化工原理 第五章 吸收课后习题及答案

第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO2的混合气体中的体积分数为20%，求其摩尔分数y和摩比Y各为多少？解 因摩尔分=体积分数，y0.2摩尔分数摩尔比 Y y

0.2

251y 10.2【5-220l00glgNH3,NH3c及摩尔X表示时，各为多少？解 摩尔分数x 1/17 =01051/171018c20℃，溶液的密度用水的密度s溶液中NH3的量为 n1103/17kmol溶液的体积 V101103/998.2m3n 1103/17

998.2kg/m3代替。3溶液中NH的浓度c = =58kmom33V101103/998.2s或 cs

998.2x

010558kmom3M 18sNH3与水的摩尔比的计算1/17X100/18

0106或X

x0.0105

01061x 10.0105【5-3】进入吸收器的混合气体中，NH3的体积分数为10%，吸收率为90%，求离开吸收器时NH3的组成，以摩尔比Y和摩尔分数y表示。吸收率的定义为 被吸收的溶质量 YY Y 1 212原料气中溶质量 Y Y1 1解 原料气中NH3的摩尔分数y0.1摩尔比

Y 1y1 1yy1

0.110.1吸收器出口混合气中NH3的摩尔比为Y2

1011100111摩尔分数

y 2Y2 1YY2

=0.011110.0111气液相平衡【5-4】l00g水中溶解lgNH3

20NH3

的平衡分压为798Pa。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E(单位为kPa)、溶解度系数H[单位为kmol/(m3kPa)]和相平衡常数m。总压为100kPa。解 液相中NH3

的摩尔分数x 1/17 0.01051/17100/18NH3

的平衡分压 P798kPa亨利系数 Ep0.798/0.010576n 1103/17NH3

的浓度 c 0.581V 101103/998.2溶解度系数 Hc/p*0.581/0.7980.728kmol/(m3kPa)

的摩尔分数x 1/17 01053 17100/18气相的平衡摩尔分数 *pp79100相平衡常数 my*

0.798

0.76x 1000.0105或 mE/p76/1000.76【5-521%，试求总压为101.325kPa10℃时，1m3水10p*3.313106xp*为氧在气相中的平衡分压，单位为为溶液中氧的摩尔分数解 总压p101.325kPa空气中O的压力分数 p／p体积分数0.212 A空气中O的分压 p*0.21101.325kPa2 A亨利系数 E3.313106kPap*Ex计算A与气相分压pA

0.21101.325kPa相平衡的液相组成为p* 2110325xA 4216kmolOkmol溶液E 3.313106此为1kmol水溶液中最大可能溶解6.42106kmolO2因为溶液很稀，其中溶质很少1kmol水溶液≈1kmol水=18kg水10℃，水的密度 故 kmol水溶≈1993水18即999.7

m3水中最大可能溶解6.42106kmol氧故 1m3水中最大可能溶解的氧量为6.42106999.73.57104kmolO18 23.57104321.14102kgO2

11.4gO2p*

cA计算H s

A999.7

H=1.676105m3kPaEM 3.31310618s1m3水中最大可能溶解的氧量为cp*H(0.21101.325)(1053.57104kmolO／m3 溶液A A 23.57104321.14102kgO2

11.4gO2【5-6】含NH31.5%-NH320℃下用水吸收其中的NH3总压203kPaNH3在水中的溶解度服从亨利定律。在操作温度下的亨利系数E80kPa氨水溶液的最大浓度，kmolNH／m3溶液。3解 气相中NH3

的摩尔分数y0.015总压p203kPa，气相中NH3

的分压p*py2030.015kPaAp*Ex计算与气相分压p相平衡的液相中NH3的摩尔分数为p* 2030.015xA 0.0381E 80NH水溶液的总浓度

c

998.2

kmol/m33 M 18s水溶液中NH3

的最大浓度 cA

cx998.2182.11kmolNH3

/m3溶液p*

cA计算E80kPa,H

A H 998.2s=

=0693kmol/(m3kPa)EM 8018scp*H(2030.0150.6932.11kmolNH/m3溶液A A 3【5-720℃，总压为时，CO2m=1660为时，相平衡常数m20℃时的亨利系数E为多少MPa?解 相平衡常数m与总压p成反比，p0.1MPa时 m'1MPa时m'

p=16600.1=166p' 1亨利系数 Empm'p'166MPa33 【5-8】用清水吸收混合气中的NH，进入吸收塔的混合气中，含NH吸收后混合气中含NH的体积分数为0.4，出口溶液的摩尔比为01kmolNHkmol33 3此物系的平衡关系为Y*0.76X。气液逆流流动，试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少？解 已知y1

