1、中国矿业大学化工学院化工系第三节第三节 吸收塔的计算吸收塔的计算 吸收操作既可以使用吸收操作既可以使用板式塔板式塔，也可以使用，也可以使用填料填料塔塔。塔内气液两相的流动方式通常采用。塔内气液两相的流动方式通常采用逆流逆流方式。方式。 吸收的计算按给定的条件与任务的不同分为吸收的计算按给定的条件与任务的不同分为设设计型计型和和操作型操作型两类。两类。 操作型计算操作型计算分为：给定操作条件求吸收效果；按分为：给定操作条件求吸收效果；按吸收效果求操作条件吸收效果求操作条件。 这里主要讨论这里主要讨论设计型的设计设计型的设计及及计算计算。中国矿业大学化工学院化工系吸收塔吸收塔设计计算设计计算的的已
2、知条件已知条件一般如下：一般如下：Y1Y2X2X1X1X2Y2Y1 (1)混合气中溶质混合气中溶质A 的组的组成成Y1和处理气中惰性组分流和处理气中惰性组分流量量V kmol / h ； (2)吸收剂种类，操作的吸收剂种类，操作的T、P平衡关系平衡关系； (3)吸收剂中溶质吸收剂中溶质A 的组的组成成X2； (4)分离要求分离要求，或，或 A。中国矿业大学化工学院化工系设计计算设计计算的的任务任务： 以以逆流逆流操作的操作的填料塔填料塔为例，在选定吸收剂后进为例，在选定吸收剂后进行吸收塔的计算。行吸收塔的计算。 确定合适的吸收剂用量确定合适的吸收剂用量L kmol / h ；或液；或液气比气比
3、 L / V。 计算塔径计算塔径 D ； 计算填料塔计算填料塔有效填料层高度有效填料层高度或板式塔的或板式塔的板数板数。中国矿业大学化工学院化工系2-3-1 吸收塔的物料衡算与操作线方程吸收塔的物料衡算与操作线方程V,Y2V,Y1L,X2L, X1一、全塔物料衡算一、全塔物料衡算作溶质作溶质 A 的物料衡算的物料衡算: V Y1+L X2 = V Y2 + L X1 或或 V(Y1Y2 )=L( X1X2 ) (2-51) 121YYYA Y2=Y1(1 A) (2-52)（低浓时）（低浓时）121yyy 中国矿业大学化工学院化工系二、吸收塔的操作线方程与操作线二、吸收塔的操作线方程与操作线对
4、溶质对溶质 A作塔内任一截面与塔任一端的物料衡算作塔内任一截面与塔任一端的物料衡算: V,Y2V,Y1L,X2L, X1YXmn 与塔底与塔底： VY1 + LX = VY + LX1 与塔顶与塔顶： 22XVLYXVLY(2-53a) 或或 11XVLYXVLY(2-53)Y1 (L/V) X1 = Y2 (L/V)X2中国矿业大学化工学院化工系操作线方程是一条操作线方程是一条斜率斜率为：为：L/V 的直线，的直线，端点分别是端点分别是(X1,Y1)和和(X2,Y2)。Y1X1BY*=f(X)YXAY2X2T 气相的气相的Y与液相与液相浓度浓度X达平衡的达平衡的Y*=f(X)。吸收操作线在平
5、衡线的吸收操作线在平衡线的上方。反之，解吸操上方。反之，解吸操作线将在平衡线的下方。作线将在平衡线的下方。 11XVLYXVLYY*将并流操作线画在将并流操作线画在X XY Y图上？图上？中国矿业大学化工学院化工系并流操作线方程是一条并流操作线方程是一条斜率斜率为：为：-L/V 的直线，的直线，端点分别是端点分别是(X1,Y1)和和(X2,Y2)。Y1X1BY*=f(X)YXAY2X211XVLYXVLY一般，逆流吸收性能优于并流一般，逆流吸收性能优于并流V,Y2V,Y1L,X2L, X1YXmn中国矿业大学化工学院化工系2-3-2 吸收剂用量的确定吸收剂用量的确定 由由任务给定的参数任务给定
