填料层高度:
Z?HOGNOG?7.82m
15.有一吸收塔,填料层高度为3m,操作压强为101.33kpa,温度为20℃,用清水吸收混于空气中的氨。混合气质量流速G=580kg/(m3?h),含氨6%(体积),吸
收率为99%;水的质量流速W=770kg/(m?h)。该塔在等温下逆流操作,平衡关系为
2Y*?0.9X。KGa与气相质量流速的0.8次方成正比而与液相质量流速大体无关。试计算
当操作条件分别作下列改变时,填料层高度应如何改变才能保持原来的吸收率(塔径不变):(1)操作压强增大一倍;(2)液体流量增大一倍;(3)气体流量增大一倍。
已知:
Z?3m,P?101.33kpa,t?20?C,X2?0,G?580kg/(m3?h),y1?6%,?A?99%W?770kg/(m?h),Y?0.9X,KGa?G2*0.8
求:(1)P'?2P时,Z'?? (2)W'?2W时,Z'?? (3)G'?2G时,Z'?? 解:Y1?y1?0.06383,Y2?Y1(1??A)?0.0006383 1?y1混合气的平均摩尔质量:
M?0.06?17?29?0.94?28.28 根据物料衡算: 770580X1??0.06?0.99?X1?0.0285 1828.28mV0.9?580?0.094?18S???0.04
L28.8?770(1)操作压强增加一倍:
ES'm'P'?2P?m'/m?P'?0.5???0.5?S'?0.5?S?0.02
ESmP'NOGNOG??11ln?(1?S')?S'?1?S'?1??A??0.799 ???11ln?(1?S)?S?1?S?1??A?''HOGKYaP'KG'aP'Ka???2??Y?0.5 又:'KYaPKGaPHOGKYa''NOGZ'HOG?0.3994?Z'?0.3994?3?1.198m 则:?ZHOGNOG(2)液体流量增大一倍:
L'?2L,由物料衡算得:X1'?0.5X1,S'?0.5 S'NOG
NOG??11ln?(1?S')?S'?1?S'?1??A??0.799 ???11ln?(1?S)?S?1?S?1??A?而总传质单元高度不变,所以:
'Z'NOG??0.7987?Z'?0.7987?3?2.396m ZNOG(3)当气体流量增大一倍:
G'?2G,由物料衡算得:X1'?2X1,S'?2 S'NOG
NOG??11ln?(1?S')?S'?1?S'?1??A??4.6 ???11ln?(1?S)?S?1?S?1??A?'HOGHOGV''KYa?2??0.8?0.574
V2KYa?而总传质单元高度不变,所以:
'Z'NOG??0.7987?Z'?0.7987?3?2.396m ZNOG''NOGZ'HOG?2.64?Z'?2.64?3?7.92m 则:?ZHOGNOG16.在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。已知操作液气比为最小液气比的1.5倍,气相总传质单元高度HOG?1.11m,操作条件下的平衡关系为
,吸收过程大致为气膜控制,气相体积传Y*?mX(Y、X均为摩尔比)
质分系数kYa?G0.7(G为混合气体的摩尔流量)。试求:(1)要求溶质组分的回
收率为95%时所需的填料层高度;(2)在上述填料塔内操作,将气体流量增加20%,而其他条件不变,溶质的吸收率有何变化?(3)新、旧工况下单位时间内被吸收的溶质的量及吸收塔的平均推动力有何变化?结果说明什么问题?