N'OG???Y1?mX21''ln(1?S)?S?? '1?S'?Y2?mX2?N'OG?11??ln?(1?0.631)?0.631??9.82
1?0.631?1?0.99?Z'?N'OG?HOG?9.82?0.521?5.1m
Z'5.11??1.65 Z3.1(2) L＝0.0224×1.398＝0.0313 kmol/(m2·S)
L＝0.0224×1.457＝0.0326 kmol/(m2·S)
‘L'0.0326??1.04 L0.031315. 用纯溶剂在填料塔内逆流吸收混合气体中的某溶质组分，已知吸收操作液气比为最小液气比的倍数为β，溶质A的吸收率为η，气液相平衡常数m。试推导出： （1）吸收操作液气比
L与η、β及m之间的关系； V（2）当传质单元高度HOG及吸收因数A一定时，填料层高度Z与吸收率η之间的关系? 解：（1） ??Y1?Y2 Y1
Y?Y2Y1?Y2?L??1??m???*VY/mX1?X2??min1L?L????????m V?V?min（2） Z?NOG?HOG?HOG?Y1?Y2
(Y1?mX1)?(Y2?mX2)Y?mX1ln1Y2?mX2X1?X2??YVV(Y1?Y2)?Y1??1 LLAmZ?HOG?HOGY?mX1Y1?Y2?ln1
mVY1?mX1?Y2Y21?Y1?mX1LlnY246
?HOGAm?HOGlnA lnmVmV1??Y1(1??)1?1?LLY1?m?Y11??16．在一塔高为4m填料塔内，用清水逆流吸收混合气中的氨，入塔气体中含氨0.03（摩尔比），混合气体流率为0.028kmol/(m2·s), 清水流率为0.0573kmol/(m2·s)要求吸收率为98％，气相总体积传质系数与混合气体流率的0.7次方成正比。已知操作条件下物系的平衡关系为Y?0.8X，试求： （1）当混合气体量增加20％时，吸收率不变，所需填料层高？
（2）压力增加1倍时，吸收率不变，所需填料层高？（设压力变化气相总体积吸收系数不变） 解：
原工况： y1?*Y10.03??0.029 1?Y11?0.032 V?0.028?(1?0.029)?0.0272kmol/(m?s)
S?mV0.8?0.0272??0.38 L0.0573??11ln?(1?S)?S? 1?S?1???NOG?NOG?11??ln?(1?0.38)?0.38??5.56
1?0.38?1?0.98?VZ4???0.720m
KYa?NOG5.56HOG?（1）气体流量增加20％
因水吸收氨为气膜控制，所以V增加，传质单元高度变化
HOG?VV?0.7?V0.3
KYaΩVH'OGV'0.30.3?()??1.2??1.056 HOGVH'OG?1.056?0.720?0.760m
mV'0.8?0.0272?1.2S???0.456
L0.0573' 47
N'OG?11??ln?(1?0.456)?0.456??6.103
1?0.456?1?0.98?Z'?N'OG?H'OG?6.103?0.760?4.64m
（2）压力加1倍 m?'p0.8m??0.4 'p2
m'V0.4?0.0272S???0.19L0.0573
'N'OG?11??ln?(1?0.19)?0.19??4.58
1?0.19?1?0.98??HOG?V
KYaΩ ?HOG不变
Z'?N'OG?HOG?4.58?0.720?3.298m
17．在一吸收－解吸联合流程中，吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。入塔气体中苯的浓度为0.03（摩尔分数，下同），吸收操作条件下，平衡关系为Y?0.125X，吸收操作液气比为0.2444，进塔洗油中苯的浓度为0.007，出塔煤气中苯的浓度降至0.0015，气相总传质单元高度为0.6m。从吸收塔排出的液体升温后在解吸塔内用过热蒸汽逆流解吸，解吸塔内操作气液比为0.4，解吸条件下的相平衡关系为Y?3.16X，气相总传质单元高度为1.3m。试求： (1)吸收塔填料层高度？ (2)解吸塔填料层高度？ 解：（1） 吸收塔
已知 Y1?**y10.03??0.031 1?y11?0.03y20.0015??0.0015
1?y21?0.0015 Y2?S?mV0.125??0.5115 L0.2444 48
??Y?mX21ln?(1?S)1?S?1?S?Y2?mX2? 10.031?0.125?0.007???ln??1?0.5115??0.5115??6.511?0.5115?0.0015?0.125?0.007?NOG?吸收塔高为 Z?NOG?HOG?6.51?0.60?3.90m （2）对于吸收塔
吸收液浓度X1?X2?对于解吸塔
溶液进口浓度X2?X1?0.1277 溶液出口浓度X'1'V1(Y1?Y2)?0.007?(0.031?0.0015)?0.1277 L0.2444?X2?0.007
Y1'?0
A?L1??0.791 Vm0.4?3.16''X2'?X1*X1'?X1*?0.1277?0?18.24
0.007?0''??X2?X1*1NOL?ln??1?A??A?
'*'1?A?X1?X1???1NOL?ln??1?0.791??18.24?0.791??7.30
1?0.79111因为 S? ?A0.7911.3所以 HOL?SHOG??1.643m
0.791解吸塔塔高为
Z?NOL?HOL?7.30?1.643?11.99m
吸收过程的操作型计算
18．用清水在一填料层高为13m的填料塔内吸收空气中的丙酮蒸气，已知混合气体质量流速为0.668kg/(m2·s)，混合气中含丙酮0.02（摩尔分数），水的流率为0.065kmol/(m2·s)，在操作条件下，相平衡常数为1.77，气相总体积吸收系数为KYa?0.0231kmol/(m?s)。问丙酮的吸收率为98.8％时，该塔是否合用？
3 49
解：已知 Y1?y10.02??0.02 1?y11?0.02
Y2?Y1(1??)?0.02?(1?0.988)?0.00024M?y1?MA?(1?y1)MB?0.02?58?(1?0.02)?29?29.58kg/kmol
S?mV1.77?0.668/29.58??0.615 L0.065NOG?NOG???11ln?(1?S)?S? 1?S?1???11??ln?(1?0.615)?0.615??9.06
1?0.615?1?0.988?HOG?V0.668/29.58??0.9776m KYa?0.0231Z?NOG?HOG?9.06?0.9776?8.857m
因为实际吸收塔Z'?13?Z?8.857， 所以该吸收塔合用，能够完成分离任务。
19．某逆流吸收塔，入塔混合气体中含溶质浓度为0.05（摩尔比，下同），吸收剂进口浓度为0.001，实际液气比为4，此时出口气体中溶质为0.005，操作条件下气液相平衡关系为Y?2.0X。若实际液气比下降为2.5，其它条件不变，计算时忽略传质单元高度的变化，试求此时出塔气体溶质的浓度及出塔液体溶质的浓度各为多少？ 解：原工况 S?*mV2??0.5 L4??Y?mX21ln?(1?S)1?S? 1?S?Y2?mX2? NOG?NOG?10.05?2?0.001??ln?(1?0.5)?0.5??4.280
1?0.5?0.005?2?0.001?mV'2 新工况 S???0.8 'L2.5' N'OG??Y1?mX21''?ln?(1?S)'?S? 1?S'?Y2?mX2?'OG因传质单元高度不变，即，H又因 Z'?Z 所以传质单元数不变，即
?HOG
50