第八章吸收

8-1100克純水中含有2克S。，試以摩爾比表示該水溶液中SQ的組成。

解：水的摩爾數(shù)：—=5.5556m^i

18

SQ的摩爾數(shù)：一2=3.125x10—o2^01

~64

摩爾比：X=1125x102=5.625x10-2

5.5556

8-2含N”33%（體積）的混合氣體，在填料塔中為公所吸收。試求氨溶液的最

大濃度。塔內絕對壓力為2026左N/機2。在操作條件下，氣液平衡關系為

〃二26X,式中：P—氣相中的氨的分壓，kN/ni2；X—液相中氨的摩爾分率。

解：〃=%>=2026x0.03=6.078kN/n?

〃=26及則代=上==0.02276

267267

3

CA=0.02276x（^^）=1.264kmo//n

1181

8-3于101.3切V/〃,、27c下用混于空氣中的甲醉蒸汽。甲醇在氣液兩相中的濃

度很低，平衡關系服從亨利定律。已知溶解度系數(shù)H=1.955切?。"（"人切4%）

氣膜吸收系數(shù)生=1.55攵m/QlS.k力，液膜吸收系數(shù)

12

kL=2.08x10一§kmol'ii?S?[kmolm）]。試求吸收總系數(shù)右和氣膜阻力在總阻

力中所占的分率。

解：-=—+—!-=——5--+-----------------=8.911X1O4

-5-5

KGkGHkL1.55xlO1.955x2.08xIO

心=L122x10-5kmo府SkP&

氣膜阻力：—=----------z-=64516

-5

kG1.55xIO

氣膜阻力所占分率：64516=72.40%

4

1/KG8.911X10

8-420c的水與氮氣逆流接觸以脫除水中的氧氣。塔底入口的氮氣中含氧0.1%

（體積），設氣液兩相在塔底達到平衡，平衡關系服從亨利定律。求下列兩種

情況下水離開塔底時的最低含氧量.以，咫/〃/水表示。⑴操作壓強為\0\3kPa

（絕壓）；⑵操作壓強為40.5AP6（絕壓）.

解：20℃時氧溶于水時的亨利系數(shù)E=4.01xl04?r^4.06xl06Z：P6

（1）幾=101.3x0.1%=0.101弘布根據(jù)pe=Ex

得：_=&=249-10-8

E4.06xlO6

8

Xx_a/32_2.49xlQ-

-T^x~1（）0018-1-2.49x1O-8

a=4.43x10-5kg]/=44.3mgm3

（2）pe=40.5xO.l%=0.040%&根據(jù)I%=Ex

得：x=-^=0,0405=9.975XlO-9

E4.06xlO6

vXa/329.975XIO-9

1-x1000181-9.975xio-9

a=1.773x10-5kg/m3=17.73m^/w3

8-5某逆流吸收塔塔底排出液中含溶質X=2xl（）Y（摩爾分率），進口氣體中

含溶質2.5%（體積），操作壓強為1013ZPC。氣液平衡關系為y=50x。現(xiàn)將

操作壓強由1013ZPd曾至2026kPa,試問塔底推動力（y-/）及（七,一x）各增加

至原來的多少倍？

解：由y=50x,則在1013kPc下

先=5(a=5()x2x1(尸=0.01則推動力y—又=0.025-0.01=0.015

4

y=a025=5xl0_4則推動力xXMSXIOY—ZXKT=3x10”

"50500

當壓力增大時，m發(fā)生變化

E1013

?/m=—m*上x50=25

PV2026

氣液平衡關系改變?yōu)閥=25x

)/=25x=25x2x104=0.00f則推動力y—yj=0.025-0.005=0.02

j^=01025=0()01則推動力xj—xuOooi—ZxloTugxloT

e2525

8-6在逆流操作的吸收塔中，1013Z&、24℃下用清水吸收混合氣中的“2$，

將其濃度由2%降至0.1%（體積百分數(shù)）。該系統(tǒng)符合亨利定律，亨利系數(shù)

