LL?1.3()min?1.3?1.08?1.404 VV吸收剂用量：L?1.404?V?1.404?144.196?202.452kmol/h
实际液气比：
（2）求塔底排出水中丙酮含量
V(Y1?Y2)0.0526?0.00526??0.0337 L1.404π2π22塔横截面积：??D??1.3?1.327m
44X1?传质单元高度：HOG?V144.196??0.581m KYa?187?1.327(Y1?Y1*)?(Y2?Y2*)(0.0526?1.2?0.0337)?0.00526?Ym???0.00823 *0.0526?1.2?0.0337Y?Ylnln11*0.00526Y2?Y2传质单元数：NOG?Y1?Y20.0526?0.00526??5.75 ?Ym0.00823填料层高度为：Z?HOGNOG?0.581?5.75?3.34m （3）Y2??Y1?1?????0.0526??1?0.95??0.00263
V(Y1?Y2?)0.0526?0.00263?X1???0.0356
L1.404HOG?V144.196??0.581m KYa?187?1.327(Y1?Y1*?)?(Y2??Y2*)(0.0526?1.2?0.0356)?0.00263?Ym???0.00548
*?0.0526?1.2?0.0356Y?Ylnln110.00263Y2??Y2*Y1?Y2?0.0526?0.00263??NOG??9.12
0.00548?Ym???0.581?9.12?5.30m Z??HOGNOG
7-14 由矿石焙烧炉送出来的气体含有SO2 6%（体积分数），其余可视为空气，冷却送入填料塔用水
吸收。该填料层高度为6米，可以将混合气中的SO2 回收95%，气体速率为600kg惰气/(m2?h)，
0.7液体速率为900 kg/(m2?h)。在操作范围内，SO2的气液平衡关系为Y?2X，KYa?W气，受液
* 11
体速率影响很小，而W气是单位时间内通过塔截面的气体质量，试计算将操作条件作下列变动，所需填料层有何增减（假设气、液体速率变动后，塔内不会发生液泛）？（1）气体速度增加20%； （2）液体速度增加20%。
解：Y1?0.06/0.94?0.0638,Y2?0.0638??1?0.95??0.00319,X2?0
22单位塔截面积空气流量：WV?V/??600/29?20.69kmol/m?h?0.0057kmol/m?s 22单位塔截面积水的流量：WL?L/Q?900/18?50kmol/m?h?0.0139kmol/m?s
????????1/A?mV/L?2?20.69/50?0.8276
NOG??Y?mX21?110.0638??ln??1?1/A?1???ln??1?0.8276??0.8276??8.4271?1/A?Y2?mX2A?1?0.8276?0.00319?HOG?Z/NOG?6/8.427?0.712m
（1）当气体流量增加20％，1/A1?mV1/L?1.2?0.8276?0.993
NOG??Y?mX21?110.0638??ln??1?1/A1?1???ln??1?0.993??0.993??17.838
1?1/A1?Y2?mX2A1?1?0.993?0.00319?0.7?KYa?1?1.2MV????KYaMV???1.136??KYa?1?1.136KYa
HOG1?MV11.2MV??1.056HOG?1.056?0.712?0.752m
Ka1.136Ka?Y?1Y所以：Z?HOG1NOG1?17.838?0.752?13.412m
（2）当液体流量增加20％，1/A2?mV/1.2L?A/1.2?0.8276/1.2?0.6897
NOG??Y?mX21?110.0638??ln??1?1/A2?1???ln??1?0.6897??0.6897??6.221?1/A2?Y2?mX2A2?1?0.6897?0.00319? 又：气体流量不变，HOG也不变，HOG2?HOG?0.712m
所以：Z?HOG2NOG2?6.22?0.712?4.43m
