或S的初值A1、S1：
因为 (yyLL)1?1.2()min?1.2(b?)?1.2(b)?1.2m(?0.96) GGyb/mxb所以 A1?(根据NOGL1?1)1?1.2及S1?A1??0.8333 mG1.2?15及S1?0.833插图9-11，得yb/ya1?65
?4 ya1?yb/65?0.015/65?2.31?10
当将得到的初值ya1代入式（a），以求较准确的L/G时，与初值(L/G)1比，将因计入
ya而略减，S因略增；从图9-11可见yb/ya略减，由此可知ya的实际值应较已算出的ya1为大。第二次设ya2?2.5?10??4，代入式（a）可求相应的A2:
xb?yb/m?0.015/0.8?0.01875
y?yLL0.01475()2?1.2()min?1.2(b?a2)?1.2??0.944 GG0.01875xb A2?(从NOGL10.944)2???1.18,S2?1/1.18 Gm0.8?15，及A2?1.18求yb/ya时，图9-11欠精确，按式(9-53)计算：
??y?mxa1ln?(1?S)b?S? 1?S?ya?mxa?1.18?0.180.0151?ln??? 15?? 0.18?1.18ya1.18? NOG? e?42.2882.288?10?3??0.8475
ya?4解得ya?2.54?10，与原设ya2?2.5?10相差甚少，不必再算下去，
ya2?2.5?10?4即为最终值。
为使?提高到99.5%，可加大水量至L?或增高填料层至h0，都可用式（9-53）计算。此时
ya?(1?0.955)?0.015?0.75?10
?4?yb?mxay0.015?b??200 ?4ya?mxbya0.75?10在应用式（9-53）计算L?时，又需对A或S试差，其解法考虑到式中方括号中的数值
取对数后变化小，而写成
1 ln?(1?S)?200?S? （b）
15方括号内的S查图9-11（纵、横坐标分别额15及200）得初值为0.375，代入式（b）方括号中算得等号左边1?S?0.2656，故S?0.7 344，与原设基本符合，可用于计算L?：
?2?1 L??mG/S?0.8?0.024/0.7344?0.0261kmol.m.s
1?S?而用水量据
yb?yaL(150?2.54)?10?4?1.2??0.944 ?1.2?Gxb??xa0.015/0.8得L?0.944G?0.944?0.024?0.0227kmol.m.s。用水量增大的比例为
?2?1L?/L?0.0261/0.0227?1.15，即增大15%；一般讲，在操作允许范围内。
增高填料层可从总传质单元数的增加直接计算：
L10.944??1.180 (S?0.848) Gm0.81.18?0.181??? NOGln??200??22.6
0.18?1.181.18?????0.4?22.6?9.04m 故 h0?HOGNOG A?比原来h0?6m增加了约51%。
9-18 气体混合物中溶质的摩尔分数为0.02，要求在填料塔中吸收器99%。平衡关系为y?1.0x。求下列各情况下所需的气相总传质单元数。
（1）入塔液体xa?0，液气比L/G?2.0。 （2）入塔液体xa?0，液气比L/G?1.25。 （3）xa?0.0001，L/G?1.25。
（4）xa?0，L/G?0.8，最大吸收率为多少？
解 本题气液进出塔的4个组成易于得出，求NOG以用平均推动力法较便利。 （1） yb?0.02，ya?0.02?(1?0.99)?2?10 ya?0，yb?1?xb?0.0099 ?yb?yb?yb?0.02?0.0099?0.0101
????4?
xa?0，xb?(G/L)(yb?ya)?(1/2)?(0.02?0.99)?0.0099
(101?2)?10?4?25.24?10?4 ?ym?ln(101/2)0.02?2?10?4?7.84 NOG??425.24?10?4（2）yb?0.02、ya?2?10、xa?0、?ya?ya与前相同，
yb?xb?(1/1.25)?(0.02?0.99)?0.01584 ?yb?0.02?0.01584?0.00416
?(41.6?2)?10?4?13.05?10?4 ?ym?ln(41.6/2) NOG?0.0198/0.001305?15.2
（3） xa?0.0001， ya?xa?0.01584?0.0001?0.01594 ?ya?0.0002?0.0001?0.0001 ?yb?0.02?0.01594?0.00406
?(40.6?2)?10?4?0.001069 ?ym?ln(40.6/2) NOG?0.0198/0.001069?18.5
（4）当L/G?(L/G)min时，对应于回收率?的最大值，xb与yb达到平衡，即
xb?yb/m，全塔物料衡算式为
G(yb?ya)?L(yb/m?0) 故 (yb?ya)/yb?L/(mG) ，即??A(?0.8)
说明当A?1时，最大吸收率不能超过A。
9-19 气体中含有40%（体积分数）氨，需在填料塔中以水吸收其中氨的95%，水量为最小值的1.1倍。塔内总压P?0.1MPa，塔底的气体流率Gb?0.024kmol.m.s、
?2?1?KGa(1?y)m?b?0.4kmol.s?1.m?3.kPa?1，塔顶
?KGa(1?y)m?a?0.26kmol.s?1.m?3.kPa?1。入塔水温293K，塔内操作条件下的汽—液平
衡数据如下。求所需填料层高度。
用水吸收高浓度氨时的平衡数据（计入溶剂热导致的液温上升，初温293K） 2 3 4 5 6 7 8 9 102x 1 102y 1 2.5 4.5 8 12 17 23 32 42 解 本题属高浓度气体的吸收，应用式（9-73a）： h0?HG,CNG,C （a） 式中，HG,C取塔顶、底的平均值。已给定塔底Gb?0.024；塔顶Ga需通过物料衡算。惰性气流率为
