(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，
6
（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）
7
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）
8
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
9
?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