-8 中有关数据计算出该截面的吸收速率。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) 此时，根据NA KG p pi 1.55 10-5 5.07- pi 5.68 10 5, 还可以计算出气液界面气相侧中的甲醇分压(pi 1.405kPa)以及液相侧中的甲醇浓度( ci Hpi 2.748kmol / m3)，此值远高于主体溶液中的甲醇浓度。(2) 是不是题目有些问题？含5%甲醇的空气似乎应是入口气体，因此2mol / m3应是出塔液体的浓度，而此液体的浓度也太低了(质量分数仅为0.0064%)， 这些水又有何用呢？(3) 若将题目中甲醇浓度改为2kmol / m3， 则质量分数为6.4 %， 便可以用精馏法回收其中的甲醇

18、。6-10 附图为几种双塔吸收流程，试在y-x 图上定性画出每种吸收流程中A、 B两塔的操作线和平衡线，并标出两塔对应的气、液相进出口摩尔分数。(c)d）题 6-10 附图6-11 在某逆流吸收塔内，于101.3kPa、 24下用清水吸收混合气体中的H2S，将2%降至0.1%（体积分数）。系统符合亨利定律，E=545× 101.3kPa。若吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试计算操作液气比及出口液相组成。解 ：已知 y 1=0.02 y 2=0.001 E 5.52 104KPa P =101.33KPa则 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又据全塔物料衡算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即操作液气比L 为 776.25 出口液相组成X1为 2.5 10 5V6-12用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2， SO2的初始浓度为5 （体积分数），操作条件下的相平衡关系为y 5.0x，分别计算液气比为4和 6 时气体的极限出口浓度。解 ：当填料塔为无限高，气

20、体出口浓度达极限值，此时操作线与平衡线相交。对于逆流操作，操作线与平衡线交点位置取决于液气比与相平衡常数m 的相对大小。L G 4 ， L G m 5.0时，操作线与与平衡线交于塔底，由相平衡关系可以计算液体出口的最大浓度为x1,maxy1m0.050.015y2,miny1x1x20.05 40.01 00.01GL G 6 ， L G m 5.0，操作线与平衡线交于塔顶，由平衡关系可以计算气体极限出口浓度为：y2,minmx20G0.05x1x2y1 y2,min0.00833L6从以上计算结果可知，当L G m 时，气体的极限残余浓度随L G 增大而减 小；当 L G m时，气体的极限浓

21、度只取决于吸收剂初始浓度，而与吸收剂的用量无关。6-13 在某填料吸收塔中，用清水处理含SO2 的混合气体。逆流操作，进塔气体中含SO2为 0.08（摩尔分数）， 其余为惰性气体。混合气的平均相对分子质量取28。水的用量比最小用量大65%，要求每小时从混合气中吸收2000kg 的 SO2。已知操作条件下气、液平衡关系为y 26.7x。计算每小时用水量为多少立方米。解：根据题意得y11y10.081 0.080.087根据吸收的SO2质量求得混合气中惰性气体的流量2000V0.92 359.375kmol /h64 0.08根据物料衡算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： 令进塔气体浓度为y1，则出塔气体浓度为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 在一填料吸收塔内，用含溶质为0.0099的吸收剂逆流吸收混合气体中溶质的 85%， 进塔气体中溶质浓度为0.091， 操作液气比为0.9， 已知操作条件下系统的平衡关系为y 0.86x，假设总体积

23、传质系数与流动方式无关。试求：（1）逆流操作改为并流操作后所得吸收液的浓度；（2）逆流操作与并流操作平均吸收推动力之比。解： 逆流吸收时，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改为并流吸收后，设出塔气、液相组成为Y1 、 X 1 ，进塔气。物料衡算：X1 -X2 L V Y2 -Y1将物料衡算式代入NOG中整理得：NOG 1/1 m/(L/V) /ln Y2 mX2 Y1' mX1'逆流改为并流后，因所以KYa不变，即传质单元高度HOG不变，故NOG不变11.51ln1 0.860.90.91 0.86 0.0099y1 0.86x1Y1 0.9X 10.0999将此两式联立得：X10.0568 Y10.0488Y2

