物系的相平衡常数为26.7，载气的流量为250 kmol/h。若吸收剂用量为最小用量的1.55倍，要求二氧化硫的回收率为92%。试求水的用量（kg/h）及所需理论级数。 解：Y1?y11?y1?0.0851?0.085?0.0929
Y2?Y1?1??A??0.092??9?1 用清水吸收，X2?0 ???qn???qn,V??m,L0.92??0. 00743?m?A?26.?7in0.?9224 .564 操作液气比为
qnqn,L,V?1.55?24.5?64 .07438水的用量为
qn,L?38.074?250kmol/h?9.519?10kmol/h qm,L?9.519?10?18kg/h?1.713?10kg/h
335 A?qn,L,Vmqn?38.074?1.42 626.7 用清水吸收，???A?0.92
lnA??1??lnA?1
由 NT?lnNT?
1.426?0.921?0.92ln1.426?1?4.198
11. 某制药厂现有一直径为 0.6 m，填料层高度为6 m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。现场测得的数据如下：V=500 m3/h、Y1=0.02、Y2=0.004、X1=0.004。已知操作条件下的气液平衡关系为 Y = 1.5 X 。现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002（摩尔比）。该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。
解：改造前填料层高度为
Z?HOGNOG
改造后填料层高度为
?GNO?G Z??HO??故有Z??HOGNOG
ZHOGNOG由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变，故
?G?HOG HOS??S
?0，Y2*?0
对于纯溶剂吸收X2由 NOG?11?Sln[(1?S)Y1?Y2*Y2?Y2*?S]
9
故 NOG??G?NO11?S11?Sln[(1?S)Y1Y2Y1Y2??S] ?S]
ln[(1?S)因此，有
Z?Zln[(1?S)?ln[(1?S)Y1Y2?Y1Y2?S]?S]
操作液气比为
qn,Lqn,V?Y1?Y2X1?X2?0.02?0.0040.004?0?4
S?mqn,Vqn,L?1.54?0.375
Z?Zln[(1?0.375)?ln[(1?0.375)0.020.0020.020.004?0.375]?1.509
?0.375]Z??1.509?6m?9.054m
填料层增加的高度为
?Z?Z??Z?(9.054?6)m?3.054m
12. 若吸收过程为低组成气体吸收，试推导HOG?HG?1HL。
A解：HG?HL?S?1Aqn,Vkya?
qn,Vkya??mqn,Vqn,Lqn,Lkxa??qn,Va?(1ky?mkx)?qn,V1qn,Lkxa??mqn,Vqn,LHG?1AHL?a?KY
由 HOG?qn,VKYa?1A
H L
故 HOG?HG?13. 在装填有25 mm拉西环的填料塔中，用清水吸收空气中低含量的氨。操作条件为20 ℃及101.3 kPa，气相的质量速度为0.525 kg/(m2·s)，液相的质量速度为2.850 kg/(m2·s)。已知20 ℃及101.3 kPa时氨在空气中的扩散系数为1.89?10?5m2/s，20 ℃时氨在水中的扩散系数为1.76?10m2/s。试估算传质单元高度HG、HL 。
?9解：查得20 ℃下，空气的有关物性数据如下：
?5 ?G?1.8?Pa·s ?G?1.205kg/m3 110由 HG??GβWγ?ScG?
ScG?
0.5?G?GDAB?1.81?10?5?51.205?1.89?10?0.795
10
查表8-6，??0.557，??0.32，???0.51
HG?0.557G0.32W?0.510.5?ScG?
?0.557?0.5250.32?2.850?0.51?0.7950.5m?0.237m
查得20 ℃下，水的有关物性数据如下： ?L?100.?5由 HL?W???????L??0.5?ScL?
?51Pa0·s ?L?998.2kg/m
3
ScL??L??LDAB?100.5?10?5?9998.2?1.76?10?572.1
查表8-7，??2.36?10?3，??0.22
HL?W??3?2.36?10????L??2.36?10?30.220.5?ScL?
