化工10化工原理吸收例题

1、 (12)双双组分气体（组分气体（A、B）定常单向扩散，则）定常单向扩散，则 JA JB ；NA NB 。（大于、小于、等于）。（大于、小于、等于）等于，大于等于，大于 (12)常常压吸收，压吸收，T及及V、L不变，压力增大，可使不变，压力增大，可使m , 传质传质推动力推动力 (增大，减小，不变增大，减小，不变)。 减小、增大减小、增大 (12)非液膜控制，气量越大，则非液膜控制，气量越大，则Ky，HOG。 越大；越大越大；越大 (12) 低低浓度气膜控制逆流吸收，其它条件不变，而浓度气膜控制逆流吸收，其它条件不变，而X2，则，则NOG ; HOG ; Y2 ; X X1 1 ； （A 增加

2、、增加、B 减少、减少、C 不变、不变、D 不定）不定） HOG不变，故NOG也不变；推力故Y2 X X1 1不变AmXYmXYAANOL11211ln11(12)已知：已知：Y1=0.03，Y2=0.003，LS=VB=100kmol/h，X2=0 求：求：X1；画出操作线示意图，并标明斜率；画出操作线示意图，并标明斜率Y1Y2X1X2VBVBLSLSLS=LS/2YX0.030.0030.027X2=0上上下下解：解：Ls(X1-X2)=VB(Y1-Y2)X1=X2+(Y1-Y2)VB/LS=0.027见图见图next12pA1=p020水水习题5)p(pRTzpDPNAABmA21空气空

3、气pB2=0， pA2=101.33kPa水水/1023MSNSAy1y2x2x1x1y2 (12)低低浓度逆流吸收，若其它条件不变，仅浓度逆流吸收，若其它条件不变，仅V，则：，则： HOG ；NOG ；Y2 ；X1 ；溶质回收率；溶质回收率 。增；减；增；增；减。增；减；增；增；减。YOGKVH 故故NOG由图可知由图可知S和和NOG均使均使 ，故，故Y2必增必增大大 塔内塔内Y=Y-Y* X1必增加。必增加。 2221mXYmXY问题：塔上部问题：塔上部Y，塔下部，塔下部Y。溶质吸收量是否一定增加溶质吸收量是否一定增加。 y1y2x2x1y2Y2,VB，是否，是否X1图解反推，图解反推，假

4、设假设X1不变，不变，与推动力与推动力矛盾矛盾)()(2121XXLYYVsB且且 (12) 逆逆流吸收塔，设备无穷高，流吸收塔，设备无穷高，入塔入塔Y1 = 8% （体积），（体积），X2=0，平衡关系平衡关系Y=2X。试问。试问: . 若液气比为若液气比为2.5时，时， 吸收率吸收率= _% . 若液气比为若液气比为1.5 时，时， 吸收率吸收率=_% 100next (12) S=0.5，y*=mx，逆流，逆流，H=。试比较：。试比较：yb yb*，ya ya*；若系统压力减少一倍，而若系统压力减少一倍，而L，V，yb，xa均不变，则均不变，则yb yb*。 A. 大于；大于；B. 小于

5、；小于；C. 等于等于ACCy1x1*x275ybxb*xayb*xbya* （12）逆逆流吸收，其它条件不变，而流吸收，其它条件不变，而y1，则，则NOL ，y2 ，x1 。 （增大，减小，不变）（增大，减小，不变）L，V，m不变不变HOL不变不变 NOL不变。不变。推动力推动力 x1next同理同理NOG不变不变 不变不变 ，y2，*22*21yyyyAYYYYAANOL11211ln11aKLHXSOL (12)已知：逆流吸收塔已知：逆流吸收塔V0.5kmol/s，y1=0.05，y2=0.005(摩摩尔分率尔分率)，塔径为，塔径为0.8m，Kya0.85kmol/(m3s)，x2=0，

6、采用，采用液气比液气比L/V1.5(L/V)min，平衡关系，平衡关系y=1.5x。 试求：试求：(1)x1； (2)填料高填料高h； (3)若填料增加若填料增加2米，则回收率为多少？米，则回收率为多少？ （2）(1)解：解：next0225. 05 . 15 . 112*1212121minxxxyyxxyyVLVLor35. 105 . 105. 0005. 005. 0minVL235. 15 . 1VL0225. 0)005. 005. 0(1LVxmaKVHyOG17. 18 . 0485. 05 . 02（3）h=5.52+2=7.52m NOG=h/HOG=6.427 NOG4.