7-15 某制药厂现有一直径为1米，填料层的高度为4米的吸收塔。用纯溶剂逆流吸收气体混合物中
的某可溶组分，该组分进口浓度为0.08（摩尔分率），混合气流率为40kmol/h，要求回收率不低
12
于95%。操作液气比为最小液气比的1.5倍，相平衡关系为Y* = 2X，试计算：（1）操作条件下的液气比为多少；（2）塔高为3米处气相浓度；（3）若塔高不受限制，最大吸收率为多少？ 解：（1）Y1?8?0.0870，Y2?0.0870?0.05?0.0043 92?L/V?min?Y1?Y2Y?Y?M12?M??2?0.95?1.9
X1,max?X2Y1L/V?1.5?1.9?2.85，1/A?MV/L?2/2.85?0.702
（2）NOGY1?Y2*111?ln[(1?1/A)?1/A]?ln[(1?1/A)?1/A] 1?1/AY2?Y2*1?1/A1???11ln[(1?0.702)?0.702]?6.364
1?0.7021?0.95 85m0.62 ?HOG?Z/NOG?4/6.36?4 当Z'?3m时，设其气液相浓度分别为X'、Y'， ?HOG G不变，则：Z'/N'OG?Z/NO又由V(Y1?Y2)?L(X1?X2)得：
X1?(V/L)(Y1?Y2)?(1/2.85)?(0.0870?0.0043)?0.0290
则：NOG??Y1?MX1?11?Y1?MX1?'； N?lnln?OG???1?1/A?Y'?MX'?1?1/A?Y2?0??Y?MX1??Y1?MX1? 1?ln?1?4?ln????Y'?MX'??Y2?Y'?mX'?(Y2?Y2*)1/4(Y1?Y1*)3/4?0.00431/4(0.0870?2?0.0290)3/4?0.0180
?0X2 （1） 即 Y'?0.018又由操作线方程 Y'?LL??X'??Y2?X2??2.85X'?0.0043 （2） VV??、（2）式联解得：Y'?0.0502，X'?0.0161 ? （1）
（3）若塔高不受限制，因为2.85>2，所以，在塔顶达到平衡，最大吸收率为100％。
7-16 在装填有50mm拉西环的填料塔中用清水吸收空气中的甲醇，直径为880mm，填料层高6m，，
每小时处理2000m3甲醇-空气混合气，其中含甲醇5%（体积分数）；操作条件为298.15 K，101.3
13
kPa。塔顶放出废气中含甲醇0.263%（体积分数），塔底排出的溶液每kg含甲醇61.2g；在此操作条件下，平衡关系Y = 2.0X。根据上述测得数据试计算：（1）气相体积总传质系数KYa；（2）每小时回收多少甲醇；（3）若保持气液流量V、L不变，将填料层高度加高3m，可以多回收多少甲醇。
解：（1）Y1?0.05/0.95?0.0526；Y2?y2?0.00263；X2?0
V?2000/22.4?(273.15/298.15)?(1?0.05)?77.71kmol/h
X1?61.2/581.0552??0.0202
(1000?61.2)/1852.16?Y1?Y1?2X1?0.0526?2?0.0202?0.0121；?Y2?Y2?2X2?0.00263
?Ym??Y1??Y20.0121?0.00263??0.0062
ln(?Y1/?Y2)ln(0.0121/0.00263)Y1?Y20.0526?0.00263??8.05 ?Ym0.0062则 NOG?HOG?V/(KYa?)?Z/NOG?6/8.05?0.745m
KYa?V/(HOG?)?77.71/(0.745?0.785?0.882)?171.59kmol/(m3h)
（2）G?V(Y1?Y2)?77.71?(0.0526?0.00263)?3.88kmol/h （3）?V、L不变，则
L?G/(X1?X2)?3.88/0.0202?192.24kmol/h
1/A?(2?77.71)/192.24?0.8085
即HOG不变，则NOG'?Z'/HOG?9/0.745?12.08 又 NOG'???Y?mX21ln?(1?1/A)1'?1/A?
