吸收一章习题及答案

(L/G)min = (y1-y2)/(x1e-x2)

= (0.01-0.001)/（0.01/0.9）= 0.811 L/G = 2 (L/G)min = 2×0.811 = 1.62

x1 = (y1-y2)/(L/G)+x2 = (0.01-0.001)/1.62 = 0.00556

y1e = 0.9×0.00556=0.005

Δym =（(0.01-0.005)-(0.001-0)）/ln(0.01-0.005)/0.001 = 0.0025

NOG = (y1-y2)/Δym = (0.01-0.001)/0.0025 = 3.6 Z ＝ 0.5×3.6 = 1.8m 6、在逆流操作的吸收塔内，用清水吸收氨－空气混合气中的氨，混合气进塔时氨的浓度y1 = 0.01(摩尔分率) ，吸收率90%，操作压力为760 mmHg，溶液为稀溶液，系统平衡关系服从拉乌尔定律，操作温度下，氨在水溶液中的饱和蒸汽压力为684 mmHg试求：

（1）溶液最大出口浓度；（2）最小单位吸收剂用量；（3）当吸收剂用量为最小用量的2倍时，气相总传质单元数为多少？（4）气相总传质单元高度为0.5m时，填料层高为多少米? 解：

系统服从拉乌尔定律 (1) y = (P°/P)x = 685/760X = 0.9X x1e = y1/m = 0.01/0.9 = 0.011

(2) (L /G )min = (y1-y2)/x1e = (y1-y2)/(y1/m) = mη = 0.9×0.9=0.81 (3) (L /G ) = 2(Ls /G )min = 2×0.81 = 1.62

S = mG/L =0.9/1.62=0.556 y1/ y2 = 1/(1-η) = 10

NOG = 1/(1-S)×ln[(1-S) y1/ y2+S] = 1/(1-0.556)×ln[(1-0.556)×10+0.556] = 3.62 (4) Z = HOG×NOG = 0.5 ×3.62 = 1.81 m 7、在直径为0.8m的填料塔中，用1200kg·.h-1的清水吸收空气和SO2混合气中的SO2，混合气量为1000m3（标准）·h-1，混合气含SO21.3％（体积），要求回收率99.5％。操作条件为20℃、1atm，平衡关系为y = 0.75x，总体积传质系数Kya = 0.05kmol·m-3·s-1，求液体出口浓度和填料层高度。 解：

已知：D = 0.8m Ls =1200kg.h-1，G = 1000Nm3·h-1 y1 = 0.013，φ = 0.995，x2 = 0，y = 0.75x Kya = 0.05kmol·m-3·s-1， Ls = 1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s G = 1000/(22.4×3600)=0.0124 kmol/s

∵为低浓度吸收 ∴ (L/G) = 0.0185/0.0124 = 1.49 y2 = y1(1-φ) = 0.013(1-0.995) = 0.000065

x1 = (G/L)(y1-y2)+x2 = (0.013-0.000065)/1.49 = 0.00 868 ∵ Z = HOG×NOG，而NOG = (y1-y2)/Δym Δy1 = y1-y2e = 0.013-0.75×0.00868 = 0.006490 Δy2 = y2-y2e = 0.000065-0 = 0.000065 Δym = (Δy1-Δy2)/ln(Δy1/Δy2)

= (0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)

= 0.001396

∴NOG = (0.013-0.000065)/0.001396 = 9.266 HOG = Ｇ/（ＫyａA）

= 0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.05)= 0.494(m) ∴Z = 9.266×0.494 = 4.58m

8、某厂准备采用一个填料吸收塔用清水逆流吸收含有10%（体积%）的SO2的混合气体。已知塔内的操作压力 102.63kN·m2 和温度 25℃。要求处理的混合气体量为1000(标准)m3·h-1，实际吸收剂单位耗用量比最小吸收剂单位耗用量大50%，吸收率要达到98%，塔内气体的实际空塔速度为0.5m·s-1。试求： (1) 吸收用水量为多少m3·h-1？ (2) 吸收塔直径为多少m？ (3) 若想再提高吸收率，你认为可采用什么措施？（附：气液平衡方程：Y = 40X，M = 64） 解：

（1）LS = GB（Y1－Y2）/（X1－X2）

Y1 = 10/90 = 0.111；Y2 = 0.111(1－0.98) = 0.0222 又∵LS = 1.5 LSmin

而：X1 = Y1/1.5m = 0.111/1.5×40 = 0.00185 GB = 1000(1－0.1)/22.4 = 40.18kmol·h-1 代入上式得：LS = 1928.64 kmol·h-1

（2） D = (4G混/πu2)

而G混 = 1000×（101.3/102.63）×（298/273）=1077.4 m3·h-1

u = 0.5m·s-1，代入上式得：

D = 0.873m，圆整为0.9m。

（3）对于一个操作塔言，欲提高φ，增大液气比，这样可使吸收推动力增大，则φ↑。此外，液气比增大，喷淋密度增大，有利于填料充分润湿！注意：液气比增大，但液气比过大，会造成液泛现象。