吸收计算题

1、在一填料塔中用清水逆流吸收混合空气中的氨气，混合气体的流率为0.0305kmol/m2·s。氨浓度为0.01（体积分率），要求回收率为99％，水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为

Kya0.0611kmol/m3sye2.02x，气相体积总传质系数

。

试求：（1）出塔的液相浓度

x1；

（2）传质单元数

NOG（用吸收因数法）；

（3）填料层高度H。

y1y2y1解：（1）

y2(1)y10.01(199%)0.0001

y1y2y1y20.010.0001L()min2.00.01Gx1ex2y1x022.02m

LL1.5()min1.52.03.0GG

由全塔物料衡算：

Gy1y2L(x1x2)

G0.010.0001x1(y1y2)x200.0033L3.0

mG2.02S0.673L3.0（2）解吸因数：

NOGy1mx21ln[(1S)S]1Sy2mx2

10.012.020ln[(10.673)0.673]10.710.6730.00012.020

HOG（3）

G0.03050.50Kya0.0611

HHOGNOG0.5010.75.4（m）

2、某填料吸收塔，用清水除去混合气体中的有害物质，若进塔气中含有害物质5％（体积％），吸收率为90％，气体流率为32kmol/m2·h，液体流率为24kmol/m2·h，此液体流率为最小流率的1.5倍。如果物系服从亨利定律，并已知气相体积总传质系数

Kya0.0188kmol/m3s，该塔在常压下逆流等温操作，试求：

（1）塔底排出液的组成；

（2）所需填料层高度。

解：（1）

y1y2y1

y2(1)y1(190%)0.050.005

由全塔物料衡算：

Gy1y2L(x1x2)

G32x1(y1y2)x2(0.050.005)00.06L24

L24Lmin16[kmol/m2h]1.51.5（2） y1y2y1y2161L()minGx1ex2x1e322

x1e2(y1y2)2(0.050.005)0.09

y10.05m0.556x1e0.09

mG32S0.5560.741L24

NOGymx21ln[(1S)1S]1Sy2mx2

10.050.5560ln[(10.741)0.741]4.6510.7410.0050.5560

HOGG32/36000.473mKya0.0188

HHOGNOG0.4744.652.2(m)

3、有一吸收塔用油吸收煤气中的苯蒸汽，已知煤气流量为2240m3/h（标况），入塔气体中苯含量为4%，出塔气体中苯含量为0.8%（均为体积分率），进塔油中不含苯，取液体用量

L1.4Lmin，已知气液平衡关系为ye0.126x。

试求：（1）吸收率η；

（2）求Lmin及

L(kmol/h)；

（3）求液体出塔组成x1；

（4）求吸收的对数平均推动力。

解：（1）由吸收率的定义：

y1y20.040.008100%100%80%y10.04

（2）由已知条件得煤气进口摩尔流率为：

G2240/22.4100kmol/h

最小液气比：

Ly1y2y1y20.040.008()min0.10.04Gx1ex2y1x02m0.126

Lmin0.1G0.110010kmol/hL1.4Lmin1.41014kmol/h

（3）由物料衡算：

G(y1y2)L(x1x2)

代入数据得：

100(0.040.008)14(x10)

x0.231解得：液体出塔组成为

（4）气体进、出口的推动力为：

y1y1y1ey1mx10.040.1260.230.011

y2y2y2ey2mx20.0080.12600.008气相对数平均推动力：

y1y20.0110.008ym0.009y10.011lnln0.008y2

液体进、出口的推动力为：

y10.04x1x1ex1x10.230.087m0.126

y20.008x2x2ex2x200.063m0.126

液相对数平均推动力：

x1x20.0870.063xm0.07x10.087lnln0.063x2

4、拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收混合气中的溶质A。已知入塔混合气体中含有A为1%(体积%)，要求溶质A的回收效率为80%，若水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下相平衡方程为y=x，气相总传质单元高度为1m，试求所需填料层高度。

y1y2y1解：属于低浓气体吸收，

y2y110.01180%0.002y1y2y1y20.010.002L0.80.01Gminx1ex2y1x021mLL1.51.50.81.2GGmin1mG10.833AL1.21y1mx211NOGln11Ay2mx2A1A

10.0110ln10.8330.83310.8330.002103.06 HHOGNOG13.063.06m（也可以用推动力法求解。）

5、在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%(体积%)，吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y = 2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：

(1)水溶液的出塔浓度；

(2)若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高度为6m的塔，问该塔是否合用？

y1y2y1解：(1) 属于低浓气体吸收：

y2y110.08198%0.0016y1y2y1y20.080.0016L2.450.08Gminx1ex2y1x022.5mLL1.21.22.452.94GGmin

由物料衡算得：

G(y1y2)L(x1x2)

y1y20.080.0016x1x200.027LG2.94

1mG2.50.85L2.94(2) A

NOG1y1mx21ln11Ay2mx2A1A

110.080ln10.850.8510.850.0016014.15 HHOGNOG0.614.158.5m即所需填料层高度应为8.5m ，大于6m ，故该塔不合用。

6、在常压逆流接触的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为1,相平衡关系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。

试计算：(1)操作液气比是最小液气比的多少倍；

(2)出塔液体的浓度；

(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数

NOG。

解：(1)属于低浓气体吸收

y2y110.03195%0.0015y10.03m1x1e0.03；

根据解吸因数（吸收因数）的定义，有：

Lmm11G1S1A

y1y2y1y2y1y2Lm10.950.95y1Gminx1ex2y1x2mm

LL1＝1.05＝GGmin0.95

（2） 根据全塔物料衡算，G(y1y2)L(x1x2)，有：

y1y20.030.0015x1x200.0285LG1NOG

(3) 气相总传质单元数为：

因数为1时：

ymy2y1，故：

NOGy1y2ymy1y2y10.031119y2y20.0015其中ymy2y2mx2y2NOG