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1、气体吸收1.向盛有一定量水的鼓泡吸收器中通入纯的CO2气体，经充分接触后，测得水中的CO2平衡浓度为2.875102kmol/m3，鼓泡器内总压为101.3kPa，水温30，溶液密度为1000 kg/m3。试求亨利系数E、溶解度系数H及相平衡常数m。解：查得u30，水的稀溶液：2在总压101.3kPa，温度30的条件下, SO2摩尔分率为0.3的混合气体及SO2摩尔分率为0.01的水溶液相接触，试问：（1） 从液相分析SO2的传质方向；（2） 从气相分析，其他条件不变，温度降到0时SO2的传质方向；（3） 其他条件不变，从气相分析，总压提高到202.6kPa时SO2的传质方向，并计算以液相摩尔
2、分率差及气相摩尔率差表示的传质推动力。解：(1)查得在总压101.3kPa，温度30条件下SO2在水中的亨利系数E=4850kPa 所以 47.88 从液相分析 x=0.01故SO2必然从液相转移到气相，进行解吸过程。（2）查得在总压101.3kPa，温度0的条件下，SO2在水中的亨利系数E=1670kPa =16.49从气相分析y*=mx=16.490.01=0.16y=0.3故SO2必然从气相转移到液相，进行吸收过程。（3）在总压202.6kPa，温度30条件下，SO2在水中的亨利系数E=4850kPa =23.94从气相分析y*=mx=23.940.01=0.24y=0.3故SO2必然从
3、气相转移到液相，进行吸收过程。以液相摩尔分数表示的吸收推动力为:x=x*x=0.01250.01=0.0025以气相摩尔分数表示的吸收推动力为:y= y y*=0.30.24=0.063在总压为100kPa、温度为30时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数=3.8410-6 kmol/（m2skPa），液相传质系数=1.8310-4 m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时（1） 以（）、（）表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；（2） 分析该过程的控
4、制因素。解：（1）根据亨利定律相平衡常数溶解度常数以气相分压差（）表示总推动力时：=1000.05-1340.01=3.66kPa kmol/（m2skPa）=3.6610-63.66=1.3410-5 kmol/（m2s）以（）表示的传质总推动力时： kmol/m3=0.41461000.050.56=1.513 kmol/m3=8.810-61.513=1.331410-5 kmol/（m2s）（2）及（）表示的传质总推动力相应的传质阻力为273597（m2skPa）/ kmol；其中气相阻力为m2skPa/ kmol；液相阻力m2skPa/ kmol；气相阻力占总阻力的百分数为。故该传质
5、过程为气膜控制过程。4 若吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线，界面上气液两相平衡，推导出KL及kL、kG的关系。解：因吸收系统服从亨利定律或平衡关系在计算范围为直线界面上气液两相平衡 的关系式由 得 （1）由得 （2）由得 （3）（2）式（3）式，并及（1）式比较得5在逆流吸收的填料吸收塔中，用清水吸收空气氨混合气中的氨，气相流率为 0.65kg/(m2S)。操作液气比为最小液气比的1.6倍，平衡关系为 ，气相总传质系数为0.043kmol/(m3S)。试求：(1)吸收率由95提高到99，填料层高度的变化。（2）吸收率由95提高到99，吸收剂用量之比为多少？解：（1）吸收率为95时
6、：V0.65290.0224 kmol/(m2S)L0.02241.3980.0313 kmol/(m2S)吸收率为99时：L0.02241.4570.0326 kmol/(m2S)(2) L0.02241.3980.0313 kmol/(m2S)L0.02241.4570.0326 kmol/(m2S)6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、如何变化？（已知体积传质系数随气量变化关系为）解： 用水吸收混合气中的氨为气膜控制过程，故 因气体流量V不变，所以、近似不变，HOG不变。 因塔高不变，故根据Z=可知不变。 当清水量加大时，因，故S降低，由图5
7、-25可以看出会增大，故将下降。 根据物料衡算,VY不变，L增大，可近似推出将下降。7在一逆流操作的吸收塔中，如果脱吸因数为0.75，气液相平衡关系为，吸收剂进塔浓度为0.001（摩尔比，下同），入塔混合气体中溶质的浓度为0.05时，溶质的吸收率为90%。试求入塔气体中溶质浓度为0.04时，其吸收率为多少？若吸收剂进口浓度为零，其他条件不变，则其吸收率又如何？此结果说明了什么？解： 时：原工况 新工况 解得时：原工况 新工况 解得 从计算结果看，塔高一定，当用纯溶剂吸收混合气体中的溶质时，入塔气体组成变化，其他条件不变，其吸收率不变。8.在一逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收混合气体中溶质组分，
8、当液气比为1.5时，溶质的吸收率为90，在操作条件下气液平衡关系为。如果改换新的填料时，在相同的条件下，溶质的吸收率提高到98，求新填料的气相总体积吸收系数为原填料的多少倍？解：原工况： 新工况： 9用纯溶剂在一填料吸收塔内，逆流吸收某混合气体中的可溶组分。混合气体处理量为1.25Nm3/s，要求溶质的回收率为99.2%。操作液气比为1.71，吸收过程为气膜控制。已知10下，相平衡关系，气相总传质单元高度为0.8m。试求：（1）吸收温度升为30时，溶质的吸收率降低到多少？ （30时，相平衡关系）（2）若维持原吸收率，应采取什么措施（定量计算其中的2个措施）。解：（1）原工况：新工况： 解得（2
9、）温度升高，平衡线上移，推动力减小，保持吸收率不变，可采取措施：1）L/V增加，即增加溶剂量；2）增加填料层高度 L/V不变，温度升高，推动力减小靠增加塔高弥补。温度改变，对气膜控制吸收过程，传质单元高度不变，10在一塔高为4m填料塔内，用清水逆流吸收混合气中的氨，入塔气体中含氨0.03（摩尔比），混合气体流率为0.028kmol/(m2s), 清水流率为0.0573kmol/(m2s)要求吸收率为98，气相总体积吸收系数及混合气体流率的0.7次方成正比。已知操作条件下物系的平衡关系为，试求：（1）当混合气体量增加20时，吸收率不变，所需塔高？（2）压力增加1倍时，吸收率不变，所需塔高？（设压力变化气相总体积吸收系数不变）解： 原工况： （1）气体流量增加20 因水吸收氨为气膜控制，所以V增加，传质单元高度变化（2）压力加1倍 第 6 页