吸收法净化气态污染物.docVIP

第九章 吸收法净化气态污染物 9.1 浓度为0.03（摩尔分数）的稀氨水，在30℃时氨的平衡分压为3.924 kPa，氨水上方的总压为101.3kPa，其相平衡关系服从亨利定律。稀氨水密度近似取1000kg/m3，试计算亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数。 解：由x=p*/E得 享利系数：E=p*/x =3.942×103/0.03 =1.314×105pa 溶解度系数：H= = =0.423mol/Pa·m3 因为y*=P*/P =3.942/101.3 =0.039 又由y*=mx得 相平衡常数：m=y*/x =0.039/0.03 =1.3 9.2 试计算10℃及101.3kPa压力下，与空气接触的水中氧的最大浓度（分别以摩尔分数和g/m3表示）。 解：查表9-2得E=5.56×106kPa，摩尔分数可从式P=Ex求得， 即x=P/E=1.013×105/5.56×109 =0.18×10-4 =1.8×10-5 由附录表7和元素表查得10℃下水的密度，O2的分子量M=32，依式9.9即可求得： C= = =1.0×10-3mol/m3 9.3 某吸收塔填料层高度为2.7m，在101.3kPa压力下，用清水逆流吸收混和气中的氨，混和气入塔流率0.03kmol/(m3s)，含氨2%（体积），清水的喷淋密度为0.018kmol(m2·s)，操作条件下亨利系数E为60kPa，体积传质系数为kya=0.1kmol/(m3·s)，试求排出气体中氨的浓度。 解：因为NH3易溶于水，所以属于气相控制。可依式9.75 Z=计算 又PA1=0.02×101.3×103 =2.026×103Pa KGa=kya/p 将题中所给数值代入式9.75，有 2.7 ∴ PA2=0.25Pa y2=PA2/P =2.50×10-4/101.3 =2.47×10-4% 9.4 在温度20℃，压力1.013×105Pa条件下，填料塔中用水洗涤含有8%SO2的低浓度烟气。要求净化后塔顶排气中SO2浓度降至1%，每小时净化烟气量为300m3。试计算逆流吸收过程所需最小液流量。 解：在20℃，1.01×105Pa条件下查表9—2得E=0.355×104kPa。 m= = =35.1 由于低浓度气体吸收，且溶液为稀溶液，其气液关系服从亨利定律 从而最小气液比为： =9213.25m3/h 9.5 试计算用H2SO4溶液从气相混和物中回收氨的逆流吸收塔的填料层高度。 已知：气体混和物中NH3的分压进口处为5×103Pa，出口处为103pa。吸收剂中H2SO4浓度；加入时为0.6kmol/m3，排出时为0.5kmol/m3。KG=3.5×10-6kmol/(m2·h·Pa)，KL=0.05m/s，H=7.5×10-4kmol/(m3·Pa)，气体流量G=Gs=45kmol/h，总压为105Pa。 解：NH3与H2SO4反应方程式为： NH4OH+H2SO4 = 又已知PA1=5×103Pa PA2=103Pa CB1=0.5kmol/m3 CB2=0.6kmol/m3 G=45kmol/m3 P=105Pa r=1/2 代入式9.27有NA=（G/P）（PA1-PA2） =（L/rP1（CB2-CB1.6-0.5） 得L/P1=9 计算临界浓度（CB）C： S=P1H/P=P1 =0.013P1 L/SG=9/（0.013×45） =15.4 kL/（1+kG）=0.05/（3.5×10-6/7.5×10-4） =11 r=PS/(rρL) PA1/L=5×103/0.026×105 =1.92 代入式9.77a:（GB）c= = =0.364kmol/m