0.06，则Y1

y/y0.06/0.940.06381 1已知y2

0.004，则Y2

0.004/0.004=4.02103已知X1

0.012，则Y*0.760.0120.009121已知X2

0，则Y*02塔顶气相推动力 Y2

YY*=4.021032 2塔底气相推动力 YYY*0.06380.009120.05471 1 1【5-9】CO250kPaCO2浓度为0.01kmol/m3的水溶液和CO2浓度为的水溶液接触。物系温度均为25℃，气液相平衡关系p*1.662105xkPa。试求上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力差和液相浓度差表示，并说明C2在两种情况下属于吸收还是解吸。解 温度t，水的密度为s

997kg/m3混合气中CO2的分压为p50kPas水溶液的总浓度c97s

kmol/m3水溶液M 18s以气相分压差表示的吸收推动力2①液相中COc2A

0.01kmolCO／m3水溶液20.01液相中CO2xcA/c997/18=1.805104与液相平衡的气相平衡分压为p*1.662105x1.6621051.80510430kPa气相分压差表示的推动力 ppp*503020kPa（吸收）②液相中CO2的浓度cA0.05kmol／m3水溶液0.05液相中CO2的摩尔分数xcA/c997/189.0271040.05与液相平衡的气相平衡分压为p*1.662105x1.6621059.027104150kPa气相分压差表示的推动力pp*p15050100kPa（解吸）以液相浓度差表示的吸收推动力与气相CO分压p50kPa平衡的液相组成为2

p1.662105

501.662105平衡的液相浓度2①液相中CO的浓度c2A

0.01kmolCO2

/m3水溶液液相浓度差表示的推动力为cc*cA A

0.016660.010.00666kmol／m3

（吸收）2②液相中CO的浓度c0.05kmolCO/m3水溶液2A 2液相浓度差表示的推动力为ccA

c*0.050.016660.0333kmol/m3A

（解吸）吸收过程的速率【5-105-1025℃，在(25℃，总压101.325kPa)l00mm速率，kmo(m2s)。解 25℃时水的饱和蒸气压为3.2895kPa5-2中查得，25℃，101.325kPa条件下，H2O在空气中的分D0.256cm2/s0.256104m2/s。扩散距离Z100mm0.1m，总压p101.325kPa

习题5-10附图水表面处的水汽分压 pA1

3.2895kPa空气分压 pB1

ppA1

101.3253.289598.04kPa管上口处有大量干空气流过，水汽分压p 0A2空气分压pB2

101.325kPa空气分压的对数平均值为p Bm

p 3.2895 pB1 101.325 99.8kPa lnlnB2p

98.04水的汽化速率NDpp

pA RTZ pBm

A20.256104 101.325 3.28958.3142980.1 99.8

3.45107kmol

m2s【5-1】用教材图5-1例5-4附图41032kPa条件下，测定CCl448℃时，CCl4的饱和蒸气压为液体密度为1540kg/m3。垂直管中液面到上端管口的距离，实验开始为2cm3cm，CCl4的蒸发时间为1.556104s。试求48℃时，CCl4蒸气在空气中的分子扩散系数。解 计算48℃时CCl4蒸气在空气中的分子扩散系数，计算式为RTppppp

Z2Z202pMlnA已知CCl4液体密度1540kg/m3448℃时CClp37.6kPa4Ap101.325kPa，T27348321K开始Z0

2cm，终了Z3cmCCl4的蒸发时间1.556104sCCl4的摩尔质量M154kg/kmol摩尔气体常数R8.314kJ／(kmolK)已知数据代入计算式，得扩散系数D0.0912cm2/s【5-12】用清水在吸收塔中吸收混合气中的溶质A，吸收塔某截面上，气相主体中溶质A5kPaA0.015k2.5105kmol/(m2s)，液膜传质系数kY