1?1/A?Y2?mX2???10.0526?ln?(1?0.8085)?0.8085??12.08 '1?0.8085?Y2???0.0526' 0.01/Y?10.0744?0.8085 2.31?ln?0.1915?0.8085??2'Y2?? 14
Y2'?0.01/9.266?0.0011
G'?V(Y1?Y2')?77.71?(0.0526?0.0011)?4.0kmol/h
??G?G'?G?4.0?3.88?0.12kmol/h
7-17 现需用纯溶剂除去混合气中的某组分，所用的填料塔的高度为6m，在操作条件下的平衡关系为
Y = 0.8X ，当L / V = 1.2时， 溶质回收率可达90%。在相同条件下，若改用另一种性能较好的填料，则其吸收率可提高到95%，请问第二种填料的体积传质系数是第一种填料的多少倍？
''解：?在同一吸收塔中操作，则有：Z?NOGHOG?NOG HOG1/A?mV/L?0.8/1.2?2/3
NOG???Y111ln?(1?1/A)1?1/A??ln[(1?1/A)?1/A]
1?1/A?Y21?1/A1??????11ln??2/3??4.16
1?2/3?3?(1?0.9)???NOG??Y111ln?(1?1/A)1?1/A??ln[(1?1/A)?1/A]
1?1/A?Y21??'?1?1/A??11ln??2/3??5.98
1?2/3?3?(1?0.95)??NOG'HOGV/KYa(Ka)'5.98???Y??1.44 NOGHOG'V/(KYa)'KYa4.16?
7-18 用填料塔解吸某含有二氧化碳的碳酸丙烯酯吸收液，已知进、出解吸塔的液相组成分别为0.0085
和0.0016（摩尔分数）。解吸所用载气为含二氧化碳0.0005（摩尔分数）的空气，解吸的操作条件为35℃、101.3kPa，此时平衡关系为Y = 106.03X。操作气液比为最小气液比的1.45倍。若取HOL=0.82m，求所需填料层的高度？ 解：X1?(KYa)'?1.44 KYa0.00850.0016?0.0086，X2??0.0016
1?0.00851?0.00160.0005Y2??0.0005
1?0.000515
第七章 吸 收
7-1 总压101.3 kPa，温度25℃时，1000克水中含二氧化硫50克，在此浓度范围内亨利定律适用，
通过实验测定其亨利系数E为4.13 MPa， 试求该溶液上方二氧化硫的平衡分压和相平衡常数m。（溶液密度近似取为1000kg/m3）
5064解：溶质在液相中的摩尔分数：x??0.0139 100050?1864 二氧化硫的平衡分压：p*?Ex?4.13?103?0.0139kPa=57.41kPa
E4.13?106Pa?40.77 相平衡常数：m??P101.3?103Pa
7-2 在逆流喷淋填料塔中用水进行硫化氢气体的吸收，含硫化氢的混合气进口浓度为5%（质量分数），
求填料塔出口水溶液中硫化氢的最大浓度。已知塔内温度为20℃，压强为1.52×105 Pa，亨利系数E为48.9MPa。
E48.9?106?321.71 解：相平衡常数为：m??5P1.52?10硫化氢的混合气进口摩尔浓度：y1?595?3429534?0.0430
若填料塔出口水溶液中硫化氢达最大浓度，在出口处气液相达平衡，即：
xmax?
y10.0430??1.34?10?4 m321.717-3 分析下列过程是吸收过程还是解吸过程，计算其推动力的大小，并在x - y 图上表示。 （1）含
NO2 0.003(摩尔分率)的水溶液和含NO2 0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3kPa，T=15℃，已知15℃时，NO2水溶液的亨利系数E=1.68×102 kPa；（2）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。
E1.68?105Pa解：（1）相平衡常数为：m1???1.658 3P101.3?10Pa1 y*?m1.658?0.00?31x?
