H?NOG?HOG?G?NOG/Kym?Kym?0.068kmol/(m2?s)2)y2?0.05(1?0.95)?0.0025由G(y1?y2)?L(x1?x2)?y2?y2?0.0025?ym?(0.01304?0.0025)/Ln(130.4/25)?0.00638NOG?(0.05?0.0025)/0.00638?7.45H?0.81?7.45?6.04m?x1?0.001056?y1?y1?mx1?0.05?35?0.001056?0.01304HOG?0.81m
23)接上题,若液体流量增大15%,其它操作条件不变。已知
,
位是
。问回收率
为多少?
。式中:
的单
解:L0?G(y?y)/x?0.0546(0.05?0.005)?1000?2.457kmol/(m2?s)L?1.15L0?2.83kmol/(m2?s)kya?1.57?0.05460.7?2.830.25?0.266kmol/(m3?s)kxa?1.62?2.830.82?3.797kmol/(s?m3)1/Kya?m/kxa?1/kya?35/3.797?1/0.266?12.98Kya?0.077kmol/(s?m3)HOG?G/Kya?0.0546/0.077?0.71m由NOG?H/HOG?4/0.71?5.65?ym?(0.05?35x1?y2)/Ln[(0.05?35x1)/y2]NOG?(0.05?y2)/?ym又可得(y1?y2)/x1?L/G即得(0.05?y2)/x1?51.75y2?0.0029x1?0.00091
?'?y2/y1?0.94224)一逆流操作的吸收塔中,如果 为0.75,相平衡关系为
,吸收剂
进塔浓度 为0.001(摩尔分率,下同)进气浓度为0.05时,其回收率为90%,试求进气浓度为0.04时,其回收率为多少?若吸收剂进口浓度为零,其它条件不变,则其回收率又如何?
解:依题意:NOG不变NOG?{Ln[(1?mG/L)(y1?mx2)/(y2?mx2)?mG/L]]/(1?mG/L)mG/L不变,故(y1?mx2)/(y2?mx2)保持不变(y1?mx2)/(y2?mx2)?(0.05?2?0.001)/(0.005?2?0.001)?16
1)由(0.04?2?0.001)/[0.04(1??)?2?0.001]?162)可推出??89.100y1/(1??)y1?16可推出
??93.750025)某混合气体中含溶质5%(体积),要求回收率为85%。吸收剂进塔浓度为0.001(摩尔分率),在20℃,101.3
下相平衡关系为
。试求逆流操
作和并流操作的最小液气比各为多少?由此可得到什么结论? 解: Gy Lx2 2 逆流:y1 = 0.05,y2 = 0.05(1-0.85) = 0.0075,
m = 40,x2 = 0.001
y?y2?L??1?170 ???V?miny1?x2mGyGy2 Lx1 Lx2 y1 y2 x2 y1 y2 Gy1 Lx1 x1* 并流:y1 = 0.05,y2 = 0.0075,
m = 40,x1=0.001
y?y2y1?y2?L?????1???52.3
y?V?minx*?x221?x1m?L?∴???52.3 ?V?minx1 x2* 26) 用纯溶剂吸收某混合气体中的可溶组分。进塔气体浓度为0.048(摩尔分率),要求回收率 为92%。取液气比为最小液气比的1.6倍。气液逆流,平衡关系
,气相总传质单元高度为0.62米。试求填料层高
。
又,为增大填料润湿率,采用吸收剂再循环流程,气体流量及进、出塔的浓度不变,补充的纯溶剂流量和传质单元高度均不变,循环液流量与补充液流量之比为0.10。试求此操作所需的填料层高度 。