3.5103kmol/(m2s)。气液平衡关系可用亨利定律表示，相平衡常数m0.7。总压为101.325kPa。试求：(1)气相总传质系数KY

，并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；(2)试求吸收塔该截面上溶质A的传质速率N。A解 (1)气相总传质系数K1 1 m 1 1 m 1 0.7 41042102K k k 2.5105 3.5103Y Y X4.02104K2.488105kmol/Y

m2s气膜阻力1/kY

4104(m2s/kmol，液膜阻为x

2102(m2s)/kmol。Y1/kY1/KY

41044.02104

0.995，为气膜控制。(2)传质速率NAp 5AYppAA

0.0519101.3255Xx015015Y*mX701520106x1 10.015NKA

YY*2.4881050.05190.01061.03106kmol/m2.s【5-13】根据pA

py，pi

pyi

及cA

cxi

，试将传质速率方程Nk(p

p)

cc

kyyk

xx的形式。k与k、k与k

有何关A G A i系。

L i A

A y i x i

y G x L解 NkpA G

pki

pypy=pki

yyki

yyi式中 ky

pkGNk

cc

k

cxcxck

xxk(xx)A L i A L i L i xi式中 kx

ckL吸收塔的计算【5-149%SO，其余视为惰性气体。冷却2SO95%100kPa，2每小时处理的炉气量为100033100kPa时的体积流量气比为最小值的1.2求每小时的用水量和出塔时水溶液组成。平衡关系数据为SO／kgSO100kg(HO17.5 5.0 2.5 1.5 1.0 0.5 0.20.12 2 2气相中SO平衡分压/kPa291.760.328.816.710.54.81.57 0.63解①最小液一-比L

YY

的计算 1 2G

X*Xmin 1 2y0.09,

y 0.091= =0.09891 1 1y1

10.090.95,Y2

)Y1

0.950.09890.00495吸收剂为水，X2

0p100kPa原料气中SO分压P

100099kPa2 1从平衡数据内插，得液相平衡溶解度0.868/64

kgSO2100kgH2换算为摩尔比 X*1

100/18

2.44103最小液

L Y

0.09890.00495 1

2 38.5②用水量计算

G

X*Xmin 1 2

0.00244 L/G1.2L G

1.238.546.2 min已知炉气流量 1000m3/h3℃100kPa)标准状态下理想气体的摩尔体积为224m3/kmol27315101.325kPa)炉气的摩尔流量为1000273.15

100 1

39.7kmol/h303.15101.32522.4惰性气体流量 G3103kmol/h吸收用水量 L46.236.11668kmol/h1816683104kg/h③出塔水溶液的组成YY 0.09890.00495X1 2 2.031031 L/G 46.22【5-1520CO，2%摩尔分数20CO2水溶液的亨利系数E144MPa。吸收剂21.2液L/GX1

(2)试求总压改为时的L/G及X。1解 (1)总压p时L/G及X1yY y

0.020.02041,Y0.001，X01 1y1

10.02 2 2mE/p144/0.11440L

YY 0.020410.001

1 2 1369G

Y/mX 0.02041/14400min 1 2L1.2L

1.213691643G G minXXGY00.020410.0011.1810-51 2 L 1 2

1643(2)p1MPaL/G及X1mE/p141144(L/

0.020410.001136.9min

0.02041/144L/G1.2(L/

min

1.2136.9164.30.020410.0011 164.3

1.181040.1MPa1MPa，溶液出口组成从1.18105增加到1.18104。【5-1699%2（摩尔分数；入塔的煤油中含苯0.02（摩尔分数。溶剂用量为最小用量的1.5操作温度为50100kPa，相平衡关系为Y*0.36X，气相总传质系数Ka0.015kmo(m3s)。入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为0.015kmo(m2s)。试求填Y料塔的填料层高度，气相总传质单元数用对数平均推动力法及吸收因数法的计算式计算。解 (1)气相总传质单元高度H 计算OGG'入塔混合气的流量

