化工原理吸收习题及答案.pptx

13 在填料层高度为 5m 的常压填料塔内，用纯水吸收气体混合物中少量的可溶性组分，气 液逆流接触，液气比为 1.5，操作条件下的平衡关系为 y = 1.2x，溶质回收率为 90%。今若 保持气液两相流量不变，而欲将回收率提高到 95%，问填料层高应增加多少 m？ 解：原工况下： m 1.2? ? 0.8 L G 1.51 ?? ? mG ? ln y1 ? mx 2mG ? ?1 ? mG ? 1 ?? ? mG ?N ?ln 1mG ln ??1? L ??L ?L ?L ? ?1 ???OG1 ?y ? mx mG L????????1 ?2 2L1 1?? ? 0.8? ?? ? 5.15 ? 0.8?1? 0.8 ln ?? 1 1? 0.9?H 5H ? ? ? 0.97m OGN 5.15OG新工况下： L,G 不变,m 不变,∴HOG 不变, mG/L 不变,η’=0.95 mG ?1 ?? mG ? 1N? ? mG ln ??1 ????1 ?? ?L ?OGL????1 ?L1 1?? ? 0.8? ?? ? 7.84 ? 0.8?1 ? 0.8 ln?? 1 1 ? 0.95? 又 L、G 不变，m 不变? HOG 不变 H? ? HOG ? NO? G ? 0.97? 7.84 ? 7.6m 填料层应增加的高度 ?H ? 7.6 ? 5 ? 2.6m 14 拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收废气中的氨气。废气流量为 2500m3/h（标准状 态），废气中氨的浓度为 15g/m3（以标准状态计），要求回收率不低于 98%。若吸收剂用量为 3.6 m3/h，操作条件下的平衡关系为 y = 1.2x，气相总传质单元高度为 0.7m。试求： 全塔气相平均吸收推动力；(2)所需填料层高度。 V 2500解：(1) G ?? ? 111.61kmol / h 22.4 22.43.6 ?1000 L ?? 200 kmol / h 1815 17 摩尔分率 y1 ? 1000 22.4 ? 0.0198 y2 ? y1 ?1??? ? 0.0198? ?1? 98%? ? 0.000396 y ? y ? 0.0198 ? 0.000396 ? 0.0108 x ?x1 212L G 200 111.61 ?y1 ? y1 ? mx1 ? 0.0198?1.2 ? 0.0108 ? 0.00684 ?y2 ? y2 ? mx2 ? 0.000396?1.2? 0 ? 0.000396 ?y ? ?y1 ? ?y2 ? 0.00684 ? 0.000396 ? 0.00226 m?y 0.00684ln 1 ln?y2 0.000396? y1 ? y2 ? 0.0198 ? 0.000396 ? 8.59 (2) NOG?y 0.00226m H ? HOG ? NOG ? 0.7 ? 8.59 ? 6.0m 15 流率为 0.04kmol/(m2?s)的空气混合气中含氨 2%（体积%），拟用一逆流操作的填料吸收 塔回收其中 95%的氨。塔顶喷入浓度为 0.0004（摩尔分率）的稀氨水溶液，液气比为最小液 气比的 1.5 倍，操作范围内的平衡关系为 y = 1.2x，所用填料的气相总体积传质系数Kya=0.052kmol/(m ?s)，试求： 3液体离开塔底时的浓度（摩尔分率）；(2)全塔平均推动力△y m；(3)填料层高度。 解：属于低浓气体吸收。 (1) y2 ? y1 ?1??? ? 2% ? ?1? 95%? ? 0.001 ? y1 ? y2 ? ? L ?0.02 ? 0.001 ? 1.168 ? G ?y0.02? 1 ? x?min? 0.000421.2mL ? ? L ?? 1.5 ?1.168 ? 1.752 1.5? ?G? G ?miny ? y x ?? x ? 0.02 ? 0.001 ? 0.0004 ? 0.0112 1 212L G 1.752 (2) ?y1 ? y1 ? mx1 ? 0.02 ?1.2? 0.012 ? 0.00656 ?y2 ? y2 ? mx2 ? 0.001?1.2 ? 0.0004 ? 0.00052 ?y ? ?y1 ? ?y2 ? 0.00656 ? 0.00052 ? 0.00238 m?y 0.00656ln 1 ln?y2 0.00052(3) N ? y1 ?