出口液相浓度
X1?X2?V(Y1?Y2)L1?0??(0.0204?0.001)?3.12?10?5622
（2）：求1013kPa下的操作液气比及出口液组成
E5.52?104m???545 P1013则：
Y?YL'0.0204?0.0001()min?12??51.8Y1V0.0204/545?X2 mL?1.2?51.8?62.2V出口液相组成：
V'1X?X2?'(Y1?Y2)?0??(0.0204?0.001)?3.12?10?4L62.2'1
11，在101.33kPa下用水吸收据于空气中的氨。已知氨的摩尔分数为0.1,混合气体于40℃下进入塔底,体积流量为0.556m3/s,空塔气速为1.2m/s。吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍,氨的吸收率为95%,且已估算出塔内气相体积吸收总系数在操作条件下的气液平衡关系为Y*?2.6X,KYa的平均值为0.1112kmol/(m3?s)。试求塔径及填料层高度。 解：
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0.1?0.11111?0.1Y2?Y1(1??)?0.1111?(1?0.95)?0.005555Y1?X2?0.Y?YL0.1111?0.005555()min?12??2.47Y10.1111V?X22.6m L?1.1?2.47?2.72VV1X1?(Y1?Y2)?X2??(0.1111?0.005555)?0?0.0388L2.72mV2.6S???0.956L2.72Y1?Y2?110.1111N?G?ln[(1?S)?S]?ln[(1?0.956)??0.956]?13.8?1?SY2?Y21?0.9560.005555塔截面积：
??0.556/1.2?0.463m2
塔径：
D?4??0.463?0.77m
0.556273??0.9?0.0195kmol/s 22.4273?40又知：V?则：
H?G?V0.0195??0.38m KYa?0.1112?0.463塔上填料层高度：
Z?H?G?N?G?0.38?13.8?5.23m
12．在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2,气体流量为5000m3(标准)/h,其中SO2占10%,要求SO2回收率为95%。气、液逆流接触,在塔的操作条件下SO2在两相间的平衡关系近似为Y*?26.7X。试求:
(1)若取用水量为最小用量的15倍,用水量应为多少? (2)在上述条件下,用图解法求所需理论塔板数;
(3)如仍用(2)中求出的理论板数,而要求回收率从95%提高到98%,用水量应
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增加到多少? 解：
（1）求用水量：
0.10?0.11111?0.10Y2?0.1111?(1?0.95)?0.00556Y1?V?5000?(1?0.10)?201kmol/h 22.4V(Y?Y)201?(0.111?0.00556)Lmin??12??5100kmol/h0.1111X1?X2?026.7L?1.5Lmin?1.5?5100?7650kmol(水）/h（2）：求理论板数
(a)梯级图解法 X1?V201(Y1?Y2)?X2??(0.1111?0.00556)?0.00277 L7650在Y?X直角坐标图中给出平衡线oE.CY??26.7?7及操作线BT 由图中B点开始在操作线与平衡线之间画梯级 得理论板层数NT?5.5
(b)用克列姆塞尔算图
??95??.X2?0
则相对回收率??Y1?Y20.1111?0.00556??0.95
Y1?mX20.1111在理论最小用水量下，NT??，J据此查图2?21得：
Amin?0.95 而
Lmin?0.95 mVL?1.5Lmin?1.5?0.95mV?1.5?0.95?26.7?201?7650kmol(水）/h
查图2?21（或由式2?77c计算）可知当：
A?L?1.43.??0.95时 mVNT?5.5
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两种方法解得的结果相同。 （3）求??98??时所需增加的水量
用克列姆塞尔法估算，已知：?'?0.98.NT?5.5 据此查图2?21得A'?1.75
则:L'?1.75mV?1.75?26.7?201?9390kmol/h 故需要增加的用水量
L'?L?9390?7650?1740kmol(水)/h?3.13?104kg(水）/h
13. 在一个接触效能相当于8层理论塔板的筛板塔内,用一种摩尔质量为250、密度为则900kg/m3的不挥发油吸收捏于空气中的丁烧。塔内操作压强为101.33kPa,温度为15℃,进塔气体含丁烷5%(体积),要求回收率为95%。丁烷在15℃时的蒸气压强为194.5kPa,液相密度为58Okg/m3假定拉乌尔定律及道尔顿定律适用,求:
(1)回收每1m3丁烷需用溶剂油多少(m3)?
(2)若操作压强改为304.OkPa,而其他条件不变,则上述溶剂油耗量将是多少(m3)? 解:
(1).由拉乌尔定律
y??p?194.5x??x?1.92x p101.33由于为低组成吸收,可以认为Y??1.92X
0.05?0.0526.X2?0.Y2??0 1?0.05Y2?Y1(1??)?0.0526?(1?0.95)?0.00263Y1?由克列姆塞尔方程得到:
?Y1?Y1?0.0526?Y1lnlnY2?Y2?0.0263?0NT??8? Y1?Y20.0526?0.00263lnln?Y1??0Y1?Y2?解得:
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Y1??0.042 Y1?0.042X1???0.0221.921.92由此可知,每回收1kmol丁烷所需纯溶剂油数量为
11??45.5kmol/kmol(丁烷） （油）X1?X20.022?0丁烷的摩尔质量为58.08.则回收每1m3液体丁烷所需溶剂油的体积为
45.5?250/90033?126.2m（油）/m（丁烷）
58.08/580(2).若p?304.0kPa.则:
y??194.5x?0.6398x.?Y??0.6398X 304.0因为X2?0故Y2??0
Y1??0.042.(条件未变,仍用上法求得) Y1?0.042X1???0.0656m0.6398
11??15.24kmol（丁烷）（油）/kmolx1?x20.0656?015.24?250190033?42.28m（油）/m（液体丁烷）
58.08/58014. 在一逆流吸收塔中用三乙醇胶水溶液吸收混于气态烃中的H2S,进塔气相含H2S 2.91%(体积),要求吸收率不低于99%,操作温度300K,压强为101.33kPa,平衡关系为Y*?2X,进塔液体为新鲜溶剂,出塔液体中H2S组成为0.013kmol(H2S)/kmol(溶剂)。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015 kmol/(m2·s),气相体积吸收总系数为0.000395kmol/(m3·s·kPa),求所需填料层高度。
解:Z?H?G?N?G?已知:
V（Y1?Y2）
KYa??Ym 10