1、 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 6-1 已知在 101.3 kPa(绝对压力下)，100 g 水中含氨 1 g 的溶液上方的平衡 氨气分压为 987 Pa。试求： (1) 溶解度系数 H (kmolm-3Pa-1)； (2) 亨利系数 E(Pa)； (3) 相平衡常数 m； (4) 总压提高到 200 kPa(表压) 时的 H，E，m 值。 （假设：在上述范围内气液平衡关系服从亨利定律，氨水密度均为 1000 ）3/kg 解：（1）根据已知条件 PapNH987*33/524.01/3 mkolcN 定义 333*NHHcpPakolcNNH 34/109.5333 （2）根据已知条
2、件可知 5.8/7/3 x 根据定义式 33*NHNHxEp 可得 Pa4102.93 （3）根据已知条件可知 974.35/87/*33 pyNH 于是得到 2.0333*NHxym （4）由于 和 仅是温度的函数，故 和 不变；而E33NHE ，与 和 相关，故 。pxym * T09.28.13NH 分析（1）注意一些近似处理并分析其误差。 （2）注意 ， 和 的影响因素，这是本题练习的主要内容之一。EHm WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 6-2 在 25下，CO 2 分压为 50 kPa 的混合气分别与下述溶液接触： (1) 含 CO2 为 0.01 mol/L 的水溶液； (
3、2) 含 CO2 为 0.05 mol/L 的水溶液。 试求这两种情况下 CO2 的传质方向与推动力。 解： 由亨利定律得到 *2250COCOExkPap 根据 化工原理 教材中表 8-1 查出kPaECO5106.25 所以可以得到 4*10.32COx 又因为 34525 /1037.8106.2 mkPaolEMHOHCO 所以得 34* /0167.5137.22 kolpcCOCO 于是：（1）为吸收过程， 。3/06.mkolc （2）为解吸过程， 。3/.l 分析 （1）推动力的表示方法可以有很多种，比如，用压力差表示时： kPaHcpCO9.210347.*22 推动力 （吸
4、收）kPa1.0 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 kPaHcpCO4.190347.5*22 推动力 （解吸）kPa.9 或者 , 用摩尔分数差表示时 由 ，判断出将发生吸收过程，推动力41082 COx ；4102.x 由 ，判断出将发生解吸过程，推动力492CO 4109.5x （2）推动力均用正值表示。 6-3 指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少，并在 x-y 图上表 示。 (1) 含 SO2 为 0.001(摩尔分数)的水溶液与含 SO2 为 0.03(摩尔分数)的混合气 接触，总压为 101.3 kPa，t=35 ； (2) 气液组成及总压同(1) ，t=15；
5、 (3) 气液组成及温度同 (1) ，总压为 300 kPa(绝对压力 )。 解 (1) 根据化工原理教材中表 8-1 知 T = 35时，SO 2 的 , 故kPaE410567. 563.1074PEm 根据相平衡关系 , 得 5656*Axy 由于 ，所以将发生解吸过程。传质推动力为Ay* 026.3.056.y WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 (2 ) T = 15时 , SO 2 的 ，故kPaE4109.293.4m 根据相平衡关系 , 得 029.1.29*Axy 由于 ，所以将发生吸收过程。 传质推动力为Ay* 01.29.03y (3)同理可知 , 当 T = 35，
6、p = 300 kPa 时 , ，故kPaE40567.9.18Pm0*Axy 由于 ，所以将发生吸收过程。推动力为Ay* 01.89.03y 示意图见题 6-3 图。 题 6-3 图 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 分析 体会通过改变温度和总压来实现气液之间传质方向的改变 ,即吸收和解吸。 6-4 氨-空气混合气中含氨 0.12(摩尔分数)，在常压和 25下用水吸收，过程 中不断移走热量以使吸收在等温下进行。进气量为 1000 m3 ，出口气体中含氨 0.01(摩尔分数)。试求被吸收的氨量(kg)和出口气体的体积(m 3) 。 解 惰性气体量 ，进口中 NH3 之量为 ,出口中 NH
