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1、
第五章 吸收作業(yè)
2012-11-26
【5-10】 如習(xí)題5-10附圖所示，在一細(xì)金屬管中的水保持25℃，在管的上口有大量干空氣（溫度25℃，總壓101.325）流過，管中的水汽化后在管中的空氣中擴(kuò)散，擴(kuò)散距離為100mm。試計(jì)算在穩(wěn)定狀態(tài)下的汽化速率。
習(xí)題5-10附圖
解: 查表得: 25℃時(shí)，水的飽和蒸汽壓
水在空氣中的分子擴(kuò)散系數(shù)
擴(kuò)散距離為
∵ ；
∴
【5-15】 在一吸收塔中，用清水在總壓0.
2、1MPa、溫度20℃條件下吸收混合氣體中的CO2，將其組成從2%降至0.1%(摩爾分?jǐn)?shù))。20℃時(shí)CO2水溶液的亨利系數(shù)E=144MPa。吸收劑用量為最小用量的1.2倍。試求：(1)液-氣比及溶液出口組成X1；(2)總壓改為1MPa時(shí)的及X1。
解：(1) 依題意得：
總壓P=0.1MPa, y1=2%, y2=0.1%, X2=0
摩爾比Y1===0.02041，Y2
m==144/0.1=1440
最小液氣比===1369
=1.2=1.2=1643
3、 X1= X2+( Y1 -Y2)=0+=1.18
(2)當(dāng)總壓P=1MPa時(shí)，m，==144/1=144
=＝=136.9
=1.2=1.2136.9=164.3
X1= X2+( Y1 -Y2)=0+=1.18
從上述結(jié)果可知，總壓從0.1MPa增大到1MPa，溶液出口組成從1.18增加到1.18
【5-18】 氣體混合物中溶質(zhì)的組成 (摩爾比)，要在吸收塔中用吸收劑回收。氣液相平衡關(guān)系為。試求：
（1）下列3種情況下的液相出口組成與氣相總傳質(zhì)單元數(shù)（利用圖5-23）并進(jìn)行比較，用推動(dòng)力分析的改變(3種情況
4、的溶質(zhì)回收率均為99％)。
①入塔液體為純吸收劑，液-氣比；
②入塔液體為純吸收劑，液-氣比；
③入塔液體中含溶質(zhì)的組成（摩爾比)，液-氣比。
(2) 入塔液體為純吸收劑，液-氣比，溶質(zhì)的回收率最大可達(dá)多少？
解：依題意得
（1）求液相出口組成與氣相總傳質(zhì)單元數(shù)
①
∵
∴
②
③
所以三種情況下的推動(dòng)力與液相出口組成和氣相總傳質(zhì)單元數(shù)的關(guān)系如下表所示。
序號(hào)
入塔液體
液-氣比
氣相推動(dòng)力
5、
1
2
0.0396
7.84
2
1.2
0.0238
17.14
3
1.2
0.0238
21.13
（2）求溶質(zhì)的最大回收率
氣體達(dá)到平衡時(shí)：
【5-19】 某廠有一填料塔，直徑880mm，填料層高6m，所用填料為50mm瓷拉西環(huán)，亂堆。每小時(shí)處理2000混合氣(體積按25℃與101.325計(jì))，其中含丙酮摩爾分?jǐn)?shù)為5%。用清水作吸收劑。塔頂送出的廢氣含丙酮摩爾分?jǐn)?shù)為0.263％。塔底送出來的溶液，每千克含丙酮61.2g。根據(jù)上述測(cè)試數(shù)據(jù)，計(jì)算氣相體積總傳質(zhì)系數(shù)。
6、操作條件下的平衡關(guān)系為。
上述情況下，每小時(shí)可回收多少千克丙酮，若把填料層加高3m，可以多回收多少丙酮?
解： 依題意得
塔橫截面積
惰性氣體流量
丙酮的摩爾質(zhì)量
25℃時(shí)水的密度，摩爾質(zhì)量
∵
∴
此時(shí)，每小時(shí)可回收丙酮的量q為
若把填料層加高3m，由于不變，傳質(zhì)單元數(shù)增加。
∵
∴
回收率
原回收率
可多回收丙酮的量為：
【5-22】有一逆流操作的吸收塔，其塔徑及填料層高度各為定值。用清水吸收某混合氣體中的溶質(zhì)。若混合氣體流量G、吸收劑清水流量L及操作溫度與壓力分別保持不變，而使進(jìn)口混合氣體中的溶質(zhì)組成Y1增大。試問氣相總傳質(zhì)單元數(shù)NOG、混合氣體出口組成Y2、吸收液組成X1及溶質(zhì)的吸收率將如何變化，并畫出操作線示意圖。
解：
=
(1) Y1↑, Y2 不變--à NOG↑
(2) Y1↑, Y2↑（當(dāng)吸收是未達(dá)到平衡時(shí)的吸收時(shí)）
(3) Y1 ↑, X1↑（當(dāng)吸收是未達(dá)到平衡時(shí)的吸收時(shí)）
(4) Y1 ↑, 吸收率↑()(y2小于等于y1的增加)
X
Y1
Y2
X1
X2
A
B
Y
第五章 吸收作業(yè)