=0.015kmol(m2s)Ωy0.02,Ka0.015m3s1 Y惰性气体流量

GG'1y01510200147kmol(m2s)Ω Ω 1H G 0014798mOG KaΩ 0.015Y气相总传质单元数H 计算OGy 1y1 1y1

020204，回收率990.98YY=0.02040.99=2.041042 1x0.0002,X2

x0.00022①吸收因数法计算NOGX*0.05671 1L L

YY

0.02040.0002041.5 1.5

21.5 0.536GmG

G0.36

min

X*X1 2

0.05670.0002L 0.5361 mGYmX mGN ln1 1 2 OG 1mG L

YmX L2 2 1 ln0.6720.02040.360.00020.67210.672 0.0002040.360.0002 12②对数平均推动力法计算NOGL YY 1 2G XX1 2YYXX1 21 2 L/G0.00020.02040.0002040.536Y*mX1

0.360.03790.0136Y*mX2

0.360.00020.000072YY1

Y*0.02040.01366.81031YY2

Y*0.2041030.0721030.1321032YY 6.81030.132103Y 1 2 1.69103m Yln 1Y2

ln6.80.132YY 0.02040.000204N 1OG Ym

2 121.69103Z计算ZH NOGOG

0.981211.8m【5-17】混合气含CO2体积分数为10%，其余为空气。在30℃、2MPa下用水吸收，使2CO的体积分数降到0.5%，水溶液出口组成X6104（摩尔比。混合气体处理量为212240m3/h（按标准状态，2715K,10132Pa，塔径为1.5。亨利系数E188MPa，液相体积总传质系数KL

a50kmo(m3hkmol/m3)解 (1)用水量计算混合气流量

0y0.Yy0.Y111Y00,Y0.0055.03103，X6104，X110.9220.9951222.4惰性气体流量 GGy1000.190kmol／h1G(YY) 90(0.1110.00503)用水量 L

1 XX1 2

1.59104kmol/h61041.59104182.86105kg/h(2)填料层高度Z计算水溶液的总浓度

c/Ms

995.7/1855.3kmol/m3体积传质系数 KX

acKa55.3502765kmol/(m3h)L液相总传质单元高度 HOL

L KaΩ

1.59104①对数平均推动力法计算N

XOL

2765

(1.5)24气液相平衡常数 mE18894p 2X*1.181031 1X*Y/m0.00503/945.351052 2XX*X1 1

1.181036104=5.8104XX*X2 2

5.3510505.35105X

XX1

581055.351052 =2.209104m X 58105lnX1 ln1液相总传质单元数

5.35105N

X 610402 2.72OL Xm

2.209104②吸收因数法计算NOLL1.591041.879mG 94901 LXX* LN ln1 2 1 OL 1L

mGXX*

mG1mG 1 ln1.879

101.18103

1.8792.7311.879 61041.18103 填料层高度 ZH NOL OL

3.262.738.9m【5-18】气体混合物中溶质的组成Y1

0.02（摩尔比液相平衡关系为Y*1.0X。试求下列3X1

与气相总传质单元数NOG

(利用教材中图5-23)，并迸行比较，用推动力分析NOG

的改变。3种情况的溶质回收率均为99%。L/G2.0；1.2；③入塔液体中含溶质的组成X2

0001（摩尔比气比G2。气比

min

0.8，溶质的回收率最大可达多少？解 (1)求X与N1 OG回收率0.99，Y1

0.02，相平衡常数m=1YY2

0.990.020.0002①X0，L／G2，L／mG22YmX2 YmX1

0.000200.015-23N0.020

7.8L YY 0.020.0002 1 2 2

X0.0099G XX1 2

X0 11② X0,1.22YmX2

0.01 5-23

17YmX OG1 21.20.020.0002

0165X0 11③ X1.22Y2Y1

0.00020.00012 5.031030.020.00012查图5-23，得NOG

211.20.020.0002

X0.00010.020.00020.0166X0.0001 11

1.2计算结果比较：X2

相同，L/G减小时，操作线斜率减小，向平衡线靠近，推动力减小。为达到一定的溶质回收率要求（即达到一定的Y要求，N 需要增大，同时X也增大了。2 OG 1L/GX2