7、3 380.10mV120 之量为 ,于是总出气量= 880 + 9 = ,被吸收的 NH3 量为398.21 8m ,为 77.3kg。ol4528.10-34.05.0 分析 (1) 进行物料衡算时应以摩尔数或者质量为基准,一般不以体积为基准。此 处由于温度和压力均不变,故摩尔数的变化正比于体积的变化,所以以体积作为衡 算的基准。 (2) 本题是并流还是逆流 ? 有区别吗 ? (3) 如何才能不断移走热量? 该用填料塔还是板式塔 ? (4) 不移走热量对吸收有什么影响 ? 6-5 一浅盘内存有 2mm 厚的水层，在 20的恒定温度下靠分子扩散逐渐蒸发到 大气中。假定扩散始终是通过一层厚度为
8、 5mm 的静止空气膜层，此空气膜层以 外的水蒸气分压为零。扩散系数为 2.610-5m2/s，大气压强为 1.013105Pa。求 蒸干水层所需时间。 解：本题中水层 Z 的变化是时间 的函数，且与扩散速率有关。121lnBBAApRTZDPN 查教材附录水的物理性质得，20时水的蒸汽压为 2.3346kPa。已知条件为：,3.10 ,97.8346.20,3.0,.2 121kPapP kPakapBA BBA 代入上式得： smkolpRTZDNBBAA 26- 5-11/03.5 97.8310ln.310.2934.806n 水的摩尔质量 ，设垂直管截面积为 A，在 时间内汽化的水量
9、kolgM/ d WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 应等于水扩散出管口的量，即 则AdZMNA smMNA /1054.91083.58 6 在 ， 到 ， 之间积分，得00m312s48-102.54.9 6-6 含组分 A 为 0.1 的混合气，用含 A 为 0.01（均为摩尔分数）的液体吸收其 中的 A。已知 A 在气、液两相中的平衡关系为 ，液气比为 0.8，求：yx (1) 逆流操作时，吸收液出口最高组成是多少？此时的吸收率是多少？若 ，5.1G L 各量又是多少？分别在 y-x 图上表示； (2) 若改为并流操作，液体出口最高组成是多少？此时的吸收率又是多少？ 解 (1) 逆
10、流操作 (题 6-6 图 (a)时，已知 题 6-6 图 ，012X1.0.Y 当 ，以及塔高无穷高时,在塔底达到两相平衡(题 8-9 图(b), 18.0mVL 。根据物料衡算可知1*max1YX03.1.08.12*112 XVL 此时 , 吸收率为 %7.21.03E WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 当 ,以及塔高无穷高时,在塔顶达到吸收平衡( 题 8-9 图(b) ，15.mVL 。仍可以根据物料衡算 ，求出02*min2XY min2121YVXL07.1X%9E (2) 并流操作且 时(题 8-9 图(c) ，因为 ，所以有8.0VLH1mXY 根据操作线关系,有 VLX1
11、2 式，联立，求得: 065.1Y 于是 %5.401.E 分析 逆流吸收操作中，操作线斜率比平衡线斜率大时，气液可能在塔顶呈平 衡；此时吸收率最大，但吸收液浓度不是最高。 操作线斜率小于平衡线斜率时，气液在塔底呈平衡；吸收液浓度是最高的， 但吸收率不是最高。 6-7 用水吸收气体中的 SO2 ，气体中 SO2 的平均组成为 0.02(摩尔分数)，水 中 SO2 的平均浓度为 1g/1000g。塔中操作压力为 10.13kPa(表压)，现已知气相 传质分系数 =0.310-2kmol/（m 2hkPa），液相传质分系数 = 0.4 m/h。操作Gk Lk 条件下平衡关系 。求总传质系数 KY（
12、kmol/ （m 2h）。50yx 解 根据 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 * 1111 ypKypKyKyKYN AYYYA 和 *AGApN 得 *1ypKGY 现已知 ， ， ，因kPap4.102.y 4* 108.20645Amx 此要先根据下式求出 才能求出 :GKYLGHk1 因此还要求出 ：HkPamolpmxcA 3* /01.54.18 于是便可求出 kPahkolKG2/017. 和 hmkolY2/187.0 分析 此题主要练习各种传质系数之间的转换关系，第二目的是了解各系数的量 级。 6-8 在 1.013105Pa、27下用水吸收混于空气中的甲醇蒸气。甲醇
