Y?Y0.0133?0.000266(L)min?12??0.895 VY10.0133?X20.913M2 由此可知，完成相同的吸收任务，加压后，逆流操作的用水量小于常压的用水量，但是加

压会增加能耗，这是以增大能耗为代价来减少吸收操作的用水量。

7-8 在一逆流吸收塔中用吸收剂吸收某混合气体中的可溶组分。已知操作条件下该系统的平衡关系

为Y=1.15X，入塔气体可溶组分含量为9%（体积），吸收剂入塔浓度为1%（体积）；试求液体出口的最大浓度为多少？ 解：Y1?y10.09??0.0989 1?y11?0.09 由题可得，液体出口的最大浓度是与入塔气体浓度相平衡的液体浓度： X1,max?Y10.0989??0.086 M1.15X10.086??0.0792

1?X11?0.086 液体出口的最大浓度：x1,max?

7-9 在填料塔内用清水逆流吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体，SO2浓度为0.08（体积分数），

其余可视为空气。冷却后送入吸收塔用水吸收，要求处理后的气体中SO2浓度不超过0.004（体积分数）。在操作条件下的平衡关系为Y* = 48X，所用液气比为最小液气比的1.6倍。求实际操作液气比和出塔溶液的浓度。并在Y-X图上画出上述情况的操作线与平衡线的相互关系。 解：Y1?y1y0.080.004??0.0870，Y2?2??0.00402，X2?0 1?y11?0.081?y21?0.004逆流操作的最小液气比：(L)min?VY1?Y20.0870?0.00402??45.782 Y10.087048M 实际操作液气比：LV?1.6(L)min?1.6?45.782?73.251

V 由操作线方程可得： X1?V(Y1?Y2)0.0870?0.00402??0.00113 L73.251X10.00113??0.00113

1?X11?0.001136

出塔溶液的浓度：x1?

Y0.10Y10.080.060.040.02Y=48X *

Y20.000.0000X20.00040.00080.00120.0016X7-10 常压（101.325kPa）用水吸收丙酮——空气混合物中的丙酮（逆流操作），入塔混合气中含丙

酮7%（体积），混合气体流量为1500 m3 / h（标准状态），要求吸收率为97%，已知亨利系数为200kPa（低浓度吸收，可视M≈m）。试计算：（1）每小时被吸收的丙酮量为多少；（2）若用水量为3200kg/h，求溶液的出口浓度？在此情况下，塔进出口处的推动力ΔY各为多少？（3）若溶液的出口浓度 x1= 0.0305，求所需用水量，此用水量为最小用水量的多少倍？ 解：Y1?y10.07??0.0753，Y2?Y1(1?0.97)?0.0753?0.03?0.00226， 1?y11?0.07 X2?0

1500?66.964kmol/h 22.4E200 相平衡常数为：M?m???1.974

P101.325混合气体的摩尔流率：V? 所以，操作条件下的平衡关系为：Y?1.974X

（1）每小时被吸收的丙酮量为：

*V(Y1?Y2)?66.964?(0.0753?0.00226)?4.891kmol/h

（2）吸收剂的摩尔流率：L?3200?177.778kmol/h 18V(Y1?Y2)4.891??0.0275 由操作线方程可得：X1?L177.778 7

溶液的出口浓度：x1?X10.0275??0.0268

1?X11?0.0275塔进口处的推动力：?Y1?Y1?MX1?0.0753?1.974?0.0275?0.0210

塔出口处的推动力：?Y2?Y2?MX2?0.00226?0?0.00226

?? （3）若溶液的出口浓度 x1= 0.0305，有：X1 由操作线方程可得： L??0.0305?0.0315

1?0.0305V(Y1?Y2)4.891??155.470kmol/h

X1?0.0315 最小用水量：Lmin?V(Y1?Y2)4.891??128.218kmol/h Y10.07531.974M

L?155.470??1.213 Lmin128.2187-11 在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，若系统的平衡关系为Y =

