与①相比，液相出口浓度达到同样大小，但是吸收率要低。
8.11 在逆流操作的吸收塔中，用清水吸收混合废气中的组分A，入塔气体
*溶质体积分数为0.01，已知操作条件下的相平衡关系为y?x，吸收剂用量为最
小用量的1.5倍，气相总传质单元高度为1.2m，要求吸收率为80%，求填料层的高度。
解：已知传质单元高度，求得传质单元数，即可得到填料层高度。 塔底：y1?0.01
塔顶：y2?0.01??1?0.8??0.002，x2?0 操作过程的液气比为
?y?y??0.01?0.002?qnL/qnG?1.5?qnL/qnG?min?1.5?12??1.5???1.2
?0.01/1?0??y1/m?x2?吸收因子S?qnL?1.2 mqnG所以，传质单元数为
NOG???y?mx2110.01??ln??1?1/S?1?1/S??ln??1?0.83???0.83??3.051?1/S?y2?mx20.002??1?0.83? 所以填料层高度为h?HOGNOG?1.2?3.05?3.66m
第九章
9.1 25℃，101.3kPa下，甲醛气体被活性炭吸附的平衡数据如下： q/[ g(气体)?g(活性炭)-1] 气体的平衡分压 /Pa
0 0
0.1 267
0.2 1600
0.3 5600
0.35 12266
试判断吸附类型，并求吸附常数。
如果25℃，101.3kPa下，在1L的容器中含有空气和甲醛的混合物，甲醛的分压为12kPa，向容器中放入2g活性炭，密闭。忽略空气的吸附，求达到吸附平衡时容器内的压力。
解：由数据可得吸附的平衡曲线如下
0.4 q/g(气体)g(活性炭)-1 0.3 0.2 0.1 0 0 5000 10000 p/Pa 吸附平衡曲线15000 图9-1 习题9.1图中吸附平衡线
由上述的平衡曲线，可以判断吸附可能是Langmuir或Freundlich型。 由
1111??，整理数据如下 qqmk1pqm1/q 1/p
作1/q和1/p的直线
12 10 8 1/q 6 4 2 0 0 10 0.00374
5 0.00062
3.3 0.00018
2.86 0.00008
y = 1855.7x + 3.1567 R2 = 0.9784 0.001 0.002 1/p 0.003 0.004 图9-2 习题9.1图中1/q－1/p的关系曲线
由lnq?1/nlnp?lnk，整理数据如下：
lnp lnq
5.59 -2.30
7.38 -1.61
8.63 -1.20
9.41 -1.05
作lnq和lnp的直线
0 2 -0.5 -1 -1.5 -2 -2.5 lnp lnq y = 0.3336x - 4.1266 R2 = 0.9887 4 6 8 10 图9-3 习题9.1图 lnq和lnp的关系曲线
由以上计算可知，用Freundlich等温方程拟合更好一些。同时计算参数如下： 1/n=0.3336，n=3，lnk=-4.1266，k=0.016，所以等温线方程为q?0.016p1/3 题设条件下，甲醛的物质的量为n?质量为m?0.0048?30?0.144g
假设达到吸附平衡时吸附量为
0.144?2q??8.314?298/30?p?
0.001pV12000?0.001??0.0048mol RT8.314?298q，则此时的压力为
将q?0.016p1/3代入，可以求得p?89Pa
所以此时甲醛的平衡分压已经很低，如果忽略的话，可以认为此时容器内的压力为101.3?12?89.3kPa
9.2 现采用活性炭吸附对某有机废水进行处理，对两种活性炭的吸附试验平衡数据如下：
平衡浓度COD /(mg?L-1) A吸附量/ [mg?g(活性
炭)-1]
B吸附量/[mg?g(活性
炭)-1]
100
500
1000
1500
55.6 192.3 227.8 326.
1
47.6 181.8 294.1 357.
3
398.4 357.1
378.8 434.8
476.2 394.7
2000
2500
3000
试判断吸附类型，计算吸附常数，并比较两种活性炭的优劣。 解：由数据可得吸附的平衡曲线如下：
Langmuir吸附等温线方程为q?k1qm?/?1?k1??，变形后可得整理数据如下：
?q??qm?1，k1qm? ?/q(A) ?/q(B)
100 1.80 2.10
500 2.60 2.75
1000 4.39 3.40
1500 4.60 4.20
2000 5.60 5.02
2500 6.60 5.75
3000 7.60 6.30
作?/q和?的直线
600 500 吸附量/ mg g(活性炭)-1 400 300 200 100 0 0 1000 2000 3000 4000 平衡浓度 COD/mgL-1 图9-4 习题9.2图吸附等温线
9 8 7 6 ?/q y = 0.0019x + 1.8046 A B R2 = 0.9802 5 4 3 2 1 0 0 1000 2000 ? y = 0.0015x + 1.9829 R2 = 0.9979 3000 4000 图9-5 习题9.2图 ?/q和?的关系曲线
由直线可知，用Langmuir吸附等温线方程可以很好地拟合吸附曲线。 分别求得方程的常数为
活性炭A： 1/qm=0.0019，qm=526，1/k1qm=1.8046，k1=0.00105 活性炭B： 1/qm=0.0015，qm=667，1/k1qm=1.9829，k1=0.00076
比较两种活性炭的吸附平衡常数，可以看到B的饱和吸附量要大于A，比表面积较大，吸附容量比较大；而A的吸附系数比较大，吸附的性能较好。
9.3 有一初始浓度（比质量分数）为Y0的流体，要求用吸附剂将其浓度降低到Y2（对应的固体相的吸附质比质量分数为X2）。试证明：两级错流吸附比单级吸附节约吸收剂。
证明：对单级吸附，由物料衡算有G?Y0?Y2??L?X2?X0? 所以吸附剂的用量为L?G?Y0?Y2?/?X2?X0?
对于二级错流吸附，第一级吸附剂用量为L1，一级流出流体的浓度为Y1，第一级吸附剂用量为L2，一级流出流体的浓度为Y2
假设两级所用吸附剂总量为LT，LT?L1?L2，两级的物料衡算方程分别为
G?Y0?Y1??L1?X1?X0? G?Y1?Y2??L2?X2?X1?
两式相加，并且设L2?mL1 可得LT?G?Y0?Y2??m?X1?X0???X2?X0????1?m??，
因为?X1?X0???X2?X0? 所以
m?X1?X0???X2?X0?m?X2?X0???X2?X0??
1?m1?m即
m?X1?X0???X2?X0???X2?X0?
1?mG?Y0?Y2?G?Y0?Y2??所以
m?X1?X0???X2?X0??X2?X0?1?m