发布时间 : 星期二 文章化工原理习题第四部分吸收答案更新完毕开始阅读
不变，即操作线斜率不变，那么相平衡线与操作线的间距减小，传质推动力减小，而由于其他条件不变，所以HOG不变，则NOG也不变，而A减小，所以使得全塔的传质效果变差，因此出塔气体浓度ya增大。有根据物料衡算，Xb=Xa+G(Yb-Ya)/L，所以xb减小。 因此，水温上升时，ya增大，xb减小。
15、现有一逆流操作的填料吸收塔，塔径为1.2m，用清水脱除原料气中的甲醇，已知原料气处理量为2000m3/h，（标准状态下），原料气中含甲醇的摩尔分数为0.08，现在塔A、B两点分别采出气液两相的进样分析得： A点：xA=0.0216 yA=0.05 B点：xB=0.0104 yB=0.02484
取样点AB间填料层高度△z=1.14m，并已知△z填料层高度相当一块理论板，若果全塔性能近似相同。
试求：（1）塔操作气液比及水的用量； （2）塔内气液间总的体积传质系数Kya； （3）如现在操作条件下，使甲醇脱除率达98% 【解】（1）YA?yA0.05??0.0526 1?yA1?0.05YB?yB0.02484??0.0255 1?yB1?0.02484XA0.0216??0.0221 1?XA1?0.0216XB0.0104??0.0105 1?XB1?0.0104XA?XB?在A、B两截面间做物料衡算得
Y?YL0.0526?0.0255?AB??2.336 GXA?XB0.0221?0.0105L?2.336G?2.336?2000?(1?0.08)?191.9kmol/h?3454.2kg/h
22.4（2）设△NOG为AB间传质单元数，有 ?z?HOG??NOG,故HOG=?z ?NOG
利用平均推动力法求△NOG，低浓度气体吸收过程，所以可认为满足Y=mX，已知△z填料层高度相当于一块理论塔板，所以
YB?mXA,m?YB0.0255??1.154 XA0.0221?YA?YA?mXA?0.0526?1.154?0.0221?0.0271 ?YB?YB?mXB?0.0255?1.154?0.0105?0.0103
?Ym?YA?YB0.0271?0.0134??0.0194 ?YA0.0271lnln0.0134?YB所以 ?NOG?YA?YB0.052?60.0255??1.39 7?Ym0.0194?z1.14??0.81m6 ?NOG1.397GHOG? HOG? Kya?
GV/22.42000/22.4?(1?0.08)???72.67kmol/(m2?h) 22??D/41.2?/4所以 kya?GHOG??72.67?89.0kmol60.816m/3(?h )（3）Yb?yb0.08??0.087 要使回收率达98%，有 1?yb1?0.08Ya?Yb(1??))?0.087?(1?98%)?0.0017
Xb?Yb?Ya0.087?0.0017?Xa??0.0365 L/G2.336?Yb?Yb?mXb?0.087?1.15?0.0365?0.045 ?Ya?Ya?mXa?0.0017
?Ym?Yb?Ya0.045?0.0017?0.0132 ?Yb0.ln?Ya0.045ln0.00170.087?0.0017?6.462
0.0132NOG?所需填料高度h=HOGNOG=0.816×6.462=5.273m
16、在逆流调料吸收塔中，用清水吸收含氨5%（体积分数）的空气-氨混合气中的氨，已知混合气量为2826m3/h（标准状态），气体空塔速度为1m/s（标准状态—），平衡关系y=1.2x，气相总体积传质系数Kya为180.0kmol/(m3·h),吸收剂用量为最小用量的1.5倍，要求吸收率为98%。 试求：（1）溶液出口的浓度；
（2）若吸收剂改为含氨0.0015的水溶液，问能否达到吸收率98%的要求？为什么（可改变填料层的高度）？
【解】（1） 气体处理量
GV(1?yb)V(1?yb)2826?(1?0.05)????152.7kmol/(m2?h) ?22.4?22.4V/u22.4?28261?3600由题知，xa?0,yb?5%,Yb?yb0.05??0.0526 1?yb1?0.05可求出Ya?Yb(1??)?0.0526?(1?98%)?0.00105
Y?Ya0.0526?0.00105?L???1.176 最小液气比为???b*GX?X0.0526/1.2?0??minbaL?L??1.5???1.5?1.176?1.764G?G?minY?YL0.0526?0.001?ba??1.764GXb?XaXb?0解得：Xb=0.0292 ,xb=0.0284 (2)解吸因数S?mG1.52??0.68 L1.764
??Yb?mXa1NOG?ln?(1?S)?S?1?S?Ya?mXa? 10.0526???ln?(1?0.68)??0.68??8.81?0.68?0.00105?HOG?G152.7??0.848 Kya?180.0所以填料层高度为h0?HOGNOG?0.848?8.8?7.462m
（3）根据题意，Xa=0.0015，又填料层高度可以改变，若填料层高度为无限高，则最终在塔内某一位置，气液两相达到平衡，此时去的最大回收率。已知操作线和平衡线均为直线，且S〈1 ，操作线斜率大于平衡线斜率，因此首先在塔顶达到平衡。则有，
Ya*?mXa?1.2?0.0015?0.0018
?maxYb?Ya*0.0526?0.0018??100%??100%?96.6%?98%
Yb0.0526所以不能达到吸收率98%的要求。
17、某一逆流操作的填料塔，用水吸收空气中的氨气，已知塔底气体进塔浓度为0.026（摩尔比，下同），塔顶气相浓度为0.0026，填料高度为1.2m，吸收过程中亨利系数为0.5atm，操作压力为0.95atm，平衡关系和操作关系（以比摩尔浓度表示）均为直线关系。水用量为0.1m3/h，混合气中空气含量为100 m3/h（标准状态）。
试求：（1）气相总体积传质系数； 操作液气比为最小液气比的多少倍；
由于法定排放浓度必须小于0.001，所以拟将填料层加高；若液气比不变，问填料层应加高多少。 【解】（1）m?E0.5??0.526 P0.95