1、0第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和 CO2 的混合气体中，CO 2 的体积分数为 20%，求其摩尔分数 y 和摩尔比 Y各为多少？解 因摩尔分数=体积分数， 摩尔分数.0y摩尔比 .251yY【5-2】 20的 l00g 水中溶解 lgNH3, NH3 在溶液中的组成用摩尔分数 x、浓度 c 及摩尔比 X表示时，各为多少？解 摩尔分数 /7=0 151 8x浓度 c 的计算 20，溶液的密度用水的密度 代替。./3982skgm溶液中 NH3 的量为 /37nkmol溶液的体积 .10982 V溶液中 NH3 的浓度 /.331=0 58c l或 . 398251scxkolMNH3
2、 与水的摩尔比的计算 /70618X或 .150x【5-3】进入吸收器的混合气体中， NH3 的体积分数为 10%，吸收率为 90%，求离开吸收器时 NH3 的组成，以摩尔比 Y 和摩尔分数 y 表示。吸收率的定义为 121解 原料气中 NH3 的摩尔分数 0.y摩尔比 1yY吸收器出口混合气中 NH3 的摩尔比为()2109011摩尔分数 201=098Yy气液相平衡【5-4】 l00g 水中溶解 ，查得 20时溶液上方 的平衡分压为 798Pa。此稀溶液的lg3 NH3NH气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数 E(单位为 )、溶解度系数 H单位为kPa和相平衡常数 m。总压为 。/()
3、3kmolPa 10k解 液相中 的摩尔分数3NH/.758x气相中 的平衡分压 3 *.09 Pka 亨利系数 *./.78156Epx液相中 的浓度 3NH/.3 37081 092nckmolV溶解度系数 /*./()581plPa液相中 的摩尔分数 3 /7015x气相的平衡摩尔分数 *.98yp相平衡常数 07615mx或 /.76Ep【5-5】空气中氧的体积分数为 21%，试求总压为 ，温度为 10时， 水中最大.10325kPa31m可能溶解多少克氧？已知 10时氧在水中的溶解度表达式为 ，式中 为氧在气*.610px*p相中的平衡分压，单位为 为溶液中氧的摩尔分数。kPax解
4、总压 .10325 p空气中 的压力分数 2O.021Ap空气中 的分压 *02135 kPa亨利系数 .63Eka(1) 利用亨利定律 计算*Apx与气相分压 相平衡的液相组成为0215kPa2溶液*. 62602135410 ApxkmolOlE 此为 水溶液中最大可能溶解kmol .62l 因为溶液很稀，其中溶质很少水溶液 水=18 kg 水1l1l10，水的密度 .397kgm故 水溶液 水kmol8即 水中最大可能溶解 氧.3197.64210kol故 水中最大可能溶解的氧量为36424205018kmolO.23571g(2) 利用亨利定律 计算*AcpH. 53697= 1031
5、08sHkmolPaEM水中最大可能溶解的氧量为31m溶液*()(.).54322 71Acp kolOm .4223570104kgO【5-6】含 NH3 体积分数 1.5%的空气-NH 3 混合气，在 20下用水吸收其中的 NH3 总压为203kPa。NH 3 在水中的溶解度服从亨利定律。在操作温度下的亨利系数 。试求氨水溶80EkPa液的最大浓度， 溶液。3NHkmol解 气相中 的摩尔分数3.015y总压 ，气相中 的分压20pkPa3*.20315ApykPa(1) 利用亨利定律 计算*pEx与气相分压 相平衡的液相中 NH3 的摩尔分数为*203158ApxE水溶液的总浓度 3NH
6、. /3921sckmolM水溶液中 的最大浓度 3 .801Ax3溶液./321kmol NH(2) 利用亨利定律 计算*AcpH., 39880=0 6 kol/(Pa)1sEkPaEM溶液*(.)323532 mlNH/Acp【5-7】温度为 20，总压为 时，CO 2 水溶液的相平衡常数为 m=1660。若总压为0.Pa时，相平衡常数 m 为多少？温度为 20时的亨利系数 E 为多少 ?1MPa MPa解 相平衡常数 m 与总压 p 成反比，时. 0 时 16，pMa.0=m亨利系数 EpPa【5-8】用清水吸收混合气中的 NH3，进入吸收塔的混合气中，含 NH3 体积分数为 6%，吸