6、的参数可知：可知：操作线操作线稀端稀端T和和浓端浓端B的的Y1根据：根据：Y1L/VBL/VBL L X1X1Y*=f(X)Y2X2TX1 = (V/L) (Y1Y2) + X2则则 X1 和和L/V相互制约。相互制约。X1随随塔内吸收剂用量塔内吸收剂用量 L 的大小在的大小在 Y=Y1 线上左右位移。线上左右位移。 L L/V 操线距离操线距离推动力推动力完成分离任完成分离任务需塔高务需塔高 X1 ；反之；反之.中国矿业大学化工学院化工系最小液气比最小液气比（L/V）min要达到分离要求的液气要达到分离要求的液气比减小是有限的，当比减小是有限的，当L/V降低到某值，操作线和降低到某值，操作线
7、和平衡线平衡线相交或相切相交或相切，此，此时时L/V对应的值为最小液对应的值为最小液气比气比（L/V）min ，而对，而对应的是最大的应的是最大的X1值为值为 X1*Y1X1*L/VBL X1Y*=f(X)Y2X2T (Lmin/V)2121minXXYYVL中国矿业大学化工学院化工系当平衡线当平衡线向下弯曲向下弯曲或为或为直线直线时：时：2121minXXYYVL，Y1Y2X2TX 121212*121minXmYYYXXYYVL(2-55, 57)当溶液组成很低时，符合拉乌尔定律则：当溶液组成很低时，符合拉乌尔定律则：中国矿业大学化工学院化工系经验证明，适宜的吸收剂用量：经验证明，适宜的吸
8、收剂用量： min21.1 VLVL min21 .1LL 或或 最小液气比下，塔的某一界面下的气液平衡，推动力为零，塔需要无穷高才可完成吸收任务，所以实际液气比是兼顾设备费用和操作费用，达到总费用最低。中国矿业大学化工学院化工系p113 例例2-8 洗油吸收芳烃。洗油吸收芳烃。t =27，P=106.7kPa, 焦炉气焦炉气流量流量G = 850m3/h, 其中芳烃其中芳烃 y1=0.02 (摩尔摩尔%, 下同下同), 回收率回收率 A95% 。吸收剂含芳烃。吸收剂含芳烃 x2=0.005 若取溶剂若取溶剂用量为理论最小用量的用量为理论最小用量的1.5倍。倍。求：求：吸收剂用量吸收剂用量L(
9、含含A)kmol/h ; 吸收液组成吸收液组成X1。XXY875.01125.0* 操作条件下，气液平衡关系：操作条件下，气液平衡关系：中国矿业大学化工学院化工系解：解：将题中各量的单位取一致将题中各量的单位取一致 惰性气体流量惰性气体流量V：)3 .101273273()/(4 .22)/( 33PtkmolmhmGV )kmol/h(372.363 .1017 .106272732734 .22850 其中有其中有y1=0.02摩尔分率的芳烃，惰性气体量摩尔分率的芳烃，惰性气体量 V=V (1-y1) = 36.372(1-0.02) = 35.64kmol(B)/h设焦炉气为理想气体设焦
10、炉气为理想气体中国矿业大学化工学院化工系各组成的各组成的摩尔分率摩尔分率摩尔比摩尔比0204.002.0102.01111 yyY00102. 0)95. 01(0204. 0)1(12 AYY 00503. 0005. 01005. 01222 xxX中国矿业大学化工学院化工系00.0050.010.0150.020.02500.050.10.150.20.25(2)求求吸收剂量吸收剂量L：切线求斜率：切线求斜率：2121min XXYYVL kmol(S)/h06. 664.351134. 05 . 15 . 1min VVLLXXY875.01125.0* 由由00503. 0176.
