化工原理吸收课后习题及答案

1、第五章 吸收相组成的换算【5-1】 空气和CO2的混合气体中，CO2的体积分数为20%，求其摩尔分数y和摩尔比Y各 为多少？解因摩尔分数二体积分数，y =0.2摩尔分数摩尔比 Y =y02 0251 y 10.2【5-2】20r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？X、解摩尔分数鳥/鳥府0.0105浓度C的计算20E，溶液的密度用水的密度998.2kg/m3代替。溶液中NH3的量为 n=1 1 d/ 1k7m ol 溶液的体积V =101 10-/998.2 m31 10-/17|溶液中 NH3 的浓度 c =n=1心3 八=0.

2、581kmoKm3 V 101x10/998.29 9 8 2或 c = s x .0.0 1 0=5. 0k5nO0m3Ms18NH3与水的摩尔比的计算或 X 二-X =°0105=0.01061 _x 10.0105【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，以摩尔比丫和摩尔分数y表示。吸收率的定义为解原料气中NH3的摩尔分数y=o.i摩尔比=0.1111M 1-0.1吸收器出口混合气中NH3的摩尔比为0. 0 1 1 10 0 1 0 9810 0 111摩尔分数y2 弋气液相平衡【5-4】 lOOg水中溶解lg NH

3、3，查得20E时溶液上方NH3的平衡分压为798Pa。此稀溶液的气液相平衡关系服从亨利定律，试求亨利系数E仲位为kPa)、溶解度系数H单位为kmol/(m3 kPa)和相平衡常数m。总压为100kPa。解液相中NH3的摩尔分数"岸而"0105气相中NH3的平衡分压P*=0. 7 9 8k P a亨利系数 E=p*/ XJ0.7 98OO105763液相中 NH3 的浓度c =1 10 3 t 0.581 kmo/m3V 101汇10-/998.2溶解度系数H=c/ p =0 5 8 1/ 0.7 98 .0 k7n2 O l3/ (m kPa液相中NH3的摩尔分数X 疇0.

4、01051/17+100/18气相的平衡摩尔分数y* = P/ p0 7 98 1 00相平衡常数 m =仝 =0.798=0.76X 100 汇 0.0105或 m = E/ p 习 6/ 100.076【5-5】空气中氧的体积分数为21%，试求总压为101.325kPa，温度为10°C时，1m3水中最大可/ 宀J 'l I I I .能溶解多少克氧？已知10C时氧在水中的溶解度表达式为P* =3.313 x：106x ,式中P*为氧在气相中的 平衡分压，单位为kPa; x为溶液中氧的摩尔分数。III:;解 总压 p =101.325 kPa空气中02的压力分数Pa/P =

5、体积分数=0. 2 1空气中 O 的分压pA =0.21 101.325 kPa亨禾U系数E =3. 3 1 3 61l0Pa(1) 利用亨利定律pA二Ex计算与气相分压Pa =0.21 101.325kPa相平衡的液相组成为02V<101.32563.313 10=6.42 10 kmol O/kmol 溶液此为1kmoI水溶液中最大可能溶解6.42 10 kmol O 2因为溶液很稀，其中溶质很少1kmol水溶液Fkmol水=18 kg水10C，水的密度49 9 9 k?/ m故1km o水溶液 "l8/999.7m3水即m3水中最大可能溶解6.42 10“kmol氧999

6、.7故1m3水中最大可能溶解的氧量为(2) 利用亨利定律PA弋 计算H1m3水中最大可能溶解的氧量为Ca =p；H =(0.21 101.325) (1.676 10 卫)=3.57 10 上kmolO/ m3 溶液【5-6】含NH3体积分数1.5%的空气-NH3混合气，在20C下用水吸收其中的NH3总压为203kPa。NH3在水中的溶解度服从亨利定律。在操作温度下的亨利系数E =80kPa。试求氨水溶液的最大浓度， kmol NH/ m3 溶液。解 气相中NH3的摩尔分数y =0.015总压 p =203kPa，气相中 NH3 的分压 p*A = py =203 0.015kPa(1) 利用

