吸收习题典型习题
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【例5-8】在一塔径为0.8m 的填料塔内,用清水逆流吸收空气中的氨,要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为1400kg/h ,气体总压为101.3kPa ,其中氨的分压为1.333 kPa 。若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍,操作温度(293K )下的气液相平衡
关系为Y *=0.75X ,气相总体积吸收系数为0.088kmol/m 3
·s ,试求 (1)每小时用水量;
(2)用平均推动力法求出所需填料层高度。 解 (1)
0132.03
.101333.11==y
0134
.00132
.010132.01111=-=-=y y Y
0000669
.0)995.01(0134.0)1(12=-=-=ηY Y
02=X
因混合气中氨含量很少,故
kg/kmol
29≈M
kmol/h 7.47)0132.01(29
1400=-=V
5.08.0785.02=⨯=Ω㎡
kmol/h 6.35075
.00134.0)
0000669.00134.0(7.472
*121min =--=--=X X Y Y V
L 实际吸收剂用量L =1.4L min =1.4×35.4=49.8kmol/h
(2) X 1 = X 2+V (Y 1-Y 2)/L =0+
0128.08
.49)
0000669.00134.0(7.47=- 00953.00128.075.075.01*1
=⨯==X Y
0*2
=Y
00387
.000953.00134.0*111=-=-=∆Y Y Y
0000669
.000000669.0*222=-=-=∆Y Y Y
000936
.00000669.000387
.0ln 0000669.000387.0ln
2
121m =-=∆∆∆-∆=∆Y Y Y Y Y OG N =m 21Y Y Y ∆-=
24.14000936
.00000669
.00134.0=- a ΩK V H Y =OG
=
m 30.05
.0088.03600/7.47=⨯ OG OG H N Z ⋅==14.24×0.30=4.27m
【例5-9】空气中含丙酮2%(体积百分数)的混合气以0.024kmol/m 2
·s 的流速进入一填料
塔,今用流速为0.065kmol/m 2
·s 的清水逆流吸收混合气中的丙酮,要求丙酮的回收率为98.8%。已知操作压力为100 kPa ,操作温度下的亨利系数为177 kPa ,气相总体积吸收系数
为0.0231 kmol/m 3
·s ,试用解吸因数法求填料层高度。 解
0204
.02
1002
1=-=y
0208
.00204
.010204.01111=-=-=y y Y
000250
.0)988.01(0208.0)1(12=-=-=ηY Y
02=X
77.1100
177===p E m
因此时为低浓度吸收,故 024.0Ω
≈V
kmol/m 2
·
s
654.0065
.0024
.077.1=⨯==L mV S 2221mX Y mX Y --=
3.83988
.011
1121=-=-=ηY Y
()⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+----=S mX Y mX Y S S N 2221OG
1ln 11
[]654.03.83)654.01(ln 654
.011
+⨯--=
=11.0
OG N 也可由654.0=S 和
2
221mX Y mX Y --=83.3,查图5-17得到,
OG N =11.0 a ΩK V H Y =OG
=
m 04.10231
.0024.0= 所以
OG OG H N Z ⋅= =11.0×1.04=11.44m
【例5-10】在一填料塔中用清水吸收氨-空气中的低浓氨气,若清水量适量加大,其余操作条件不变,则2Y 、1X 如何变化?(已知体积传质系数随气量变化关系为8
.0V
a k Y ∝)
解: 用水吸收混合气中的氨为气膜控制过程,故
8.0V a k a K Y Y ∝≈
因气体流量V 不变,所以a k Y 近似不变。由于
8
.0V
a k a K Y Y ∝≈,a K Y 不变,所以H OG 不变。
因塔高不变,故根据Z =OG OG H N ⋅可知
OG N 不变。
当清水量加大时,因V L m
S /=,故S 降低,由图5-17
可以看出2
22
1mX Y mX Y --会增大,故2Y 将下降。
根据物料衡算12121)()(VY Y Y V X X L ≈-=-可
近似推出1X 将下降。
4 有一填料吸收塔,在28℃及101.3kPa ,用清水吸收200m 3
/h 氨-空气混合气中的氨,使其