13、在气、液两 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 相中的浓度很低，平衡关系服从亨利定律。已知 H=0.511 kPa m3/kmol，气膜吸 收分系数 kG=1.55105kmol/(m2skPa)，液膜吸收分系数 kL=2.08105 (m/s)。试 求吸收总系数 KG 并算出气膜阻力在总阻力中所占的百分数。 解 根据定义式 和 ，可知ALAAcKpN* HpA*GL1 所以只要求出 即可。又GK 24371617305.198.067.5113-5- LGHk 所以 PahmkolKG25-/10.4L/. 因为 为气相阻力， 为总阻力，故Gk1GK1%4.723176总 阻 力气 相
14、阻 力 分析 此题应和题 6-9 一起综合考虑。 6-9 在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为 27，压强为 1.013105Pa。稳定操作状况下塔内某截面上的气相中甲醇分压为 37.5mmHg， 液相中甲醇浓度为 2.11kmol/m3。试根据题 6-8 中有关数据计算出该截面的吸收 速率。 解 吸收速率可以用公式 求出。其中*pKNGA WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 kPap07.5Hc33* 12.9.1kPasmkolkKLG 2555 /0.108.29.10.1 于是可得 smkolNA 2535 /1068.102.7102. 分析 (1) 此时，根据
15、, 还可以55- 1068.7 iiGA ppK 计算出气液界面气相侧中的甲醇分压（ ）以及液相侧中的甲醇浓kPai401 度 （ ），此值远高于主体溶液中的甲醇浓度 。3/748.2mkolHpcii (2) 是不是题目有些问题？含 5%甲醇的空气似乎应是入口气 体，因此 应是出塔液体的浓度，而此液体的浓度也太低了 (质量分数仅为3/2mol 0.0064%)，这些水又有何用呢？ (3) 若将题目中 甲醇浓度改为 ，则质量分数为 6.4 %，便可以用精馏3/2mkol 法回收其中的甲醇。 6-10 附图为几种双塔吸收流程，试在 y-x 图上定性画出每种吸收流程中 A、B 两塔的操作线和平衡线
16、，并标出两塔对应的气、液相进出口摩尔分数。 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 yaxa2xy1xax2y1 2()(b)(c)(d)ABABABABy1ay2x1ayx23 题 6-10 附图 (c) x0y=mxy3By1 23A12 （d） x0y=mxy2 By321Ax31 6-11 在某逆流吸收塔内，于 101.3kPa、24下用清水吸收混合气体中的 H2S， 将其浓度由 2%降至 0.1%（体积分数）。系统符合亨利定律， WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 E=545101.3kPa。若吸收剂用量为最小用量的 1.2 倍，试计算操作液气比及出 口液相组成。 解：已知 y
17、1=0.02 y2=0.001 P =101.33KPa Ka1052.E4 则 .-1Y01-Y75.43.01Pm.175.420Y-VLmin .615.min 又据全塔物料衡算 2121Y-X-L15-10.2.04.576V 即操作液气比 为 776.25 出口液相组成 X1为 5.2 6-12 用纯水逆流吸收气体混合物中的 SO2，SO 2 的初始浓度为 5（体积分数）， 操作条件下的相平衡关系为 y5.0x ，分别计算液气比为 4 和 6 时气体的极限出 口浓度。 解：当填料塔为无限高，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
18、比与相平衡常数 m 的相对 大小。 当 ， 时，操作线与与平衡线交于塔底，由相平衡关系可以4GL0.5m 计算液体出口的最大浓度为 01.5.1max,1y 由物料衡算关系可以求得气体的极限出口浓度为： 4.21min,2 GLy 当 ， ，操作线与平衡线交于塔顶，由平衡关系可以计算气6GL0.5 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 体极限出口浓度为： 02min,2xy 由物料衡算关系可求得液体出口浓度为： 83.65.in,2121LGx 从以上计算结果可知，当 时，气体的极限残余浓度随 增大而GL 减小；当 时，气体的极限浓度只取决于吸收剂初始浓度，而与吸收剂mGL 的用量无关。 6