7、亨利定律p*二Ex计算与气相分压p相平衡的液相中NH3的摩尔分数为I 1NH3水溶液的总浓度cs = 9 98 kmol/m3Ms 18i ! / /:水溶液中NH3的最大浓度Ca二cx=98 20.0 3 8 118 I 一J = I 13、j /IfI, z - II I=2.11kmol NH 3 / n?溶液(2) 利用亨利定律pA =CA计算HcA =pAH =(203 0.015)(0.693 )=2.11 kmol NH 3/m3 溶液【5-7】温度为20r，总压为0.1MPa时，CO2水溶液的相平衡常数为 m=1660。若总压为1MPa时, 相平衡常数m为多少？温度为20E时的

8、亨利系数E为多少MPa?解相平衡常数m与总压p成反比，p =0.1MPa 时 m =1660, p' =1MPa 时亨利系数 E =mp =m' p' =166 MPaj 【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0.012kmol NH/kmol水。此物系的平衡 关系为Y* =0.76X。气液逆流流动，试求塔顶、塔底的气相传质推动力各为多少？解 已知 =0.06，贝U 丫，=y, / 1 一仏=0.06/0.94 =0.0638已知 y2 =0.004，贝U 丫

9、2 =0.004/(1 0.0044.02 汉103已知 X, =0.012，贝U Y； -0.76 0.012 =0.00912已知 X2 =0，贝U 丫2 =0塔顶气相推动力八丫2 =% -丫* =4.02 10塔底气相推动力.Yi =Yi & 0. 0 6 3 8一 0 . 0 0 亠1 2 0.0 5 4 7【5-9】CO2分压力为50kPa的混合气体，分别与CO2浓度为0.01kmol/m3的水溶液和CO2浓度为0.05kmoJ/m3的水溶液接触。物系温度均为 25°C，气液相平衡关系p* =1.662 105xkPa。试求上述两 种情况下两相的推动力（分别以气相分

10、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t=：25C，水的密度为=997kg/m3混合气中CO2的分压为p=50kPa水溶液的总浓度c止= 97 kmol / m?水溶液Ms 18（1）以气相分压差表示的吸收推动力液相中CO2的浓度Ca =0.01kmol COZm3水溶液液相中CO2的摩尔分数x=Ca/c=）01 =1.805x104 997/18与液相平衡的气相平衡分压为_=7 丿/ J' I 气相分压差表示的推动力祁=p -*）50 30 =20卩©吸收） 液相中CO2的浓度ca =0.05kmol Zm3水溶液液相中CO2的摩尔分数

11、x=Ca/c= 0.05 =9.027X10“997/18与液相平衡的气相平衡分压为气相分压差表示的推动力厶p=p* -p =15050=100kPa （解吸）（2）以液相浓度差表示的吸收推动力与气相CO?分压p =50kPa平衡的液相组成为平衡的液相浓度液相中CO2的浓度CA=0.01kmol CO2 / m3水溶液液相浓度差表示的推动力为& =cA cA =0.01666 -0.01 =0.00666kmol /ni（吸收）液相中CO2的浓度Ca =0.05 kmol CO2 /m3水溶液1 7几1巧.2895k旳25V习题5-10附图液相浓度差表示的推动力为-c =cA -cA

12、=0.05 -0.01666 =0.0333kmol / m（解吸）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 25C，在管的上口有大量干空气(温 度25C，总压101.325kPa流过，管中的水汽化后在管中的空气中扩散，扩散距离为 100mm。试计 算在稳定状态下的汽化速率，kmol/Cm? s)。解25°C时水的饱和蒸气压为3.2895kPa从教材表5-2中查得，25C，101.325kPa条件下，出0在空气中的分子扩散系数242D = 0.256cm /s =0.256 10m / s。扩散距离 Z =100mm=0.1m，总压 p =101.32

13、5 kPa水表面处的水汽分压pm =3. 2 8 9k5P a« I r- 1 |_空气分压PB1 = p _ PA1 =101.325 3.2895管上口处有大量干空气流过，水汽分压PA2 =0空气分压 Pb2 =101.325kPa | ： .i i I i *< Zs-I . J I r /空气分压的对数平均值为水的汽化速率【5-11】 用教材图5-10 (例5-4附图)所示的装置，在温度为48 C、总压力为101.325kPa条 件下，测定CCI4蒸气在空气中的分子扩散系数。48C时，CCI4的饱和蒸气压为37.6kPa,液体密度 为1540kg/m3。垂直管中液面到上

