吸收练习题
1.在一个逆流操作的吸收塔中，某截面上的气相浓度为y（摩尔分率，下同），液相浓度为x，在一定温度下，气液相平衡关系为ye=mx，气相传质系数为ky，液相传质系数为kx，则该截面上的气相传质总推动力可表示为 ，气相传质总阻力可表示为 ；如果降低吸收剂的温度，使相平衡关系变为ye=m’x，假设该截面上的两相浓度及单相传质系数保持不变，则传质总推动力 ，传质总阻力中气相传质阻力 ，液相传质阻力 ，传质速率 。 1、某逆流操作的吸收塔底排出液中溶质的摩尔分率x=2×10-4，进塔气体中溶质的摩尔分率为y=0.025，操作压力为101.3kPa，汽液平衡关系为ye=50x，现将操作压力由101.3kPa增至202.6kPa，求塔底推动力 (y-ye) 增至原来的 倍，(xe-x) 增至原来的 倍。
2、某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中的易溶组分，入塔混合气浓度为0.04，出塔混合气浓度为0.02，操作液气比L/V=2(L/V)min，气液相平衡关系为ye=2x，该吸收塔完成分离任务所需的气相总传质单元数NOG为 ，理论板数N为 。
3、一座油吸收煤气中苯的吸收塔，已知煤气流量为2240（NM3/hr），入塔气中含苯4%，出塔气中含苯0.8%（以上均为体积分率），进塔油不含苯，取L=1.4 Lmin,已知该体系相平衡关系为：Y*=0.126X，试求：
（1）溶质吸收率
（2）Lmin及L (kmol/h)
（3）求出塔组成Xb(kmol苯/kmol油)
（4）求该吸收过程的对数平均推动力 Ym
（5）用解析法求NOG；
（6）为了增大该塔液体喷淋量。采用部分循环流程，在保证原吸收率的情况下，最大循环量L’为多少，并画出无部分循环和有部分循环时两种情况下的操作线。
4、在一个逆流操作的吸收塔中，某截面上的气相浓度为y（摩尔分率，下同），液相浓度为x，在一定温度下，气液相平衡关系为ye=mx，气相传质系数为ky，液相传质系数为kx，则该截面上的气相传质总推动力可表示为 ，气相传质总阻力可表示为 ；如果降低吸收剂的温度，使相平衡关系变为ye=m’x，假设该截面上的两相浓度及单相传质系数
保持不变，则传质总推动力 ，传质总阻力中气相传质阻力 ，液相传质阻力 ，传质速率 。
（y-mx，1/Ky=1/ky+m/kx，增大，不变，减小，增大）
5、某逆流操作的吸收塔底排出液中溶质的摩尔分率x=2×10-4，进塔气体中溶质的摩尔分率为y=0.025，操作压力为101.3kPa，汽液平衡关系为ye=50x，现将操作压力由101.3kPa增至202.6kPa，求塔底推动力 (y-ye) 增至原来的 倍，(xe-x) 增至原来的 倍。
(4/3, 8/3)
P=101.3kPa： ye=50x=50*2*10-4=0.01 y-ye=0.025-0.01=0.015
xe=y/50=0.025/50=0.0005 xe-x=0.0005-2*10-4=3*10-4
P=202.6kPa： ye=25x=25*2*10-4= 0.005 y-ye=0.025-0.005=0.02
xe=y/25=0.025/25=0.001 xe-x=0.001-2*10-4=8*10-4
(y-ye’)/(y-ye)=0.02/0.015=4/3=1.33 (xe’-x)/(xe-x)=8/3=2.67
6、某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气中的易溶组分，入塔混合气浓度为0.04，出塔混合
气浓度为0.02，操作液气比L/V=2(L/V)min，气液相平衡关系为ye=2x，该吸收塔完成分离任务所需的理论板数N为 1 。
解：L/V=2(L/V)min，(L/V)min=(yb-ya)/(xbe-xa)= (yb-ya)/(yb/m)=(0.04-0.02)/(0.04/0.02)=1，L/V=2=m
操作线与相平衡线平行，S=1，xa=0，Δym=ya=0.02，N=NOG=(yb-ya)/ Δym=(0.04-0.02)/0.02=1
1、一座油吸收煤气中苯的吸收塔，已知煤气流量为2240（NM3/hr），入塔气中含苯4%，出塔气中含苯0.8%（以上均为体积分率），进塔油不含苯，取L=1.4 Lmin,已知该体系相平衡关系为：Y*=0.126X，试求：
（2）溶质吸收率
（2）Lmin及L (kmol/h)
（3）求出塔组成Xb(kmol苯/kmol油)
（4）求该吸收过程的对数平均推动力 Ym
（5）用解析法求NOG；
