内容发布更新时间 : 2024/5/23 18:11:22星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

新工况 N'OG?因NOG??mG??Y1?mX'2?mG?1ln? ???1???mG?LY'?mX'L??2??2????1?LY?mX2Y1?mX'2 ??N'OG，故1Y2?mX2Y'2?mX'2 ?a?

查得30℃时CO2水溶液的E?188MPa 将上述数据代入式(a)

解得新工况的吸收率?'?1?Y'2/Y1?1?0．0139/0.1?0.861 吸收液组成计算 已知L/G?180 X1?原工况 G0.1?0.005?0?0.000528 ?Y1?Y2??X2?L180G0.1?0.0139?0.0001?0．000578 ?Y1?Y'2??X'2?L180新工况 X'1?平均传质推动力的计算 方法①

按原工况计算NOG mG／L?94/180?0.5222 原工况 ?Ym?Y1?Y20.1?0.005??0.0196 NOG4.84Y1?Y'20.1?0.0139??0.0178 N'OG4.84因 N'OG?NOG?4.84 新工况 ?Y'm?方法②

*?1原工况 ?Y1?Y1?Y1?Y1?mX10.9?4.0?00052.8?0 050370 04567'0.1?94?.000057?.8新工况 ?Y1?Y1?mX2?从上述计算结果可以看出：

当吸收剂组成 由X2?0增加到X1'?0.0001时，

'传质推动力 由?Ym?0.0196降为?Ym?0.0178

溶质吸收率 由??0.95降为?'?0.861

吸收液组成 由X1?0.000528增至X1'?0.000578

对现有吸收塔，吸收剂入塔组成增大，使传质推动力降低，而导致溶质吸收率下降。

'?NOG 如果不需要计算平均传质推动力的数值，而只需对比，则可如下计算。NOG(2) X2?0，操作温度从30℃改为20℃ 查得20℃时CO2水溶液的E?144 MPa

新工况的Y2'计算

mG72??0.4 L180原工况 NOG?4.84（前面已计算）

'新工况 NOG???mG??Y1?mX2?mG?11n??1?? ????'mG?LLY?mX??2?2????1?L ?4.84因 NOG?N'OG新工况的吸收率 ?'?1?Y2'/Y1?1?000336.0/1?.0966. 吸收液组成计算

原工况 X1?0.0005(前面已计算) 28新工况 X1'?G0.1?0.00336Y1?Y2'??X2??0?0.000536 ?L180平均传质推动力计算 原工况 ?Ym?'因 NoG?NY1?Y20.1?0.005??0.0196（前面已计算） NOG4.84 ?4.84oGY1?Y2'0.1?0.00336新工况 ?Y???0.02 '4.84NoG'm从上述计算结果可知，对现有吸收塔，当操作温度降低，平衡线斜率减小（即m减小），传质推动力增大，导致溶质的吸收率增大。

(3) X2?0，温度30℃，m=94

原工况 L/G?180 mG／L?94/180?0. 522 新工况 L/G?200 m?G/L新工况的Y2'计算

原工况 NOG?4.84（前面已计算）

'新工况 NOG?9?4./20 00 47??mG??Y1?mx2?mG?1ln??1?? ????'mG?LLY?mX????22???1?L'?NoG?4.84 因 NOG解得 Y2'?0.0042 3?0.0042/3?.01. 0958新工况的吸收率 ?'?1?Y2'/Y1?1吸收液组成计算

2前已计算8)原工况 X1?0.0005(

新工况 X1'?G0.1?0.00423(Y1?Y2')?X2??0?0.000479 2200平均传质推动力计算

'原工况 ?Ym?Y1?Y20.1?0.005 ??0.019（6前已计算）4.84NOGoG'新工况 NOG?N ?4.84从上述计算结果可知，对现有吸收塔，当吸收剂用量增加，操作线斜率增大，传质推动力增大，导致溶质的吸收率增大。

【5-22】有一逆流操作的吸收塔，其塔径及填料层高度各为一定值，用清水吸收某混合气体中的溶质。若混合气体流量G，吸收剂清水流量L及操作温度与压力分别保持不变，而使进口混合气体中的溶质组成Y1增大。试问气相总传质单元数NOG、混合气出口组成Y2、吸收液组成X1及溶质的吸收率η将如何变化？并画出操作示意图。

解

①填料层高度Z已定，且气象总传质单元高度HOG?GZ不变，故NOG?不变。 KYaΩHOGY2?mX2为一定值。且吸收剂

Y1?mX2②物系一定，操作温度及压力不变，故气液相平衡常数m一定，且G及L不变，故L/Gm一定。因NOG与L/Gm各为一定值，从教材中NOG的计算式（5-76）或图5-23可知为清水，故X2=0，则

Y2为一定值。即随着Y1的增大，Y2按一定比例增大。如习题5-22附图所示，气Y1相进口组成由Y1增大到Y1'，则气相出口组成由Y2增大到Y2'.

