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单元练习 * 第三十六讲 例题示范 【例一】相平衡对传质推动力的影响 【例二】吸收剂用量对吸收效果的影响 【例三】吸收塔逆流操作与并流操作的比较 【例四】吸收塔的组合操作 【例五】多股吸收液入塔吸收的操作型计算一 【例六】多股吸收液入塔吸收的操作型计算二 吸收塔某截面的气、液两相浓度各为 （皆为摩尔分数）， 在一定温度下，气、液平衡关系为 ，已知气、液两侧的体积传 质系数 ，试求： （1）该截面的两相传质总推动力，传质总阻力，传质速率及推动力在气液两侧的分配； （2）若降低吸收剂的温度，使相平衡关系变为 ，假设两相浓度及传质系数保持不变，传质总推动力，传质总阻力，传质速率及推动力在气液两侧的分配有何变化？ 【解】（1）传质总推动力 以气相浓度差表示： 以液相浓度差表示： 或者： 传质总阻力与总传质系数 与气相总推动力对应： 【例一】相平衡对传质推动力的影响 计算结果表明：当平衡常数 时，液相阻力占总阻力的2/3，相应地，总阻力的2/3用于液相传质。 与液相总推动力对应： 或者 传质速率 或者 推动力与阻力的分配 （2）传质总阻力 以气相浓度差表示： 以液相浓度差表示： 或者： 传质总阻力与总传质系数 与气相总推动力对应： 与液相总推动力对应： 或者 传质速率 或者 推动力与阻力的分配 显然，当吸收剂温度降低后，液相阻力大幅度减小，气相阻力 的绝对值虽未改变，但在总阻力中所占比例相对增大而成为主要阻力。相应地，总推动力的大部分用于气相传质。可以看出，相平衡关系对传质总推动力、传质总阻力及其分配有重要影响，这一点是吸收过程与传热过程的重要不同之处，应引起重视 用纯水逆流吸收气体混合物中的SO2（其余组分可视为惰性组分）， 混合物中SO2的初始浓度为5%（体积%），在操作条件下相平衡关系为 ，试分别计算液气比为4与6时气体的极限出口浓度。 【解】当填料塔为无限高时，气体出口浓度达极限值，此时操作线与平衡线相交。对于逆流操作，操作线与平衡线交点位置取决于液气比与相平衡常数的相对大小。 当 （即 ）时，操作线与平衡线相交于塔底，由相平衡关系可计算液体出口的最大浓度： 由物料衡算关系可以求得气体的极限出口浓度： 当 （即 ）时，操作线与平衡线相交于塔顶，由相平衡关系可计算气体极限出口浓度： 由物料衡算关系可以求得液体的出口浓度： 【例二】吸收剂用量对吸收效果的影响 从以上计算结果可知：当时 ，气体的极限浓度随 增大 而减小；当 时，气体极限浓度只决定于吸收剂初始浓度而 与吸收剂用量无关 用吸收操作除去某气体混合物中的可溶性有害组分，在操作条件下的相平衡关系为 ，混合气体的初始浓度 摩尔分数，循环吸收剂的入塔浓度 ，液气比 。已知，在逆流操作时，气体出口的残余浓度 ，试计算在操作条件不变的情况下改为并流操作，气体的出口浓度为多少？吸收塔逆流操作时所吸收的可溶组分是并流操作的多少倍？计算时可近视体积传质系数 与流动方式无关。 【例三】吸收塔逆流操作与并流操作的比较 【解】在逆流操作时，由物料衡算可求出液体出口浓度： 平均传质推动力： 吸收过程的传质单元数： 改为并流操作后，因 可近视不变，传质单元高度 不变， 亦不变。于是，并流操作气、液两相出口浓度 可联立求解下两式得到： ①