11、000102. 00204. 0 1134. 0 中国矿业大学化工学院化工系洗油量：洗油量：A)/hkmol(S09. 6005. 0106. 61 2 xLL吸收液浓度吸收液浓度X1： 由全塔由全塔 A 组分物料衡算求出：组分物料衡算求出：1190.0)(2121 LYYVXX中国矿业大学化工学院化工系2-3-3 塔径的计算塔径的计算 对于吸收，对于吸收，进塔的气体量最大进塔的气体量最大。VS以进塔的以进塔的气体量为计算基准。气体量为计算基准。uVDST 4 (2-58) 对于蒸馏，也应以塔内对于蒸馏，也应以塔内最大的气体体积流量最大的气体体积流量为计算基准。为计算基准。中国矿业大学化工学院
12、化工系2-3-4 填料层高度的计算填料层高度的计算 1. 理论级模型法理论级模型法 Z = HETP NT HETP当量高度。是关于当量高度。是关于物系物性物系物性，操作操作条件条件，填料的，填料的结构参数结构参数、表面性状表面性状等的参数。一等的参数。一般由实际吸收装置般由实际吸收装置实测实测或取近似条件的或取近似条件的经验值经验值。 2. 传质速率模型法传质速率模型法 根据根据“吸收速率方程吸收速率方程”求填料层高度求填料层高度 Z = HOG NOG又称又称 “传质单元高度传质单元高度” 和和 “传质单元数传质单元数” 法法中国矿业大学化工学院化工系一、基本关系式的导出一、基本关系式的导
13、出 联立联立物料衡算物料衡算、相平衡相平衡和和传质速率传质速率三个关系式三个关系式 前面介绍的所有传质速率方程都适用于稳定操作的前面介绍的所有传质速率方程都适用于稳定操作的吸收塔中的吸收塔中的“某一横截面某一横截面”。 对于整个吸收塔，各个横截面上气、液的浓度对于整个吸收塔，各个横截面上气、液的浓度分布和传质推动力都沿塔高变化，吸收速率也在变分布和传质推动力都沿塔高变化，吸收速率也在变化。所以要从分析填料层的某一微分段化。所以要从分析填料层的某一微分段dZ内溶质内溶质的吸收过程入手。的吸收过程入手。中国矿业大学化工学院化工系dZ内溶质的传质面积为：内溶质的传质面积为：dZZX+dX LV,YY
14、+dY VL,XL,X2V,Y1V,Y2L,X1dA = a d Z 有效的单位体积有效的单位体积传质面积传质面积, m2/m3 对对dZ 微元填料层作微元填料层作 A 组组分的分的物料衡算物料衡算：VY+L(X+dX)LdX =VdY =dGA kmol/h (2-59)V(Y+dY)+LX =中国矿业大学化工学院化工系)*(*)(XXKYYKNXYA *YYdYaKVdZY (2-61)XXdXaKLdZX * (2-62) 及及 dGA= KY(YY*)dA = KX(X*X)dA dGA = NA dAKY a 或或 KX a体积吸收系数体积吸收系数dA = a dZ代入上两式代入上两
15、式LdX =VdY =dGA 对对dZ 微元填料层作微元填料层作 传质传质速率计算速率计算：中国矿业大学化工学院化工系对对(2-61/62)积分积分 12*YYYYYdYaKVZ 式中，式中，V、L、 在全塔都是常数。在全塔都是常数。 当当A在气相中的在气相中的浓度很低浓度很低时，时， 气、液相的物气、液相的物性变化性变化(甚至甚至V、L的变化的变化)较小较小, 各截面的各截面的“体积体积传质系数传质系数KY a变化不大，可取平均值。变化不大，可取平均值。 (2-63) 12*YYYYYdYaKVZ 12*XXXXXdXaKLZ(2-64) 12*/XXXXXdXaKL中国矿业大学化工学院化工
16、系二、传质单元高度和传质单元数二、传质单元高度和传质单元数 若将不同的传质速率方程式代入若将不同的传质速率方程式代入dGA = NAdA ，可以得到：以不同形式的推动力表示的可以得到：以不同形式的推动力表示的膜的膜的或或(两两相相)总的总的填料层高度的积分式。它们将有一个共同填料层高度的积分式。它们将有一个共同形式：形式：下面以下面以为例，分析：为例，分析： 12*YYYYYdYaKVZ塔高塔高 Z = H N中国矿业大学化工学院化工系由过程条件所决定的由过程条件所决定的“单元高度单元高度”。又。又其其推推动力为总的气相摩尔比动力为总的气相摩尔比(YY*)被称作被称作“气相总气相总传质单元高度