（6）为了增大该塔液体喷淋量。采用部分循环流程，在保证原吸收率的情况下，最大循环量L’为多少，并画出无部分循环和有部分循环时两种情况下的操作线。
解：（1） =（Yb-Ya）/ Yb
Ya≈ya Yb = yb / (1-yb) = 0.04 / (1- 0.04) = 0.0417
= ( 0.0417 - 0.008) / 0.0417 = 80.7%
（2）G = 2240 / 22.4 = 100 kmol/h G喷淋吸收塔B = 100 (1-0.04) = 96kmol/h
(L/G)min = (Yb-Ya) / (Xb*-0) = (0.0417-0.008) / (0.0417/0.126-0)≈0.102
Lmin = 0.102 96 =9.792kmol/h
Ls = 1.4Lmin = 1.4 9.792 = 13.7 kmol/h
（3）Ls/GB = (Yb-Ya) / (Xb-0) = 13.7/96 = 0.143
Xb = (0.0417-0.008) / (Ls/GB) = 0.24
（4） Yb = Yb-Yb* = 0.0417-0.126 0.24 = 0.01146
Ym = ( yb- ya) / ln( yb/ ya) = (0.01146-0.008) / ln(0.01146/0.008) = 0.00963
（5）S=mV/L=0.126*96/13.7=0.883
（6）部分循环，入口液量为（L＋L’），入塔浓度为Xa’，在最大L’下，Xa’处在最大。
(Ls/GB)max = (0.0417-0.008) / (Xb-Xa’)
Xa’ = Ya/0.126 = 0.008/0.126 = 0.0635
∴ ((Ls+Ls’)/GB)max = (0.0417-0.008)/(0.24-0.0635)=0.191
∴ Ls’ max=0.191 96-13.7=4.64kmol/h
L’max=Ls’max/(1-Xb)=4.64/(1-0.24)=6.1kmol/h
2、在一逆流填料吸收塔内，用三乙醇胺水溶液吸收汽相中的H2S，进塔气相中H2S的含量为2.91%（体积%，下同），要求H2S的回收率不低于99%，操作温度为27℃，压力为1 atm。进塔为新鲜溶剂，出塔溶剂中H2S浓度为0.013 kmol(H2S)/kmol(溶剂)，塔内惰性气流速为0.015 kmol/(m2s)，体系的相平衡关系为：Y*=2X。
（1）试求最小液气比和实际操作的液气比。
（2）若Pall（鲍尔）环在该体系中的气相总体积传质系数为0.000395 kmol/(m3.s.kpa),试求达到该生产要求所需要的填料高度。
（3）如果采用浮阀塔板，共需要25层才能够达到该分离要求，试求浮阀塔板在该体系中的全塔效率。
（4）试计算Pall环填料的等板高度HETP。
解：（1）
∵ H2S的回收率不低于99%
∴ Ya = Yb(1-η) = 0.03×(1-0.99) = 0.0003
∵ y=2x 在低浓度下近似可表示为Y=2X 并且 Yb=0.03
∴ Xbe = Yb/m = 0.03/2 =0.015
∵ 进塔为新鲜溶剂，即Xa=0
∴
Xb=0.013
（2）S=mV/L=2/2.28=0.877
∵ KYa=0.000395 kmol/(m3.s.kpa)
惰性气体流速 V=0.015kmol/(m2s)
h0 = HOGNOG = 20.96×0.3748 = 7.86m
（3）∵
∴ 理论板数
∵ 实际板数 N = 25
∴ 效率 Eo=N理论/N实际 = 19.64/25 = 0.786
（4） HETP =
3、某生产过程产生两股含有HCl的混合气体，一股混合气的流量G1' =0.015kmol/s，HCl浓度yG1=0.1（摩尔分率），另一股流量G2'=0.015kmol/s，HCl浓度yG2=0.04（摩尔分率）。今拟用一个吸收塔回收两股气体中的HCl，总回收率不低于85%，所用吸收剂为20℃纯水，亨利系数E=2.786×105Pa，操作压力为常压，
试求：（1）将两股物料混合后由塔底入塔（附图1中的a），最小吸收剂用量为多少？若将第二股气流在适当高度单独加入塔内（附图1中的b），最小吸收剂用量有何变化？
（2）若空塔气速取0.5m/s，并且已经测得在此气速下的Kya=8×10-3kmol/(s.m3)，实际液气比取最小液气比的1.2倍，那么混合进料所需填料层高度为多少？
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