化工原理习题5吸收复习资料

11、在一塔径为0.8m的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h，气体总压为101.3kPa，其中氨的分压为1.333 kPa。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K）下的气液相平衡关系为Y*=0.75X，气相总体积吸收系数KYa=0.088kmol/m3·s，试求

（1）每小时用水量L=？

（2）用平均推动力法求出所需填料层高度Z。 解：求出Y1、Y2和惰性气体量V PA11.333y0.0132 1P101.3y0.0132Y110.0134 Y2Y1(1)0.0134(10.995)0.00006691-y110.0132m混合气m混合气1400kg/h

n混合气48.3kmol/hM混合气M空气29kg/kmol

惰性气体量：V=n混合气(1－y1)=48.3×(1－0.0132)=47.7kmol/h (1)根据相平衡关系，X1*=Y1/m=0.0134/0.75=0.0179

Y1Y20.01340.000066947.735.6kmol/h LminV*0.01790X1X2

实际吸收剂用量：L 1.4Lmin1.435.649.8kmol/h V47.70.01340.000066900.0128XYYX 1122L49.8

(2)塔底推动力：△Y1= Y1－Y1*= Y1－mX1=0.0134－0.75×0.0128=0.00387， 塔顶推动力：△Y2=Y2－Y2*=Y2－mX2=0.0000669－0.75×0=0.0000669

平均推动力 YY1Y20.003870.00006690.000936mY0.00387 ln1lnY20.0000669

D20.820.5m2塔截面积：

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传质单元高度： V47.7/3600kmol/sHOG0.3m KYa0.0880.5

填料层高度 ZHOGNOG0.314.244.27m

用清水在一塔高为13m的填料塔内吸收空气中的丙酮蒸气，已知混合气体质量流速为0.668kg/(m2·s)，混合气中含丙酮0.02（摩尔分数），水的质量流速为0.065kmol/(m2·s)，在操作条件下，相平衡常数为1.77，气相总体积吸收系数为KYa0.0231kmol/(ms)。问丙酮的吸收率为98.8％时，该塔是否合用？ 解：已知 Y13y10.020.02 1y110.02

Y2Y1(1)0.02(10.988)0.00024My1MA(1y1)MB0.0258(10.02)2929.58kg/kmol

SmV1.770.668/29.580.615 L0.065NOGNOG11ln(1S)S 1S111ln(10.615)0.6159.06

10.61510.988HOGV0.668/29.580.9776m KYa0.0231ZNOGHOG9.060.97768.857m

在一逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气体中溶质组分，当液气比为1.5时，溶质的吸收率为90％，在操作条件下气液平衡关系为Y0.75X。如果改换新的填料时，在相同的条件下，溶质的吸收率提高到98％，求新填料的气相总体积吸收系数为原填料的多少倍？ 解：原工况： S NOG*mV0.750.5 L1.5YmX2111ln(1S)1Sln(1S)S 1SY2mX211SNOG新工况： SS N'OG11ln(10.5)0.53.41

10.510.90'11ln(10.5)0.56.477

10.510.98HOGVZVZ' HOG ''NKYaNOGOGKYa'KY'aNOG6.4771.900 KYaNOG3.41