17、传质单元高度”，表示为：，表示为：OGYHaKV (2-65)/)/(/2322mmmmsmkmolskmol aKVY的单位：的单位： 中国矿业大学化工学院化工系 积分号内的分子、积分号内的分子、 分母具有相同单位，整体分母具有相同单位，整体为无因次值。可以认为：为无因次值。可以认为：Z是是HOG的的“倍数倍数”。相。相应该倍数称为应该倍数称为“气相总传质单元数气相总传质单元数”。 12*YYOGYYdYN(2-66) 液相的计算式，请自读液相的计算式，请自读p108(2-6768)。 12*YYYYdY的单位：的单位：中国矿业大学化工学院化工系HOG的物理意义的物理意义 假设某吸收过程所假
18、设某吸收过程所需填料层高度恰好等于需填料层高度恰好等于一个传质单元高度：一个传质单元高度：Z= HOG ， 121*YYOGYYdYN此时的此时的 mYYYY*21 HOGZY2Y1(Y-Y*)mY1X1Y2X2中国矿业大学化工学院化工系在填料层在填料层 I 段中，段中， 即即 (Y1-Y2) I=(Y-Y*) I,m 如果说，气体流经一段填料后，如果说，气体流经一段填料后，气体浓度变化量气体浓度变化量YI =(Y1-Y2)I= 该该I 段段填料层内推动力的平均值填料层内推动力的平均值(Y-Y*)I,m，则该段填料层的高，则该段填料层的高度就是一个传质单元高度度就是一个传质单元高度HOG的的物
19、理意义物理意义 1*)(*1,2,21, IIYYmIImIOGYYYYYYdYN 总能找到一处的推动力具有该段总能找到一处的推动力具有该段填料的平均推动力填料的平均推动力(Y-Y*) I,m 。代入积分项成。代入积分项成:ZiZHOGI中国矿业大学化工学院化工系三、传质单元数的求解三、传质单元数的求解 12*YYOGYYdYN 鉴于气、液平衡关系呈鉴于气、液平衡关系呈直线直线（或操作范围内是（或操作范围内是直线）、直线）、弯曲程度弯曲程度大大或或不大不大的情况，相应地有四种的情况，相应地有四种求解方法。求解方法。 1. 平衡关系为直线时的解法平衡关系为直线时的解法 包括过程涉及的浓度范围内平
20、衡关系可以用线包括过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用线性方程性方程 Y*= mX + b (注：注：b可以可以/0) 表示的情况。表示的情况。此时有两种解法。此时有两种解法。中国矿业大学化工学院化工系(1) 脱吸因数脱吸因数S法法 12*YYOGYYdYN对于对于逆流吸收逆流吸收操作：操作： 22YYLVXX 12*122YYYSYYSdY 12YYbmXYdY 1222YYOGbYYLVXmYdYN则：则：Y*=mX+bS=m/(L/V)中国矿业大学化工学院化工系经积分，并整理经积分，并整理 SYYYYSSNOG*1ln112221 *,2221YYYYSfp119 Fig. 2-18给出了
21、上式的关系图。给出了上式的关系图。NOG05101520253035404550110100100010000*2221YYYY *2221YYYY 反映反映 A的大小，值的大小，值分离程度分离程度NOG S 反映推动力的大小，值反映推动力的大小，值分离难度分离难度NOG 。中国矿业大学化工学院化工系(2) 对数平均推动力法对数平均推动力法 对于都是直线的平衡线和操作线，它们的差值对于都是直线的平衡线和操作线，它们的差值Y = YY*与与Y 将呈将呈线性关系线性关系(类似传热时的类似传热时的tm)。b2Y2X2 YX Y与与X呈线性关系呈线性关系 操线表示成操线表示成：Y=k1X+b1 平衡线
22、为平衡线为: Y*=k2X+b2 则则: Y-Y*=(k1-k2)X+(b1-b2)Y1X1Y中国矿业大学化工学院化工系Y与与Y 将操作关系将操作关系 X=(Y b1)/k1 代入上式，则：代入上式，则： YY*= (k1 - k2) (Y b1) / k1 + ( b1 b2) = (k1 k2) / k1Y (k1 k2) / k1b1+(b1 b2) k1, k2都是常数都是常数, (k1 k2 ) / k1也是常数。也是常数。 (k1 k2) / k1= 1 k2 / k1 = 1 m/(L/V) = 1 S= K Y =Y Y* = KY (K 1) b1+b2 Y-Y*=(k1-k