7、收后混合气中含 NH3 的体积分数为 0.4%，出口溶液的摩尔比为 水。此物系的012 kmolNHkl平衡关系为 。气液逆流流动，试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少？*.076YX解 已知 ，则1y/./.11069438Yy已知 ，则.24./204=2已知 ，则10.X*1.7610.9Y已知 ，则2*2塔顶气相推动力 *3224.01=Y塔底气相推动力 *11.68.920.547【5-9】CO 2 分压力为 50kPa 的混合气体，分别与 CO2 浓度为 的水溶液和 CO2 浓./301kmol度为 的水溶液接触。物系温度均为 25，气液相平衡关系 。试求.305kmol *.5
8、6210pxkPa上述两种情况下两相的推动力（分别以气相分压力差和液相浓度差表示） ，并说明 CO2 在两种情况下属于吸收还是解吸。解 温度 ，水的密度为25t/3s97kgm混合气中 CO2 的分压为 50pPa4水溶液的总浓度 水溶液/39718sckmolM(1) 以气相分压差表示的吸收推动力液相中 CO2 的浓度 水溶液 .320 AcklCO液相中 CO2 的摩尔分数 ././41=80597x与液相平衡的气相平衡分压为 *.55416061803pxkPa气相分压差表示的推动力 （吸收）*502p 液相中 CO2 的浓度 水溶液30.kmolAc液相中 CO2 的摩尔分数 4.5/
9、9.0271/8x与液相平衡的气相平衡分压为 *.554160619027pxkPa气相分压差表示的推动力 （解吸） *150p(2) 以液相浓度差表示的吸收推动力与气相 平衡的液相组成为250COpkPa *1661x平衡的液相浓度液相中 CO2 的浓度 水溶液./320 AckmolCO液相浓度差表示的推动力为（吸收）*.30166lAc液相中 CO2 的浓度 水溶液320.5 CO/Ackmol液相浓度差表示的推动力为（解吸）*/316Ac kl吸收过程的速率【5-10】如习题 5-10 附图所示，在一细金属管中的水保持 25，在管的上口有大量干空气(温度 25，总压 101.325kP
10、a)流过，管中的水汽化后在管中的空气中扩散，扩散距离为 l00mm。试计算在稳定状态下的习题 5-10 附图5汽化速率， 。()2kmols解 25时水的饱和蒸气压为 .32895kPa从教材表 5-2 中查得，25 ， 条件下，H 2O 在空气中的分子扩散系数10。././242056056Dcss扩散距离 ，总压.m1Z.35 pka水表面处的水汽分压 .1289AkP空气分压 1035Bp.984 ka管上口处有大量干空气流过，水汽分压 20Ap空气分压 .21035BpkPa空气分压的对数平均值为 lnl.218904Bm kp水的汽化速率 12AABmDNpRTZ/.4 720256
11、0358903451839kmols【5-11】 用教材图 5-10（例 5-4 附图）所示的装置，在温度为 48、总压力为条件下，测定 CCl4 蒸气在空气中的分子扩散系数。48时，CCl 4 的饱和蒸气压为.1kPa37.6kPa，液体密度为 。垂直管中液面到上端管口的距离，实验开始为 2cm，终了为/3150kgm3cm，CCl 4 的蒸发时间为 。试求 48时，CCl 4 蒸气在空气中的分子扩散系数。.46s解 计算 48时 CCl4 蒸气在空气中的分子扩散系数，计算式为ln20ARTZDpM已知 CCl4 液体密度 /3154 kgm48时 CCl4 的饱和蒸气压 .76ApPa总压
12、 .1032534821pkPaTK6开始 ，终了02Zcm3ZcCCl4 的蒸发时间 .41560sCCl4 的摩尔质量 / Mkgmol摩尔气体常数 .()834 RJlK已知数据代入计算式，得扩散系数 ./2091Dcs【5-12】用清水在吸收塔中吸收混合气中的溶质 A，吸收塔某截面上，气相主体中溶质 A 的分压为 5kPa，液相中溶质 A 的摩尔分数为 0.015。气膜传质系数 ，液膜./()52210Ykkmols传质系数 。气液平衡关系可用亨利定律表示，相平衡常数 。总压./()32510Xkkmols 0.7为 。.1032Pa试求：(1)气相总传质系数 ，并分析吸收过程是气膜控