19、-13 在某填料吸收塔中，用清水处理含 SO2 的混合气体。逆流操作，进塔气体 中含 SO2 为 0.08(摩尔分数)，其余为惰性气体。混合气的平均相对分子质量取 28。水的用量比最小用量大 65%，要求每小时从混合气中吸收 2000kg 的 SO2。 已知操作条件下气、液平衡关系为 。计算每小时用水量为多少立方米。xy7.26 解：根据题意得 08711yY 根据吸收的 SO2 质量求得混合气中惰性气体的流量 hkmolV/35.92.0864 根据物料衡算 221 087YY 解得 5203.4Y 又 67.2./087.135421min XVLe 则 hkmol/0965.6. 4i
20、则每小时的用水量为 LMV/185.2108.134水 6-14 用纯溶剂对低浓度气体作逆流吸收，可溶组分的回收率为 ，采用的液气 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 比是最小液气比的 倍。物系平衡关系服从亨利定律。试以 、 两个参数列出 计算 NOG 的表达式。 解：令进塔气体浓度为 y1，则出塔气体浓度为 x2=01y2mx-GLmin）（21ymx11 由上题证明的结果： LG-1y lnN2O 又 111yymx012y1lnNOG 6-15 在一填料吸收塔内，用含溶质为 0.0099 的吸收剂逆流吸收混合气体中溶质 的 85%，进塔气体中溶质浓度为 0.091，操作液气比为 0.
21、9，已知操作条件下系 统的平衡关系为 ，假设总体积传质系数与流动方式无关。试求：（1）xy86.0 逆流操作改为并流操作后所得吸收液的浓度；（2）逆流操作与并流操作平均吸 收推动力之比。 解：逆流吸收时，已知 y1=0.091，x 2=0.0099 所以 01365.85.019.0-1y WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 09584.9.01365.09.L212x1 yV 284.6X8.Y1*11.22 06.09.*11 53.84365Y-22016.ln.lnm215.72.39YN OG 改为并流吸收后，设出塔气、液相组成为 、 ，进塔气。1X 物料衡算： 121Y-VL
22、-X2 将物料衡算式代入 NOG中整理得： 12ln/)/( mXmOG 逆流改为并流后，因 KYa不变，即传质单元高度 HOG不变，故 NOG不变 所以 1186.099.ln5.1xy 由物料衡算式得： .X.Y11 将此两式联立得： 0568.1048.1.3.72N-OG2m84.106.Y WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 由计算结果可以看出，在逆流与并流的气、液两相进口组成相等及操作条件相 同的 情况下，逆流操作可获得较高的吸收液浓度及较大的吸收推动力。 6-16 今有逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。已知处理气量 为 1000m3/h（标准状况），原料气中含甲
23、醇 100g/m3，吸收后的水中含甲醇量 等于与进料气体相平衡时组成的 67%。设在标准状况下操作，吸收平衡关系为 ，甲醇的回收率为 98%，K y = 0.5 kmol/（m 2h），塔内填料的有效比xy15. 表面积为 190 m2/m3，塔内气体的空塔流速为 0.5 m/s。试求： (1) 水的用量； (2) 塔径； (3) 填料层高度。 解 下面计算中下标 1 表示塔底，2 表示塔顶。根据已知操作条件，有 hkmolV /52.41.364034. 75.21Y0%982Y X 069.15.15.*Yyx ，%67148.*1x0425.1xX （1）根据全塔的甲醇物料衡算式 可以得
24、出用水量221YVL hkmolXYVL /04.70457321 （2）塔径 ，可圆整到 0.84m。uDsT 81604 （3）由于是低浓度吸收，故可以将 近似为 ,并存在 ，xy5.XY15.YyK 则可进行以下计算： WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 填料层高度 OGHN 先计算气相总传质单元数： mOGYN21 21lnY064.5.10753.*11 .*22Y49.8OGN 再计算气相总传质单元高度 maKVHyYOG 79.084.1905.2 最终解得 m7.6 分析 (1)这是一个典型的设计型问题，即已知工艺要求，希望设计出用水量、 塔径和塔高。 (2)若不进行以上近
