吸收习题(答案) 下载本文

(3)

LV?4?m,操作线a’b’与平衡线交于塔底。

?X1,max?Y1m?0.05265?0.0105

由物料衡算:

Y2,min?Y1?LV?X1,max?X2??0.0526?4?0.0105?0.0106

5-30.在填料塔中用清水吸收混合气体中的溶质,混合气中溶质的初始组成为0.05(摩尔分率),操作液气比为3,在操作条件下,相平衡关系为Y*=5X,通过计算比较逆流和并流吸收操作时溶质的最大吸收率。 解:(1) 逆流时

Y1?y11?y1?0.051?0.05?0.0526

在塔底达平衡

X1?Y1m?0.05265?0.0105

Y2?Y1?LV?X1?X2??0.0526?3?0.0105?0.0211

?max?1?(2) 并流时

Y2Y1?1?0.02110.0526?60%

在塔底达平衡,Y1?5X1

L?X1?X2??V?Y2?Y1?

L?Y15?V?Y2?Y1?

58Y2?58?0.0526?0.0329

?Y1??max?1?Y1Y2?1?0.03290.0526?37.5%

逆流时溶质吸收率高

5-31.在101.3kPa、35℃的操作条件下,在吸收塔中用清水逆流吸收混合气中的溶质A,欲将溶质A的浓度由0.02(摩尔分率,下同)降至0.001,该系统符合亨利定律,操作条件下的亨利系数为5.52?104kPa。若操作时吸收剂用量为最小用量的1.2倍,

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(1)试计算操作液气比L/V及出塔液相组成X1。

(2)其它条件不变,操作温度降为15℃,此时亨利系数为1.2?104kPa, 定量计算L/V及X1如何变化。 解:

(1) 101.3kPa、35℃下

m?EP?5.52?10101.34?545

?0.0204,Y2?y21?y20.0011?0.001?0.001

Y1?y11?y1?0.021?0.02?Y?Y20.0204?0.001?L?????1??518

Y0.0204?V?min1?X2545m?L??1.2???1.2?518?622 V?V?min?X1?X2L?VL?Y1?Y2??0.0204?0.001622?3.12?10?5

(2) 温度降为15?C时

m?EP?1.2?10101.34?118.5

Y?Y20.0204?0.001?L?????1??112.7

Y0.0204?V?min1?X2118.5m?L??1.2???1.2?112.7?135.2 V?V?min?X1?X2L?VL?Y1?Y2??0.0204?0.001135.2?1.4?10?4

5-32. 下图为低浓度气体吸收的几种流程,气液平衡关系服从亨利定律,试在Y-X图上定性地画出与各个流程相对应的平衡线和操作线的位置,并用图中表示浓度的符号标明各操作线端点的坐标。 X3 X2 X2

1 Y3 2 Y2 1 Y1

Y3 2 Y2

Y1

X1 (1)

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X11

(2)

X12

Y21

1 X2 Y22

Y1 2 X1

Y2 上 X2 X1

X3

(3)

(习题5-32附图)

Y

Y1(1) Y3

(2) E Y2

X2 X3 X1 X

(1)

Y Y1

(1) Y3 E (2) Y2

X X2 X12 X11

(2)

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Y1 下 X3 (4)

Y Y1 (2) Y21E Y22 (1) X X2 X3 X1

Y

(3) Y1

下 上 Y2

E X X1 X2 X3 (4)

5-33.用纯溶剂逆流吸收低浓度气体中的溶质,溶质的回收率用?表示,操作液气比为最小液气比的?倍。相平衡关系为Y=mX,试以?、?两个参数表达传质单元数NOG。 解:

Y1?Y2?L??????V?minX1?X?2*

Y1?Y2Y1m?m?

?L??L??????????m?VV????min

S?mVL?1/??22

?11??Y1?mXY2?mX?Y1Y2

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?NOG???Y?mX2ln??1?S?1?S?1?S?Y2?mX2???11?11???ln??1??? ??1??1????????1?1?????1?1??ln??1????1?1??????1?1??5-34.在逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收某低浓度气体混合物中的可溶组分。操作条件下,该系统的平衡线与操作线为平行的两条直线。已知气体混合物中惰性组分的摩尔流率为90kmol/m2.h,要求回收率达到90%,气相总体积传质系数KYa为0.02kmol/m.s,求填料层高度。 解: Y2??1???Y1

?LV?m3

?推动力处处相等。

?Ym??Y2?Y2?mXNOG?Y1?Y2?Ym?2?Y2??1???Y1

?Y1??1???Y1?1???1???Y1?0.91?0.9?9

HOG?VKYa90?3600?1.25m0.02

Z?NOG?HOG?9?1.25?11.25m

5-35.直径为800mm的填料吸收塔内装6m高的填料,每小时处理2000m3(25℃,101.3kPa)的混合气,混合气中含丙酮5%,塔顶出口气体中含丙酮0.263%(均为摩尔分率)。以清水为吸收剂,每千克塔底出口溶液中含丙酮61.2g。在操作条件下的平衡关系为Y=2.0X,试根据以上测得的数据计算气相总体积传质系数KYa。 解:

y1?5%,Y1?y11?y1?0.051?0.05?0.0526

*

y2?0.263%,Y2?y21?y2?0.263?10?2?21?0.263?10?2.64?10?3

X2?0,X1?58?0.0202

1000?61.21861.2 10