13、制还是液膜控制；(2)试求吸收塔该YK截面上溶质 A 的传质速率 。AN解 (1)气相总传质系数 Y4253110.7102.YXmKk.5.48102ol/sY气膜阻力 ，液膜阻为 。/()/4Ykmkol 210()/ xmkskmol气膜阻力与总阻力的比值为 ，为气膜控制。410.95/.21YK(2)传质速率 AN50.191.32pY* 0715206xXYmX2*.kmol/.s548093AYNK 【5-13】根据 及 ，试将传质速率方程，Aiipyp，Aiicxc变换成 的形式。 有何关系。()AGiLikkcyixiNkkyGxLkk解 =AGiGiGiyiNpkp7式中 y
14、Gkp()ALiALiLixiNccxkk式中 xk吸收塔的计算【5-14】从矿石焙烧炉送出的气体含体积分数为 9%的 ，其余视为惰性气体。冷却后送入2SO吸收塔，用水吸收其中所含 的 95%。吸收塔的操作温度为 30，压力为 ，每小时处理2SO10kPa的炉气量为 时的体积流量） ，所用液-气比为最小值的 1.2 倍。求每小时的用水310m10kPa（ 、量和出塔时水溶液组成。平衡关系数据为液相中 溶解度2SO122 10kg(HO) 7.5 5.0 2.5 1.5 1.0 0.5 0.2 0.1气相中 平衡分压 /Pa91.7 60.3 28.8 16.7 10.5 4.8 1.57 0.
15、63解 最小液一- 比 的计算*min12YLGX, .110909 =8yyY.,().21550495吸收剂为水， ，总压0XpkPa原料气中 分压2SO2109SPy从平衡数据内插，得液相平衡溶解度 2861kgSOH换算为摩尔比 *./.31864200X最小液-气比 *min 12 9458YLG 用水量计算 min/.1238546L已知炉气流量 /()0 10hkPa标准状态下理想气体的摩尔体积为 3.m/ol()24 2715032KkPa炉气的摩尔流量为8. .kmol/h2731501039724惰性气体流量 G.l/061吸收用水量 L.koh68g/4183出塔水溶液的
16、组成 YX.L/G31209520146【5-15】在一吸收塔中，用清水在总压 、温度 20条件下吸收混合气体中的 CO2，将.MPa其组成从 2%降至 0.1%（摩尔分数） 。20时 CO2 水溶液的亨利系数 。吸收剂用量为14EMPa最小用量的 1.2 倍。试求：(1)液- 气比 L/G 及溶液出口组成 。(2)试求总压改为 时的 L/G1X及 。1X解 (1)总压 ./101pMPaLGX.,1 2224 0yYY/4mEpin/121369YLGXmin3694-.5121201810XYL(2) 总压 时的pMPa/1LGX/4mEin() ./021369LGmin/.(/).14
17、.148063X从上述计算结果可知，总压从 0.1MPa 增大到 1MPa，溶液出口组成从 增加到.5180。.480【5-16】用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收 99%。入塔的混合气中含苯2%（摩尔分数） ；入塔的煤油中含苯 0.02%（摩尔分数） 。溶剂用量为最小用量的 1.5 倍，操作温度为 50，压力为 100kPa，相平衡关系为 ，气相总传质系数 。*.036YX.()3015YKakmols9入塔混合气单位塔截面上的摩尔流量为 。试求填料塔的填料层高度，气相总传.()2015kmols质单元数用对数平均推动力法及吸收因数法的计算式计算。解 (1)气相总传质单元高度 计
