体积分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成；（2）当用含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液作为吸收剂时，欲保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量有何变化？塔底吸收液组成变为多少？101.3kPa，20℃条件下SO2在水中的平衡数据见下表。 SO2汽-液平衡组成
SO2溶液摩尔比X 0.00005620.000140.00028 0.000420.00056气相中SO2平衡摩尔比Y SO2溶液摩尔比X 0.000840.00140.00197 0.00280.0042气相中SO2平衡摩尔比Y 0.000660.001580.0042 0.00770.01130.0190.0350.054 0.0840.138解 按题意进行组成换算： 进塔气体中SO2的组成为 Y1?y10.09??0.099
1?y11?0.09出塔气体中SO2的组成为 Y2?Y1(1??)?0.099?(1?0.9)?0.0099
?1000273??(1?0.09)?37.85kmol/h 22.4273?20进吸收塔惰性气体的摩尔流量为 V由表中X-Y数据，采用内插法得到与气相进口组成Y1相平衡的液相组成（1）LminX1*?0.0032。
?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1054kmol/h
X1*?X20.0032实际吸收剂用量 L?1.2Lmin塔底吸收液的组成
?1.2?1054?1265kmol/h
X1由全塔物料衡算求得
37.85(0.099?0.0099)?0.00267
1265
X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0?（2）吸收率不变，即出塔气体中SO2的组成Y2=0.0099，而X2=0.0003
所以 Lmin?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1163kmol/h
X1*?X20.0032?0.0003实际纯吸收剂用量 L?1.2Lmin塔底吸收液的组成
?1.2?1163?1395kmol/h
X1由全塔物料衡算求得
X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0.0003?37.85(0.099?0.0099)?0.0027
1395含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液用量为：
L??X1L13950.0027??1399kmol/h 其中x1???0.0027
1?x11?0.00271?X11?0.0027【6-7】 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分率），入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为
y*?0.86x。当液气比L/V为0.9时，试求逆流的最大吸收率和出塔溶液的浓度。
已知溶质摩尔质量为40kg/kmol，溶剂摩尔质量为18kg/kmol。 解：先将已知的气液相组成换算为摩尔比，即
Y1?y10.091??0.1001
1?y11?0.09121.7440x2??0.0099
21.741000?21.74?4018X2?x20.0099??0.01
1?x21?0.0099L?m，平衡线与操作线交点位置在塔顶，即 V逆流操作，且
y2??0.86x2?0.86?0.0099?0.008514 y2?0.008514此时 Y2???0.008587 ?1?y21?0.008514?max?Y1?Y20.1001?0.008587??0.914?91.4% Y10.1001吸收液相组成
V1(Y1?Y2)?X2?(0.1001?0.008587)?0.01?0.112 L0.9【6-8】 在一直径为1.2m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。混合气的处理量为200kmol/h，X1?其中二氧化硫的体积分数为5％，要求回收率为95％，吸收剂用量为最小用量的1.5 ，已知操作条件下气液平衡关系为
Y*?1.2X,气相总体积吸收系数为220kmol/(m3?h)。求水的用量(kg/h）及所需的填料层高度。[5843kg/h；4.86m]
解：（1）由已知可知，惰性气体流量V?200(1?0.05)?190kmol/h
