第六章第七章 吸收习题参考答案(2)

体积分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成；（2）当用含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液作为吸收剂时，欲保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量有何变化？塔底吸收液组成变为多少？101.3kPa，20℃条件下SO2在水中的平衡数据见下表。 SO2汽-液平衡组成

SO2溶液摩尔比X 0.00005620.000140.00028 0.000420.00056气相中SO2平衡摩尔比Y SO2溶液摩尔比X 0.000840.00140.00197 0.00280.0042气相中SO2平衡摩尔比Y 0.000660.001580.0042 0.00770.01130.0190.0350.054 0.0840.138解 按题意进行组成换算： 进塔气体中SO2的组成为 Y1?y10.09??0.099

1?y11?0.09出塔气体中SO2的组成为 Y2?Y1(1??)?0.099?(1?0.9)?0.0099

?1000273??(1?0.09)?37.85kmol/h 22.4273?20进吸收塔惰性气体的摩尔流量为 V由表中X-Y数据，采用内插法得到与气相进口组成Y1相平衡的液相组成（1）LminX1*?0.0032。

?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1054kmol/h

X1*?X20.0032实际吸收剂用量 L?1.2Lmin塔底吸收液的组成

?1.2?1054?1265kmol/h

X1由全塔物料衡算求得

37.85(0.099?0.0099)?0.00267

1265

X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0?（2）吸收率不变，即出塔气体中SO2的组成Y2=0.0099，而X2=0.0003

所以 Lmin?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1163kmol/h

X1*?X20.0032?0.0003实际纯吸收剂用量 L?1.2Lmin塔底吸收液的组成

?1.2?1163?1395kmol/h

X1由全塔物料衡算求得

X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0.0003?37.85(0.099?0.0099)?0.0027

1395含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液用量为：

L??X1L13950.0027??1399kmol/h 其中x1???0.0027

1?x11?0.00271?X11?0.0027【6-7】 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分率），入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为

y*?0.86x。当液气比L/V为0.9时，试求逆流的最大吸收率和出塔溶液的浓度。

已知溶质摩尔质量为40kg/kmol，溶剂摩尔质量为18kg/kmol。 解：先将已知的气液相组成换算为摩尔比，即

Y1?y10.091??0.1001

1?y11?0.09121.7440x2??0.0099

21.741000?21.74?4018X2?x20.0099??0.01

1?x21?0.0099L?m，平衡线与操作线交点位置在塔顶，即 V逆流操作，且

y2??0.86x2?0.86?0.0099?0.008514 y2?0.008514此时 Y2???0.008587 ?1?y21?0.008514?max?Y1?Y20.1001?0.008587??0.914?91.4% Y10.1001吸收液相组成

V1(Y1?Y2)?X2?(0.1001?0.008587)?0.01?0.112 L0.9【6-8】 在一直径为1.2m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。混合气的处理量为200kmol/h，X1?其中二氧化硫的体积分数为5％，要求回收率为95％，吸收剂用量为最小用量的1.5 ，已知操作条件下气液平衡关系为

Y*?1.2X,气相总体积吸收系数为220kmol/(m3?h)。求水的用量(kg/h）及所需的填料层高度。[5843kg/h；4.86m]

解：（1）由已知可知，惰性气体流量V?200(1?0.05)?190kmol/h

Y1?y10.05??0.05263

1?y11?0.05Y2=Y（）=0.05263（1-0.95）=0.00263 11??AX1??Y10.05263??0.0439 m1.2X2?0,

最小吸收剂用量 Lmin?V(Y1?Y2)0.05263?0.00263??216.4kmol/h

X1*?X20.0439实际用水量 L?1.5Lmin?1.5?216.4kmol/h?324.6kmol/h?324.6?18kg/h?5843kg/h

?mV1.2?190??0.702 L324.6（2）填料层高度 S NOG?Y?mX21ln[(1?S)1?S] 1?SY2?mX2 NOG?HOG1005263ln[(1?0.702)?0.702]?6.366

1?0.7020.00263V190???0.764m

?KYa?220??1.224 Z?NOGHOG?6.366?0.764?4.68m

【6-9】 在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨和空气混合气中的氨，惰性气流量为0.025kmol/s，混合气入塔含氨0.02（摩尔比），出塔含氨0.001（摩尔比）。吸收塔操作时的总压为101.3kPa，温度为293K，在操作浓度范围内，氨水系统的

*Kakmol(s?m平衡方程为Y?1.2X，总传质系数Y为0.0522

3)。若塔径为1m，实际液气比为最小液气比的1.2倍，求

所需塔高度。[Z解：最小液气比

?6.0m]

(L/V)min?Y1?Y20.02?0.001??1.14

X1??X20.02/1.2?0L/V?1.2(L/V)min?1.2?1.14?1.37

液相出口浓度

X1?Y1?Y20.02?0.001?X2??0.0139

L/V1.37平均推动力

?Ym?(Y1?mX1)?(Y2?mX2)(0.02?1.2?0.0139)?0.001??1.93?10?3

Y?mX10.02?1.2?0.0139lnln10.001Y2?mX2惰性气体摩尔流量

V?0.025?4?0.0318kmol/(s?m2)

?12传质单元高度

HOG?V0.0318??0.609m Kya0.0522传质单元数

NOG?Y1?Y20.02?0.001??9.84

?Ym1.93?10?3所需塔高

Z?HOG?NOG?0.609?9.84?6.0m

【6-10】 用清水逆流吸收混合气体中的

CO2，已知混合气体的流量为

300m3CO2含量为/h（标准状态下），进塔气体中

*0.06（摩尔分数），操作液-气比为最小液-气比的1.6倍，传质单元高度为0.8m。操作条件下物系的平衡关系为Y?1200X。

要求

CO2吸收率为95％，试求：

?5X?3.33?101（1）吸收液组成及吸收剂流量；[；L?22964kmol/h]

（2）写出操作线方程；[Y?1824X?3.26?10?3]

（3）填料层高度。[Z?4.71m] 解（1）由已知可知，惰性气体流量V?300(1?0.06)?12.59kmol/h 22.4

X2?0, ?A?Y1?Y2Y1最小液-气比 ?Y1?Y2Y1?Y2?L????m?A ?*VX?XY/m??min121操作液-气比

L?L??1.6???1.6?Am?1.6?0.95?1200?1824 V?V?min吸收剂流量 L???L???V?1824?12.59?22964kmol/h ?V?吸收液组成

Y1?y10.06??0.064

1?y11?0.06VV1(Y1?Y2)?X2?Y1?A??0.064?0.95?3.33?10?5 LL1824LLX?(Y1?X1)?1824X?(0.064?1824?3.33?10?5) （2）操作线方程 Y?VVX1?X2?整理得 Y（3）填料层高度 S?1824X?3.26?10?3 ?mV1200??0.658 L1824 NOG?Y?mX21ln[(1?S)1?S] 1?SY2?mX2 NOG Z?11ln[(1?0.658)?0.658]?5.89

1?0.6581?0.95?NOGHOG?5.89?0.8?4.71m

3【6-11】 一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa下操作，用清水吸收200m降低到0.04％（均为摩尔百分数）。填料塔直径为0.8 …… 此处隐藏：1854字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……