GB?Gb(1?yb)?0.024?(1?0.4)?0.0144kmol.m.s 塔底摩尔比 Yb?0.4/(1?0.4)?0.667 塔顶摩尔比 Ya?Yb(1??)?0.667?(1?0.95)?0.0333
塔顶流率 Ga?GB(1?Ya)?0.0144?1.0333?0.0149kmol.m.s 传质系数KGa需换算到以摩尔分数为单位： Kya?P.KGa?0.1KGa 故塔底、塔顶的传质单元高度分别为 (HG,C)b? (HG,C)a??2?1?2?1?Gb0.024??0.6m
Kya(1?ym)b0.1?0.4?平均值 HG,C?(HG,C)b?(HG,C)a/2?(0.6?0.572)/2?0.586m 以下求NG,C，以用近似梯级法为便。水吸收氨为气膜控制物系，梯级法中可用气相总推动力y?y代替气相分推动力y?yi。现平衡数据已给，作出平衡曲线OE如附图所示；另需找出x?y间的物料衡算关系。为得到最小液气比，需从平衡曲线查出xb?0.088，据式（9-38）：
???Ga0.01488??0.572m
Kya(1?ym)a0.1?0.26???LSY?Y0.6667?0.0333)min?b?a??6.564 GBXb?Xa0.088/(1?0.088)?0 LS/GB?1.1(LS/GB)min?1.1?6.564?7.22
(将此LS/GB及Xa?0、Ya?0.0333代入式（9-36a）：
yx?7.22??0.0333 1?y1?x7.22x/(1?x)?0.0333即 y? （b）
7.22x/(1?x)?1.0333现据此式算出一些x、y衡算关系（如下表所示），以作出操作线（曲线）AB如附图
所示。
102x 102y 0 3.23 1 9.61 2 15.3 3 21.1 4 25.1 5 29.3 6 33.1 7 36.6 8 39.8 8.8 42.2 如附图所示，再作出操作线AB与平衡线OE垂直距离中点的联线MN，可按倍克法作出梯级。其级数为3.9，即NG,C?3.9。代入式（a）,得
h0?HG,CNG,C?0.586?3.9?2.3m
9-20 若将习题9-17用清水系数含氨的过程该在有8层理论版的板式塔中进行，用水量和气体流率不变，试重新计算该题的（1）小题。
解 应用式（9-76），其中xa?0，NT?8，故
yb/ya?(A?1)/(A?1)
据习题9-17（1）的用水量及平衡关系已得A?1.18，代入上式，得
ya?yb(A?1)/(A?1)?0.015?(1.18?1)/(1.18?1)?7.86?10 9-21 填料塔用38mm弧鞍瓷质填料(at?193m.m)以清水吸收空气中的低浓度
?2?1。气体、液体的质量流率分别为0.62kg.m.s和SO2，温度303K，压力100kPa（绝）
2?399?4916.7kg.m?2.s?1。计算kGa、kLa和HG、HL。
解 式（9-91）虽专为水吸收SO2，但填料的差别较大，还是应用通用形式的恩田式较
好；为此要先找出所需的物性数据。
（1）液体物性，按303K的水:
?L?996kg.m,?L?0.801mPa.s,??71.2mN.m
扩散系数DL应用式（8-23）。从表8-5查得SO2的分子体积VA?44.8cm.mol，水的缔合参数a?2.6，摩尔质量Ms?18g.mol，代入式（8-23）：
?1?3?13?1DL?7.4?10?82.6?18?303/(0.8041?44.80.6)
?1.956?10cm.s即1.956?10m.s
?52?1?92?10.801?10?3??411 ScL??9?DL996?1.956?10（2）气体物性，按303K及100kPa的空气
MP29?100 ?G???1.151kg.m?3
RT8.314?30?5 ?G?1.86?10Pa.s
? DG?0.122?(303/293) ScG?1.86?10?51.75?10?4?1.294?10?5m2.s?1
2?1（表8-2：293K下SO2在空气中DG?0.122cm.s）
?1/(1.294?10?5?1.151)?1.249
（3）用式（9-95）计算有效传质面积。先从表9-9查得陶瓷的?c?61mN.m
?a610.7516.716.72?193?0.0516.720.10.2??1?exp??1.45?()?()?()?()??32at71.2996?0.0712?193193?0.801?10996?9.81?? ?1?exp(?1.45?0.8095?1.597?1.297?0.459) ?1?exp? (1.228)?0.707 a?193?0.707?136.5m.m （4）用式（9-96）计算液相给质系数
2?3kL(99616.71/3?32/3?1/2 )?(10.2?10)()411?3?30.801?10?9.81136.5?0.801?10kL?(10.2?10?3)?28.6?0.0493/50.2?2.86?10?4m.s?1 ?136.5?3.90?10?2s?1 L?/MLL16.7/18???0.430m HL?kxakLa.C3.90?10?2?(996/18) kLa?2.86?10（5）用式（9-97）计算气相给质系数 kG(?48.314?3030.620.71/3?2 )?5.23?()?1.249?5.6?5?5193?1.29?10793?1.86?10kG?5.23?36.8?1.077?0.0319/(1.012?106)?6.53?10?6kmol.s?1m?2.kPa?1
?6?136.5?8.92?10?4kmol.s?1m?3.kPa?1 G?/MGG0.62/29???0.240m HG?kyakGaP8.92?10?4?100 kGa?6.53?10注意：①应用式(9-97)时，取atdp?5.6是按表9-10查得的。
②本题如果用式（9-97）、式（9-92）求解，所得HL差别不大，而HG的差别要大一些。