Y1?y10.05??0.05263
1?y11?0.05Y2=Y（）=0.05263（1-0.95）=0.00263 11??AX1??Y10.05263??0.0439 m1.2X2?0,
最小吸收剂用量 Lmin?V(Y1?Y2)0.05263?0.00263??216.4kmol/h
X1*?X20.0439实际用水量 L?1.5Lmin?1.5?216.4kmol/h?324.6kmol/h?324.6?18kg/h?5843kg/h
?mV1.2?190??0.702 L324.6（2）填料层高度 S NOG?Y?mX21ln[(1?S)1?S] 1?SY2?mX2 NOG?HOG1005263ln[(1?0.702)?0.702]?6.366
1?0.7020.00263V190???0.764m
?KYa?220??1.224 Z?NOGHOG?6.366?0.764?4.68m
【6-9】 在一逆流操作的吸收塔中用清水吸收氨和空气混合气中的氨，惰性气流量为0.025kmol/s，混合气入塔含氨0.02（摩尔比），出塔含氨0.001（摩尔比）。吸收塔操作时的总压为101.3kPa，温度为293K，在操作浓度范围内，氨水系统的
*Kakmol(s?m平衡方程为Y?1.2X，总传质系数Y为0.0522
3)。若塔径为1m，实际液气比为最小液气比的1.2倍，求
所需塔高度。[Z解：最小液气比
?6.0m]
(L/V)min?Y1?Y20.02?0.001??1.14
X1??X20.02/1.2?0L/V?1.2(L/V)min?1.2?1.14?1.37
液相出口浓度
X1?Y1?Y20.02?0.001?X2??0.0139
L/V1.37平均推动力
?Ym?(Y1?mX1)?(Y2?mX2)(0.02?1.2?0.0139)?0.001??1.93?10?3
Y?mX10.02?1.2?0.0139lnln10.001Y2?mX2惰性气体摩尔流量
V?0.025?4?0.0318kmol/(s?m2)
?12传质单元高度
HOG?V0.0318??0.609m Kya0.0522传质单元数
NOG?Y1?Y20.02?0.001??9.84
?Ym1.93?10?3所需塔高
Z?HOG?NOG?0.609?9.84?6.0m
【6-10】 用清水逆流吸收混合气体中的
CO2，已知混合气体的流量为
300m3CO2含量为/h（标准状态下），进塔气体中
*0.06（摩尔分数），操作液-气比为最小液-气比的1.6倍，传质单元高度为0.8m。操作条件下物系的平衡关系为Y?1200X。
要求
CO2吸收率为95％，试求：
?5X?3.33?101（1）吸收液组成及吸收剂流量；[；L?22964kmol/h]
（2）写出操作线方程；[Y?1824X?3.26?10?3]
（3）填料层高度。[Z?4.71m] 解（1）由已知可知，惰性气体流量V?300(1?0.06)?12.59kmol/h 22.4
X2?0, ?A?Y1?Y2Y1最小液-气比 ?Y1?Y2Y1?Y2?L????m?A ?*VX?XY/m??min121操作液-气比
L?L??1.6???1.6?Am?1.6?0.95?1200?1824 V?V?min吸收剂流量 L???L???V?1824?12.59?22964kmol/h ?V?吸收液组成
Y1?y10.06??0.064
1?y11?0.06VV1(Y1?Y2)?X2?Y1?A??0.064?0.95?3.33?10?5 LL1824LLX?(Y1?X1)?1824X?(0.064?1824?3.33?10?5) （2）操作线方程 Y?VVX1?X2?整理得 Y（3）填料层高度 S?1824X?3.26?10?3 ?mV1200??0.658 L1824 NOG?Y?mX21ln[(1?S)1?S] 1?SY2?mX2 NOG Z?11ln[(1?0.658)?0.658]?5.89
1?0.6581?0.95?NOGHOG?5.89?0.8?4.71m
3【6-11】 一填料吸收塔，在28℃及101.3kPa下操作，用清水吸收200m降低到0.04％（均为摩尔百分数）。填料塔直径为0.8
/h氨-空气混合气中的氨，使其中氨含量由5％
3
m，填料层体积为
m3，平衡关系为Y*?1.4X，已知
Kya=38.5kmol/m3?h。（1）出塔氨水浓度为出口最大浓度的80％时，该塔能否使用？（该塔不能使用）
（2）若在上述操作条件下，将吸收剂用量增大10％，该塔能否使用？（注：在此条件下不会发生液泛）（该塔合用）
0.050.0004?0.05263 Y2??0.0004
1?0.051?0.0004200273??(1?0.05)?7.69kmol/h 惰性气体流量 V?22.4301解：（1）Y1?