25、似，则可按下述方法求解: *-ydHaKyV 式中： -气体总流量。V 于是 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 *yaKdVdHy 对上式进行积分得 12*yyaKdVH （当然此时 也会随着流量变化而变化，求解时还需要做另外的近似）yK （3）或者做以下近似处理 * 11YKYKyYKN yyA 得 *1YKyY 其中， 可取 和 的平均值； 可取 和 的平均值。Y12*12 取 0384.21Y21.5.1X04.3.*mY 则 hmkolKY 2/0471.23.10384.5 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 mHOG835.041.19047.252481.06.7251
26、05.36.72415ln06.72415l121 LVmXYLVmNOG mHNOG1.48.3. 以上两种方法的计算结果具有可比性。 6-17 在一填料吸收塔内，用清水逆流吸收空气中的 NH3，入塔混合气中 NH3 的 含量为 0.01（摩尔分率，下同），吸收在常压、温度为 10的条件下进行，吸 收率达 95%，吸收液中 NH3 含量为 0.01。操作条件下的平衡关系为 ，xy5.0 试计算清水流量增加 1 倍时，吸收率、吸收推动力和阻力如何变化，并定性画 出吸收操作线的变化。 解：吸收率增加，吸收推动力增加 0yy=0.5xx211* 2 是清水增加一倍时的操作线，斜率增加，推动力增大。
27、 6-18 某吸收塔用 25mm25mm 的瓷环作填料，充填高度 5m，塔径 1m，用清水 逆流吸收流量为 2250m3/h 的混合气。混合其中含有丙酮体积分数为 5%，塔顶 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 逸出废气含丙酮体积分数将为 0.26%，塔底液体中每千克水带有 60g 丙酮。操 作在 101.3kPa、25下进行，物系的平衡关系为 y=2x。试求（1）该塔的传质 单元高数 HOG 及体积吸收系数 Kya；（2）每小时回收的丙酮量，kg/h。 解：（1）M 丙酮 =58 0182./158/60x1 由全塔物料衡算： 59.2.y21GL7.059.2/mLAI 19.72.0
28、6.)72.01ln(./-1AxyNOG 95.01.7OGNH aK OGyhTV/mol0.928734.25.0 sklHGaKOY 32 /46.5./36014.9 （2）每小时回收的丙酮量为： hkgMy /9.258.5.921 6-19 在一填料层高度为 5m 的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分。 当液气比为 1.0 时，溶质回收率可达 90%。在操作条件下气液平衡关系为 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 y=0.5x。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可 提高到 95%，试问此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍？ 解：本题为操作型计算
29、，NOG 宜用脱吸因数法求算。 原工况下： SmX-YlnS-1NOG215.0LV 因 X2=0，则： 19.-1YX-221 m703.4505.ln0NOG6.13NZKVHOGYa 新工况（即新型填料）下： 703.45.9.015.ln0NOG6.1.ZKVHOGYa 则 38.0.4a 即新型填料的体积传质系数为原填料的 1.38 倍。 讨论：对一定高度的填料塔。在其他条件不变下，采用新型填料，即可提高 KYa，减小传质阻力，从而提高分离效果 6-20 某填料吸收塔高 2.7m，在常压下用清水逆流吸收混合气中的氮。混合气入 塔的摩尔流率为 0.03kmol/(m2s),清水的喷淋密