7、72 m h=1.174.72=5.52 m得得y2=0.00295 )1ln(112221SmxymxySSNOG75. 025 . 1LmVS75. 005. 0)75. 01ln(75. 01142. 62y%1 .9405. 000295. 005. 0121yyyA (12)逆逆流吸收，流吸收，X2=0，y1=0.01(摩尔分率摩尔分率) 回收率回收率 A =0.9。平衡。平衡 关系：关系：y=2x，且知，且知L/V=1.2(L/V)min，HOG=0.9米。试米。试 求：求： 填料层高。填料层高。 因解吸不良导致因解吸不良导致x2=0.0005，其它入塔条件不变，其它入塔条件不变，

8、 A =？ 在在yx图定性画出原、新工况下的操作线与平衡线示意图。图定性画出原、新工况下的操作线与平衡线示意图。x2=0又又S=mV/L=2/2.16=0.926H=HOGNOG=0.96.9=6.21 m解：此题属低浓度吸收解：此题属低浓度吸收AmmyyyxxyyVL1212*121minL/V=1.220.9=2.169 . 6926. 09 . 01926. 01ln)926. 01 (1)1 ()1 (ln)1 (1)1 (ln)1 (121SSSSyySSNAOGnext解知解知:y2=0.0019 A=(y1-y2)/y1=(0.01-0.0019)/0.01=0.81 见图见图H

9、, HOG都不变都不变,新工况新工况NOG=NOG y1y2x1x2y2x1x29 . 6926. 0)926. 01 (ln)926. 01 (12221mxymxyNOGnext解：解：(1) m=290.94+170.06=28.28 V=580/28.28=20.51 kmol/(m2h) VB=20.51(1-0.06)=19.28 kmol/(m2h) LS=770/18=42.78kmol/(m2h) y1=0.06 Y1=y1/(1-y1)=0.0638 Y2=Y1(1-0.99)=6.3810-4 VB(Y1-Y2)=LS(X1-X2) X2=0 X1=0.0285 next

10、 (12)一逆流吸收塔，米高，一逆流吸收塔，米高，P=1atm，T=20。用清水吸收空气。用清水吸收空气氨混合气中的氨，气体质量速度氨混合气中的氨，气体质量速度580kg/(m2h)，含氨，含氨(体积体积)，吸收率为，水质量速度为吸收率为，水质量速度为770kg/(m2h)。平衡关系为。平衡关系为Y=0.755X。试求：（）。试求：（）X1； （）（）Ym； （）（）OG； （）若（）若GaG0.8，试估算：，试估算：当当P和和G都增大一倍时，保持原吸收率，在塔径和水量不变的情况下，都增大一倍时，保持原吸收率，在塔径和水量不变的情况下，填料层高为多少？填料层高为多少？ (2) Y =0.755

11、X Y1*=0.7550.0285=0.0215 009933. 00000638. 00215. 00638. 0ln)0000638. 0()0215. 00638. 0(mY472. 036. 6336. 6009933. 0000638. 00638. 021OGmOGHYYYN(4)P和和G都增加一倍，即都增加一倍，即m减小一倍而减小一倍而V增大一倍，故增大一倍，故S不变，由不变，由 可知可知OG不变不变 GBYBOGPKVKVH574. 0)21(8 . 08 . 021211211122212BBBBBGGBOGOGVVPPVVVKPKPVHHmZZZ72. 13574. 057

12、4. 0212(3)nextSYYYYSSNOG22211ln11next（12）并流，塔高无穷大，如用板式塔理论板数为并流，塔高无穷大，如用板式塔理论板数为 。1 （12）逆逆流液膜控制解吸，若气液入口组成及温度、压力均不变，流液膜控制解吸，若气液入口组成及温度、压力均不变，V与与L同比例减少，则同比例减少，则Y2_, X1_溶质解吸率溶质解吸率 _。V0(Y2-Y1)=LS(X2-X1)增加，减少增加，减少,增加增加121121XXmXYmXYNKLHOLXOL解吸率=212XXX AYYYYAANOL11211ln11 (12) 逆流吸收，已知逆流吸收，已知 y1=0.05, ,y2=0

13、.005, x2=0, ,V=30kmol/s, ,D=1m,z=4m, , y=2x, L/V=1.5(L/V)min，试求：，试求： （1）x1；（；（2）Ky；（；（3）塔高）塔高2米处的气相浓度；米处的气相浓度；（4）塔无限高时的吸收率；（）塔无限高时的吸收率；（5）如用板式塔，求理论板数。）如用板式塔，求理论板数。解：解：(1)0167. 05 . 15 . 15 . 11*112*2121211myxxxxyyxxyy64. 474. 00005. 0005. 0)74. 01ln(74. 01174. 07 . 227 . 22121OGNLmVSxxyyVL13233.4414