18、算OGH入塔混合气的流量 .kol(s)2015 =.,.310215 YyKakmols惰性气体流量 G y.kmol(s)210520147.4798 05OGYHa(2) 气相总传质单元数 计算OGH，回收率.124098y09.421= 1= 21Y.,2xXx吸收因数法计算 OGN*.10436057Ym*in .124025 5366YLGX0673ln121OGYmGNmLXLl. .0436026767021 对数平均推动力法计算 OGN12YLGX/12. .042037956*13791YmX10*2036207YmX*.3114168*.3 322007210Y lnln
19、312 69681m1304209OGmYN(3)填料层高度 Z 计算81OGZHm【5-17】混合气含 CO2 体积分数为 10%，其余为空气。在 30、2MPa 下用水吸收，使 CO2的体积分数降到 0.5%，水溶液出口组成 （摩尔比） 。混合气体处理量为4160X（按标准状态， ） ，塔径为 1.5m。亨利系数 ，液相体积/3240mh.,735 2KPa18EMPa总传质系数 。试求每小时用水量及填料塔的填料层高度。(/)30LKakmolhkl解 (1)用水量计算， ，. ,.31122 051099yYY 4160X2混合气流量 40 1.Gkmolh惰性气体流量 y.kmolh0
20、1用水量 (Y)(.)L.l/X4124905396/4581kgh(2) 填料层高度 Z 计算水溶液的总浓度 /././39578scMkmol体积传质系数 . /()3026 XLKalh液相总传质单元高度 .(.)42175OXH.326m对数平均推动力法计算 OLN气液相平衡常数 18942Ep11*31019480XYm*/./.5251*. .34411806= 80*55221X .lnln. 4153=2098m 液相总传质单元数 412602791OLmXN吸收因数法计算 OLN4150879G*ln21OLXLNmG.l. . 341087917923861 填料层高度 2
21、OLZHNm【5-18】气体混合物中溶质的组成 （摩尔比） ，要在吸收塔中用吸收剂回收。气液相.10Y平衡关系为 。*.10YX(1)试求下列 3 种情况下的液相出口组成 与气相总传质单元数 (利用教材中图 5-23)，1XOGN并迸行比较，用推动力分析 的改变。3 种情况的溶质回收率均为 99%。OGN入塔液体为纯吸收剂，液- 气比 ；/.20L入塔液体为纯吸收剂，液- 气比 ；1入塔液体中含溶质的组成 （摩尔比） ，液- 气比 。.2X.12LG(2)入塔液体为纯吸收剂，最小液- 气比 ，溶质的回收率最大可达多少？min(). 08LG解 (1)求 1OGXN回收率 ，相平衡常数 m=10
22、92Y12.21 0920Y XLGm查图 5-23，得212m.78OGNY102X.109 ,.,.2XLGm查图 5-23，得.1mY7OGN.101065X .,.,.22XLm. 310Ym查图 5-23，得 1OGN.120X .02016X计算结果比较：与比较， 相同， 减小时，操作线斜率减小，向平衡线靠近，推动力减小。为达2/LG到一定的溶质回收率要求（即达到一定的 要求） ， 需要增大，同时 也增大了。2YOGN1X与比较， 相同，使 增大，即操作线斜率相同，操作线向平衡线平行靠近，使推/LX动力减小， 增大，同时 也增大了。OGN1(2) minmin(/),/).20 (
23、08 ， 0 8LGXL当液体出口组成 与气体进口组成达平衡时，溶质的回收率为最大，即1 *1XYm由物料衡算得 min*()121212YYGXm回收率 in/120808LGY溶质的回收率最大可达 80%。【5-19】某厂有一填料塔，直径 880mm，填料层高 6m，所用填料为 50mm 瓷拉西环，乱堆。每小时处理 混合气（体积按 计） ，其中含丙酮摩尔分数为 5%。用清水作320m2510.3与 kPa吸收剂。塔顶送出的废气含丙酮摩尔分数为 0.263%。塔底送出来的溶液，lkg 含丙酮 61.2g。根据13上述测试数据计算气相体积总传质系数 。操作条件下的平衡关系为 。YKa*2.0Y
