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1/26第五章吸收——习题解【题1】总压为101.325kPa、温度为20℃时，1000kg水中溶解15kgNH3，此时溶液上方气相中NH3的平衡分压为2.266kPa。试求此时之溶解度系数H、亨利系数E、相平衡常数m。【题1解】：解题思路：根据亨利定律Exp或Hcp或mxyE与H、m的关系：SSEMEMH，PEm，mPE首先将此气液相组成由质量百分数换算为摩尔百分数y与x。NH3的摩尔质量为17kg/kmol，溶液的量为15kgNH3与1000kg水之和。故0156.018/100017/1517/15BAAAnnnnnx022403251012662...Ppy*A*436.10156.00224.0*xym根据式E=P.m=101.325×1.436=145.5kPa或由式3.1450156.0266.2*xpEAkPa溶剂水的密度ρs=1000kg/m3，摩尔质量Ms=18kg/kmol，由下式382.0183.1451000ssEMHkmol/（m3·kPa）H值也可由此式算出:*AApcH溶液中NH3的浓度为869.01000/10001517/15//ssAAAAAmmMmVnckmol/m3所以383.0266.2869.0*AApcHkmol/（m3·kPa）2/26【题2】在一塔径为0.8m的填料塔内,用清水逆流吸收空气中的氨,要求氨的吸收率为准99.5%.已知空气和氨的混合气体质量流量为1400kg/h,气体总压为101.3KPa,其中氨的分压为1.333KPa.若实际吸收剂用量为最小用量的1.4倍,操作温度293k下的气液平衡关系为:xy750,气相总体积系数为0.0088kmol/m3s.试求：（1）每小时用水量；（2）所需填料层高度。【题2解】：（1）每小时用水量计算解题思路：总物料衡算：2112GyLxGyLx即2121xxyyGL又min41LL即2*121minxxyyGL进口空气中氨的摩尔百分数为：01320310133311Ppy出口空气中氨的摩尔百分数为：00006609950101320112）（）（yy依题意，有02x因空气中的氨含量很少，故kmolkgM/29则吸收塔混合气体流率为：22/196807850291400hmkmolMAmGV最少吸收剂用量：22*121min/771075001320000066000132961hmmolxxyyGL则实质清水用量为：3/262/410017141min41hmkmolLL（2）所需填料层高度解题思路：填料层高度：OLOLOGOGHNHNZmOLmOGxxx，NyyyN2121aKL，HaKGHxOLyOG依题意并根据操作线方程：01260000006600132041001962221xyyLGx由气液平衡关系得：009450012600757501*1xy0*2y000066000000660*222yyy00375000945001320*111yyy吸收塔对数平均推动力为00091200000660003760ln0000660003750ln2121yyyyym传质单元数为4014000912000006600132021mOGyyyN传质单元高度为maKGHyOG30008803600196吸收塔填料层高度为：mHNZOGOG32430040144/26【题3】用洗油吸收焦炉气中的芳烃，含芳烃的洗油经解吸后循环使用。已知洗油流量为7kmol/h，入解吸塔的组成为0.12kmol（芳烃）/kmol（洗油），解吸后的组成不高于0.005kmol（芳烃）/kmol（洗油）。解吸塔的操作压力为101.325kPa，温度为120℃。解吸塔底通入过热水蒸气进行解吸，水蒸气消耗量V/L=1.5（V/L）min。平衡关系为Y*=3.16X，液相体积传质系数KXa=30kmol/（m3·h）。求解（1）吸塔每小时需要多少水蒸气？（2）若填料解吸塔的塔径为0.7m，求填料层高度。【题3解】：（1）解吸塔每小时需要多少水蒸气解题思路：以摩尔比计算水蒸气不含芳烃，故Y2=0；X1=0.12303.001216.3005.012.02*121minYYXXLV455.0303.05.15.1minLVLV水蒸气消耗量为V=0.455L=0.455×7=3.185kmol/h=3.185×18=57.3kg/h24005.012.0//212221XXmYXmYX引入解吸因子S304.0696.0111,696.0455.016.31SmVLmVLSSmYXmYXSSNOL//1ln11222184.6696.024304.0ln304.01**用（X2－Y2/m）/（X1－Y2/m）=0.0417、mV/L=1.44，从图6-23查得NOL=6.9，与计算值接近。5/26303.07.043072aKLHXOLm填料层高度Z=HOL·NOL=0.303×6.84=2.07m例题(P51例题8-5)【例题8-5】在一塔径为0.8m的填料吸收塔中,用纯溶剂逆流吸收混合气中溶质A,已知进塔混合气体流量为50kmol/h,组成为5%（体积分数），吸收率为95%，操作下的气液平衡关系为:XY22,取实际液气比为最小液气比的1.5倍,已知气体总体积吸收系数为smkmol3/04850，试求：（1）每小时纯溶剂用量；（2）出塔液体的组成；（3）所需填料层高度。解：（1）每小时纯溶剂用量（6分）进入吸收塔惰性气体的摩尔流量为：hkmolqnV/547050150进塔气体中溶质A的摩尔比为：0526005010501111yyY出塔气体中溶质A的摩尔比为：002630950105260112）（）（YY最少液气比为：2*121min...