30、度 0.018 kmol/(m2s)。进口气体 中含氮体积分数为 2%，已知气相总体积吸收系数 Kya=0.1 kmol/(m3s),操作条件 下亨利系数为 60kPa。试求排出气体中氮的浓度。 解： 6.031pEm mGL6.03./18.0 即操作线与平衡线平行，此时 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 221mxyymmaKGHyO3.01.OGNH 故 所以0.937OGN21NmG2.9y 解得 2.2y 6-21 某填料吸收塔用含溶质 x2=0.0002 的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分， 采用液气比是 3，气体入口摩尔分数 y1=0.001，回收率可达 90%.已知物系的平
31、 衡关系为 y=2x。 今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数 x2 升至 0.00035，试求：（1）可溶 组分的回收率下降至多少？（2）液相出塔摩尔分数升高至多少？ 解：（1） 0.9-0.1()(12 ）y 38.567.0.2-0.1)67.1ln(.0)l(67.3/m21AmxyANVLIOG 当 上升时，由于 H 不变， 不变2xOG 也不变，即OGN87.01.30y 3. 67.025.31)6.(ln7-185122 2 Xy （3）物料衡算 0325)013.(31)()(2121 XxyLVx 6-22 用一填料塔逆流吸收空气中的氨。单位塔截面上的混合气体流率为 0.036
32、WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 kmol/m2s，含氨 2（摩尔分率，下同），新鲜吸收剂为含氨 0.0003 的水溶液， 从塔顶加入。要求氨的回收率不低于 91，设计采用液气比为最小液气比的 1.3 倍。氨-水- 空气物系的相平衡关系为 y=1.2x。已知气相总传系数 Kya 为 0.0483 kmol/ m3s ，过程为气膜控制。 试求： (1)所需塔高. (2)若采用部分吸收剂再循环从塔顶加入，新鲜吸收剂用量不变，循环量与 新鲜吸收剂量之比为 1:10，为达到同样的回收率，所需塔高为多少 ? 解：（1）对吸收塔作物料衡算 12.03.21/.92121min xyxGLe 吸收塔内
33、液气比为 463.minL 全塔物料衡算 2121yGx 其中 089.0-12 y 129.3.46.221 xGLx 全塔的传质单元数 74.603.2108.9.ln46.12 ln1ln212121 mxyLGmxyxymxyNOG 所需塔高为 mNaKGHOyO 02.574.6083. （2）当有部分吸收剂再循环后，吸收剂的入塔含量为 1.031.0 2212 xLxLx WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 吸收塔内液气比 59.146.1. GLL总 全塔物料衡算 2121yx 159.0xGLyx总 联立 、 两式可解得 02.1x0145.2x 全塔的传质单元数 23.1
34、7.08.9ln59.12ln121 mxyLGNO总 所需塔高 mNaKHOGyOG 4.12.70483.6 6-23 为测定填料层的体积吸收系数 Kya，在填料塔内以清水为溶剂，吸收空气 中低浓度的溶质组分 A。试画出流程示意图，指出需要知道哪些条件和测取哪 些参数；写出计算 Kya 的步骤；在液体流量和入塔气体中组分 A 浓度不变的情 况下，加大气体流量，试问尾气中组分 A 的浓度是增大还是减小？ WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 题 6-23 图 解 流程如图（a ）所示，由于 mYHVaK21 所以，为了测出 ，需要知道物系的平衡关系，因而需要测定温度，以便于aY 从手册中查
35、找有关数据，还需测量进、出口的气、液流量及组成、塔径和填料 层的高度。 求 的步骤如下： （1） 在稳定操作条件下测出 L，V， 以及温度；1， 2（ =0） ， 1,2 （2） 依据平衡关系求出平均推动力 ； （3） 量出塔径 及填料层高度 H；= 42 （4） 将以上各量代入式，及求得 。 若加入大气体流量，尾气中组分 A 的浓度将增高。其分析如图 b 所示。 分析（1）实验时要多测一些 L 和 V 条件下的数据以便总结出规律。 （2）试分析增大气体流量后 X1 会如何改变 ? （3）测水流量 L 有何用途 ? WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 6-24 某逆流操作的填料吸收塔，塔截
