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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(lái)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