解:1)y1?0.048y2?y1(1??)?0.00384x2?0x1?0.012L/G?1.6(L/G)min?1.6?(0.048?0.00384)/0.0192?3.63L/G?(y1?y2)/x1?0.009166NOG?(y1?y2)/?ym?(0.048?0.00384)/0.009166?4.82H?HOG?NOG?4.82?0.62?2.99m?ym?(0.048?2.5?0.012?0.00384)/Ln[(0.048?2.5?0.012)/0.00384]
2)对虚线框进行物料衡算?L,G不变y1,y2不变x1不变
x2?0.1x1/1.1?0.0011
?ym?[0.048?2.5?0.012?(0.00384?2.5?0.0011)]/Ln[(0.048?2.5?0.012)/(0.00384?2.5?0.0011)]?0.00603NOG?7.32H?0.62?7.32?4.54m27)在填料塔中,用纯油吸收空气中的苯,入塔混合气量为 ,其
中含苯6%(体积),要求出塔气体中含苯不高于0.5%(体积),操作条件下的平衡关系
,实际液气比取最小液气比的1.5倍。试求:①吸收剂用量
及出塔液相浓度;②全塔对数平均推动力 ;③若采用吸收剂循环流程,在保证原吸收率不变的条件下,入塔液体浓度和循环液量最大应为多少?④画出两种情况下操作线示意图。
解:1)G?1200/22.4?53.57kmol/hy1?0.06y2?0.005x2?0L/G?1.5(L/G)min?1.5?(0.06?0.005)/(0.06/0.2)?0.275L?0.275?53.57?14.73kmol/hx1?G(y1?y2)/L?x2?(0.06?0.005)/0.275?0.22)?y1?y1?mx1?0.06?0.2?0.2?0.02?y2?y2?0.005?ym?(0.02?0.005)/Ln(0.02/0.005)?0.01083)由题意x0与y2呈平衡即:y2?mx0x0?y2/m?0.005/0.2?0.025x0?(x1??x2)/(1??)?x1?/(1??)
??x0/(x1?x0)?0.025/(0.2?0.025)?0.143?L?0.143?14.73?2.106kmol/h4)略28)空气~四氯化碳化合气体中含四氯化碳5%(体积,下同),气相流量G为 ,要求回收率90%。吸收剂分两股,第一股含四氯化碳为0.002,
从塔顶进入塔内;第二股含四氯化碳0.010,从塔中部某处进入塔内。两股吸收剂用量相同,均为
。已知操作条件下体系的相平衡关系为
,试计算:①出塔液体浓度为多少?②若全塔传质单元高度为0.8米,
则第二股吸收剂加入的最适宜位置(加入口至塔底的高度)应在何处。
解: Gy Lx 2 (1) y1 = 0.05,y2 = 0.05×(1-0.9) = 0.005,
G = 0.042kmol/(m2?s),x2 = 0.002,x2’ = 0.01,m = 0.5 y L1 = L2 = 0.021kmol/(m2?s)
’?x2?x2????2Lx1 Lx 2 G?y1?y2???L???2Lx2’ Gy 2Lx1 ∴x1 = 0.051
?x1?x2??? (2) G?y1?y??2L???2L??x1?x2????0.009 ??G2L1A??2 , 1??0.5
mGA??1?y?mx?1?12NOG?ln??1??1???3.625
?A???A?y?mx21?1?A?∴ H = HOG·NOG = 0.8×3.625 = 2.9 m
∴y?y1?
