吸收习题课计算题

1、在一填料塔中用清水逆流吸收混合空气中的氨气，混合气体的流率为0.0305kmol/m2·s。氨浓度为0.01（体积分率），要求回收率为99％，水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下的平衡关系为2.02eyx，气相体积总传质系数30.0611/yKakmolms。试求：（1）出塔的液相浓度1x；（2）传质单元数OGN（用吸收因数法）；（3）填料层高度H。解：（1）121yyy21(1)0.01(199%)0.0001yy1212min11e220.010.0001()2.00.0102.02yyyyLyGxxxmmin1.5()1.52.03.0LLGG由全塔物料衡算：1212()GyyLxx11220.010.0001()00.00333.0GxyyxL（2）解吸因数：2.020.6733.0mGSL12OG221ln[(1)]1ymxNSSSymx10.012.020ln[(10.673)0.673]10.710.6730.00012.020（3）OGy0.03050.500.0611GHKaOGOG0.5010.75.4HHN（m）2、某填料吸收塔，用清水除去混合气体中的有害物质，若进塔气中含有害物质5％（体积％），吸收率为90％，气体流率为32kmol/m2·h，液体流率为24kmol/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，并已知气相体积总传质系数smkmolaKy3/0188.0，该塔在常压下逆流等温操作，试求：（1）塔底排出液的组成；（2）所需填料层高度。解：（1）121yyy21(1)(190%)0.050.005yy由全塔物料衡算：1212()GyyLxx112232()(0.050.005)00.0624GxyyxL（2）]/[165.1245.12minhmkmolLL1212min1e21e161()322yyyyLGxxx1122()2(0.050.005)0.09exyy110.050.5560.09eymx320.5560.74124mGSL12OG221ln[(1)]1ymxNSSSymx10.050.5560ln[(10.741)0.741]4.6510.7410.0050.5560OGy32/36000.4730.0188GHmKa0.4744.652.2()OGOGHHNm3、有一吸收塔用油吸收煤气中的苯蒸汽，已知煤气流量为2240m3/h（标况），入塔气体中苯含量为4%，出塔气体中苯含量为0.8%（均为体积分率），进塔油中不含苯，取液体用量min4.1LL，已知气液平衡关系为0.126eyx。试求：（1）吸收率η；（2）求minL及)kmol/h(L；（3）求液体出塔组成1x；（4）求吸收的对数平均推动力。解：（1）由吸收率的定义：1210.040.008100%100%80%0.04yyy（2）由已知条件得煤气进口摩尔流率为：kmol/h1004.22/2240G最小液气比：1.00126.004.0008.004.0)(21212121minxmyyyxxyyGLekmol/h101001.01.0minGLkmol/h14104.14.1minLL（3）由物料衡算：)()(2121xxLyyG代入数据得：)0(14)008.004.0(1001x解得：液体出塔组成为23.01x（4）气体进、出口的推动力为：011.023.0126.004.011111mxyyyye008.00126.0008.022222mxyyyye气相对数平均推动力：009.0008.0011.0ln008.0011.0ln2121yyyyym液体进、出口的推动力为：087.023.0126.004.011111xmyxxxe063.00126.0008.022222xmyxxxe液相对数平均推动力：12120.0870.0630.070.087lnln0.063mxxxxx4、拟在常压填料吸收塔中，用清水逆流吸收混合气中的溶质A。已知入塔混合气体中含有A为1%(体积%)，要求溶质A的回收效率为80%，若水的用量为最小用量的1.5倍，操作条件下相平衡方程为y=x，气相总传质单元高度为1m，试求所需填料层高度。解：属于低浓气体吸收，121yyy2112121min122min122210.01180%0.0020.010.0020.80.01011.51.50.81.2110.8331.2111ln111eOGyyyyyyLyGxxxmLLGGmGALymxNAymxAA10.0110ln10.8330.83310.8330.002103.06mNHHOGOG06.306.31（也可以用推动力法求解。）5、在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A，进塔气体中溶质A的含量为8%(体积%)，吸收率为98%，操作条件下的平衡关系为y=2.5x，取吸收剂用量为最小用量的1.2倍，试求：(1)水溶液的出塔浓度；(2)若气相总传质单元高度为0.6m，现有一填料层高度为6m的塔，问该塔是否合用？解：(1)属于低浓气体吸收：121yyy2112121min122min10.08198%0.00160.080.00162.450.0802.51.21.22.452.94eyyyyyyLyGxxxmLLGG由物料衡算得：)()(2121xxLyyG12120.080.001600.0272.94yyxxLG(2)85.094.25.21LmGA1222111ln111OGymxNAymxAA15.1485.000016.0008.085.01ln85.011mNHHOGOG5.815.146.0即所需填料层高度应为8.5m，大于6m，故该塔不合用。6、在常压逆流接触的填料塔内，用纯溶剂S吸收混合气中的可溶组分A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为1,相平衡关系服从亨利定律，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03（摩尔分率）。试计算：(1)操作液气比是最小液气比的多少倍；(2)出塔液体的浓度；(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数OGN。解：(1)属于低浓气体吸收0015.0%95103.0112yy103.003.011exym；根据解吸因数（吸收因数）的定义，有：1111SmAmGL12121211min12210.950.95eyyyyyyLmyyGxxxmm05.195.01min＝＝GLGL（2）根据全塔物料衡算，)()(2121xxLyyG，有：0285.0010015.003.02211xGLyyx(3)气相总传质单元数OGN为：因数为1时：12yyym，故：1910015.003.0121221222221yyyyyNymxyyyyyyNOGmmOG其中