25、 - Y10.00672Ym211.84m NOG 0.00366YmY m0.006721.840.00366在逆流与并流的气、液两相进口组成相等及操作条件相同 情况下，逆流操作可获得较高的吸收液浓度及较大的吸收推动力。6-16 今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量为 1000m3/h(标准状况)，原料气中含甲醇100g/m3，吸收后的水中含甲醇量等于与进料气体相平衡时组成的67%。设在标准状况下操作，吸收平衡关系为2y 1.15x，甲醇的回收率为98%， Ky = 0.5 kmol/( m2· h)，塔内填料的有效比表面积为190 m2/m3，塔内气体

26、的空塔流速为0.5 m/s。试求：(1) 水的用量；(2) 塔径；(3) 填料层高度。解 下面计算中下标1 表示塔底，2 表示塔顶。根据已知操作条件，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)根据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）塔径DT4Vus4 10000.35600 0.814m，可圆整到0.84m。3)由于是低浓度吸收，故可以将y 1.15x近似为 Y 1.15X ,并存在Ky KY，则可进行以下计算： 填料层高度先计算气相总传质单元数：NOG再计算气相总传质单元高度H OG最终解得H 6.7m分析 (1)这是一个典型的设计型问题，即已知工艺要求，希望设计出用水量、塔径和塔高。(2)若不进行以上近似，则可按下述方法求解式中： V' -气体总流量。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对上式进行积分得V'dyy2 K ya y y3）或者做以下近似处理NAK y也会随着流量变化而变化，求解时还需要做另外的近似）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 是清水增加一倍时的操作线，斜率增加，推动力增大。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 在一填料吸收塔内，用清水逆流吸收空气中的NH 3，入塔混合气中NH3的含量为0.01（摩尔分率，下同），吸

30、收在常压、温度为10的条件下进行，吸收率达95%，吸收液中NH3含量为0.01。操作条件下的平衡关系为y 0.5x，试计算清水流量增加1 倍时， 吸收率、 吸收推动力和阻力如何变化，并定性画出吸收操作线的变化。解： 吸收率增加，吸收推动力增加解： （ 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）每小时回收的丙酮量为：G' y1 y2 M 92.0 0.05 0.0026 58 252.9kg / h6-19 在一填料层高度为5m 的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。当液气比为1.0时， 溶质回收率可达90%。 在操作条件下气液平衡关系为y=0.5x。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问此填

32、料的体积吸收总系数为原填料的多少倍？解： 本题为操作型计算，NOG宜用脱吸因数法求算。原工况下：1Y1 - mX 2NOG ln 1 -2 S1-S Y2 -mX2mVS 0.5LX2=0，则：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新工况（即新型填料）下：11NOG ln 0.50.54.703OG 0.51 0.95V Z 5H OG 1.063OGKYaNOG4.703则KYaHOG 1.466 1.38KYaHOG 1.063即新型填料的体积传质系数

33、为原填料的1.38 倍。讨论：对一定高度的填料塔。在其他条件不变下，采用新型填料，即可提高KYa，减小传质阻力，从而提高分离效果6-20 某填料吸收塔高2.7m，在常压下用清水逆流吸收混合气中的氮。混合气入塔的摩尔流率为0.03kmol/(m2·s),清水的喷淋密度0.018 kmol/(m2· s)。进口气体中含氮体积分数为2%，已知气相总体积吸收系数Kya=0.1 kmol/(m3·s),操作条件下亨利系数为60kPa。试求排出气体中氮的浓度。解： m E p 60 101.3 0.6 L G 0.018/0.03 0.6 m即操作线与平衡线平行，此时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质x2=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比是3， 气体入口摩尔分数y1=0.001， 回收率可达90%.已知物系的平衡关系为y=2x。今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数x2升至0.00035，试求：（1）可溶组分的回收率下降至多少？（2）液相出塔摩尔分数升高至多少？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上升时，由于H 不变， HOG不变NOGH H OG 也不变，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)若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与新鲜吸

36、收剂量之比为1:10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少?解：(1)对吸收塔作物料衡算L y1 y2y1 y20.02 0.09 0.02G minx1e x2y1 m x20.02/1.2 0.0003吸收塔内液气比为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全塔的传质单元数NOGyy1y2ln y1mx1ymy1mx1y2mx2y2mx21 y1 mx1ln1 mG L y2 mx2所