29) 矿石焙烧炉气中含SO24.5%(体积),其余惰性气体按空气计。炉气冷却后在
填料塔中以清水逆流吸收炉气中的SO2。操作压强为1atm,操作温度为30℃。塔径为0.8m,填料层高为10m,要求回收率为95%,进塔炉气流量为1150m3/h(标准状态)。已知kGa为5×10-4kmol/(s·m3·kPa),kLa=5×10-21/s。试求:① 塔底液体浓度为多少?② 若将炉气进一步降温后再吸收,其操作温度降至20℃时,其回收率为多少?设其它操作条件不变,kGa和kLa的值均不变。
解:1)由题意:y1?0.045y2?0.00225x2?0
G?1150/(22.4?3600?3.14?0.82/4)?0.0284kmol(/s.m2)30?C时,E?0.485?104kPam=E/P?48.02C??/Ms?1000/18?55.56kmol/m311m???Kya?0.027kmol(/s.m3)KyakyakxaHOG?G/Kya?1.05mNOG?H/HOG?9.53?y1?mx2?由NOG?(y1?y2)/?ym?(y1?y2)/??(y1?mx1)?(y2?mx2)?/ln?y?mx2??经试差得:x1=0.000775(塔底出液浓度) 20?C时,E?0.355?104kPam=E/P?35.03Kya?0.0309kmol(/s.m3)'
HOG'?G/Kya'?0.918mNOG'?H/HOG'?10.9
由:NOG???11?y?mx21?ln??1??1??1Ay'?mxA???21?2A?
1mG=AL得:y2'?0.0003095?'?1?y2'/y1?99.30)一正在操作的逆流吸收塔,进口气体中含溶质浓度为0.05(摩尔分率,下同),吸收剂进口浓度为0.001,实际液气比为4,操作条件下平衡关系为 ,此时出口气相中含溶质为0.005。若实际液气比下降为2.5,其它条件不变,计算时忽略传质单元高度的变化,试求此时出塔气体浓度及出塔液体浓度各为多少?
解:x1?G/L(y?y)?x?(0.05?0.005)/4?0.001?0.01225?y1?0.05?2?0.01225?0.0255?y2?0.005?2?0.001?0.003?ym?(0.0255?0.003)/Ln(255/30)?0.01051NOG?(0.05?0.005)/?ym?4.28
N'OG?{Ln[(1?s)(y1?mx2)/(y2?mx2)?s]}/(1?s)?{Ln[0.2(0.05?0.002)/(y2?0.002)?0.8]}/0.2'' 据题意?''NOG?N'OGy2?0.0082x1?G(0.05?y2)/L?0.001?0.01772'
31)在一吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸汽。苯的初始浓度为0.02(摩尔分率,下同),吸收时平衡关系为 ,液气比为0.18,洗油进塔浓度为0.006,煤气中苯出塔浓度降至0.002。由吸收塔排出的液体升温后在解吸塔内用过热蒸汽逆流解吸。解吸塔内气液比为0.4,相平衡关系为 。在吸收塔内为气相控制,在解吸塔为液相控制。若现将液体循环量增加一倍,煤气及过热蒸汽流量等其它操作条件都不变。已知解吸塔中, 塔出塔煤气中含苯多少?题中流量皆为摩尔流量。
。问此时吸收
解:x1?G(y1?y2)/L?x2?(0.02?0.002)/0.18?0.006?0.106 y1?L(x1?x2)/G?y2?(0.106?0.006)/0.4?0.25吸收塔?y1?y1?mx1?0.02?0.10?50.106?0.00675''''
?y2?y2?mx2?0.002?0.125?0.006?0.00125 ?ym?(0.00675?0.00125)/Ln(675/125)?0.003621NOG?(0.02?0.002)/?ym?5.52?x1?x1?y1/m?0.106?0.25/3.16?0.02689 解吸塔
'''?x2?x2?y2/m?0.006?xm?(0.02689?0.006)/Ln(0.02689/0.006)NOL?(x1?x2)/?xm?7.18'''''
当L增加一倍时 L/G1?0.36?L/G2?0.2
吸收塔解吸塔NOG不变HOL?L/KxmH'OL?2HOL/20.66
N'OL?HOL/20.34?0.79?7.18?5.67由N'OG?{Ln[(1?mG/L)(y1?mx2)/(y2?mx2)?mG/L]}/(1?mG/L)?5.52
N'OL?{Ln[(1?A)(y2?mx1)/(y2?mx2)?A]}/(1?A)?5.67
''''N'OL?{Ln[(1?A)(y2?mx1)/(y2?mx2)?A]}/(1?A)?5.67可得y2?0.00372x2?0.002734''''