04980.01
由于 y?y*，所以该过程是吸收过程。 气相推动力为：y?y*?0.06?0.00498?0.0550 液相推动力为：x?x?0.08*y0.06?x??0.003?0.0332 m11.658
y0.04?y=0.05500.06?x=0.0332
0.000.000.02y*=1.658x0.010.02x0.030.04E1.68?105Pa（2）相平衡常数为：m2???0.84 3P2200?10Pa y*?m1x?0.84?0.003?0.00252
由于 y?y，所以该过程仍是吸收过程。
气相推动力为：y?y?0.06?0.00252?0.0575
液相推动力为：x?x?0.08***y0.06?x??0.003?0.0684 m20.84?x=0.0684
0.06y0.04?y=0.0575y*=0.84x0.020.000.000.020.04x2
0.060.08
7-4 在某操作条件下用填料塔清水逆流洗涤混合气体，清水物理吸收混合气中的某一组分，测得某
截面上该组分在气、液相中的浓度分别为 y = 0.014，x = 0.02。在该吸收系统中，平衡关系为y = 0.5x ，气膜吸收分系数ky = 1.8×10-4 kmol / (m2·s)，液膜吸收分系数kx = 2.1×10-5 kmol / (m2.s)，试求：（1）界面浓度yi、xi分别为多少？（2）指出该吸收过程中的控制因素，并计算气相推动力在总推动力中所占的百分数。
解：（1）对于稳定吸收过程，气、液两相内传质速率应相等，有： ky(y?yi)?kx(xi?x)
1.8?10?4?(0.014?yi)?2.1?10?5?(xi?0.02) （1） 在界面处气液两相达平衡，有：
yi?0.5xi （2）
联立方程（1）、（2）得 xi?0.0265，yi?0.0132
（2）气相传质阻力：
1132??5.556?10s?m/kmol ?4ky1.8?10m0.5??2.381?104s?m2/kmol ?5kx2.1?10 以气相为基准的液相传质阻力：
因此，吸收过程为液膜扩散控制。
总气相传质推动力为：y?mx?0.014?0.5?0.02?0.004 气相推动力：y?yi?0.014?0.0132?0.0008 气相推动力在总推动力中所占比例：
7-5 在吸收塔内用水吸收混于空气中的甲醇蒸气，操作温度为25℃，压力为105kPa（绝对压力）。稳
定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为7.5 kPa，液相中甲醇浓度为2.85kmol / m3。甲醇在水中的溶解度系数H = 2.162 kmol / (m3·kPa)，液膜吸收分系数kL = 2.0×10-5 m / s，气膜吸收分系数kG = 1.2×10-5 kmol / (m2·s·kPa.)。试求：（1）气液界面处气相侧甲醇浓度yi；（2）计算该截面上的吸收速率。
3
y?yi0.0008??0.2
y?mx0.004解：（1）对于稳定吸收过程，气、液两相内传质速率应相等，有： kG(p?pi)?kL(ci?c)
1.2?10?5?(7.5?pi)?2.1?10?5?(ci?2.85) （1） 在界面处气液两相达平衡，有： pi?1ci H1ci （2） pi?2.162联立方程（1）、（2）得
ci?5.644kmol/m3，pi?2.611kPa 气液界面处气相侧甲醇浓度：yi? （2）该截面上的吸收速率：
2 NA?kG(p?pi)?1.2?10?5?(7.5?2.611)?5.87?10?5kmol/(m?s)
pi2.611??0.0249 P105
7-6 在101.3kPa及25℃的条件下，用清水在填料吸收塔逆流处理含的SO2混合气体。进塔气中含SO2
分别为 0.04（体积分数），其余为惰性气体。水的用量为最小用量的1.5倍。要求每小时从混合气体中吸收2000 kg的SO2，操作条件下亨利系数4.13 MPa，计算每小时用水量为多少（m3）和出塔液中SO2的浓度（体积分数）？ 此题的第二问修改成“出塔气中SO2的浓度（体积分数）？”因条件不够计算不出来，原题第二问是计算出塔液中SO2的浓度（摩尔分数）。 解：X2?0，Y1?y10.04??0.417 1?y11?0.04E4.13?106?40.77 相平衡常数为：m??P101.3?103由于是低浓度吸收，有：M?m?40.77 由物料衡算得：
V(Y1?Y2)?Lmin2000=31.25kmol/h 64V(Y1?Y2)31.25???3055.31kmol/h Y10.417?X240.77ML?1.5Lmin?4582.97kmol/h
4
每小时用水量：Q?4582.97?18?82.494m3/h
1000由物料衡算得：L(X1?X2)?4582.97X1?31.25kmol/h
X1?0.00682
出塔液中SO2的浓度：x1?