24、X上述情况下，每小时可回收多少千克丙酮？若把填料层加高 3m，可以多回收多少丙酮？解 (1)计算体积总传质系数 Y先从已知数据求 OGN相平衡常数 2m, .,110505 26yyY,223634X塔底排出的水溶液，每 l000g 含丙酮 61.2g丙酮的摩尔质量为 /58kgmol./.()1620201X传质单元数 *ln122OGmYYN.ln0564802也可用吸收因数法计算OGN.1205647YLX.,.47m*2106052Y从教材图 5-23 查得 8OGN或用计算式求出 081247mL*ln121OGYNL14.ln. 10526818104=8.03已知填料层高度 ，计
25、算Zm.075OGZHN再从式 计算OGYHKaY惰性气体流量 (.).(.)32015209 2013mhkPa理想气体在 时的摩尔体积为.73kP /4ol在 下的摩尔体积为.29815a./34mol/.0=7， 塔 径 08 25TGklhDm塔截面积 .222 64T体积总传质系数 . /()37100568YOGKakmolhH(2)每小时丙酮回收量为.12= 248l/./583kgh(3)填料层加高 .， Z639， 075OGmH则 ,12 4075OGLNH从教材图 5-23 查得 13Y210360Y填料层 时，丙酮的回收量为9Zm().1270512= 39kmol/h
26、G多回收丙酮 /38l也可以如下计算 ()./27026410Ykolh【5-20】有一填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质 A，以逆流方式操作。进入塔底混合气中溶质 A 的摩尔分数为 1%，溶质 A 的吸收率为 90%。此时，水的流量为最小流量的 1.5 倍。平衡线的斜率 m=l。试求：(1)气相总传质单元数 ；(2) 若想使混合气中溶质 A 的吸收率为 95%，OGN15仍用原塔操作，且假设不存在液泛，气相总传质单元高度 不受液体流量变化的影响。此时，OGH可调节什么变量，简便而有效地完成任务？试计算该变量改变的百分数。解 已知 .1 20810ymX . (-.)1 1901YyY(1)
27、计算气相总传质单元数 OGN*min ./12120091YLGmXXin.5935.13Lln12OGYmXGGNmLL.l 10463535 (2)要想使吸收率从 90%提高到 95%，可增大吸收剂用量填料层高度 OGZHN对于已有的填料塔，其填料层高度已定，吸收剂用量改变不会改变 。因此， 不会改OGHOGN变，仍为 。.46OGN新工况下， .421095105Y42150mX用 与 ，从图 523 查得.6OGN210XY， =,故LL为了使吸收率从 90%提高到 95%，LG 需要从 1.35 增加到 2.1，增加的百分数为. .%21350【5-21】某填料吸收塔的填料层高度已定
28、，用清水吸收烟道气中的 CO2 ，CO 2 的组成为 0.1（摩尔比） ，余下气体为惰性气体，液一气比为 180，吸收率为 95%。操作温度为 30， 总压为 2MPa。CO 2 水溶液的亨利系数由教材中表 5-1 查取。试计算下列 3 种情况的溶质吸收率 、吸16收液（塔底排出液体）组成 、塔内平均传质推动力 ，并与原有情况进行比较：(1)吸收剂由1XmY清水改为组成为 0.0001（摩尔比）的 CO2 水溶液；(2)吸收剂仍为清水，操作温度从 30改为20；(3)吸收剂为清水，温度为 30。由于吸收剂用量的增加，使液-气比从 180 增加到 200。解 总压 .120pMPaY(1) 20
29、X新工况的 计算此时， 不会改变，因填料层高度 Z 为一定值，所以 不变。OGYHKa OGZNH原工况 ln121YmXGGNmLL新工况 l121OGYL因 ，故 OGN212YXm a.,().(.).12100950Y.X查得 30时 CO2 水溶液的 18EMPa/ 84mEp将上述数据代入式(a).2019051Y.20139Y解得新工况的吸收率 /.10861吸收液组成计算 已知 8LG原工况 . .12052XYX新工况 . .12139015788L平均传质推动力的计算方法按原工况计算 OGN/.9418052mL.ln. .105248OG 原工况 1019648mOGY1