14、端管口的距离，实验开始为 2cm，终了为3cm，CCI4的蒸发时间 为1.556 104s。试求48C时，CCl4蒸气在空气中的分子扩散系数。解 计算48C时CCl4蒸气在空气中的分子扩散系数，计算式为已知CCl4液体密度? -1540 kg / m348C时CCl4的饱和蒸气压pA =37.6kPaILj|总压 p =101.325kPa, T =273 48 =321KJ .1 r - -_ _开始 Z° =2cm，终了 Z =3cmCCl4的蒸发时间-1.556 104sCCl4 的摩尔质量 M =154 kg / kmol摩尔气体常数 R =8.314 kJ/(kmol K)

15、已知数据代入计算式，得扩散系数 D =0.0912cm2/s【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6 =2.5 10kmol /(m2 s)，液膜传质系数kx =3.5 10 -kmol /(m2 s)。气液平衡关系可用亨利定律表示，相平衡常数m =0.7。总压为101.325kPa。试求：(1)气相总传质系数Ky，并分析吸收过程是气膜控制还是液膜控制；(2)试求吸收塔该截 面上溶质A的传质速率Na。解(1)气相总传质系数Ky气膜阻力 1 /kY =4 104(m? s)/ kmol，

16、液膜阻为 m/kx =2 102(m2 s) / kmol。4气膜阻力与总阻力的比值为“也=4 10 4 =0.995，为气膜控制。1/ Ky 4.02X10(2)传质速率Na【5-13】根据pA=py, p =py及Ca =cx, c =cx，试将传质速率方程Na =kG (Pa - p ) =kL(c-Ca )变换>"' r 1I "r. Z、.| I | I I I 1成Na二ky y-yi二kx x -x的形式。ky与kG、kx与&有何关系。解Na 十Pa- p 二 k(G py =pyG k- yi 二y y Q yi y式中ky 二 pkG

17、 jV严严11 3式中kx =c&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SO2，其余视为惰性气体。冷却后送入吸 收塔，用水吸收其中所含SQ的95%。吸收塔的操作温度为30°C，压力为100kPa，每小时处理的炉 气量为1000m3(30C、100kPa时的体积流量)，所用液-气比为最小值的1.2倍。求每小时的用水量和出 塔时水溶液组成。平衡关系数据为液相中SO溶解度/kg(SQ )00kg(H2O)广7.55.02.51.51.00.50.20.1气相中SQ平衡分压/kPa91.760.3 28.816.710.5 4.81.570.63解最小液一

18、-比畀=XHl的计算吸收剂为水，X2 =0，总压p =：100kPa原料气中 SQ 分压 Pso2 二 PW "00 0.09 =9kPa从平衡数据内插，得液相平衡溶解度0.868皿02100kgH20100/18换算为摩尔比x； =0868/64 =2.44 10最小液-气比丄=0.0989_°.00495 =38.5G Jm i n Xi -X20.00244用水量计算已知炉气流量1 0 0 on3/ h ( C30 k1RD)0标准状态下理想气体的摩尔体积为22.4 m3/kmol( 273.15K,101.325kPa)炉气的摩尔流量为惰性气体流量G =3 9. 7

19、 1.0 0 9 . 3k6m1o l /吸收用水量L=4 6.2 3 6 1 16c68ol/h出塔水溶液的组成【5-15】在一吸收塔中，用清水在总压0.1MPa、温度20C条件下吸收混合气体中的 CO2,将其 组成从2%降至0.1% (摩尔分数)。20C时CO2水溶液的亨利系数E =144MPa。吸收剂用量为最小 用量的1.2倍。试求：(1)液-气比L/G及溶液出口组成X1。(2)试求总压改为1MPa时的L/G及X1。乂 严 A3 !| I I I ,I打J :解 (1)总压 p =0.1MPa时L/G及X1、匸r.- fiX'二(2)总压p =1MPa时的L/G及X1从上述计算结

