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吸收计算题-10题-2012

（一）某填料塔用水吸收混合气中丙酮蒸汽。混合气流速为 V=16kol/(h?m2)，操作压力

P=101.3kPa。已知容积传质系数ka?64.6kmol/(h?m3)，ka?16.6kmol/(h?m3)，相平

y L

衡关系为p ?4.62c （式中气相分压p 的单位是kPa，平衡浓度单位是kmol/m3）。求：

A A A

容积总传质系数K

a及传质单元高度H ；

y OG

液相阻力占总传质阻力的百分数。解：（1）由亨利定律

P?Ex?Hc?Hc

M

x y?mx

?m?Hc

M

/P?4.62c

101.3 M

?0.0456c

M

ka?kac

x L M

?16.6c

M

kmol/h?m3

? m ?

0.0456c

M

?2.75?10?3h?m3/kmol

ka 16.6c

x M

11 ? 1 ? m

1

= ?2.75?10?3?0.0182h?m3/kmol

Ka k

y

a ka 64.6

y x

?Ka?54.9kmol/h?m3

y

V 16

H ?

OG K

? ?0.291(m)

a 54.9

y

（1）液相阻力占总阻力的百分数为：

m/k

x

1/K

y

a?2.75?10?3?0.151?15.1%

a 0.0182

（二）某填料吸收塔用含溶质x ?0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分，采用液气比

2

L/V=3，气体入口质量分数y ?0.01回收率可达??0.90。已知物系的平衡关系为y=2x。

1

今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至x??0.00035，试求：

2

可溶组分的回收率??下降至多少？

液相出塔摩尔分数x?升高至多少？

1

解： （1）y ?y(1??)?0.01?(1?0.9)?0.001

2 1

1? m ?

2?0.667

A L/V 3

1 1 y

mx 1

N ?

OG 1?1

A

ln[(1? ) 1

A y

2

1? ]

mx A

2

= 1 ln[(1?0.667)

0.01?0.0002?2

?0.667]?5.38

1?0.667 0.001?0.0002?2

当x 上升时，由于H不变，H 不变

2 OG

?N ?H/H

OG OG

也不变，即

5.38? 1 ln[(1?0.667)0.01?0.00035?2?0.667]

1?0.667 y??0.00035?2

2

y??0.0013

2

???

y ?y? 0.01?0.0013

1 2? ?0.87

y

1

（1）物料衡算

0.01

V(y ?y?)?L(x??x?)

1 2 1 2

?x??V(y ?y?)?x?

1 L 1 2 2

=1?(0.01?0.0013)?0.00035?0.003253

（三）有一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa，用清水吸收200m3/h氨-空气混合气中的氨，使其含量由5%降低到0.04%（均为摩尔%）。填料塔直径为0.8m，填料层体积为3m3，平衡关系为Y=1.4X，已知Kya=38.5kmol/h。问

出塔氨水浓度为出口最大浓度的80%时，该塔能否使用？

若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10%，该塔能否使用？（注：在此条件下不会

发生液泛）

0.05 0.0004

解：（1） Y

1

?1?0.05

?0.05263 Y

2

? ?0.0004

1?0.0004

惰性气体流量 V?

200?273?(1?0.05)?7.69kmol/h

22.4 301

1??Y

1

0.05263

? ?0.0376

? ?

?0.80X??0.0301

1 m 1.4 1 1

?V(Y

?

L 1

?Y)?7.69?(0.05263?0.0004)?13.34kmol/h

2X ?X

2

1 2

0.0301?0

?Y??Y?mX

?0.05263?1.4?0.0301?0.01046

1 1 1

?Y??Y ?0.0004

2 2

? ?Y???Y?

?Y ?

m

1?Y?2

?