23、2)X+(b1-b2)中国矿业大学化工学院化工系Y 随随Y 的变化率的变化率 12*YYOGYYdYN=Ym 2121YYYYdYYd , 则则:*ln22112121YYYYYYYY YdYYYYdY 2121 12*2121YYYYYYdYYYY(2-71)212121lnYYYYYY 中国矿业大学化工学院化工系例：例： 清水吸收丙酮，填料塔，进塔气清水吸收丙酮，填料塔，进塔气V/ =70kmol(B)/(h.m2)，其中丙酮，其中丙酮Y1=0.02，要求，要求 A=90%，P=101.3kPa，t =293K。操作条件下，。操作条件下，Y=1.18X。取液气比为最小液气比的。取液气比为最
24、小液气比的1.4倍，倍，Kya =2.210-2kmol/(s.m2), 求所需填料层高度。求所需填料层高度。044. 1018. 1/02. 0002. 002. 0*2121min XXYYVLL/V=1.41.044=1.462解：解： Y2=Y1(1- A)=0.020.1=0.0020123. 0462. 1002. 002. 0/)(21211VLYYLYYVX中国矿业大学化工学院化工系用对数平均推动力法求用对数平均推动力法求NOGmaKVHYOG96. 03600102 . 2702 2112112121*ln0*lnYYYYYYYYYYYm Y1*=1.180.01230034
25、6. 0 2 .500346.0002.002.021 mOGYYYN填料层高度填料层高度Z = HOG NOG= 0.965.2 = 4.99 m中国矿业大学化工学院化工系用脱吸因数用脱吸因数 S 法法求求NOG解吸因数解吸因数807. 0462. 118. 1/ VLmS100002.0002.0*22212221 mXYmXYYYYY SYYYYSSNOG*1ln112221两种方法所求一致。若查图误差会很大。两种方法所求一致。若查图误差会很大。 2 . 5807. 010807. 01ln807. 011 中国矿业大学化工学院化工系2. 平衡关系为曲线时的解法平衡关系为曲线时的解法(1
26、) 图解积分法图解积分法 适用于任何平衡关系适用于任何平衡关系取值取值Y*=f(X)YiYi*Y1Y2X2X1Xi作作图图法法平衡线平衡线：Y*=mX（稀溶液）（稀溶液）公式法公式法 22XVLYXVLY操作线操作线： Xi Yi Yi*数据处理：数据处理：图解图解Y2Y1 1 Y-Y*1/(Yi-Yi*) 12*YYOGYYdYN中国矿业大学化工学院化工系(2)近似图解法近似图解法(贝克法贝克法, 梯级图解法梯级图解法) 适于平衡关系可以用适于平衡关系可以用直线或弯曲程度不大的曲直线或弯曲程度不大的曲线表示的情况。该法是线表示的情况。该法是根据根据传质单元高度传质单元高度HOG的的物理意义物
27、理意义引出的一种引出的一种“近近似似”求解法求解法.Y1X1MNTBY2X2F F中国矿业大学化工学院化工系一个梯级表示一个一个梯级表示一个传质单元数的说明传质单元数的说明 TF= FF= 1/2TF, YY2XX2MNTFF T*A*HH*AC 则则TT*A*A为一个梯为一个梯形，中线形，中线HH*=(TT*+AA*)/2F点与点与T点具有相同的点具有相同的Y值，值，AF代表着该段内气代表着该段内气相浓度的相浓度的变化值变化值Y=(YA-YT)。且且HH*AA*。有有AF=2HF=HH*。 视视T*A*为直线，为直线，THFTAF,而而HH*是该梯形段内气相总是该梯形段内气相总推动力推动力(
28、Y-Y*)i的算术平均值的算术平均值中国矿业大学化工学院化工系p104 例例2-9 在填料塔中进行例在填料塔中进行例2-8的吸收操作的吸收操作例例2-8洗油吸收芳烃。洗油吸收芳烃。t=27，P=106.7kPa, 焦炉气流焦炉气流量量G =850m3/h, 其中芳烃其中芳烃y1=0.02 (摩尔摩尔%, 下同下同), 回收回收率率 A95% 。吸收剂含芳烃。吸收剂含芳烃 x2=0.005 若取溶剂用量为若取溶剂用量为理论最小用量的理论最小用量的1.5倍。倍。XXY875.01125.0* 操作条件下，气液平衡关系：操作条件下，气液平衡关系： 又知又知，HOG=0.875m。分别用图解积分法和近
