化工原理-气体吸收作业(含答案)..(2)

2019-04-08 18:35

因塔高不变,故根据Z=NOG?HOG可知NOG不变。 当清水量加大时,因S?Y?mX2m,故S降低,由图5-25可以看出1会增大,故Y2将下降。 L/VY2?mX2 根据物料衡算L(X1?X2)?V(Y1?Y2)?VY1,VY不变,L增大,可近似推出X1将下降。

*7.在一逆流操作的吸收塔中,如果脱吸因数为0.75,气液相平衡关系为Y?2.0X,吸收剂进塔浓度

为0.001(摩尔比,下同),入塔混合气体中溶质的浓度为0.05时,溶质的吸收率为90%。试求入塔气体中溶质浓度为0.04时,其吸收率为多少?若吸收剂进口浓度为零,其他条件不变,则其吸收率又如何?此结果说明了什么? 解: X2?0.001时:

原工况 S?0.75 Y2?Y1(1??)?0.05(1?0.9)?0.005

NOG???Y?mX21ln?(1?S)1?S? 1?S?Y2?mX2?10.05?2?0.001??ln?(1?0.75)?0.75??6.233

1?0.75?0.005?2?0.001?NOG?新工况 H'OG?HOG Z'?Z

N'OG??Y1'?mX21?ln?(1?S)'?S? 1?S?Y2?mX2?OGN'OG?N'???10.04?2?0.001ln?(1?0.75)'?0.75??6.233

1?0.75?Y2?2?0.001??3解得Y2?4.375?10

Y1'?Y2'0.04?4.375?10?3????0.8906?89.06% 'Y10.04'X2?0时:

原工况 S?0.75 Y2?Y1(1??)?0.05(1?0.9)?0.005

NOG???Y1?mX21ln?(1?S)?S? 1?S?Y2?mX2?NOG?10.05??ln?(1?0.75)?0.75??4.715

1?0.75?0.005?'新工况 H'OG?HOG Z?Z

N'OG??Y1'1?ln?(1?S)'?S? 1?S?Y2?OGN'OG?N'???10.04ln?(1?0.75)'?0.75??4.715

1?0.75?Y2??3解得Y2?4.00?10

Y1'?Y2'0.04?4.00?10?3????0.9?90% 'Y10.04' 从计算结果看,塔高一定,当用纯溶剂吸收混合气体中的溶质时,入塔气体组成变化,其他条件不变,其吸收率不变。

8.在一逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收混合气体中溶质组分,当液气比为1.5时,溶质的吸收率为90%,在操作条件下气液平衡关系为Y?0.75X。如果改换新的填料时,在相同的条件下,溶质的吸收率提高到98%,求新填料的气相总体积吸收系数为原填料的多少倍? 解:原工况: S? NOG?*mV0.75??0.5 L1.5????Y?mX2111ln?(1?S)?S? ln?(1?S)1?S??1??1?S?Y2?mX2??1?S?11??ln?(1?0.5)?0.5??3.41

1?0.5?1?0.90?NOG?新工况: S?S N''OG?11??ln?(1?0.5)?0.5??6.477

1?0.5?1?0.98?HOG?VZVZ'?? HOG? 'KYa?NOGKYa?N'OG'KY'aNOG6.477???1.900 KYaNOG3.419.用纯溶剂在一填料吸收塔内,逆流吸收某混合气体中的可溶组分。混合气体处理量为1.25Nm/s,要求溶质的回收率为99.2%。操作液气比为1.71,吸收过程为气膜控制。已知10℃下,相平衡关系

3

Y*?0.5X,气相总传质单元高度为0.8m。试求:

(1)吸收温度升为30℃时,溶质的吸收率降低到多少? (30℃时,相平衡关系Y?1.2X) (2)若维持原吸收率,应采取什么措施(定量计算其中的2个措施)。 解:

(1)原工况:S? NOG?*mV0.5??0.292 L1.71????Y?mX2111ln?(1?S)?S? ln?(1?S)1?S??1??1?S?Y2?mX2??1?S?11??ln?(1?0.292)?0.292??6.34

1?0.292?1?0.992?NOG?Z?NOG?HOG?6.34?0.8?5.072m

新工况: H'OG?HOG Z'?Z

m'1.2S??0.292?0.7008 S?m0.5' NOG?N'OG? 解得??0.95

'??11ln?(1?0.7008)?0.7008??6.34

1?0.7008?1??'?(2)温度升高,平衡线上移,推动力减小,保持吸收率不变,可采取措施:

1)L/V增加,即增加溶剂量;

S?S'mVm'V ?'LLm'1.2L?L?L?2.4L

m0.5'2)增加填料层高度

m'1.2S??0.292?0.7008,推动力减小靠增加塔高弥补。 L/V不变,温度升高,S?m0.5' N'OG?11??ln?(1?0.7008)?0.7008?12.17 ?1?0.7008?1?0.992?'OG温度改变,对气膜控制吸收过程,传质单元高度不变,HZ'?N'OG?HOG?12.17?0.8?9.736m

?HOG?0.8

?Z?9.736?5.072?4.664m

10.在一塔高为4m填料塔内,用清水逆流吸收混合气中的氨,入塔气体中含氨0.03(摩尔比),混合气体流率为0.028kmol/(m·s), 清水流率为0.0573kmol/(m·s)要求吸收率为98%,气相总体积吸收

*系数与混合气体流率的0.7次方成正比。已知操作条件下物系的平衡关系为Y?0.8X,试求:

2

2

(1)当混合气体量增加20%时,吸收率不变,所需塔高?

(2)压力增加1倍时,吸收率不变,所需塔高?(设压力变化气相总体积吸收系数不变) 解:

原工况: y1?Y10.03??0.029 1?Y11?0.032 V?0.028?(1?0.029)?0.0272kmol/(m?s)

S?mV0.8?0.0272??0.38 L0.0573NOG???11ln?(1?S)?S? 1?S?1???11??ln?(1?0.38)?0.38??5.56

1?0.38?1?0.98?VZ4???0.720m KYa?NOG5.56NOG?HOG?(1)气体流量增加20%

因水吸收氨为气膜控制,所以V增加,传质单元高度变化

HOG?VV?0.7?V0.3

KYa?VH'OGV'0.30.3?()??1.2??1.056 HOGVH'OG?1.056?0.720?0.760m

mV'0.8?0.0272?1.2S???0.456

L0.0573'N'OG?11??ln?(1?0.456)?0.456??6.103

1?0.456?1?0.98?Z'?N'OG?H'OG?6.103?0.760?4.64m

(2)压力加1倍 m?'p0.8m??0.4 p'2S'?m'V0.4?0. L?02720.0573?0.19

N'OG?11?0.19ln???(1?0.19)11?0.98?0.19????4.58?HVOG?K Ya? ?HOG不变

Z'?N'OG?HOG?4.58?0.720?3.298m


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