2.850?????5??100.5?10?0.22??572.1?0.5m?0.325m
14. 用填料塔解吸某含二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液，已知进、出解吸塔的液相组成分别为0.008 5和0.001 6（均为摩尔比）。解吸所用载气为含二氧化碳0.000 5（摩尔分数）的空气，解吸的操作条件为35 ℃、101.3 kPa，此时平衡关系为Y=106.03X。操作气液比为最小气液比的1.45倍。若取HOL?0.82m，求所需填料层的高度。
解：进塔载气中二氧化碳的摩尔比为 Y1?y1?0.0005 最小气液比为
?qn,V??q?n,L?X2?X10.0085?0.0016???0.00766 ??mX2?Y1106.03?0.0085?0.0005?min操作气液比为
qn,Vqn,L?1.45?0.00766?0.0111
吸收因数为 A?qn,Lmqn,V?1106.03?0.0111?0.850
液相总传质单元数为
NOL???X?X1*ln??1?A?2?A?1?A?X1?X1*?1
?0.0085??1?ln??1?0.850?1?0.850?0.0016?? ?106.03?0.850??3.334?0.0005?106.03?0.0005填料层高度为
Z?HOLNOL?0.82?3.334m?2.734m
15. 某操作中的填料塔，其直径为0.8 m，液相负荷为8.2 m3/h，操作液气比（质量比）为6.25。塔内装有DN50金属阶梯环填料，其比表面积为109 m2/m3。操作条件下，液相的平均密度为995.6 kg/m3，气相的平均密度为1.562
11
kg/m。
（1）计算该填料塔的操作空塔气速；
（2）计算该填料塔的液体喷淋密度，并判断是否达到最小喷淋密度的要求。 解：（1）填料塔的气相负荷为 qV,V?8.2?995.66.25?1.56233m/h?836.25m/h
3
填料塔的操作空塔气速为
u?836.25/36000.785?0.82m/s?0.462m/s
（2）填料塔的液体喷淋密度为
U?qV,Lπ/4?D2?8.20.785?0.82m/(m?h)?16.32m/(m?h)
3232最小喷淋密度为
32 Umin?(LW?109m/(?m?h))main?0.088.72m? /(m32h)U?Umin，达到最小喷淋密度的要求。
16. 矿石焙烧炉送出的气体冷却后送入填料塔中，用清水洗涤以除去其中的二氧化硫。已知入塔的炉气流量为2400 m3/h，其平均密度为1.315 kg/m3；洗涤水的消耗量为50 000 kg/h。吸收塔为常压操作，吸收温度为20 ℃。填料采用DN50塑料阶梯环，泛点率取为60％。试计算该填料吸收塔的塔径。
解：查得20 ℃下，水的有关物性数据如下： ?L?100.?5炉气的质量流量为
qm,V?2400?1.315kg/h?3156.0kg/h
?51Pa0·s ?L?998.2kg/m
3
采用埃克特通用关联图计算泛点气速， 横坐标为
qm,Lqm,V(?V?L)0.5?500001.3150.5()?0.575 3156998.2 查图8-23，得纵坐标为
uF?F?g2(?V?L)?L0.2?0.038
???水?L?1
对于 DN50塑料阶梯环，由表8-10 和附录二分别查得
?F?1271/m
at?114.2m22m3
380.0u?127?11.3150.2 故 F??1.005?9.81998.2 解出
uF?1.492m/s
操作空塔气速为
0F? u?0.6u0.?601.49?2m/s0 .895m/s由 D?4qVπu,V 12
?4?2400/3600 m m?0.974π?0.895 圆整塔径，取D=1.0 m 校核 取
Dd?100050?20?8
3
，故所选填料规格适宜。
m(LW)min?0.08/（m·h）
最小喷淋密度为
Umin?(LW)minat?0.08?114.2m3/(m2?h)?9.136m3/(m2?h)
操作喷淋密度为
U?50000/998.2m3/(m2?h)?63.81m3/(m2?h) > Umin
π4?1.02 操作空塔气速为
u?24003600π4?1.02ms?0.849ms
泛点率为
u?100%?0.849?100%?56.90%
uF1.492 经校核，选用D=1.0 m 合理。
13
相关推荐：
loading