20、果可知，总压从0.1MPa增大到1MPa,溶液出口组成从1.18 10增加到1.18 10,。 【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50C，压力为100kPa,相平衡关系为Y* =0.36X，气相总传质系数 ©a =0.015kmo/(m3 s)。入塔混 I1合气单位塔截面上的摩尔流量为0.015kmol/(m2 s)。试求填料塔的填料层高度，气相总传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H og

21、计算入塔混合气的流量色=0.015 kmol /(m2 s)QI IIG g '惰性气体流量 一二一 1 -y1 =0.015 1 002 =0.0147kmol /(m2 s)(2)气相总传质单元数Hog计算Y =- 二002 =0.0204，回收率 口 =0.991 -如 0.98吸收因数法计算Nog对数平均推动力法计算Nog(3) 填料层高度Z计算【5-17】混合气含C02体积分数为10%，其余为空气。在30C、2MPa下用水吸收，使C02的体积分数降到0.5%,水溶液出口组成X! =6 10兰（摩尔比）。混合气体处理量为2240m3 / h （按标 准状态，273.15K, 1

22、01325Pa ），塔径为1.5m。亨利系数E =188MPa，液相体积总传质系数Kl a =50kmol ,（m? h kmol / m ）。试求每小时用水量及填料塔的填料层咼度。解（1）用水量计算y®, ¥ 曙宀11, 丫2“。05,丫2=牆“03>，X 上，X2=0混合气流量G二22卜10伽心惰性气体流量G 1 -1y T00 1 01= 9k0m o l hG(Y- 2Y )90(0111 -0 00503 )4 ,用水量 L = 4厶 1 59x10 kmol / hX1 X26幻0 (2)填料层高度Z计算水溶液的总浓度c ：s / M s =9 9 5 7

23、/ 18 5mol3 m3体积传质系数KXa =cKLa =5 5 3 5=0 2永紡由/ rb3 h )液相总传质单元高度L1.5910Hol =KxaQ 2 7 64x(12)5 对数平均推动力法计算Nol气液相平衡常数m二E88 =94P 2液相总传质单元数 吸收因数法计算Nol填料层高度HO L Nol 3. 2 6 2 7 3= 8m9【5-18】气体混合物中溶质的组成Y1 =0.02 （摩尔比），要在吸收塔中用吸收剂回收。气液相 平衡关系为Y* =1.0X（1）试求下列3种情况下的液相出口组成X1与气相总传质单元数Nog （利用教材中图5-23），并迸行比较，用推动力分析Nog的改

24、变。3种情况的溶质回收率均为99%。 入塔液体为纯吸收剂，液-气比L/G =2.0 ； 入塔液体为纯吸收剂，液-气比L/G =1.2 ； 入塔液体中含溶质的组成X2 =0.0001 （摩尔比），液-气比L/G=1.2。（2）入塔液体为纯吸收剂，最小液-气比（L/G）min =0.8，溶质的回收率最大可达多少?解求Xi与Nog回收率H =0.99, Y =0.02，相平衡常数 m=1 X2 =0, LyG =2, LymG =2丫2 -mX2 =°.°002 _0 =0.01 查图 5-23,得 NOG =7.8 Y -mX20.02 _0 X2 =0, y G=1. 2,y

25、_ mG 1.2丫22 =0.01 查图 5-23，得 Nog =17Yi - mX2« I r- 1 |_ X2 =0.0 0Qy G= .10 mG .1 2查图 5-23, 得 Nog =21计算结果比较：11与比较，X2相同，L/G减小时，操作线斜率减小，向平衡线靠近，推动力减小。为达到T?n /定的溶质回收率要求（即达到一定的 Y2要求），Nog需要增大，同时X1也增大了。与比较，L/G相同，使X2增大，即操作线斜率相同，操作线向平衡线平行靠近，使推动力减小，Nog增大，同时X1也增大了。（2）X2 =0, （ L/G）min =0.8 , （L/G）min =0.8m当液

26、体出口组成X1与气体进口组成达平衡时，溶质的回收率为最大，即X；=Y/m由物料衡算得（L）m i尸丄匚幺=产堂=于G X1X2 _X2丫1mm回收率n =Y丫L_0.8 _（L / G L i n_0.8Y1mGm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2000m3混合气（体积按25C与101.33kPa计），其中含丙酮摩尔分数为5%。用清水作吸收 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，Ikg含丙酮61.2g。根据上述 测试数据计算气相体积总传质系数 KYa。操作条件下的平