14、862. 030862. 064. 44smkmolHVKHOGyOG（2）next（4）S1，在塔顶气液达平衡，在塔顶气液达平衡，x2=0，y2*=mx2=0%1001*21yyyA（5）421TNNyyAT（3）设所求为）设所求为y，按上段计算，按上段计算02. 074. 0005. 0)74. 01 (ln74. 011)1 (ln1132. 2264. 422yySyySSNNOGOGy2my1y2x1x24m y E y1 x2 x1 x nexty2y2*x2问题：问题：塔无限高，回收率是否一定塔无限高，回收率是否一定100%25120106.4KPa101.3KPa脱苯煤气脱苯煤

15、气含苯含苯煤气煤气y1=0.02贫吸贫吸收油收油富吸富吸收油收油水蒸气水蒸气 y0=0含苯水蒸气含苯水蒸气x2=0.005 （12） V=1100m3/h， A=0.95，吸收：吸收：L/V=2(L/V)min。解吸：解吸： V/L=2(V/L)min。苯蒸气压苯蒸气压 25时为时为12KPa， 120时为时为320KPa，试求：，试求： 吸收剂及解吸蒸汽量。吸收剂及解吸蒸汽量。 设理想物系设理想物系解：解：hkmolV/24.473 .1012984 .224 .1062731100y2=y1(1- A)=0.001113. 04 .1061200ppmxppyhkmolVLVLxxyyVL

16、/39.1022. 022. 011. 02*121minx1next或直接用理想气体方程或直接用理想气体方程25120106.4KPa101.3KPa脱苯煤气脱苯煤气含苯含苯煤气煤气y1=0.02贫吸贫吸收油收油富吸富吸收油收油水蒸气水蒸气 y0=0含苯水蒸气含苯水蒸气x2=0.005 y E y2* y2 y1 x1 x2 x x1V(y1-y2)=L(x1-x2) x1=0.0914解吸平衡常数解吸平衡常数 m=320/101.3=3.16299. 000914. 016. 3005. 00914. 01*212minyyxxLV598. 0299. 02LVhkmolLVLV/2 .

17、6next ( (1212) ) 一一逆流填料塔，吸收煤气中的逆流填料塔，吸收煤气中的H H2 2S S，原工况，原工况y y1 1=0.016=0.016，x x2 2=0=0，L/V=1.4 (L/V)L/V=1.4 (L/V)minmin，吸收率为，吸收率为98%98%，现工艺改变，现工艺改变:y:y1 1=0.011=0.011，V V提高提高了了18%18%，而其它操作条件均不变，平衡关系可用，而其它操作条件均不变，平衡关系可用y=mxy=mx表示，表示，KyGKyG0.70.7。试求：。试求：(1)(1)新工况下该塔的吸收率；新工况下该塔的吸收率；(2)(2)若维持回收率仍为若维持

18、回收率仍为98%98%，则新工况下填料层高为多少？，则新工况下填料层高为多少？解：解：(1) (1) y2=y1(1- A)=0.016(1-0.98)=0.00032 (L/V)min=(y1-y2)/(x1*-x2)=(y1-y2)/(y1/m)=m A(L/V)=1.4 m A原工况下原工况下 s=mV/L=m/(1.4 m A)=1/(1.40.98)=0.7383. 973. 098. 0173. 01ln73. 01111ln11sssNAOG由题意知新工况下由题意知新工况下Z不变，不变，V=1.18Vnext Ky=1.180.7Ky=1.123 Ky所以所以 NOG=9.831

19、.123/1.18=9.3695. 086. 0186. 01ln86. 011)1ln(1136. 912AAsyyss(2)新工况下，回收率仍为新工况下，回收率仍为98%73.1486. 098. 0186. 01ln86. 01111ln11 sssNAOGOGyyOGOGHKVKVKVNHZy48.1548.1573.14123.118.173.14 next83. 9OGyOGOGyOGOGNaKVNHaKVNHZ86. 018. 1ssVVLmVLmVss6 . 183. 948.15OGOGHHZZ第二章小结第二章小结二相平衡关系二相平衡关系nextPEmEMHETSS，AAAAAAmxyExpHcp/亨利定律亨利定律一概念一概念 吸收推动力（总的、气相、液相）吸收推动力（总的、气相、液相） 吸收阻力（总的、气相、液相）及影响因素吸收阻力（总的、气相、液相）及影响因素 H HOGOG、N NOGOG及影响因素及影响因素 、（分子、涡流、单向、双向）、（分子、涡流、单向、双向）扩散、扩散、 对流传质、双膜理论对流传质、双膜理论A2121minXXYYVLBs 三吸