29、似图。分别用图解积分法和近似图解法求解法求Z。 由例由例2-8求得求得: X2=0.00503, X1=0. 11900102. 02 Y0204. 01 Y中国矿业大学化工学院化工系(1) 图解积分法图解积分法 22XVLYXVLY操作线：操作线：XXY875.01125.0* 气液平衡关系：气液平衡关系：XYY*1/(Y-Y*)0.005030.00503 0.001020.00102 0.000630.00063 2538.042538.040.020.020.003570.00357 0.002460.00246902.2902.20.040.040.006970.00697 0.00
30、4830.00483 468.349468.3490.060.060.010370.01037 0.007130.00713308.56308.560.080.080.013770.01377 0.009350.00935 226.161226.1610.10.10.017170.01717 0.011490.01149 176.247176.2470.1190.1190.02040.02040.013470.01347 144.372144.372X2=0.00503, X1=0. 119中国矿业大学化工学院化工系64. 8*12 YYOGYYdYNZ = HOG NOG = 0.8758.
31、64 = 7.56 m05001000150020002500300000.0050.010.0150.020.025每大格每大格=0.005 500=2.5中国矿业大学化工学院化工系(2) 近似图解法近似图解法00.0050.010.0150.020.02500.020.040.060.080.10.12XYYY*MN中国矿业大学化工学院化工系图表中各线的数据图表中各线的数据XYY*MN0.005030.00503 0.001020.00102 0.000630.00063 0.000820.000820.020.020.003570.00357 0.002460.00246 0.00301
32、0.003010.040.040.006970.00697 0.004830.004830.00590.00590.060.060.010370.01037 0.007130.00713 0.008750.008750.080.080.013770.01377 0.009350.00935 0.011560.011560.10.10.017170.01717 0.011490.01149 0.014330.014330.1190.1190.02040.02040.013470.01347 0.016940.01694NOG = 8.7Z = HOG NOG = 0.8758.7 = 7. 61
33、 m中国矿业大学化工学院化工系2-3-5 吸收时理论板数的计算吸收时理论板数的计算 与精馏一样，只要有与精馏一样，只要有操作关系操作关系和和平衡关系平衡关系就可以就可以用用逐板计算法逐板计算法和和梯级图解法梯级图解法求取。求取。1. 逐板计算法逐板计算法 221XVLYXVLYnn或或 111XVLYXVLYnnV,Y2V,Y1L,X2L,X1YnXn-1 在吸收塔的任意两板间在吸收塔的任意两板间(n和和n+1)分别与分别与塔顶塔顶或或塔底塔底的衡算范围内，对的衡算范围内，对溶质溶质A作物料衡算。得操作线方程：作物料衡算。得操作线方程：中国矿业大学化工学院化工系逐板计算法步骤：逐板计算法步骤：
34、(1) 由进塔气相组成由进塔气相组成Y1和和 A求尾气组成求尾气组成Y2；(2) 由给定条件确定浓端由给定条件确定浓端( X1 , Y1 )和稀端和稀端( X2 , Y2 ) 及操作线方程；及操作线方程；(3) 从从塔底塔底(或塔顶或塔顶)开始进行逐板计算，开始进行逐板计算， Y=Y2(尾气尾气)平平：X= ， XNX1为止。为止。 平衡关系使用次数平衡关系使用次数理论级数。理论级数。平平： X= Y /m，操操： 22XVLYXVLY中国矿业大学化工学院化工系2. 图解法求理论级数图解法求理论级数Y2X2Y1X1 此法不受气液浓度表此法不受气液浓度表示形式的限制，也不受气示形式的限制，也不受