30、7因 .48OGN新工况 . .1201390784mOGY方法原工况 *.11152037X*22 Y-05- 0=.1237196mnn新工况 10457804YX.22391 125670784mYnn从上述计算结果可以看出：当吸收剂组成 由 增加到 时，2X0.10传质推动力 由 降为.96mY.78mY溶质吸收率 由 降为.05.01吸收液组成 由 增至.128X.578X对现有吸收塔，吸收剂入塔组成增大，使传质推动力降低，而导致溶质吸收率下降。如果不需要计算平均传质推动力的数值，而只需对比，则可如下计算。 OGN /12m12新 工 况 013906原 工 况 05OGYNY(2)
31、 ，操作温度从 30改为 202X查得 20时 CO2 水溶液的 E4 MPa/147Ep新工况的 计算 2Y.08mGL原工况 （前面已计算）.ON18新工况 121OGYmXGGNnmLL.21064nY因 .8OGN 2106484nY.29.90426eY.3新工况的吸收率 /./.21036109Y吸收液组成计算原工况 (前面已计算 ).1058X新工况 2013605368GYXL平均传质推动力计算原工况 （前面已计算）12594mOGN因 .8oG新工况 21036024moGY从上述计算结果可知，对现有吸收塔，当操作温度降低，平衡线斜率减小（即 m 减小） ，传质推动力增大，导
32、致溶质的吸收率增大。(3) ，温度 30，m=9420X原工况 / .L18 L94/180 52新工况 Gm/7新工况的 计算2Y原工况 （前面已计算）.48OGN19新工况 ln121OGYmxGGNmLLX因 .48o .2101487470nY解得 .243Y新工况的吸收率 /./.21042310958Y吸收液组成计算原工况 .()1058前 已 计 算X新工况 .) .2014230479GYX平均传质推动力计算 原工况 1259（ 6前 已 计 算 ）48mOGN新工况 .o 120301948mOGY从上述计算结果可知，对现有吸收塔，当吸收剂用量增加，操作线斜率增大，传质推动力
33、增大，导致溶质的吸收率增大。【5-22】有一逆流操作的吸收塔，其塔径及填料层高度各为一定值，用清水吸收某混合气体中的溶质。若混合气体流量 G，吸收剂清水流量 L 及操作温度与压力分别保持不变，而使进口混合气体中的溶质组成 Y1 增大。试问气相总传质单元数 NOG、混合气出口组成 Y2、吸收液组成 X1及溶质的吸收率 将如何变化？并画出操作示意图。解 填料层高度 Z 已定，且气象总传质单元高度 不变，故 不变。OGYHKaOGZNH物系一定，操作温度及压力不变，故气液相平衡常数 m 一定，且 G 及 L 不变，故 L/Gm 一定。因 NOG 与 L/Gm 各为一定值，从教材中 NOG 的计算式（
34、 5-76）或图 5-23 可知 为一定21YmX值。且吸收剂为清水，故 X2=0，则 为一定值。即随着 Y1 的增大，Y 2 按一定比例增大。如习21Y题 5-22 附图所示，气相进口组成由 Y1 增大到 ，则气相出口组成由 Y2 增大到 .1 2操作线斜率 L/G 不变，因 Y1 增大到 ，附图中的操作线由 TB 线平行上移为 TB线。20TB线与水平的等 Y线交垫横坐标 为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由 X1 增大到1X。1X由第问的分析结果可知 =一定值，故吸收率 不变。21Y21Y1Y212YTB2X1X1习题 5-22 附图解吸塔计算【5-23】由某种碳氢化合物(摩尔质量为
35、 )与另一种/13 kgmol不挥发性有机化合物（摩尔质量为 ）组成的溶液，其/5l中碳氢化合物占 8%（质量分数） 。要在 100、101. 325kPa（绝对压力）下，用过热水蒸气进行解吸，使溶液中碳氢化合物残留0.2%（质量分数）以内，水蒸气用量为最小用量的 2 倍。气液相平衡常数 m=0.526，填料塔的液相总传质单元高度 。试求解.OLH= 05m吸塔的填料层高度。解 *min12XGLY*.10564057Ymin 12392L050637G/121oL XYmLLNnGG 习题 5-23 附图21.1014n556302396mOLZHN传质系数计算和吸收剂部分循环【5-24】