增大，即操作线斜率相同，操作线向平衡线平行靠近，使推动力减小，NOG(2)

增大，同时X1

也增大了。(L/G)X0,(L/G)2

min

0.8

min8m

与气体进口组成达平衡时，溶质的回收率为最大，即X*Y／m1L由物料衡算得

YY

YY

1 1YY() 1

21

21 2GminYY

X*X1 L

Y Y1X 1m 2 mL/G回收率

1 2 0.8Y mG 1

min0.8溶质的回收率最大可达80%。【5-19880mm6m50mm瓷拉西环，2000m3（体积按101.33kPa计5%。用清水作吸收剂。塔顶送出的废气含丙酮摩尔分数为0.263%含丙酮61.2g。根据上述测试数据计算气相体积总传质系数 Ka。操作条件下的平衡关系为YY*2.0X。上述情况下每小时可回收多少千克丙酮？若把填料层加高3可以多回收多少丙酮解 (1)计算体积总传质系数KaY先从已知数据求NOG相平衡常数 my

0.05y0.05,Y1

11y1

0.0526,10.05y0.00263,Y2 X02

0.002631

00264l000g丙酮的摩尔质量为58kg/kmol61.2/58X161.2)/18

0.0202传质单元数

YY YYN 1 2

2 OG

YY

YY*m 1 1 2 2YY*ln1 1YY*2 2 0.05260.00264 80.052620.02020.002640ln0.052620.0202 0.002640 N 也可用吸收因数法计算OGL YY 0.05260.00264 1 2 2.47G XX1 2

0.02020m

L2.471.24mG 2YY* 0.0026402 2 0.0502YY* 0.052601 25-23NOG或用计算式求出N

8mG

20.81OG L 2.471 mGYY* mGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYY* L2 2 1 ln0.810.052600.8110.81 0.002640 =8.03已知填料层高度Z6m，计算HOG

Z60.75N 8OG再从式H

G KaOG KaΩ YY惰性气体流量G2000100)2000095m／h2010133kPa)理想气体在273K101.325kPa时的摩尔体积为22.4m3/kmol在298K101.325kPa下的摩尔体积为29822.4

273

24.45m3/kmol20000.95G24.45

=77.7kmol/h，塔径DT

0.88m塔截面积

Ω4

D2T

0.882608m24体积总传质系数G 77.7Ka Y HΩ 75OG

170kmol/(m3h)每小时丙酮回收量为GY=77.70.05260.002643.88kmol/h1 2583.88225kg/h填料层加高63OG

0.75则 N Z

9L1.24OG H2OG2

0.75 mG5-23

Y'023Y'0.023Y2

Y10.0230.05260.00121填料层Z9m时，丙酮的回收量为G(YY')77.70.05260.00121=3.99kmol/h1 2多回收丙酮 3.993.880.11kmol/h也可以如下计算G(Y2

Y')77.70.002640.001210.111kmol/h2【5-20】有一填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质AA1%A90%。此时，水的流量为最小流量的1.5倍。平衡线的斜率m=l。试求：(1)气相总传质单元数NOG

；(2)若想使混合气中溶质A的吸收率为95%，仍用原塔操作，且假设不存在液泛，气相总传质单元高度HOG

不受液体分数。解 已知y1

0mX02yY y

0.010.0101，y1Y

(1-0.9)0.01010.001011 1y1

10.01 2 1(1)计算气相总传质单元数NOG L Y 1 2

YY 0.01010.001011 2 0.9G

min

X*X1

Y/mX1

0.0101/10L1.5L

1.50.91.35G G minL1.351.35mG 11 mGYmXmGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYmX2 2

L1 ln1111

10.010101.351.350.00101

14.641. 1. 1.35(2)要想使吸收率从90%提高到95%，可增大吸收剂用量填料层高度 ZH NOGOG对于已有的填料塔，其填料层高度已定，吸收剂用量改变不会改变HOG

