大学课件-化工原理-吸收讨论题答案

用一逆流吸收塔与一逆流解吸塔共同作用，以脱除煤气中所含的苯蒸气。吸收过程用洗油作吸收剂，塔径为0.5m，煤气处理量为300kmol/h，入塔煤气中含苯2.5%（摩尔百分比，下同），要求出塔气含苯量不超过0.1%，从解吸塔解吸后的溶剂进入吸收塔时浓度为0.4%。操作条件下的气液平衡关系为ye=0.11x，操作液气比为最小液气比的1.8倍。在解吸塔中，用过热蒸气将进入解吸塔的吸收液进行脱苯操作，已知解吸塔的操作气液比为0.33，操作条件下的平衡关系为ye=3.64x。设吸收塔为气膜控制，解吸塔为液膜控制。吸收章讨论题试求：(1)吸收剂用量及溶质的回收率、吸收塔出塔液的饱和度；(2)吸收过程的气相总体积传质系数Kya为1798kmol/(m3·h)，求吸收塔的填料层高度；(3)若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；(4)若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？(5)在吸收塔气量、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成可降至多少？2y1x2x1y1'y2'x1'x2'y已知：hmkmolaKmHLGGLGLmmmDhkmolqyxyyyOLnG3min1221/1798,78.0',33.0'/'/8.1/,64.3',11.0,5.0/300,0',004.0,001.0,025.0（1）吸收剂用量及溶质的回收率、吸收塔出塔液的饱和度；%96025.0024.0121yyyDqSqnGnGG225.075.03004hmkmolG2/1600´p1075.0004.011.0/025.0024.0/21212121minxmyyyxxyyGLe（1）吸收剂用量及溶质的回收率、吸收塔出塔液的饱和度；1935.0)(8.1minGLGLhmkmolL2/6.309hkmolLSqnG/582y1x2x1y128.0)(2211xyyLGx吸收液饱和度ξ=（x1/xe1）×100%=0.128/0.227=56.4%2y1x2x1y（1）吸收剂用量及溶质的回收率、吸收塔出塔液的饱和度；h=HOG·NOGmaKGHyOG89.017981600（2）若吸收过程的气相总体积传质系数Kya为1798kmol/(m3·h)，求吸收塔的填料层高度；NOG的计算(1)平均推动力法(2)吸收因子法(3)图解积分或数值积分的方法(4)近似梯级图解法HETPNh2y1x2x1y平均推动力法：mOGyyyN21（2）若吸收过程的气相总体积传质系数Kya为1798kmol/(m3·h)，求吸收塔的填料层高度；88.600349.0024.021mOGyyyN00349.05.19ln01036.000056.001092.0ln00056.001092.0ln00056.0004.011.0001.001092.0128.011.0025.0212122211111yyyyyyyymxyyyymeeAmxymxyAANOG111ln1112221（2）若吸收过程的气相总体积传质系数Kya为1798kmol/(m3·h)，求吸收塔的填料层高度；吸收因子法76.111.01935.0mGLA88.6)5.19ln(315.2568.0004.011.0001.0004.011.0025.0568.01ln568.011OGOGNNh=HOG·NOG=6.88×0.89＝6.12m（2）若吸收过程的气相总体积传质系数Kya为1798kmol/(m3·h)，求吸收塔的填料层高度；2y1x2x1yX2x2`X1x1`（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；2y1x2x1y1'y2'x1'x2'y（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；HOL=0.72m2211''xxxx0'2yNOL的计算(1)平均推动力法(2)吸收因子法(3)图解积分或数值积分的方法(4)近似梯级图解法HETPNhh=HOL·NOL解吸塔2y1x2x1y1'y2'x1'x2'y364.033.0004.0124.0')''('1211yxxGLymOLxxxN''''21平均推动力法（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；1'y004.0'2x128.0'1x0'2yyx0114.0004.00247.0ln004.00247.0''ln'''0247.064.3376.0128.0'''2121111xxxxxxxxme平均推动力法9.100114.0004.0128.0''''21mOLxxxN（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；004.0'''''''122myxxxxxe376.0'1y004.0'2x128.0'1x0'2yAmyxmyxAANOL/''/''1ln1122218325.033.064.31mGLA8325.0004.0128.01675.0ln1675.01OLN88.10OLN（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；吸收因子法1'y004.0'2x128.0'1x0'2y（3）若解吸塔的液相总传质单元高度为0.72m，求解吸塔的填料层高度；h=HOL·NOL=10.9×0.72＝7.84m2'y1'x2'x1'y（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？00044.011.0004.0)(2max2mxyy2极限若h不变，需L→∞，有可能实现若L/G不变，需h→∞，有可能实现y2＝0.044％2y1x2x1y考虑两方面：物料衡算制约相平衡制约浓度无论L多大，也不可能实现。途径：x2↓y2＝0.04％y2＝0.0009y2＞ye2•在x2不变的情况下，加大L（G不变），（L/G）↑，实现新的分离要求（h不变）•加大h，实现新的分离要求（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？'2221''111111AmxymxyALnANOGmGLA求出L'')''''('')''''(''2121xxLyyG求出x1''平均推动力法、吸收因子法AL气膜控制：G不变→Kya不变→HOG不变→NOG不变塔高不变，液气比变化，L，x1''变化)''''('')''''(''2121xxLyyG塔高不变，液气比变化，L，x1''变化212122211111ln00046.0004.011.00009.0''11.0025.0''025.0yyyyyyyyxmxyyymee88.60241.021mmOGyyyyN试差求出x1''（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？2y1x2x1y求出L塔高变，液气比不变（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？2y1x2x1y12855.0004.01935.00009.0025.0)(12211xxyyLGxh=HOG·NOG=7.325×0.89＝6.52m00329.0162.30104.000046.001086.0ln00046.001086.0ln00046.0004.011.00009.001086.012855.011.0025.0212122211111yyyyyyyymxyyyymee325.700329.00241.021mOGyyyN（4）若吸收塔出塔气浓度分别变为0.09%、0.044%、0.04%，入塔吸收液浓度不变，仅加大液体量的措施是否可行？若可行，应调为多少？若不行，可采取其他什么措施？（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成降至多少？2y1x2x1y1'y2'x1'x2'y对于解吸塔P,T,LKxa不变HOL'不变NOL'不变(试差)y1'物料衡算G'/L'对于吸收塔P,T,LKya不变HOG不变NOG不变x2,y2物料衡算x1对于吸收塔：如何获得x1、y2)()(2121xxLyyG21212222211111lnyyyyymxyyyymxyyyymee88.60241.021mmOGyyyyN（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成降至多少？试差求出x1、y2),(2221mxymxyAfNOG不变不变，OGNmGLA不变2221mxymxy22212221''''''''mxymxymxymxy（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成降至多少？AmxymxyAANOG111ln1112221002.011.0''002.011.0025.0004.011.0001.0004.011.0025.02y000785.0''2y)()(''2''1''2''1xxLyyG127.0''1x%97''1（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成降至多少？22212221''''''''mxymxymxymxy不变mOLxxxN''''21H'OL=0.72m002.0'127.0'2211xxxx0'2y（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净化气组成降至多少？2y1x2x1y1'y2'x1'x2'y对于解吸塔2121''ln'''xxxxxm002.0'''64.3/''''22211111eexxxyxxxx)('''211xxGLy求出y'1（5）在吸收塔气、液量及两塔塔高不变的条件下，欲使吸收塔入塔液体浓度降至0.2%，则解吸塔所消耗的蒸气量增多还是减少？变化多少？此时吸收塔出塔净