内容发布更新时间 : 2024/5/22 4:41:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
??HOG?HOG?V'??V?????0.3?0.455?20.3?0.56m
'?NOG??0.56?12.708?7.12m?Z?HOG
5-44. 在填料层高度为4m的常压填料塔中，用清水吸收混合气中的可溶组分。已测得如下数据：混合气可溶组分入塔组成为0.02，排出吸收液的浓度为0.008（以上均为摩尔比），吸收率为0.8，并已知此吸收过程为气膜控制，气液平衡关系为Y*=1.5X。
（1）计算该塔的HOG和NOG；
（2）操作液气比为最小液气比的倍数；
（3）若法定的气体排放浓度必须 ?0.002，可采取哪些可行的措施？并任选其中之一进行计算，求出需改变参数的具体数值；
（4）定性画出改动前后的平衡线和操作线。 解：
(1) Y2??1???Y1??1?0.8??0.02?0.004
LV?Y1?Y2X1?X2?0.02?0.0040.008?2
S?mVL?1.52?0.75
22NOG??Y1?mXln??1?S?1?S?Y2?mX11??S??
?0.02??ln??1?0.75??0.75?1?0.75?0.004?
?2.773
(2)
?HOG?zNOG?42.773?1.442m
Y Y1 ?1.5?0.8?1.2
b b' Y*=1.5X
Y1?Y2Y1?Y2?L?????*Y1/m?XX1?X2?V?min?L/V?21.2?1.6672Y2 a Y'2 a' X1 原操作线ab 新操作线a'b' ’
?L/V?min
X (3) 可采取的措施： a.增加填料层高度
HOG?VKYa不变（V不变，气膜控制KYa不变）
21
S?mVL?0.75不变
??NOG??Y1?mX2ln??1?S??S?'1?SY2?mX2????10.02??ln??1?0.75??0.75?1?0.75?0.002?1
?
?4.715Y Y1 Y2 a Y'2 a' b' b Y*=1.5X
??1.442?4.715?6.80m?z?HOGNOG?zz''
??2.84?70%
X'1 X1 原操作线ab 新操作线a'b' X b.增大用水量
因为V不变，气膜控制，所以KYa不变，HOG不变 又z不变，所以NOG也不变 即
??NOG??Y1?mX2ln??1?S???S??'1?S??Y2?mX2???1
2.773?0.02??ln??1?S???S?? 1?S??0.002?1试差S??0.27 或由NOG
L?L?~S~Y1?mXY2?mX22图，查得S??0.27
SS??0.750.27?2.78
5-45. 空气和CCl4混合气中含0.05（摩尔比，下同）的CCl4，用煤油吸收其中90%的CCl4。混合气流率为150kmol惰气/（m2.h），吸收剂分两股入塔，由塔顶加入的一股CCl4组成为0.004，另一股在塔中一最佳位置（溶剂组成与塔内此截面上液相组成相等）加入，其组成为0.014，两股吸收剂摩尔流率比为1：1。在第二股吸收剂入口以上塔内的液气比为0.5，气相总传质单元高度为1m，在操作条件下相平衡关系为Y*=0.5X，吸收过程可视为气膜控制。试求： （1）第二股煤油的最佳入塔位置及填料层总高度；
（2）若将两股煤油混合后从塔顶加入，为保持回收率不变，所需填料层高度为多少？
（3）示意绘出上述两种情况下的操作线，并说明由此可得出什么结论？ 解： (1)
22
Y1?0.05
Y2??1???Y1?0.05?0.1?0.005在上半段进行物料衡算： V?Yi?Y2??L1?Xi?X21?
因为最佳位置进入，所以Xi?X22?0.014
?Yi?Y2?L1VV，Y2 L1，X21
?Xi21?X21??0.005?0.5?0.014?0.004??0.01
?Y2?Y2?mXL1V?0.5?m?0.005?0.5?0.004?0.003
L2，X22
?0.01－0.0050.003?1.667?Ym??Y2?0.003?NOG上?Yi?Y2?Ym上
V，Y1 L，X1
HOG上＝1m
?z上?HOG上NOG上?1.667m
在下半段进行物料衡算：
V?Y1?Yi??L?X1?X22?