。因此，N 不OG会改变，仍为NOG

4.64。新工况下，Y'2

1

1950101505104Y'2YmX

5.051042 0.050.01011 2用N 64与Y2mX205，从图23查得OG YmX1 2L2.1，m=1,故L2.1mG G为了使吸收率从90%提高到95%，L／G需要从1.35增加到2.1，增加的百分数为2.11.3510055.5%1.35【5-21CO2的组成为0.（摩尔比，余下气体为惰性气体，液一气比为18，吸收率为95。操作温度为2MPaCO25-13种情况的溶质吸收率、吸收液（塔底排出液体）组成X1

、塔内平均传质推动力Ym

，并与原有情况进行比较：(1)0.0001（摩尔比）CO2水溶液；(2)3020℃；(3)30-180200。解 总压p1

0.1(1)X2

0改为X'2

0.0001新工况的Y'计算2此时，HOG

GKY

不会改变，因填料层高度Z为一定值，所以NOG

Z不变。HOG原工况

1 mGYmXmGN ln1 1 2 OG 1mG L

LYmX2 2

L新工况

1 mGYmX'mGN' ln1 1 2 OG 1mGL

LY'mX'2 2

L因 ，故YmX2YmX'

aN N'OG

1 1 2YmX Y'mX'2 2 2 2Y0.1,Y1

Y)0.1(10.95)0.0051X'2

0.0001查得30℃时CO2水溶液的E188MPamE/p188/294将上述数据代入式(a)0.100.0050

0.1940.0001Y'940.00012

Y'0.01392解得新工况的吸收率'1Y'/Y10139/0108612 1吸收液组成计算 已知L/G180原工况

GYYX

0.10.00500.0005281 L 1 2 2

180新工况 X'GY'X

0.1001390.00010005781 L 1 2 2

180平均传质推动力的计算方法①按原工况计算NOG 94/1800.5222N 1 ln0.52220.100.52224.84OG10.5222 0.0050 原工况

YY

0.10.005Ym

1 2NOG

4.84

0.0196因 N' NOG 新工况

4.84YY'

0.10.0139方法②

Y'm

1 2N'OG

4.84

0.0178原工况 YYY*Y

0.1940.0005280.050371 1 1 1 1Y=Y-Y*=

0.005-00.0052 2 2 2 2YY 0.050370.0051Y1m

21Y1Y2

1n0.050370.005

0.0196新工况 YYmX'0.1940.0005780.045671 1 2YY'mX'0.0139940.00010.00452 1 2YY 0.045670.00451Y'1m

Y1Y12

2 0.04567 0.01781n0.0045从上述计算结果可以看出：当吸收剂组成 由X2

0X'0.0001时，1传质推动力 由Ym

0.0196降为Y'0.0178m溶质吸收率 由0.95降为'0.861吸收液组成 由X1

0.000528X'0.0005781对现有吸收塔，吸收剂入塔组成增大，使传质推动力降低，而导致溶质吸收率下降。如果不需要计算平均传质推动力的数值，而只需对比，则可如下计算。N' NOG OG新工况Y’

