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/m 2·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2.02e y x =，气相体积总传质系数30.0611/y K a kmol m s =。

试求：（1）出塔的液相浓度1x ；

（2）传质单元数OG N （用吸收因数法）；

（3）填料层高度H 。

解：

（1）121

y y y η-=21(1)0.01(199%)0.0001y y η=-=-= 1212min 11e 220.010.0001() 2.00.0102.02y y y y L y G x x x m

---====--- min 1.5() 1.5 2.0 3.0L L G G

==⨯= 由全塔物料衡算：()1212()G y y L x x -=-

11220.010.0001()00.00333.0

G x y y x L -=-+=+= （2）解吸因数： 2.020.6733.0

mG S L === 12OG 22

1ln[(1)]1y mx N S S S y mx -=-+-- 10.01 2.020ln[(10.673)0.673]10.710.6730.0001 2.020

-⨯=-+=--⨯

（3）OG y 0.03050.500.0611

G H K a === OG OG 0.5010.7 5.4H H N =⋅=⨯=（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/m 2·h ，液体流率为24kmol/m 2·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s m kmol a K y ⋅=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）121

y y y η-=21(1)(190%)0.050.005y y η=-=-= 由全塔物料衡算：()1212()G y y L x x -=-

112232()(0.050.005)00.0624

G x y y x L =-+=-+= （2）]/[165

.1245.12min h m kmol L L ⋅=== 1212min 1e 21e 161()322y y y y L G x x x --====-

1122()2(0.050.005)0.09e x y y =-=-=

110.050.5560.09

e y m x === 320.5560.74124

mG S L ==⨯= 12OG 22

1ln[(1)]1y mx N S S S y mx -=-+-- 10.050.5560ln[(10.741)0.741] 4.6510.7410.0050.5560

-⨯=-+=--⨯

OG y 32/36000.4730.0188

G H m K a === 0.474 4.65 2.2()OG OG H H N m =⋅=⨯=

3、有一吸收塔用油吸收煤气中的苯蒸汽，已知煤气流量为2240m 3/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min 4.1L L =，已知气液平衡关系为0.126e y x =。

试求：（1）吸收率η；

（2）求min L 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%0.04

y y y η--=⨯=⨯= （2）由已知条件得煤气进口摩尔流率为：

kmol/h 1004.22/2240==G

最小液气比：

1.00126

.004.0008.004.0)(21212121min =--=--=--=x m y y y x x y y G L e km ol/h

101001.01.0min =⨯=⨯=G L kmol/h 14104.14.1min =⨯==L L

（3）由物料衡算：)()(2121x x L y y G -=-

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=⨯-=-=-=∆mx y y y y e

008.00126.0008.022222=⨯-=-=-=∆mx y y y y e

气相对数平均推动力：

009.0008.0011.0ln 008.0011.0ln 2

121=-=∆∆∆-∆=∆y y y y y m 液体进、出口的推动力为：

087.023.0126

.004.011111=-=-=-=∆x m y x x x e 063.00126

.0008.022222=-=-=-=∆x m y x x x e 液相对数平均推动力：

1212

0.0870.0630.070.087ln ln 0.063m x x x x x ∆-∆-∆===∆∆ 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，121y y y η-=