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1、化工单元操作第四章吸收操作技术吸收操作技术 1、在文丘里管内用清水洗去含SO2混合气体中的尘粒，气体与洗涤水在气液分离器中分离，出口气体含10%的SO2，操作压力为常压，求在以下两种情况下每排含1kg水所能造成SO2的最大损失量。操作温度为20 操作温度为40。 解：当操作温度为20时，E=0.355104kpa *P总=101.3kpa y=0.1 6 m=E/P=0.35510/101.3kpa=35.04 总 由y*=mx 得： x=y*/m=0.1/35.04=2.8510-3 w1000+=2.8510-3 6418w=10.15(g)w/64/ 当操作温度为40时，E=0.6611
2、04kpa。 4m=E/P=0.66110/101.3=65.3总x=0.1/65.3=1.5310w/64/-3w1000+=1.5310-36418 w=5.46(g)所以操作温度为20，每排出1kg水所造成SO2的最大损失量为5046g，40时损失量为10.15g。 2、某逆流吸收塔用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分，气体入塔组成为0.06，要求吸收率为90，操作液气比为2。求出塔溶液的组成。 解：Y1=0.06 h=90% x2=0 Hv=2 由Y2=Y1(1-h)得： Y2=0.06(1-0.9)=0.006 由X1=X2+V/L(Y1-Y2) =0+1/2(0.06-0.006)=0
3、.0273、吸收塔中用清水吸收空气中氨的混合气体，逆流操作操作，气体流量为5000m3/h，其中氨含量为10，回收率为95，操作温度为293k，压力为101.33kpa,已知操作液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围内Y*=26.7x,求用水量为多少？ 解：已知：y1=10% h=95% T=293K P=101.3kpa HV=1.5(L/V)min y*=26.7x x2=0 由：Y1=y1(1-y1)得 Y1=0.1(1-0.1)=0.11 由：Y2=y1(1-h) =0.11(1-0.95)=0.0055 混合气体中惰性气体量为 V=5000/22.4273/273(293-273)(
4、1-0.1)=186.83Kmol/h 由于气液相平衡关系y*=26.7x，则 Y1-Y20.11-0.0055 =Y10.11-0-x226.7m =25.37 (L/V)min= 实际液气比为 L/V=1.5(L/V)min=1.525.37=38.06 L=38.06V=38.06186.83=7110.75Kmol/h 4、在总压为101.3kpa，温度为20的条件下，在填料塔内用水吸收混合空气中的二氧化碳，塔内某一截面处的液相组成x=0.00065，气相组成y=0.03，气膜吸收系数KG=1.010-6Kmolm-2S-1kpa-1，液膜吸收系数kL=8.010-6ms-1.若20时
5、二氧化碳的亨利系数E=3.54103kpa，求该截面处的总总推动力P,y,x及相应的总吸收系数；该截面处的吸收速率；计算说明该吸收过程的控制因素；若提高操作压力到1013kpa，求吸收速率提高的倍数。 解：已知：P kL=8.010-6m-2s-1 x=0.00065 y=0.03 3pa总=101.kkG=1.010-6kmolm-2s-1kpa-1 E=3.54103kpa m=E/P总 =3.54103/101.3=34.95 由 y*=mx 得： y*=34.950.00065=0.0227 y=y-y*=0.03-0.0227=0.0073 x=x*-x=y/m-x=0.03/34.
6、95-0.00065=0.00021 * P=PA-P*=yAP -P总=0.03101.3-3.5410-30.00065=0.738 由H=r/EMS=1000/3.5410318=1.56710-2 由1/kG=11+ 得 kGHkL kG=1.1210-7 由 NA=PAPA*/1 得 kG NA=PkG=0.7381.1210-7=8.2710-8 由于 1/kG=1/1.010-61/HkL=1/0.79610-6 所以 1/kG1/HkL 即该吸收过程为液膜控制过程。 P总1013kpa 3m=E/P总=3.5410/1013=3.495 P=PA-PA*=P 总y-Ex =0.
7、031013-3.5410-30.00065 =28.089 NA=P1-6=28.089/=3.14610 -71/kG1.1210 所以吸收率提高的倍数为： NA/NA=3.14610-6/8.2710-8 =38 5、某塔料吸收塔用含溶质x2=0.0002的深剂逆流吸收混合气中的可溶组分。采用液气比为3，入口气体的摩尔分数y1=0.01，回收率可达90%，已知物系的平衡关系为y=2x，今因解吸不良，使入口吸收剂的摩尔分数x2升至0.00035，求可溶组分的吸收率将下降至多少？ 液相出塔时的摩尔分数将升至多少？ 解：已知： x2=0.0002 L/V=3 y1=0.01 h=90% y=2
8、x x2=0.00035 原工况： y1=y1(1-y1)=0.01/(1-0.01)=0.0101 y2=0.01(1-0.9)=0.0010x2=x2/(1-x2)=0.0002/(1-0.0002)=0.0002 新工况： x2=0.00035x2= x2=0.000351-x2 因为脱吸因数S和N0G不变。 y1-mx2 由N0G=1/(1-s)ln(1-s)+s 知： y-mx22 y1-mx2y1-mx2 =y2-mx2y2-mx2 其中 y1-mx20.0101-20.0002=16 y2-mx20.0011-20.0002y1-mx2=16 y2-mx2 即 代入数据解上式，得
9、： y2=0.0013 则h=y1-y20.0101-0.0013=100%=87% y10.0101 x1=x2+V/L(y1-y2) =0.0002+1/3(0.0101-0.0013)=0.00325 x1=x1=0.00325/(1+0.00325)=0.0032 1+x1 6、流速为1.26kgs-1的空气中含氨0.02，拟用塔径1m的吸收塔回收，其中90%的氨，塔顶淋入摩尔比为410-4稀氨水，已知操作液气比为最小液气比的1.5倍，操作范围为y*=1.2x,kya=0.05kmolm-3s-1，求所需要的填料层高度。 解：已知：V=1.26kgs-1 y1=0.02 h=90%=0
10、.9 x2=410-4 L L/V=1.5min y*=1.2x kya=0.05kmolm-3s-1 V 由y1=0.02 y1=y1 得: 1+y1y1=0.02/(1+0.02)=0.0196y2=y1(1-h)=0.02(1-0.9)=0.002yL min=(y1-y2)/1-x2 *Vy0.02=(0.02-0.002)/-410-4 1.2 =1.104L 由 L/V=1.5min V =1.51.104=1.66 由 D=4VS 得 pV VS=4VS=1 即: pV3.141.260.9893600=0.989kg/s=158.9kmol/h 422.4 VB=158.9(1-y1)158.9(1-0.0196)=155.79kmol/h 气相总传质单元高度： H0G=V 式中 W=0.785D2=0.785 KyaW H0G1.5579102/3600=1.061m 0.0520.785 脱吸因数： S=mx2=1.2/1.66=0.723 Ly1-mx20.02-1.2410-4 =12.84 y2-mx20.002-1.2410-4 气相传质单元数： N0G=y1-mx21ln(1-s)+s 1-Sy2-mx21l1-0.723)12.84+0.723 1-0.723n(=5.23= 所需填料层高度： Z=H0GN0G=1.0615.23=5.58m
