发布时间 : 星期一 文章大气控制工程计算题更新完毕开始阅读
【例】某填料吸收塔用溶质含量为0.02%（比摩尔分数，下同）的溶剂吸收混合气中的可溶组分，采用的液气比为3.2，气体入塔溶质的含量为2.0%，回收率可达95%。已知在操作范围内物系的平衡关系为Y=2X，吸收过程为气膜控制，总体积传质系数KYa与气体摩尔流率的0.8次方成正比。受前后工序操作状况的影响，该吸收塔的工艺参数也常有波动，试对以下几种情况进行计算。
（1）当解吸不良使吸收剂入塔含量增高至0.04%时，溶质的回收率下降至多少？塔内传质推动力有何变化？
（2）气体流率增加20%，而溶剂量以及气、液进口组成不变？溶质的回收率有何变化？单位时间被吸收的溶质量增加多少？
（3）入塔气体溶质含量增高至2.5%时，为保证气体出塔组成不变，吸收剂用量应增加为原用量的多少倍？ ??1?Y1?Y2*1?1N?ln????1??OG解： （1）原工况 ?1???A?Y2?Y2*A??1???A? */新工况
?NOG???1?Y?Y1?ln??1??1/2*/??A??1???A?Y2?Y2?1??A??1*/Y1?0.02Y1?Y2Y1?Y2?*/*/Y2?Y2Y2?Y2*Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.95)?0.001Y2'?0.00139Y2*?MX?2?0.0002?0.0004Y2*'?MX'?2?0.0004?0.0008Y?Y0.02?0.00139??12??93.05%Y10.02/（2） KYa?V0.8NHN/''NOG?OG/OG?OGHO GNOG?HOGNOG1.04HOG1L/V3.2 ?0.625A???1.6AM2 ??1?Y1?Y2*1?110.02?0.0004????N?ln1???ln1?0.625?0.625?6.81????OG*?? 1AA1?0.6250.001?0.0004Y?Y????22?（1?）?A
6.81/ NOG??6.551.04 1L'/V'L/1.2VA1.6?0.752A/?????1.33 A/MM1.21.2 ??10.02?0.0004ln??1?0.752??0.752??6.551?0.752?Y2??0.0004 ?Y2??0.00152
/Y1?Y20.02?0.00152 ????92.4%Y0.021
? ?GA?1.2V??Y1?Y2???V?Y1?Y2??V?1.2??0.02?0.00152???0.02?0.001???0.0032Vkmol/s??
/（3） NOG?NOG?6.81
??1?0.025?0.00041?ln??1?/???6.811??A?0.001?0.0004A/??1?/A??11?1?ln??1?/??41?/??6.811A?1?/??A?A1由上式试差得： 1/?0.576A??1.74A
L/VL??A?MV/L?AMVA? M L/A/MVA/1.74????1.088LAMVA1.6
【例2】混合气中含CO25%（体积），其余为空气。于30℃及2MPa下用水吸收，回收率为
90%，溶液出口浓度x1= 0.0004，混合气体处理量为2240Nm3 / h（操作状态），亨利常数E = 200MPa，液相体积总传质系数Kca = 50 kmol / （m3h (kmol / m3)），塔径为1.5m，求每小时用水量和填料层高度。 解：（1）求L： Y?Y2240y0.05L?V?12V?(1?0.05)?95kmol/hY1?1??0.05263X1?X222.41?y11?0.05
Y2?(1??)Y1?(1?0.9)?0.05263?0.005263L?95?0.05263?0.005263?11249kmol/h?202.5t/h0.0004?0（2）求z： z?HOLNOL
HOL?HOL??2LKXa?cM? 1000?55.56kmol/m318NOL??Xm?3KXa?Kca?cM?50?55.56?2778kmol/m?h11249?2.2926m2788?0.785?1.52Y0.005263X?2??0.00005263M100NOL? X1?X20.0004?0??4.763?Xm0.00008398(0.0005263?0.0004)?(0.00005263?0)?0.000083980.0005263?0.0004ln0.00005263?0X1?X2E200Y0.05263M???100X1??1??0.0005263?XmP2M100 z?4.763?2.2926?11m例 3 某厂有一填料吸收塔，直径为880mm，填料层高6m，所用填料为50mm拉 西环，每
小时处理2000m3丙酮-空气混合气（T = 298.15 K，P = 101.3 kPa），其中含丙酮5%（体积%）；水作溶剂。塔顶放出废气中含丙酮0.263%（体积%），塔底排除的溶液每kg含丙酮61.2g；在此操作条件下，平衡关系Y = 2.0X。根据上述测得数据试计算： （1）气相体积总传质系数KYa； （2）每小时回收多少丙酮；
（3）若保持气液流量V、L不变，将填料层高度加高3m，可以多回收多少丙酮。
V(Y1?Y2)解：（1）求KYa KYa??z?Ym 0.05 Y1??0.052631?0.05 0.00263Y2??0.000264 1?0.000263 61.258 X1??0.0198361.21000?61.2? 5818? Y1?2.0X?2.0?0.01983?0.03966 Y2??0(0.05263?0.03966)?(0.00264?0) ?Ym??0.06250.05263?0.03966 ln0.00264?0 2731V?2000???(1?0.05)?77.7kmol/h 29822.4)3 KYa?V(Y1?Y2)?77.7?(0.05263?0.00264?170.40kmol/m?h?z?Ym0.785?0.882?6?0.0625
)?3.884kmol/h GA?V(Y1?Y2)?77.7?(0.05263?0.00264 V77.7z1Y1?Y1?'??NOG?HOG?MV1?LlnY2?Y2?HOG?HOG?KYa??170.4?0.785?0.882?0.75LY1?Y20.05263?0.00264???2.47VX1?X20.01986?0910.05263?0.003966?ln0.751?2Y2??02.47Y2??0.001224G??0.001224)?3.994kmol/hA?77.7?(0.05263?GA?G?kmol/hA?GA?3.994?3.884?0.11