0.3X。试求：（1）已知最小液气比为0.24，求其回收率；（2）当液气比为最小液气比的1.2倍，塔高不受限制时该系统的最大回收率；（3）如果吸收因子A = 1.25，回收率为90%，并已知该系统的气、液相传质单元高度HL和HG都是2 m， 其填料层高度为多少？ 解：

(1) 当最小液气比??L???0.24时 ?V?min?min?Y1?Y2Y1?Y2???? X1maxY1ML? 回收率为：???V??L?????/??0.24/0.3?0.8?80%

?V?min（2）L / V = 1.2（L/V）min= 1.2× 0.24= 0.288 < 0.3

若塔高不受限制时，气液将在塔底达到平衡，此时有塔底 Y1?MX1?0.3X1

Y1?Y2?0.288

X1?X2 8

Y2?0.3X1?0.288X1?0.012X1 最大回收率： ?max?Y1?Y20.3X1?0.012X1??96% Y10.3X1（3）

11??0.8 A1.25

Y111???10 Y21??1?0.90 NOG??Y1?Y2e1?Y11?11?ln??1?1A????ln??1?1A??? 1?1A?Y2?Y2eA?1?1A?Y2A? ??111?ln??1?1A???

1?1A?1??A? NOG? 又 HOG1ln??0.8?10?0.?8 5.15?1????1?0.8MV12?HG?HL?HG?HL?2??3.6m

LA1.2518. 54?3.6? Z?NOGHOG?5.15

7-12 在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气 - 二氧化硫混合气中的二氧化硫。入塔气体中含二氧

化硫4%（体积分数），要求吸收率为95%，水用量为最小用量的1.45倍，操作状态下平衡关系为Y*=34.5X，HOG=2m。试求：（1）填料层的高度；（2）若改用含二氧化硫0.08%的稀硫酸作吸收剂，Y1及其他条件不变，吸收率为多少？（3）画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。 解：（1）Y1?4?0.0417，Y2?0.0417?0.05?0.0021 96?L/V?min?M??34.5?0.95?32.775

L/V?1.2?32.775?39.33，1/A?MV/L?34.5/39.33?0.877

NOGY1?Y2*111?ln[(1?1/A)?1/A]?ln[(1?1/A)?1/A] 1?1/AY2?Y2*1?1/A1???11ln[(1?0.877)?0.877]?9.797

1?0.8771?0.959.797?2?19. ?Z?N 6OGHOG?*（2）X2?0.0008，X1?0.0417/34.5?0.0012

9

其他条件不变，即L/V不变，则(L/V)min也不变，

(L/V)minY1?Y2'??32.775 ? 'X1max?X2Y1?Y2'?32.775?(0.0012?0.0008)?0.0134

Y2??Y1?0.0134?0.0417?0.0134?0.0283

Y1?Y2'0.0134?'???32.12%

Y10.0417（3）

0.02YY10.04Y=34.5XY'2*0.030.01Y20.000.0000X'20.0004X0.00080.00127-13 在一塔径1.3m，逆流操作的填料塔内用清水吸收氨－空气混合气体中的氨，已知混合气体流量

为3400m3/h（标准状况）、其中氨含量为NH35%（体积分数），吸收率为90%，液气比为最小液气比的1.3倍，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相体积总传质系数KYa = 187 kmol/(m3?h)，试求：（1）吸收剂用量；（2）填料层高度；（3）在液气比及其它操作条件不变的情况下，回收率提高到95％时，填料层高度应增加多少。 解：（1）Y1?0.05?0.0526

1?0.05出塔氨含量：Y2?Y1?1????0.0526??1?0.9??0.00526 进塔惰性气体含量：V?最小液气比：()min?3400?(1?0.05)?144.196kmol/h 22.4LVY1?Y20.0526?0.00526??1.08

X1,max?X20.0526/1.2 10