36、现一逆流吸收填料塔，填料层高度为 8m，用流量为 100kmol/（h）的清水吸收空气混合气体中某溶质，混合气体流量为 600Nm3/（h） ，入塔气体中含溶质 0.05（摩尔分数，下同） ，实验测得出塔气体中溶质的吸收率为 95。已知操作条件下的气液相平衡关系为Y=2.8X。设吸收过程为气膜控制。（1） 计算该填料的气相总体积传质系数；（2） 吸收过程中，将吸收后吸收液的 50送入解吸塔解吸后循环使用，解吸后的液体含氨0.004，若维持进吸收塔总液体量不变，计算纯水和解吸后液体混合后从塔顶加入情况下，出塔气体中溶质的摩尔分数。解（1） 0.526-1.yY1吸收率为 95时，y 2=0.05
37、（10.95）0.0025， 0.25.-1yY2混合气体流量 G60022.4=26.8 kmol/（h）液气比 3.76810L吸收因数 0.75.2mS气相总传质单元数 NOGX-Y1ln-2OG 7.105-.6075. 气相总传质单元高度 HOG1.2m8N HOG气相总体积传质系数 h)m23.9kol/(1.68aK3OGY（3） 纯水和解吸后液体混合后的组成 X22L0.4X2X2=0.002出塔气体中溶质摩尔分数 SmX-Y1lnS-N2OG2220.75.28-Y0.567-1ln0.5-7.1284Y20.7.1y2 多股进料进料位置和方式不同对填料层高度的影响【5-25
38、】在 101.3kPa、25的条件下，采用塔截面积为1.54的填料塔,用纯溶剂逆流吸收两股气体混合物的溶质，一股气体中惰性气体流量为 50kmol/h，溶质含量为 0.05（摩尔比，下同） ，另一股气体中惰性气体流量为 50kmol/h，溶质含量为0.03，要求溶质总回收率不低于 90，操作条件下体系亨利系数为 279 kPa，试求：（1） 当两股气体混合后从塔底加入，液气比为最小液气比的1.5 倍时，出塔吸收液浓度和填料层高度（该条件下气相总体积传质系数为 30 kmol/（h m3） ，且不随气体流量而变化） ；（2） 两股气体分别在塔底和塔中部适当位置（进气组成与塔内气相组成相同）进入，
39、所需填料层总高度和适宜进料位置，设尾气气体组成与（1）相同。（3） 比较两种加料方式填料层高度变化，并示意绘出两种进料情况下的吸收操作线。解 根据题意吸收流程如图 5-14 所示：（1） 混合后气体摩尔比浓度： bamGY0.450.3.1 出塔气体浓度： 9-1.)-(1m2物系的相平衡常数 ,X2=0750.3PE操作液气比 3.7250.91m.Y-1GL.52min 0.9683.74-2121 -YXm习 题 5-25附 图 X1 L X1 L Y2 G Y2 G X2 L Y1m G YaGa YbVb YbVb YaGa X2 L Xb 23传质单元高度 2.17m5430aKG
40、HYO74.0325LmSS)(lnNOG-114.60.790.74. lm62 OGHZ（2） 当两股气体分别进入吸收塔，高浓度在塔底进入，低浓度在如图 5-14 所示塔中部进入，吸收塔分为两部分，塔内液气比不同，填料层高度分两段计算。上段填料层高度：对于塔上部：进塔气体组成为 ，出塔气体组成为 ，液气比0.3Yb0.4Y2L/V3.72，塔中部液体组成 。69.7-L-GX2传质单元高度 .17maKHYOG174.01LmS12b11)(lnSmXYSNOG 3.80.74.)074(l. 138 OG11HZ第二股气体进塔位置距塔顶 8.27m 处。下段填料层高度：对于塔下部：进塔气
41、体组成为 ，中部气体组成为 ，液气比0.5Ya0.3YbL/G3.72X 27.44，进塔液体组成 。69Xb传质单元高度 1.8maKG/HYO37.0/2LmS2ba22)1(lnSmXYSNOG Ya Ym X O E B A C D Y2 X1 b Xb 习 题 5-25附 图 241.20.37.69275-0.3)1(ln0.372 OGN1m8 OG2HZ9.8.1（3）气体混合后进入吸收塔的操作线如图 5-15 为 ABC，分别在适宜位置进入吸收塔的操作线为ABD，从操作线距离平衡线的距离看，气体混合后进入吸收塔的操作线靠近平衡线，传质推动力降低，所以填料层高度增加。吸收是分离过程，而组成不同的气体先混合是返混，返混对吸收不利，故填料层高度增加。
