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第二章 吸收复习题 三、计算 1 某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为V=16kol/，操作压力P=101.3kPa。已知容积传质系数，，相平衡关系为（式中气相分压的单位是kPa，平衡浓度单位是）。求：（1）容积总传质系数及传质单元高度；（2）液相阻力占总传质阻力的百分数。 解： （1）由亨利定律 = 液相阻力占总阻力的百分数为： 2 低含量气体逆流吸收，试证： 式中为塔底的吸收推动力；为塔顶的吸收推动力。 证明：由物料衡算得： 低浓度吸收 得 3 某填料吸收塔用含溶质的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比L/V=3，气体入口质量分数回收率可达。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升至，试求： 可溶组分的回收率下降至多少？ 液相出塔摩尔分数升高至多少？ 解： （1） = 当上升时，由于不变，不变 也不变，即 物料衡算 = 4 有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3 m3，平衡关系为Y=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。问（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛） 解：（1） 惰性气体流量 该塔现有填料层高度 因为 所以该塔不适合。 （2）吸收剂用量增大10%时 因为 所以该塔适合。 5 一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，进塔混合气组成为0.04（A的摩尔分率，下同），出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128，操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求：（1）液气比为最小液气比的多少倍？（2）所需填料层高度？（3）若气液流量和初始组成不变，要求尾气浓度降至0.0033，求此时填料层高度为若干米？ 解：（1）液气比为最小液气比的多少倍? 则 (2）所需填料层高度？ 故 (3) 此条件下的填料层高度。 6在一逆流操作的吸收塔内用吸收剂吸收混合气中的溶质A 。混合气的摩尔流量为105kmol/h，溶质浓度为0.05（摩尔分率，下同），回收率为95%。进入系统的吸收液量为65 kmol/h，其中溶质浓度为0.01。操作压强为202.7 kPa，操作温度下的溶液的亨利系数为16.2 kPa，要求： 在Y-X图上画出吸收过程的操作线和平衡线，并标出塔顶、塔低的状态点，再计算气相总传质单元数； 若采用吸收液部分循环流程，循环量为20 kmol/h，，进入系统的吸收剂量和组成不变，回收率不变。且知吸收过程为气膜控制，试绘出该过程的操作线并求出气相传质单元数。 解：（1）X1及NOG的计算 进入吸收塔的惰性气体摩尔流量为： 进塔气体中溶质A的浓度为： 出塔气体中溶质A的浓度为： 进塔纯溶剂的摩尔流量为： 进塔吸收剂中溶质的浓度为： 物系的相平衡常数： 脱吸因数 对全塔作溶质A的物料衡算可求得塔低吸收液中溶质浓度为： 根据(和(在本题附图1中画出原操作线。 附图1 气相总传质单元数