27、衡关系为Y* =2.0X。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KYa先从已知数据求Nog相平衡常数塔底排出的水溶液，每lOOOg含丙酮61.2g丙酮的摩尔质量为58kg/kmol传质单元数Nog0*3m(丫1 Y1 )-(丫2 Y2 ), fYi -Yi* 'In IW 7丿Nog也可用吸收因数法计算从教材图5-23查得Nog =8或用计算式求出Nog mG 20.8 1L 2.4 7=8.03已知填料层高度Z =6m，计算Hog = Z =6 =0.75 N°g8再从式Hog二/计算KYaKy a Q惰性气

28、体流量 G =2000 X(1 -0.05) =2000X0.95 m h (20C,101.33kPa)理想气体在273K、01.325kPa时的摩尔体积为22.4 m3 / kmol 在298K、101.325kPa下的摩尔体积为塔截面积Q =-D；=三勺0.88 2 =0.608m24 4 f体积总传质系数(2)每小时丙酮回收量为填料层加高3m, Z=6 3=9% Hog =0.75则 Nog=0；5虫 mA1"Y'从教材图5-23查得2 =0.0 2 3 丫1填料层Z =9m时，丙酮的回收量为多回收丙酮3.9 9 3 88.0n10l/h也可以如下计算【5-20】有一

29、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Nog ； (2)若想使混合气中溶质A的吸收率为95%，仍用原塔操作，且假设不存在液泛，气相总传质单元高度Hog不受液体流量变化的影响。此时，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 yi =0.01,=0.8, m =1, X2 =0(1) 计算气相总传质单元数N OG(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HO G No G

30、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Hog。因此，Nog不会改变,仍为 Nog =4.64。新工况下，丫'2 =(1% =(1.95 产0.0101 =5.05汇10二用 Nog =4.64 与 丫 2 -mX2 =0.05，从图 5 23 查得 T，丫 mX2为了使吸收率从90%提高到95%，L/G需要从1.35增加到2.1，增加的百分数为【5-21】某填料吸收塔的填料层高度已定，用清水吸收烟道气中的CO2，CO2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30C,总压为2MPa。CO2水溶液的亨利系数由教材中表

31、5-1查取。试计算下列3种情况的溶质吸收率 、吸收液 ” " 'J(塔底排出液体)组成X!、塔内平均传质推动力询，并与原有情况进行比较：(1)吸收剂由清水改 为组成为0.0001 (摩尔比)的CO2水溶液；吸收剂仍为清水，操作温度从 30C改为20C； (3) 吸收剂为清水，温度为30C。由于吸收剂用量的增加，使液-气比从180增加到200。解总压 p =2MPa, 丫 =0.1(1) X2 =0改为 X '2 =0.0001新工况的Y；计算此时,Hog盘不会改变，因填料层高度Z为一定值，所以NOGHOG不变。原工况mG叫!1mG-mX2L丿比mX?丿新工况N'

32、;og1|mG 丫丫 -mX '2 j% L 丿mX；L*mGL因 Nog =N'og ,故丫匚叽匸Y2 -mX2 Y'2 -mX '2查得30时CO2水溶液的E =188MPa将上述数据代入式(a)解得新工况的吸收率 =1 -丫2/丫1 =1 -0.0139/0.1 =0.861吸收液组成计算已知L/G =180甘十、rG0 1 _0 005原工况XiY _笔 X0 =0.000528L*丿180G0.1 _0.0139新工况 X 1 =t(Y -Y'+X '2 =-+0.0001 =0.000578平均传质推动力的计算方法按原工况计算 Nog

33、mQ7L =94/180 =0.5222原工况Y1 -Y2 0.1 0.005 Ym-0.0196Nog4.84因N 'og = Nog =4.84新工况一丫'2少一0.01390 0178N 'og4.84方法原工况些今-Y =匕 _m X0.吕 9/.50005 2.圧 0 0 5 0 3 7$:严 Ji 1新工况1=Y1 -mX 0=1 94 >0 0 0 0 5 7=8 0 0 4 5 6 7从上述计算结果可以看出：当吸收剂组成由X2 =0增加到X1 =0.0001时,传质推动力由Ym =0.0196降为JYm =0.0178溶质吸收率由=0.95降为=0

