x1?0.021?103?3.6?10?5 18* ∴y1?mx1?0.054 ∴?y?y?y1?0 ∴平衡
*② x2?0.001?5?18.?10 31?1018** ∴y2?mx2?0.027 ∴?y?y?y2?0 ∴气相转移至液相 ③ x3?0.003?5?5.4?10 31?1018* ∴y3?mx3?0.081 ∴?y?y?y3?0 ∴液相转移至气相
*2） P=3atm y=0.054 E=0.15×10atm ∴m=E/P=0.05×10 x4=x3=5.4×10
∴y4?mx4?0.027 ∴?y?y?y4?0 ∴气相转移至液相
说明：利用吸收相平衡关系可判断传质过程进行的方向；计算传质过程的推动力和吸收过程可达到的极限。低温高压有利于吸收。
6-3. 在常压逆流吸收塔中,用纯吸收剂吸收混合气中的溶质组分.进塔气体中溶质组分为4.5%(体积),吸收率为90%;出塔液相组成为0.02(摩尔分数),操作条件下平衡关系为Y*=1.5X。求:
1）塔顶气相传质推动力； 2） 塔底气传质推动力； 3） 全塔平均推动力。 解:
1）y1=0.045=4.5%
**-5
4
4
y0.045Y???0.0471?y1?0.045111出塔气相组成Y2=Y1（1-φA）=0.047×（1-0.90）=0.0047 进塔液相组成x2=0. m=1.5
塔顶气相推动力：ΔY2=Y2-Y2*=Y2-mX2=0.047-0=0.0047
41
2）出塔液相组成:
x0.02X???0.02041?x1?0.02111塔底气相推动力:ΔY1=Y1-Y1*=Y1-mX1=0.047-1.5×0.0204=0.0164 3）全塔气相平均推动力ΔYm：
?Y?m1?Y??Y0.0164?0.0047??0.00936?Y0.0164lnln0.0047?Y112112本题要求掌握吸收过程传质推动力的计算。 6-4．某传质过程的总压为300
，吸收过程传质系数分别为
、 ，
，气液相平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为
试求：1）吸收过程传质总系数
和
；2）液相中的传质阻力为气相的多少倍。
解：1)E = 10.67×103kPa，P = 300kPa， ∴Ky = 0.3919
11111???? ∴Kx = 13.94 Kxmkykx3557.?107.22m2)
kxky1?1kx1173.
mky本题目要求掌握吸收传质系数的计算及相互关系。
6-5．在常压逆流操作的填料吸收,用清水吸收空气-氨混合气体中的氨.混合气的质量流速为580Kg/(m·h).溶质组成为6%(体积),吸收率为99%,水的质量流速为770Kg/(m2·h).操作条件下平衡关系为Y*=0.9X.若填料层高度为4m。求： 1）气相总传质单元数NOG； 2）气相总传质单元高度HOG。 解:
42
2
1）清水吸收x2=0
Y1?y10.06??0.0638 1?y11?0.06Y2=Y1（1-φA）=0.0638×(1-0.99)=0.000638 混合气的平均摩尔质量：
Mm=MAyA+MByB=29×(1-0.06)+17×0.06=28.28Kg/Kmol 惰气的摩尔流速
V580???1?0.06??19.28Kmol/?m2h? ?28.28L770??42.78Kmol/?m2h? ?MH2O清水的摩尔流速为：
S?mv?L0.9V??0.9?19.28?0.4056L42.78?