E=5,5x\04kPa,若取吸收劑用量為理論最小用量的1.2倍，試計算操作液氣

比〃V及出口液相組成。

解：由于氣體濃度較低，因此用X、Y近似取代X、V。

因此認為：Y}=0.02Y2=0.001X2=0

E5.5x1O4

m=-=---------=542.94

P101.3

X_().02

X1*=3.684x1O-5

~m~54294

(L}0.02-0.001

二x-%

-5=515.79

卜V/inin~3.684x10

L（L\

-=1.2-=1.2x515.79=918.95

出口液相組成由物料衡算獲得：L（X1—X2）=V（X—為）

乂_匕0.02-0.001

X[=+x==3.07x10—5

L/V2618.95

8-7在20℃及1013攵26下，用清水分離氨和空氣中的混合氣體。混合氣體中氨

的分壓為1.33APa經(jīng)處理后氨的分壓下降至6.8、10-3攵尸4。混合氣體的處理量

為1020依/鼠操作條件下平衡關系為Y=0.755X。若適宜吸收劑量為最小用量

的5倍，求吸收劑用量。

解:丫尸六=J君:;：3）=101若1.33=°。13：

Y.=^-=—68x103=6.713x10-5

-1->2101.3-6.8xl0-3

、1020J1.33)._『

V=-(1—Vi)=--------------=9.n642TloIs

p3600x29x10—3T1]----1--0--1--3-；

(X-匕0.0133—6.712x1()—5八一〈一

[v.X1*-X)0.0133n

0.755

L=5Lfnin=5V(-=5x9.642x0.7512

Jmin

=36.215moiIS=0.652Ag/S=2347^/A

8-8在某填料吸收塔中，用清水處理含S。的混合氣體。進塔氣體中含50218%

（質量），其余為惰性氣體。混合氣的平均分子質量可取為28。吸收劑用量比

最小用量大65%,若每小時從混合氣體中吸收200（kg的SQ。在操作條件下氣

液平衡關系為y=26.7X。試計算每小時吸收劑用量為多少加3?

1864

解：=0.0854

(10028)-(18/64)

2000

V化一切=3\.25kmo/lh

64

V(Y-Y)_31.25

{2=9.761x103kmol/h

Xj*-X2-0.0854826.7

L=1.65L,〃加=1.65x9.76lxIO3=1.61IxlO4kmol/h

化為體積：L=1.61IxlO4x18/1000=2899Z?23//2

8-9在常壓填料吸收塔中，以清水吸收焦爐氣中的氨氣。標準狀況下，焦爐氣

中的氨的濃度為0.01依/〃人流量為5000切3/人要求回收率不低于99%,若吸

收劑用量為最小用量的1.5倍。混合氣進塔的溫度為30℃,空塔速度為

操作條件下平衡關系為丫=1.2。氣體體積吸收系數(shù)Kya=2（）0t〃2q^%3.〃），

試分別用對■數(shù)平均推動力法及數(shù)學分析法求總傳質單元數(shù)及填料層高度。

17x1032

解：Y]=°-°V（）=0.01318=L3I8X10~

100022.4

-4

Y2=(1一力X=(1-0.99)x0.01318=1.318xIO

V=^^(1-1.318X10-2)=2.2027xIO2kmo/lh

t八5000273.15+30.

操作條件下氣體流量：Q=----x------------=1.5414/n37/5

3600273.15

cQ1.54141d

￡1=—=------=1.4013m~2

u1.1

(L\X-為0.99x1.318x10-2

---------=------------------=1.1oo

X1*-Xi1.318x10"

/min-0

1.2

L

=1.5x1.188=1.782

V韋）min

X1=)(—2)=0.99xL3MH尸=7.3203x1。一3

1.782

①對數(shù)平均推動力法:

AX=匕一匕*=1.3回10-2—[2x7.3208x10-3=4.392x10-3

△力=為一力*=1.318X1OT

△X-，匕_4.392x10—3-1318x10-4

-=1.215xl0-3

/.Xi。：

tn—L

-4

\Y21.318xl0

X-丫2_0.99xl.318xl()-2

=10.74

NOG—1.215x10-3

%=」-=22027x102=078碗

<G200x1.4013

Z=HOGNOG=0.786X10.74=8.442m

②數(shù)學分析法：

°mV1.2

S=----=------=0.673,

L1.782

上些+s

NOG—In(l-S)

1-SY2-mX2

1In(1-0.6734)L318x10~+0.6734=10.74

1-0.67341.318x10-4

Z=HOGNOG=0.786X10.74=8.442m

8-10用煤油從苯蒸汽與空氣的混合物中吸收苯，要求回收99%。入塔的混合氣

體中含苯2%,入塔的煤油中含苯0.02%。溶劑用量為最小用量的1.5倍。操作

溫度50℃,壓力1()13內\"掰2。相平衡關系為y=0.36X,氣體體積吸收系數(shù)

Kya=0.01-5),入塔氣體的摩爾流率為().()15Z〃7。//仇2-S)o求填料

層IWJ度。

解：匕=0,02=0.02041=2.04以10一2

11-0.02

匕=(1比=(1_0.99)x0.02041=2.04IxlO-4

-4

X2=0.02%=2xl0

⑶Y~Y.2.041x10—2—zCMlxlCT4八…

=—}J----=-----------------=0357(

W兒，XJ-X22.041x10-2

-zx1u

0.36

I(T\

-=1.5-=1.5x0.3576=0.5364

0,99X2,041X1024

X]-^)4-X2=+2X10-=3.787x10-2

1￡V1，~0.5364

①對數(shù)