34、.861吸收液组成由X1 =0.000528增至X； =0.000578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。N°g二N°gX2 =0,操作温度从30C改为20C查得20C时CO2水溶液的E=144 MPa新工况的丫2计算譽i原工况 Nog =4.8 4（前面已计算）新工况因 No g =N ° G4. 8 4新工况的吸收率=1/Y =1 -0 00336 0/1 =0 966吸收液组成计算原工况Xi =0.0 0 0528面已计算）新工况G'0.1 -0.

35、00336X1丫 丫2X20 -0.000536L180平均传质推动力计算原工况Ym丫2丿採：05 =0.0196 （前面已计算）Nog484因N°g=N o g4. 8 4新工况丫1 _丫0 1 _0 00336Ym 一丫 丫2.0.02Nog4.84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，导致溶质的吸收率增大。（3） X2 =0，温度 30C，m=941 1原工况L/G=180 mG/ L =94/180 =0. 522严 J111i新工况1 'j :L/ G 2 0 0mG/ L 94 / 2 0 0047新工况的丫

36、2计算原工况Nog =4. 8 4（前面已计算）新工况“1.忙 mG 丫 Ymxz L mG 丨1 mG II L $mX2 丿 L L-因N。g=N。評.8 4I,1解得Y2 =0. 0 0 4 2 3新工况的吸收率 5 =1 丫2 /丫 1= 1 0 0 0 4 2启0 1. 0 9 5 8 - Vy.,j|吸收液组成计算原工况X1 =0. 0 0 0 5前已计算）新工况G'0.1 0.00423X1（丫1 -丫2） X20 =0.0004792 200平均传质推动力计算原工况山'丫 笔0 1 0 005 c rA cc/ ”口、丄皆、二丫“12.0.0196（刖已计算）m

37、Nog4.84新工况N。G =N o G4. 8 4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丫1增大。试问气相总传质单元数 Nog、混合气出口组成丫2、吸收液组成Xi及 溶质的吸收率n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Hog不变，故Nog不变。KYaQHog 物系一定，操作温度及压力不变，故气液相平衡常

38、数m定，且G及L不变，故L/Gm定。因Nog与L/Gm各为一定值，从教材中Nog的计算式（5-76）或图5-23可知丫2 一* 为一定值。且Yi mX2吸收剂为清水，故X2=0，则邑为一定值。即随着丫1的增大，丫2按一定比例增大。如习题5-22附丫图所示，气相进口组成由Yi增大到丫，则气相出口组成由丫2增大到丫2. 操作线斜率L/G不变，因丫1增大到Yi,附图中的操作线由TB线平行上移为T B线。T B线与水平的等丫'线交垫横坐标X；为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由X1增大到x1。由第问的分析结果可知丫2丫2Y1'"Y1定值，故吸收率=1I：不变。= 0W/B

39、5乜明另一种不其中碳氢对压力）（质量分m=0.526,咛巧.002喷廿諛.1层咼度。解吸塔08质聲分散X1 - X2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113 kg/kmol）与挥发性有机化合物（摩尔质量为135kg/kmol）组成的溶液, 化合物占8% （质量分数）。要在 100C、101. 325kPa（绝 下，用过热水蒸气进行解吸，使溶液中碳氢化合物残留0.2% 数）以内，水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数 填料塔的液相总传质单元高度Hol= 0.5m。试求解吸塔的填料习题5-23附图解G - * din Y1 -丫2传质系数计算和吸收剂部分循环、

40、11【5-24】 现一逆流吸收填料塔，填料层高度为 8m,用流量为100kmol/ （tf h）的清水吸收空 气混合气体中某溶质，混合气体流量为 600Nm3/ （tf 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 丫=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） 丫1也 阿 0.05261-y11-0.05吸收率为 95% 时，y2=0.05 (1-0.95)= 0.0025,丫2 二上=O'0025 =0.0