7-7 用清水在吸收塔中吸收NH3-空气混合气体中的NH3，操作条件是：总压101.3kPa，温度为20℃。
入塔时NH3的分压为1333.2Pa，要求回收率为98%。在 101.3kPa和20℃时，平衡关系可近似写为 Y* =2.74 X。试问：（1） 逆流操作和并流操作时最小液气比 (L / V)min各为多少？由此可得出什么结论？（2）若操作总压增为303.9 kPa时，采用逆流操作，其最小液气比为多少？并与常压逆流操作的最小液气比作比较讨论。 解：Y1?X10.00682??0.00677
1?X11?0.00682p1.3332??0.0133， P?p101.3?1.3332Y2?(1?0.98)Y1?0.02?0.0133?0.000266 X2?0
（1）逆流操作时最小液气比：(L)min?V并流操作时最小液气比：(L)minVY1?Y20.0133?0.000266??2.685
Y10.0133?X22.742.74Y?Y0.0133?0.000266?12??134.26
Y20.0002662.742.74 由此可知：若完成相同的吸收任务，并流操作时的用水量比逆流操作时用水量大。 （2）由于亨利常数仅是温度的函数，若总压增加，相平衡常数会发生变化，又因为，该吸收为
低浓度吸收，有：M?m
E?M1P1?2.74?101.3?277.562kPa M2?E277.562??0.913 P2303.9加压后，逆流操作时的最小液气比：
5
Y?Y0.0133?0.000266(L)min?12??0.895 VY10.0133?X20.913M2 由此可知，完成相同的吸收任务，加压后，逆流操作的用水量小于常压的用水量，但是加
压会增加能耗，这是以增大能耗为代价来减少吸收操作的用水量。
7-8 在一逆流吸收塔中用吸收剂吸收某混合气体中的可溶组分。已知操作条件下该系统的平衡关系
为Y=1.15X，入塔气体可溶组分含量为9%（体积），吸收剂入塔浓度为1%（体积）；试求液体出口的最大浓度为多少？ 解：Y1?y10.09??0.0989 1?y11?0.09 由题可得，液体出口的最大浓度是与入塔气体浓度相平衡的液体浓度： X1,max?Y10.0989??0.086 M1.15 液体出口的最大浓度：x1,max?
X10.086??0.0792
1?X11?0.0867-9 在填料塔内用清水逆流吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体，SO2浓度为0.08（体积分数），
其余可视为空气。冷却后送入吸收塔用水吸收，要求处理后的气体中SO2浓度不超过0.004（体积分数）。在操作条件下的平衡关系为Y* = 48X，所用液气比为最小液气比的1.6倍。求实际操作液气比和出塔溶液的浓度。并在Y-X图上画出上述情况的操作线与平衡线的相互关系。 解：Y1?y1y0.080.004??0.0870，Y2?2??0.00402，X2?0 1?y11?0.081?y21?0.004逆流操作的最小液气比：(L)min?VY1?Y20.0870?0.00402??45.782 Y10.087048M 实际操作液气比：LV?1.6(L)min?1.6?45.782?73.251
V 由操作线方程可得： X1?V(Y1?Y2)0.0870?0.00402??0.00113 L73.251 出塔溶液的浓度：x1?X10.00113??0.00113
1?X11?0.001136
Y 0.10Y10.080.060.040.02Y=48X *Y20.000.0000X20.00040.00080.00120.0016X7-10 常压（101.325kPa）用水吸收丙酮——空气混合物中的丙酮（逆流操作），入塔混合气中含丙
酮7%（体积），混合气体流量为1500 m3 / h（标准状态），要求吸收率为97%，已知亨利系数为200kPa（低浓度吸收，可视M≈m）。试计算：（1）每小时被吸收的丙酮量为多少；（2）若用水量为3200kg/h，求溶液的出口浓度？在此情况下，塔进出口处的推动力ΔY各为多少？（3）若溶液的出口浓度 x1= 0.0305，求所需用水量，此用水量为最小用水量的多少倍？ 解：Y1?y10.07??0.0753，Y2?Y1(1?0.97)?0.0753?0.03?0.00226， 1?y11?0.07 X2?0
1500?66.964kmol/h 22.4E200?1.974 相平衡常数为：M?m??P101.325混合气体的摩尔流率：V? 所以，操作条件下的平衡关系为：Y?1.974X
（1）每小时被吸收的丙酮量为：
*V(Y1?Y2)?66.964?(0.0753?0.00226)?4.891kmol/h