③操作线斜率L/G不变，因Y1增大到Y1'，附图中的操作线由TB线平行上移为TB线。TB线与

‘

’

‘

’

水平的等Y’线交垫横坐标X1'为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由X1增大到X1'。

Y2'Y2Y④由第②问的分析结果可知'?=一定值，故吸收率??1?2不变。

Y1Y1Y1 习题5-22附图

解吸塔计算

【5-23】由某种碳氢化合物(摩尔质量为113 kg/kmol)与另一种不挥发性有机化合物（摩尔质量为135kg/kmol）组成的溶液，其中碳氢化合物占8%（质量分数）。要在100℃、101. 325kPa（绝对压力）下，用过热水蒸气进行解吸，使溶液中碳氢化合物残留0.2%（质量分数）以内，水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数m=0.526，填料塔的液相总传质单元高度HOL= 0.5m。试求解吸塔的填料层高度。

X?X2?G?解 ???1*

?L?minY1?Y2传质系数计算和吸收剂部分循环

习题5-23附图

【5-24】 现一逆流吸收填料塔，填料层高度为8m，用流量为100kmol/（㎡·h）的清水吸收空气混合气体中某溶质，混合气体流量为600Nm3/（㎡·h），入塔气体中含溶质0.05（摩尔分数，下同），实验测得出塔气体中溶质的吸收率为95％。已知操作条件下的气液相平衡关系为Y=2.8X。设吸收过程为气膜控制。

（1） 计算该填料的气相总体积传质系数；

（2） 吸收过程中，将吸收后吸收液的50％送入解吸塔解吸后循环使用，解吸后的液体含氨0.004，

若维持进吸收塔总液体量不变，计算纯水和解吸后液体混合后从塔顶加入情况下，出塔气体中溶质的摩尔分数。

解（1）Y1?y1?0.05?0.0526

1-y11-0.05吸收率为95％时，y2=0.05（1－0.95）＝0.0025，Y?y2?0.0025?0.0025

21-y21-0.0025混合气体流量G＝600／22.4=26.8 kmol/（㎡·h） 液气比L?100?3.73

G26.8吸收因数

S?mG2.8??0.75 L3.73气相总传质单元数NOG 气相总传质单元高度HOG

气相总体积传质系数KYa?G?26.8?23.9kmol/(m3?h)

HOG1.12（3） 纯水和解吸后液体混合后的组成X2

X2=0.002

出塔气体中溶质摩尔分数

多股进料进料位置和方式不同对填料层高度的影响

【5-25】在101.3kPa、25℃的条件下，采用塔截面积为1.54㎡ Y2 G X2 L 的填料塔,用纯溶剂逆流吸收两股气体混合物的溶质，一股气体中 惰性气体流量为50kmol/h，溶质含量为0.05（摩尔比，下同），另一股气体中惰性气体流量为50kmol/h，溶质含量为0.03，要求溶质总回收率不低于90％，操作条件下体系亨利系数为279 kPa，试求：

（1） 当两股气体混合后从塔底加入，液气比为最小液气比的

1.5倍时，出塔吸收液浓度和填料层高度（该条件下气相总体积传质系数为30 kmol/（h ·m3），且不随气体流量而变化）；

（2） 两股气体分别在塔底和塔中部适当位置（进气组成与塔内

气相组成相同）进入，所需填料层总高度和适宜进料位置，设尾气气体组成与（1）相同。

（3） 比较两种加料方式填料层高度变化，并示意绘出两种进料情况下的吸收操作线。

Y2 G X2 L YbVb Xb Y 1m G X1 L YaGa X1 L YaGa YbVb 习题5-25附图 解 根据题意吸收流程如图5-14所示： （1） 混合后气体摩尔比浓度：

出塔气体浓度：

物系的相平衡常数m?E?279?2.75,X2=0

P101.3L?操作液气比L?1.5???G传质单元高度HOG（2）

Y1m-Y2?1.5?m?1.5?0.90?2.75?3.72

Ym1?G?min?X2mG50?50???2.17m KYa?30?1.54?1.5当两股气体分别进入吸收塔，高浓度在塔底进入，低浓度在如图5-14所示塔中部进入，吸收

塔分为两部分，塔内液气比不同，填料层高度分两段计算。

上段填料层高度：

对于塔上部：进塔气体组成为Yb?0.03，出塔气体组成为Y2?0.004，液气比L/V＝3.72，塔中部液体组成Xb＝G?Yb-Y2?0.03-0.004＝?0.00699。 L3.72G?2.17m

KYa?传质单元高度HOG1? 第二股气体进塔位置距塔顶8.27m处。

下段填料层高度：

对于塔下部：进塔气体组成为Ya?0.05，中部气体组成为Yb?0.03，液气比L/G＝3.72X2＝

7.44，进塔液体组成Xb＝0.00699。 传质单元高度HG/2?1.085m OG2?KYa? （3）气体混合后进入吸收塔的操作线如图5-15为ABC，分别在适宜位置进入吸收塔的操作线为ABD，从操作线距离平衡线的距离看，气体混合后进入吸收塔的操作线靠近平衡线，传质推动力降低，所以填料层高度增加。吸收是分离过程，而组成不同的气体先混合是返混，返混对吸收不利，故 填料层高度增加。

Y Ya Ym Yb Y2 A B D C E O Xb X1 习题5-25附图 X