35、气液平衡关系形状的约束。液平衡关系形状的约束。 既可以从既可以从塔顶塔顶也可也可以从以从塔底塔底由操作线向平由操作线向平衡线开始画梯级。衡线开始画梯级。 中国矿业大学化工学院化工系3. 解析法求理论级数解析法求理论级数（自学）（自学） 适用于过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用适用于过程涉及的浓度范围内平衡关系可以用Y*=mX+b表示的情况。此法由表示的情况。此法由克列姆塞尔克列姆塞尔等人提出。等人提出。mVLA克列姆塞尔方程克列姆塞尔方程2121XXYYATN (2-77e)AXXAYYNTln)ln(ln)ln(2121 (2-77f)中国矿业大学化工学院化工系概念题概念题1、通常所讨论的吸
36、收操作中，当吸收剂用量趋于最、通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，小用量时， 。 A：回收率趋向最高：回收率趋向最高 B：吸收推动力趋向：吸收推动力趋向最大最大 C：操作最为经济：操作最为经济 填料层高度趋向无穷大。填料层高度趋向无穷大。2. 对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数压增加时，亨利系数 ，相平衡常数，相平衡常数m ，溶解度系数溶解度系数H 。 中国矿业大学化工学院化工系3.在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将若
37、减少吸收剂用量，则传质推动力将 ，操作线将，操作线将 .平衡线，设备费用平衡线，设备费用 。对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，对一定操作条件下的填料吸收塔，如将塔料层增高一些，则塔的则塔的HOG将将 ， NOG将将 (增加，减少，不变增加，减少，不变)。 4.选择题：选择题：(按按 a 增加、增加、b减少、减少、C不变填入括号内不变填入括号内) 含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，含低浓度溶质的气体在逆流吸收塔中进行吸收操作，若其他操作条件不变，而入口气体量增加，则对于气膜控若其他操作条件不变，而入口气体量增加，则对于气膜控制系统：制系统： 其出口气体组成其出口气体组
38、成y2将将( )； 出口液体组成出口液体组成x1将将( )； 溶质回收率将溶质回收率将( )。5. 计算吸收塔的填料层高度需要应用计算吸收塔的填料层高度需要应用 、 、 三个方面的关系联合求解。三个方面的关系联合求解。中国矿业大学化工学院化工系计算题：计算题：1、在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨、在常压填料吸收塔中，用清水吸收废气中的氨气。废气流量为气。废气流量为2500m3/h（标准（标准 状态），废气中氨状态），废气中氨的浓度为的浓度为15g/m3，要求回收率不低于，要求回收率不低于98%。若吸收。若吸收剂用量为剂用量为3.6m3/h，操作条件下的平衡关系为，操作条件下的平衡关系为
39、Y=1.2X，气相总传质单元高度为气相总传质单元高度为0.7m。试求：。试求：A：塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；：塔底、塔顶及全塔的吸收推动力（气相）；B：气相总传质单元数；：气相总传质单元数；C：总填料层高。：总填料层高。中国矿业大学化工学院化工系2、气体混合物中含丙酮、气体混合物中含丙酮3%（体积百分率）。（体积百分率）。要在逆流填料吸收塔内用水吸收丙酮的要在逆流填料吸收塔内用水吸收丙酮的98%，若平衡关系为若平衡关系为 y*=1.05x，试求：，试求：用含用含0.01%（摩尔百分率）丙酮的水作吸（摩尔百分率）丙酮的水作吸收剂，且液气比为收剂，且液气比为2，则所需的传质单元数应，则所需的传质单元数应为多少？为多少？若气液两相进料组成不变，液气比变为若气液两相进料组成不变，液气比变为1.04，当填料层无限高时，丙酮的极限回收，当填料层无限高时，丙酮的极限回收率为多少？率为多少？ 注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比。注：计算中可用摩尔分率代替摩尔比。
