Rupture9
Y?YL'0.0204?0.0001()min?12??51.8Y1V0.0204/545?X2 mL?1.2?51.8?62.2V出口液相组成：
V'1X?X2?'(Y1?Y2)?0??(0.0204?0.001)?3.12?10?4
L62.2'111. 在101.33 kPa下用水吸收据于空气中的氨。已知氨的摩尔分数为0.1，混合气体于40 ℃下进入塔底，体积流量为0.556 m3/s，空塔气速为1.2 m/s。吸收剂用量为理论最小用量的1.1倍，氨的吸收率为95%，且已估算出塔内气相
3体积吸收总系数KYa的平均值为0.1112kmol/(m?s)。在操作条件下的气液平衡*关系为Y?2.6X，试求塔径及填料层高度。
解：0.1Y1??0.11111?0.1Y2?Y1(1??)?0.1111?(1?0.95)?0.005555.X2?0.Y?YL0.1111?0.005555()min?12??2.47.Y0.1111V1?X22.6m L?1.1?2.47?2.72.VV1X1?(Y1?Y2)?X2??(0.1111?0.005555)?0?0.0388.L2.72mV2.6S???0.956.L2.72Y1?Y2?110.1111NG?ln[(1?S)?S]?ln[(1?0.956)??0.956]?13.81?SY2?Y2?1?0.9560.005555塔截面积：
??0.556/1.2?0.463m2.
塔径：
D?4??0.463?0.77m.
0.556273??0.9?0.0195kmol/s. 22.4273?40又知：V?Rupture9
则：
HG?V0.0195??0.38m. KYa?0.1112?0.463塔上填料层高度：
Z?HG?NG?0.38?13.8?5.23m.
12．在吸收塔中用清水吸收混合气中的SO2，气体流量为5000 m3(标准)/h，其中SO2占10%，要求SO2回收率为95%。气、液逆流接触，在塔的操作条件
*Y下SO2在两相间的平衡关系近似为?26.7X。试求：
(1) 若取用水量为最小用量的15倍，用水量应为多少?
(2) 在上述条件下，用图解法求所需理论塔板数;
(3) 如仍用(2)中求出的理论板数，而要求回收率从95%提高到98%，用水量应增加到多少?
解：（1） 求用水量：
0.10?0.11111?0.10Y2?0.1111?(1?0.95)?0.00556Y1?V?5000?(1?0.10)?201kmol/h. 22.4V(Y?Y)201?(0.111?0.00556)Lmin??12??5100kmol/h.0.1111X1?X2?026.7L?1.5Lmin?1.5?5100?7650kmol(水）/h.（2） 求理论板数
(a) 梯级图解法 X1?V201(Y1?Y2)?X2??(0.1111?0.00556)?0.00277. L7650在Y?X直角坐标图中给出平衡线oE.CY??26.7?7及操作线BT 由图中B点开始在操作线与平衡线之间画梯级 得理论板层数NT?5.5
(b) 用克列姆塞尔算图
??95.X2?0
则相对回收率??Y1?Y20.1111?0.00556??0.95
Y1?mX20.1111Rupture9
在理论最小用水量下，NT??，J据此查图2?21得：
Amin?0.95 而
Lmin?0.9 5mVL?1.5Lmin?1.5?0.95mV?1.5?0.95?26.7?201?7650kmol(水）/h
查图2?21（或由式2?77c计算）可知当：
LA??1.43.??0.95时
mVNT?5.5
两种方法解得的结果相同。 （3） 求??98时所需增加的水量
用克列姆塞尔法估算，已知：?'?0.98.NT?5.5 据此查图2?21得A'?1.75.
则：L'?1.75mV?1.75?26.7?201?9390kmol/h. 故需要增加的用水量
L'?L?9390?7650?1740kmol(水)/h?3.13?104kg(水）/h.
13. 在一个接触效能相当于8层理论塔板的筛板塔内，用一种摩尔质量为250、密度为则900 kg/m3的不挥发油吸收捏于空气中的丁烧。塔内操作压强为101.33 kPa，温度为15 ℃，进塔气体含丁烷5%(体积)，要求回收率为95%。丁烷在15 ℃时的蒸气压强为194.5 kPa，液相密度为58O kg/m3假定拉乌尔定律及道尔顿定律适用，求：
(1) 回收每1 m3丁烷需用溶剂油多少(m3)?
(2) 若操作压强改为304.O kPa，而其他条件不变，则上述溶剂油耗量将是多少(m3)?
解： (1). 由拉乌尔定律.
y??p194.5x??x?1.92x. p101.33由于为低组成吸收，可以认为Y??1.92X
Rupture9
0.05?0.0526.X2?0.Y2??0 1?0.05Y2?Y1(1??)?0.0526?(1?0.95)?0.00263.Y1?由克列姆塞尔方程得到：
Y1?Y1?0.0526?Y1?lnlnY2?Y2?0.0263?0 NT??8?Y1?Y20.0526?0.00263lnln??Y1??0Y1?Y2解得：
Y1??0.042 Y1?0.042X1???0.022.1.921.92由此可知，每回收1kmol丁烷所需纯溶剂油数量为
11??45.5kmol/kmol(丁烷） （油）X1?X20.022?0丁烷的摩尔质量为58.08.则回收每1m3液体丁烷所需溶剂油的体积为
45.5?250/90033?126.2m（油）/m（丁烷）
58.08/580(2). 若p?304.0kPa.则：
y??194.5x?0.6398x.?Y??0.6398X. 304.0因为X2?0故Y2??0
Y1??0.042.(条件未变，仍用上法求得) Y1?0.042X1???0.0656.m0.6398
11??15.24kmol（丁烷）（油）/kmolx1?x20.0656?015.24?250190033?42.28m（油）/m（液体丁烷）
58.08/580 14. 在一逆流吸收塔中用三乙醇胶水溶液吸收混于气态烃中的H2S，进塔气相含H2S 2.91%(体积)，要求吸收率不低于99%，操作温度300 K，压强为101.33
*kPa，平衡关系为Y?2X，进塔液体为新鲜溶剂，出塔液体中H2S组成为0.013
kmol(H2S)/kmol(溶剂)。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015
Rupture9
kmol/(m2·s)，气相体积吸收总系数为0.000395 kmol/(m3·s·kPa)，求所需填料层高度。
解：Z?HG?NG?V（Y1?Y2）
KYa?Ym已知：
0.0291Y1??0.031?0.0291Y2?Y1(1??)?0.03?(1?0.99)?0.0003
X1?0.013.Y1??mX1?2?0.013?0.026X2?0.Y2??0(0.03?0.026)?0.0003?0.00143.0.03?0.026ln则：
0.0003KYa?KGap?0.000395?101.33?0.04kmol/(m2?S)Ym?又知：
V?0.015kmol/(m2?s)?0.015?HG??0.375m. 0.040.03?0.0003NG??20.80.00143Z?0.375?20.8?7.8m.15．有一吸收塔，填料层高度为3 m，操作压强为101.33 KPa，温度为20 ℃，用清水吸收棍于空气中的氨。 混合气质量流速G=58O kg/(m2·h)，含氨6%(体积)，吸收率为99%;水的质量流速W=770 kg/(m2·h)。该塔在等温下逆流操作，平衡关系为Y*?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。
解： 已知
Z?3m,p?101.325kPa,T?293k.0.06?0.0638.X2?0. 1?0.06Y2?Y1(1??)?0.0638?(1?0.99)?0.000638Y1?混合气体的平均摩尔质量
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