X1?VL?Y1?Yi??X22?10.5?2?0.05?0.01??0.014
?0.054
?Y1?Y1?mX1?0.05?0.5?0.054?0.023
?Yi?0.003
?Ym下?0.023?0.003ln0.023Y1?Yi?Ym下??0.003??0.00982
Y1 Yi
Y*=mX
?NOG下?0.05?0.010.00982?4.073
Y2
∵气膜控制，V不变，KYa不变，所以HOG不变
?z下?1?4.073?4.073m
?z?z上?z下?1.667?4.073?5.74m
’
X21 X2
X22 X1
(2) 当两股吸收剂混合进料时
??X20.014?0.0042?VL?0.009??X2
12?0.5出口：X1?
?Y1?Y2???0.05?0.005??0.009
?0.054
??0.005?0.5?0.009?0.0005?Y2?Y2?mX2?Y1?Y1?mX'1?0.023
?0.00588
?Ym?0.023?0.0005ln0.023?0.0005? 23
NOG?Y1?Y2?Ym?0.05?0.0050.00588?7.653
?z?HOGNOG?7.653m
（3）见图。由此可见，吸收剂混合后进塔，操作线靠近平衡线，传质推动力下降，故所需填料层高度较高。不同浓度的两股吸收剂之间混合与分离的目的是背道而驰的，混合过程降低了吸收过程的推动力，对吸收分离是不利的，增加吸收塔高。
5-46. 逆流吸收-解吸系统，两塔的填料层高度相同。已知吸收塔入塔的气体组成为0.0196，要求回收率为95%，入塔液体组成为0.006（均为摩尔分率）。操作条件下吸收系统的气液平衡关系为Y*=0.125X，液气比为最小液气比的1.4倍，气相总传质单元高度为0.5m；解吸系统用过热蒸汽吹脱吸收液中的溶质，其气液平衡关系为Y=2.5X，汽液比为0.4，试求：
（1） 吸收塔出塔液体组成； （2） 吸收塔的填料层高度；
（3） 解吸塔的气相总传质单元高度；
（4） 欲将吸收塔的回收率提高到96%，应采取哪些措施？（定性分析） 解：
(1)
Y1?y11?y1?0.01961?0.0196?0.02x21?x20.0061?0.006*
,X2???0.006
Y2??1???Y1??1?0.95??0.02?0.001Y1?Y2?L??????V?minX1?X?2
0.02?0.0010.020.125?0.006?0.1234
?L??L??1.4?0.1234?0.1728???1.4???V??V?min
由全塔物料衡算：L?X1?X2??V?Y1?Y2?
X1?X2?VL?Y1?Y2??0.006?10.1728?0.02?0.001??0.116
(2) 计算z ?Y2?Y2?mX2?0.001?0.125?0.006?0.0003
?Y1?Y1?mX?Ym?1?0.02?0.125?0.116?0.0055
?0.0055?0.0003ln0.0055?Y1??Y2??Y1?ln??Y2????0.0003??1.788?10?3
NOG?Y1?Y2?Ym?0.02?0.0011.788?10?3?10.63
24
填料层高度：z?HOGNOG?0.5?10.63?5.31m (3) 解吸塔
物料衡算：L?X1?X2??V'?Y1'?Y2'?
?Y1?Y2?''LV'?X1?X2??10.4?0.116?0.006??0.275
''?Y2?m?X2?Y2?2.5?0.006?0.015
?Y1?m?X1?Y1?2.5?0.116?0.275?0.015?Ym?0.015'''
'
'
??NOGY1?Y2'?Ym?0.2750.015?18.33
∵吸收塔与解吸塔填料层高度相同。
?∴HOG?z?NOG?5.3118.33?0.29m
（4） 1）增大吸收塔内的液气比, 2）降低吸收剂浓度。
25