37、需塔高为2)当有部分吸收剂再循环后，吸收剂的入塔含量为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吸收塔内液气比L总L L L总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总 G1.59联立两式可解得x1 0.0129

38、x2 0.001445全塔的传质单元数NOG1 ln y1 mx1'1 mG L总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 为测定填料层的体积吸收系数Kya， 在填料塔内以清水为溶剂，吸收空气中低浓度的溶质组分A。 试画出流程示意图，指出需要知道哪些条件和测取哪些参数； 写出计算Kya 的步骤； 在液体流量和入塔气体中组分A 浓度不变的情况下，加大气体流量，试问尾气中组分A 的浓度是

39、增大还是减小？题6-23图解 流程如图（a）所示，由于KYaV Y1 Y2 H Ym所以，为了测出KYa，需要知道物系的平衡关系，因而需要测定温度，以便于从手册中查找有关数据，还需测量进、出口的气、液流量及组成、塔径和填料层的高度。求 ?的步骤如下：1） 在稳定操作条件下测出L， V， ?1， ?2 = 0 ， ?1?,?2? 以及温度；2） 依据平衡关系求出平均推动力?；3） 量出塔径? ?= ?2? 及填料层高度H；44） 将以上各量代入式，及求得?。若加入大气体流量，尾气中组分A 的浓度将增高。其分析如图b 所示。分析 （ 1）实验时要多测一些L 和 V 条件下的数据以便总结出规律。（

40、2）试分析增大气体流量后X1 会如何改变?1m2，用清水吸收混合气中的氨气，0.01（摩尔分率），要求氨的回收率至1.5倍，气相总体积吸收系数为101.33kPa，操作温度30，在此条件（ 3）测水流量L 有何用途?6-24 某逆流操作的填料吸收塔，塔截面积混合气量为0.06kmol/s，其中氨的浓度为少为95%。已知吸收剂用量为最小用量的0.06kmol/（m3·s），且Kya G0.8。操作压力下，气液平衡关系为y 1.2x，试求：（ 1）填料层高度（m）；（ 2）若混合气体量增大，则按比例增大吸收剂的流量，能否保证溶质吸收率不下降？简述其原因；（ 3）若混合气体量增大，且保证溶

41、质吸收率不下降，可采取哪些措施？解： （ 1）根据题意得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全塔的传质单元数NOG1mV Y1m X2mVln 1m VLY2m X2LL1.21.711.20.0101-01.2ln 146.361.71 5.05 10 4 0 1.71全塔的传质单元高度H OGKYa0.05940.99m0.06H H OG NOG 0.99 6.36 6.3m2）假设能保证吸收率不下降，则有' 0.95又

42、因为 L 与 V 按比例增大，所以L L ，则1' mV 0.702V VA'LY2 Y2，则NOG 不变'''0.2又因为HO'GKYa' V'0.8H O' G / H OG V ' V 0.2 1 H ' H 则假设不成立，不能满足要求与 m 均不变，需要L或者换（ 3）在H 不变时，H OG ，则 N OG用更加高效的填料思考题6-1 吸收的目的和基本依据是什么？吸收的主要操作费用花费在哪里？答： 目的是分离气体混合物，依据是气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不同；操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损

43、失。6-2 选择吸收剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？答： 溶解度大，选择性高，再生方便，蒸气压低，损失小。 溶剂对溶质溶解度大，对其他组分溶解度小。6-3 E、 m、 H 三者各自与温度、总压有何关系？答：m、 E、 H 均随温度上升而增大，E、 H 基本上与总压无关，m 反比于总压。6-4 扩散流JA，净物流N，传质速率NA 相互之间有什么联系和区别？答： N NM JA JB ， NA JA NM CA CM 。 JA,JB 浓度梯度引起，NM 微压力差引起，N A溶质传递。6-5 漂流因子有什么含义？等分子反向扩散时有无漂流因子？为什么？答：表示了主体流动对传质的贡献无漂流因子，因为没有主体流动6-6 气体分子扩散系数与温