（2）吸收剂的摩尔流率：L?3200?177.778kmol/h 18V(Y1?Y2)4.891??0.0275 由操作线方程可得：X1?L177.778 7
溶液的出口浓度：x1?X10.0275??0.0268
1?X11?0.0275塔进口处的推动力：?Y1?Y1?MX1?0.0753?1.974?0.0275?0.0210
塔出口处的推动力：?Y2?Y2?MX2?0.00226?0?0.00226
?? （3）若溶液的出口浓度 x1= 0.0305，有：X1 由操作线方程可得： L??0.0305?0.0315
1?0.0305V(Y1?Y2)4.891??155.470kmol/h ?X10.0315 最小用水量：Lmin?V(Y1?Y2)4.891??128.218kmol/h Y10.07531.974M
L?155.470??1.213 Lmin128.2187-11 在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，若系统的平衡关系为Y =
0.3X。试求：（1）已知最小液气比为0.24，求其回收率；（2）当液气比为最小液气比的1.2倍，塔高不受限制时该系统的最大回收率；（3）如果吸收因子A = 1.25，回收率为90%，并已知该系统的气、液相传质单元高度HL和HG都是2 m， 其填料层高度为多少？ 解：
(1) 当最小液气比??L???0.24时 V??minY?Y2Y1?Y2L? 回收率为：??1???? ??X1maxY1M?V?min?L?????/??0.24/0.3?0.8?80%
?V?min（2）L / V = 1.2（L/V）min= 1.2× 0.24= 0.288 < 0.3
若塔高不受限制时，气液将在塔底达到平衡，此时有塔底 Y1?MX1?0.3X1
Y1?Y2?0.288
X1?X2 8
Y2?0.3X1?0.288X1?0.012X1 最大回收率： ?max?Y1?Y20.3X1?0.012X1??96% Y10.3X1（3）
11??0.8 A1.25
Y111???10 Y21??1?0.90 NOG??Y1?Y2e1?Y11?11?ln??1?1A????ln??1?1A??? 1?1A?Y2?Y2eA?1?1A?Y2A??111?ln??1?1A???
1?1A?1??A? ? NOG? 又 HOG1ln??0.8?10?0.?8 5.15?1????1?0.8MV12?HG?HL?HG?HL?2??3.6m
LA1.25 Z?N?3.6?OGHOG?5.15
18. 547-12 在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气 - 二氧化硫混合气中的二氧化硫。入塔气体中含二氧
化硫4%（体积分数），要求吸收率为95%，水用量为最小用量的1.45倍，操作状态下平衡关系为Y*=34.5X，HOG=2m。试求：（1）填料层的高度；（2）若改用含二氧化硫0.08%的稀硫酸作吸收剂，Y1及其他条件不变，吸收率为多少？（3）画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。 解：（1）Y1?4?0.0417，Y2?0.0417?0.05?0.0021 96?L/V?min?M??34.5?0.95?32.775
L/V?1.2?32.775?39.33，1/A?MV/L?34.5/39.33?0.877
NOGY1?Y2*111?ln[(1?1/A)?1/A]?ln[(1?1/A)?1/A] 1?1/AY2?Y2*1?1/A1???11ln[(1?0.877)?0.877]?9.797
1?0.8771?0.95 ?Z?N 69.797?2?19.OGHOG?*（2）X2?0.0008，X1?0.0417/34.5?0.0012
9
? 其他条件不变，即L/V不变，则(L/V)min也不变，
(L/V)minY1?Y2'??32.775 ? 'X1max?X2Y1?Y2'?32.775?(0.0012?0.0008)?0.0134 Y2??Y1?0.0134?0.0417?0.0134?0.0283
Y1?Y2'0.0134?'???32.12%
Y10.0417（3）
YY10.04Y=34.5XY'20.02*0.03
0.01Y20.000.0000X'20.0004X0.00080.00127-13 在一塔径1.3m，逆流操作的填料塔内用清水吸收氨－空气混合气体中的氨，已知混合气体流量