36、面积 1m2，用清水吸收混合气中的氨气， 混合气量为 0.06kmol/s，其中氨的浓度为 0.01（摩尔分率），要求氨的回收率 至少为 95%。已知吸收剂用量为最小用量的 1.5 倍，气相总体积吸收系数为 0.06kmol/(m3s)，且 G0.8。操作压力 101.33kPa，操作温度 30，在此条件ayK 下，气液平衡关系为 ，试求：x2.1 （1）填料层高度（m）； （2）若混合气体量增大，则按比例增大吸收剂的流量，能否保证溶质吸收率不 下降？简述其原因； （3）若混合气体量增大，且保证溶质吸收率不下降，可采取哪些措施？ 解：（1）根据题意得 01.1yY412 105.9.01. Y
37、skmolyGV/54.0.6.171.92.15min L 全塔的传质单元数 36.71.2015.-721ln.l421LmVXYLVNOG 全塔的传质单元高度 maKVHYOG9.06.54N3. （2）假设能保证吸收率不下降，则有 95.0 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 又因为 L 与 V 按比例增大，所以 ，则VL 702.1LmA ，则 不变2YOGN 又因为 2.0 8.0VaKHYOG 则假设不成立，不能满足要求1/2.0 VHOG （3）在 H 不变时， ，则 ，又因为 与 m 均不变，需要 L或者换OGN 用更加高效的填料 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享
38、思考题 6-1 吸收的目的和基本依据是什么？吸收的主要操作费用花费在哪里？ 答：目的是分离气体混合物，依据是气体混合物中各组分在溶剂中的溶解度不 同；操作费用主要花费在溶剂再生，溶剂损失。 6-2 选择吸收剂的主要依据是什么？什么是溶剂的选择性？ 答：溶解度大，选择性高，再生方便，蒸气压低，损失小。溶剂对溶质溶解度 大，对其他组分溶解度小。 6-3 E、m 、H 三者各自与温度、总压有何关系？ 答：m、E、H 均随温度上升而增大，E、H 基本上与总压无关，m 反比于总压。 6-4 扩散流 JA，净物流 N，传质速率 NA 相互之间有什么联系和区别？ 答： ， 。 浓度梯度引起， 微压BAMJN
39、MAACBAJ, MN 力差引起， 溶质传递。 6-5 漂流因子有什么含义？等分子反向扩散时有无漂流因子？为什么？ 答：表示了主体流动对传质的贡献 无漂流因子，因为没有主体流动 6-6 气体分子扩散系数与温度、压力有何关系？液体分子扩散系数与温度、黏 度有何关系？ 答：气体分子扩散系数与温度的 1.5 次方成正比，总压力成反比；液体扩散系 数与温度成正比，与粘度成反比。 6-7 传质过程中，何种情况是气相阻力控制？何种情况是液相阻力控制？ 答：当 时，此时传质阻力主要集中于气相，称为气相阻力控制过xyKm1 程； 当 时，此时传质阻力主要集中于液相，称为液相阻力控制 过程。 6-8 低含量气体
40、吸收有哪些特点 答：G、L 为常量，等温过程，传质系数沿塔高不变 6-9 吸收塔高度计算中，将 NOG 与 HOG 分开有什么优点？ 答：分离任务难易与设备效能高低相对分开，便于分析。 WORD 格式可编辑 专业知识整理分享 6-10 建立操作线方程的依据是什么？ 答：塔段的物料衡算。 6-11 什么是返混？返混对塔的分离结果有什么影响？ 答：在有降液管的塔板上，液体横流过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发 组分的浓度将沿着流动的方向逐渐下降，但是当上升气体在塔板上使液体形成 涡流时，浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起，破坏了液体沿流动方向的 浓度变化，这种现象叫返混现象。 6-12 何谓最
41、小液气比 答：操作先于平衡线相交或者相切时对应的 L/V 称为最小液气比。 6-13 x2,max 与（L/G） min 是如何受到技术上的限制的？ 答：通常， ， 。因此，技术上的限制主my2ax,22121inxyGLe 要是指相平衡和物料衡算。 6-14 有哪几种 NOG 的计算方法？用对数平均推动力法和吸收因数求 NOG 的条 件各是什么？ 答：对数平均推动力法，吸收因数法，数值积分法。 相平衡分别为直线和过原 点直线。 6-15 HOG 的物理含义是什么？常用吸收设备的 HOG 约为多少？ 答：气体流经这一单元高度塔段的浓度变化等于该单元内的平均推动力。 0.151.5 m。 6-16 吸收剂的进塔条件有哪三个要素？操作中调节这三要素，分别对吸收结果 有何影响？ 答：t、x 2、L。 t，x 2，L均有利于吸收。