YY

/N

YY' 0.10.0139m1

2 OG

2 0.906原工Y YY

/N' Y

0.10.005m 1 2

OG 1 2(2) X2

0，操作温度从30℃改为20℃查得20℃时CO2水溶液的E144MPamE/p144/272mG 72新工况的Y'计算2

0.4L 180原工况 NOG

4.84（前面已计算）1 mGYmXmG新工况 N' 1 1 2 OG 1mGL

LY'mX2 2

L1 0.6

0.10

0.420.6 Y'0 2因 N N' 4.84OG OG1 0.06 4.84

1nY'2

0.40.06 1nY2e2.904

0.42.9040.060.4Y'2Y'0.003362新工况的吸收率 '1Y'/Y10.00336/0.10.9662 1吸收液组成计算原工况 X1

0.000528()新工况 X' YY'G

0.10.0033600.0005361 L 1 2 2

180平均传质推动力计算原工况

YY

0.10.0050.0196（前面已计算）Y 1 2m NOG

4.84因 N'NoG oG

4.84Y1Y' 0.10.00336新工况 Y'm

2 0.02N' 4.84oG（即m减小传质推动力增大，导致溶质的吸收率增大。(3) X2

030℃，m=94原工况 L/G180 mG／L94/1800.522新工况 L/G200 mG/L94/20047新工况的Y'计算2原工况 NOG

4.84（前面已计算）1 mGYmxmG新工况 N' ln1 1 2 OG 1mG L

LY'mX2 2

L因 N' NOG oG

4.844.84 1

0.10 10.47 0.47210.47 Y'0 2解得 Y'0.004232新工况的吸收率 '1Y'/Y110.00423/0.10.9582吸收液组成计算原工况 X1

0.000528(前已计算)G 0.10.00423新工况 X' Y')

00.0004791 2 1 2

200平均传质推动力计算YY 0.10.005原工况 Y'm

1 2NOG

4.84

0016）新工况 N' NOG oG

4.84YY' 0.10.00423Y'1 2 0.0198m N' 4.84OG从上述计算结果可知，对现有吸收塔，当吸收剂用量增加，操作线斜率增大，传质推动力增大，导致溶质的吸收率增大。11 OG 2【5-22】有一逆流操作的吸收塔，其塔径及填料层高度各为一定值，用清水吸收某混合气体中的溶质。若混合气体流量G，吸收剂清水流量L及操作温度与压力分别保持不变，而使进口混合气体中的溶质组成Y增大试问气相总传质单元数N 混合气出口组成Y吸收液组成X及溶质的吸收率η将如何变化？并画出操作示意图。11 OG 2解G Z①填料层高度Z已定，且气象总传质单元高度HOG

KY

不变，故NOG

不变。HOG②物系一定，操作温度及压力不变，故气液相平衡常数m一定，且G及L不变，故L/Gm一定。因NOG

L/Gm

的计算式5-23YmX22YmX221 22为一定值。且吸收剂为清水，故X=0，则Y为一定值。即随着Y的增大，Y2

按一定比例2 Y 1 2125-22Y1增大到Y'21

增大到Y'.2L/GY1增大到Y'TBT‘B’1线。T‘B’线与水平的等Y’X'为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由1X1X'。1

Y' Y Y④由第②问的分析结果可知2Y'1

2=一定值，故吸收率12不变。Y Y1 1B'Y'1Y'2 T'BY1Y T2XX X'X1 125-22

解吸塔计算【5-23(摩尔质量为113kg/kmol)与另一种不挥发性有机化合物（摩尔质量为135kg/kmol）8%（质量分数100101.325kPa（绝对压力质量分数）以内，水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数m=0.526，填料塔的液相总传质单元高度HOL填料层高度。

=0.5m。试求解吸塔的解 G XX 1 2L Y*Ymin 1 2

习题5-23附图Y*mX1

0.5260.1040.0547G2G 20.1040.002393.72LL LL L

0.054700.511mG 0.05263.721 LXY/m LN 1 1 2 1

mGXY/m2 2

mG 1 1n1

0.104

0.5116.31

0.00239 ZH NOL

0.56.33.15m传质系数计算和吸收剂部分循环【5-24】现一逆流吸收填料塔，填料层高度为8m，用流量为100kmol/（㎡·h）的清水600N（㎡·h0.0（摩尔分数，下同，实验测得出塔气体中溶质的吸收率为9关系为Y=2.8X。设吸收过程为气膜控制。计算该填料的气相总体积传质系数；吸收过程中，将吸收后吸收液的50氨解（1）

y 0.05 1 1-y1

1-0.0595％时，y2=0.05（1－0.95）＝0.0025Yy20.00250.0025G＝600／22.4=26.8kmol/（㎡·h）L1003.73G 26.8

2 1-y2

1-0.0025吸收因数 SmG

0.75L 3.73气相总传质单元数NOG1 Y-mX N ln1-SOG1-S

2SY-mX2 2N 1 0.750.0526-00.757.17OG1-0.75 0.0025-0 气相总传质单元高度HOGH HOG NOG

87.17

1.12m气相总体积传质系数K

G 26.8