为3400m3/h（标准状况）、其中氨含量为NH35%（体积分数），吸收率为90%，液气比为最小液气比的1.3倍，操作条件下的平衡关系为Y=1.2X，气相体积总传质系数KYa = 187 kmol/(m3?h)，试求：（1）吸收剂用量；（2）填料层高度；（3）在液气比及其它操作条件不变的情况下，回收率提高到95％时，填料层高度应增加多少。 解：（1）Y1?0.05?0.0526
1?0.05出塔氨含量：Y2?Y1?1????0.0526??1?0.9??0.00526 进塔惰性气体含量：V?最小液气比：()min?3400?(1?0.05)?144.196kmol/h 22.4LVY1?Y20.0526?0.00526??1.08
X1,max?X20.0526/1.2 10
由平衡关系Y = 106.03X可得：
Y1*?106.03?0.0086?0.9112，Y2*?106.03?0.0016?0.1696
*X2?0.0005/106.03?0
最小气液比为：?X1?X20.0086?0.0016?V????0.0077 ?*?L?minY1?Y20.9112?0.0005L/V?0.0111/106.03?1.05?104 MV/L?1.45?0.0077?0.0111，A?NOL*??X1?X211?40.00864??ln??1?A??A?ln1?1.05?10?1.05?10?1.68???*4??1?A?X2?X20.0016???1?1.05?10Z?HOGNOG?0.82?1.68?1.38m
7-19 某合成氨厂在逆流填料塔中，用NaOH溶液吸收变换气中的CO2。已知进塔混合气流量为
113514kg/h，密度为12.8kg/m3；进塔的液体流量为1019850kg/h，密度为1217kg/m3，粘度为0.52mPa.s。拟采用乱堆50mm×50mm×0.9mm的钢制鲍尔环。试估算填料塔的塔径。
?q????解：X??mL??G??qmG???L?0.51019850?12.8??xa????113514?1217?0.5?0.921
在乱堆填料泛点线上读出相应的纵坐标值为0.023，即
?u2f???GY???g?L??0.2??0.023 ??L?1000?0.821，代入上式得： 1217对于50mm×50mm×0.9mm的钢制鲍尔环，??66，??泛点气速：uf?0.023g?L0.2???G?L?0.023?9.81?1217?0.672m/s 0.266?0.821?12.8?0.52取空塔气速为：u?0.55uf?0.55?0.672?0.3696m/s
qvG?qmG?G?113514?8.87?103m3/h
12.84qvG4?8.87?103塔径：D???2.914m
?u3.14?0.3696?3600取塔径为3.0m。
16
7-20 在某逆流操作的填料塔内，用清水回收混合气体中的可溶组分A，混合气体中A的初始浓度为
0.02 （摩尔分数）。为了节约成本，吸收剂为解吸之后的循环水，液气比为1.5，在操作条件下，气液平衡关系为Y* = 1.2X。当解吸塔操作正常时，解吸后水中A的浓度为0.001（摩尔分数），吸收塔气体残余A的浓度为0.002（摩尔分数）；若解吸操作不正常，解吸后水中A的浓度为 0.005（摩尔分数），其他操作条件不变，气体残余A的浓度为多少？ 解：（1）解吸塔操作正常时，吸收塔液体出口浓度为：
Y1?0.02?0.0204
1?0.02Y2?y2?0.002
X2?x2?0.001
由操作线方程可得：
X1?V0.0204?0.002?0.001?0.0133 ?Y1?Y2??X2?L1.5?Ym??Y1?MX1???Y2?MX2???0.0204?1.2?0.0133???0.002?1.2?0.001??0.00212
lnY1?MX1Y2?MX2ln0.004440.0008NOG?Y1?Y20.0204?0.002??8.679 ?Ym0.00212（2）解吸塔操作不正常时，NOG不变，由于X2变为X2?，则Y2变为Y2?，X1变为X1?
??x2?0.005 X2由吸收因子法得：
NOG???MV1ln??1?1?MV/L??L??MV???Y1?MX2? ???????L???Y2?MX2??1.2??0.0204?1.2?0.005?1.2?1?ln?1???8.679 ????1.2??1.5Y?1.2?0.0051.5??2????1?1.5得：Y2??0.0066 由操作线方程可得：
X1??V0.0204?0.0066Y1?Y2??X2???0.005?0.0142 L1.5?? 17
?Ym?Y1?Y2?0.0204?0.0066??0.00159 NOG8.679当吸收剂初始浓度升高时，塔内平均传质推动力减小，气体残余浓度升高。
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