内容发布更新时间 : 2024/12/25 1:06:08星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
2 吸收因数法 ○ S?mG2.5??0.85 L2.94 NOG?y?mxa1ln[(?1Sb)?S ]1?Sya?mxa1ln[(?11?0.850.0?800.85)? 0.85]0.0?0160 ? ?14.1 5此时 h?H0.8?14.1?5OG?NOG? 1.1m 即所需填料层高度11.4m,大于9m,故该塔不合用。
11、某填料吸收塔,用清水除去气体混合物中有害物质,若进塔气中含有害物质5%(体积分率),要求吸收率为90%,气体流率32kmol/(m2·h),液体流率为24 kmol/(m2·h),此液体流率为最小流率的1.5倍。如果物系服从亨利定律,并已知液相传质单元高度HL为0.44m,气相体积分传质系数kya=0.06kmol/(m3·s·△y),该塔在常温下逆流等温操作。试求: (1)塔底排出液的组成;
(2)所需填料层高度。 【解】 属于低浓气体吸收。
(1) ya?yb(1??)?0.05?(1?90%)?0.005 出塔液相组成 xb?yb?ya0.0?50.005?xa??0?0.0 6L/G24/32yb?yaLL(2) ?1.5(m)?1.5inyGGb?xam240.0?50.005即 ?1.5?0.0532?0m所以 m?0.55 6有 S?mG0.55?6?L2432?0.74
NOG?y1ln[(?1Sb)?S ]1?Sya1ln[(?11?0.740.050.74)?0.0050?.74 ]4.64 ?
由于题中并未给出气相总体积传质系数kYa,而是给出了气相分体积传质系数kya,所以不能直接求出总传质单元高度HOG,要先求出分传质单元高度HG。 HG?G32/3600??0.14 8kya0.06 HOG?HG?SHL?0.148?0.7?40.?44 m0则 h?H0.47?4.6?4OG?NOG? 2.m12、已知某填料吸收塔直径为1m,填料层高度4m。用清水逆流吸收空气混合物中某可溶组分,该组分进口浓度为8%,出口为1%(均为摩尔分率),混合气流率30kmol/h,操作液气比为2,相平衡关系为y=2x。试求: (1)气相总体积传质系数Kya; (2) 塔高为2m处气相浓度;
(3) 若塔高不受限制,最大吸收率为多少? 【解】 (1)先求出单位塔截面积上混合气体的流率 G?30?4?38.22kmol/(m2?h)
m2??1 L/G2?12 S?根据例题9-4的结论,有 NOG?yb8%?1??1?7 ya1%则传质单元高度为 HOG? 气相总体积传质系数 Kya?h4??0.57m1 NOG7G38.22??66.kmol9HOG0.571m/3(?h )'(2)2m塔高所对应的传质单元数NOG为
' NOG?22??3.50 HOG0.571设2m处气液相浓度分别为y、x,则
' NOG?yb?mx?1 y?mx即 3.5?又由物料衡算可知
0.0?8x2? 1 (1)
y?2x ya?y?L(xa?x) G 1%?y?2(?0x ) y?2x?0.0 1 (2) 联合求解方程(1)、(2)得
y?0.04 55 x?0.017
(3) 若塔高不受限制,又S=1,则操作线落在平衡线上,当xa=0时,ya必等于0。故吸收率
??1?ya ?100%yb13、拟在常压吸收塔中用清水吸收空气中的氨,已知入塔空气中氨气含量1.3%(体积分数),要求氨的回收率为99%,已知塔内操作气流密度为180kmol/(m2·h),实际用量为最小用水量的1.5倍,操作条件下的气液平衡关系为y=1.2x,气体体积总传质系数Kya为360 kmol/(m3·h)。因为气液相浓度都很小,可近似认为气液流密度均为常数,且X=x ,Y=y,计算填料层高度。 【解】由题知,xa?0,yb?1.3%
Ya?Yb(1??)?0.013?(1?99%)?0.00013
Y?Ya0.013?0.00013?L???1.188 最小液气比:???b*GX?X0.013/1.2?0??minba实际液气比: 解吸因素:S?L?L??1.5?51.?188 1.782???1.G?G?minmG1.2??0.6734 L1.782
??Yb?mXa1NOG?ln?(1?S)?S?1?S?Ya?mXa? 11.3%???ln?(1?0.6734)??0.6734??10.721?0.6734?0.00013?HOG?G180?(1?0.013)??0.494m Kya?360h0?HOGNOG?0.494?10.74?5.31m
14、在填料层高度为4m的常压逆流吸收塔内。用清水吸收空气中的氨,已知入塔空气含氨5%(体积分数),要求按回收率为90%,实际液气比为0.98,又已知在该塔操作条件下,氨水系统的平衡关系为y=mx(m为常数;x,y分别为液气相中的摩尔分数)且测得与含氨1.77%(体积分数)的混合气充分接触后的水中氨的浓度为18.89g氨/1000g水。
求:(1)该填料塔的气相总传质单元高度,m。
(2)先水温上升,其他操作条件不变,试分析气、液相出塔浓度如何变化? (1)y=0.0177时,使其平衡的液相浓度为
18.89/17?0.019 618.89/?171000/18y1.77%?0.903 由y=mx得:m?*?m0.0196mG0.903S???0.921
L0.98 x*?Yb?yb0.05??0.0526 1?yb1?0.05Ya?Yb(1??)?0.0526?(1?99%)?0.00526
??Y?mXa1ln?(?1Sb)?S?1?S?Ya?mXa? 10.0526???ln?(?10.9?21)?0?.921?1?0.921?0.00526?NOG?6.79所以 HOG?h4??0.58 9NOG6.79(2)水温上升时,m增大,即平衡线斜率增大,由于气液流量不变,所以L/G