??G??1??Y1?mX2??Ln??1?s????s?1?s?Y2?mX2???1???0.0638?0?Ln??1-0.4056???0.4056???6.881?0.4056?0.000638???Z4??0.58m NOG6.88
H?G?本题是吸收过程的基本计算，要求能熟练掌握传质单元数和传质单元高度的计算。 6-6．在一逆流操作的填料塔中，用循环溶剂吸收气体混合物中溶质。气体入塔组成为0.025（摩尔比，下同），液气比为1.6，操作条件下气液平衡关系为Y=1.2X。若循环溶剂组成为0.001，则出塔气体组成为0.0025，现因脱吸不良，循环溶剂组成变为0.01，试求此时出塔气体组成。
解：两种工况下，仅吸收剂初始组成不同，但因填料层高度一定，HOG不变，故NOG也相同。由原工况下求得NOG后，即可求算出新工况下出塔气体组成。
原工况（即脱吸塔正常操作）下： 吸收液出口组成由物料衡算求得：
X1?V?Y1?Y2??X2?0.025?0.0025?0.001?0.0151
L1.6吸收过程平均推动力和NOG为：
ΔY1=Y1－mX1=0.025－1.2×0.0151=0.00688
43
ΔY2=Y2－mX2=0.0025－1.2×0.001=0.0013 ?Y??Y1??Y2?0.00688?0.0013?0.00335
m?Y0.00688lnln10.0013?Y2 NOG?Y1?Y2?0.025?0.0025?6.72
?Ym0.00335新工况（即脱吸塔不正常）下；
设此时出塔气相组成为Y2′，出塔液相组成为X1′，入塔液相组成为X2′，则吸收塔物料衡算可得： X1???V ?Y1?Y2???X2??0.025?Y2?0.01 （a）
L1.6NOG由下式求得
NOG??1Y1?mX110.025?1.2X1 ?ln?lnmVY??mX?1.2Y??1.2?0.011?1?222L1.6?即 4ln0.025?1.2X1?6.72
?Y2?0.012 0.025－1.2X1′=5.366（Y2′－0.012） 联立式（a）和式（b），解得： Y2′=0.0127 X1′=0.0177
吸收平均推动力为：
?Y?Y1?Y2?0.025?0.0127?0.00183
mNOG6.72?说明：计算结果表明，当吸收－脱吸联合操作时，脱吸操作不正常，使吸收剂初始浓度升高，导致吸收塔平均推动力下降，分离效果变差，出塔气体浓度升高。
6-7．在一填料层高度为5m的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气中溶质组分。当液气比为1.0时，溶质回收率可达90%。在操作条件下气液平衡关系为Y=0.5X。现改用另一种性能较好的填料，在相同的操作条件下，溶质回收率可提高到95%，试问此填料的体积吸收总系数为原填料的多少倍？
解：本题为操作型计算，NOG宜用脱吸因数法求算。 原工况下：
44
NOG???Y?mX21ln??1?S?1?S? 1?S?Y2?mX2?其中 S?mV?0.5
L
因X2=0 则：Y1?mX2?Y1?Y2?mX2Y211??10 1??1?0.9故 NOG?1ln??1?0.5??10?0.5??3.41 1?0.5气相总传质单元高度为： HOG?VZ5???1.466 KYa?NOG3.41新工况（即新型填料）下：
1?1? NOG??ln?0.5??0.5??4.703 0.5?1?0.95?VZ5 HOG?????1.063
??KYa?NOG4.703?则 KYa?HOG?1.466?1.38
?KYaHOG1.063即新型填料的体积传质系数为原填料的1.38倍。
说明：对一定高度的填料塔，在其它条件不变下，采用新型填料，即可提高KYa，减小传质阻力，从而提高分离效果。
6-8．在填料高度为4m的常压填料塔中，用清水吸收尾气中的可溶组分。已测得如下数据：尾气入塔组成为0.02，吸收液排出的浓度为0.008（以上均为摩尔分率），吸收率为0.8，并已知此吸收过程为气膜控制，气液平衡关系为y=1.5x。求： 1）该塔的HOG和NOG；
2）操作液气比为最小液气比的倍数；
3）若法定的气体排放浓度必须 ?0.002，可采取哪些可行的措施？并任选其中之一进行计算。 解： 1）y
*
1?0.02?5%~10%可当作低浓气体吸收，y?Y,x?X
y??1???y??1?0.8??0.02?0.004
22
Ly?y0.02?0.004???2Vx?x0.0081212
45