化工原理吸收习题
题1. 已知在0.1MPa（绝压）、温度为30℃时用清水吸收空气中的SO2，其平衡关系为y A*= 26.7x A。如果在吸收塔内某截面测得气相中SO2的分压4133Pa，液相中SO2浓度为C A = 0.05kmol·m-3，气相传质分系数为k g = 4.11×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1，液相传质分系数
k L=1.08×10-4m·s-1，且溶液的密度等于水的密度。试求在塔内该截面上：（1）气－液相界面上的浓度C A,i和p A,i; （2）K G和K L及相应的推动力；（3）本题计算方法的基础是什么？
解：（1）求p A,i和C A,i
查30℃, ρ水= 995.7kg·m-3
E = mP = 26.7 ? 101325 = 2.71 ? 106Pa
对定常吸收过程，
k g(p A - p A,i) = k L(C A,i- C A)
以C A,i = p A,i H
代入解得：p A,i = 3546.38Pa
C A,i = p A,i H = 3546.38 2.04 × 10-5 =
0.0724kmol·m-3
（2）求K G、K L及相应的推动力。
= + = +
K G = 1.43×10-9kmol·(m2·s·Pa)-1
C A* - C A = 0.084 -0.05 = 0.034kmol·m-3
（3）本题计算方法的基础是双膜理论。
题2. 在填料层高为6m的塔内用洗油吸收煤气中的苯蒸汽。混合气流速为200kmol·(m2·h)-1,其初始苯体积含量为2％，入口洗油中不含苯，流量为40kmol·(m2·h)-1。操作条件下相平衡关系为Y A*=0.13X A，气相体积传质系数K Y a近似与液量无关，为0.05kmol·(m3·s)-1。若希望苯的吸收率不低于95％，问能否满足要求？
解: 要核算一个填料塔能否完成吸收任务，只要求出完成该任务所需的填料层高H需，与现有的填料层高度h比较，若H需< H，则该塔能满足要求。
解：
Y A,2 = 0.0204 ? (1 - 0.95) = 1.02 ? 10-3
q n,B/S = 200 ? (1-0.2) =196kmol·(m2·h)-1
X A,2 = 0
塔顶：△Y A,2 = Y A,2 -Y A,2* = 1.02×10-3
塔底：△Y A,1 = Y A,1 -Y A,1* = 0.0204 - 0.13 ? 0.095 = 8.05 ? 10-3
该塔不能满足要求。
3. （16分）
解：已知：D=0.8m , L S =1200kg.h-1, G=1000Nm3.h-1
y1=0.013 φ=0.995 x2=0 y*=0.75x
K y a = 0.055kmol.m-3.s-1
L s =1200/(3600×18)=0.0185 kmol/s （1分）
G =1000/(22.4×3600)=0.0124kmol/s （1分）
∵为低浓度吸收∴(L/G)=0.0185/0.0124=1.49
x1=(G/L)(y1-y2)+x2=(0.013-0.000065)/1.49=0.00868 （2分）
y2=y1(1-φ)=0.013(1-0.995)=0.000065 （2分）
∵ Z＝H OG×N OG
（1分）
而N OG =(y1-y2)/Δym （1分）
Δy1=y1-y1*=0.013-0.75×0.00868=0.006490 （1分）
Δy2=y2-y2*=0.000065-0=0.000065 （1分）
Δy m =(Δy 1-Δy 2)/ln(Δy 1/Δy 2)
（2分）
=(0.006490-0.000065)/ln(0.006490/0.000065)
=0.001396
∴N OG =(0.013-0.000065)/0.001396=9.266
（1分）
H OG ＝Ｇ/（Ｋy a Ω）
（2分）
＝0.0124/(0.785×0.8×0.8×0.055)=0.449(m)
∴Z ＝9.266×0.449=4.2m （1分）
题4 在一塔径为0.8m 的填料塔内，用清水逆流吸收空气中的氨，
要求氨的吸收率为99.5%。已知空气和氨的混合气质量流量为
1400kg/h ，气体总压为101.3kPa ，其中氨的分压为1.333 kPa 。若实际
吸收剂用量为最小用量的1.4倍，操作温度（293K ）下的气液相平衡
关系为Y *=0.75X ，气相总体积吸收系数为0.088kmol/m 3·s ，试求
（1）每小时用水量；
（2）用平均推动力法或解吸因数法求出所需填料层高度。
解
(1) 0132.03
.101333.11==y 0134.00132.010132.01111=-=-=y y Y
0000669.0)995.01(0134.0)1(12=-=-=ηY Y 02=X 因混合气中氨含量很少，故kg/kmol 29≈M
kmol/h 7.47)0132.01(29
1400=-=V 5.08.0785.02=?=Ω㎡
由式（5-75）得kmol/h 6.35075.00134.0)0000669.00134.0(7.472*121min =--=--=X X Y Y V L 实际吸收剂用量L =1.4L min =1.4×35.4=49.8kmol/h
(2) X 1 = X 2+V （Y 1－Y 2）/L =0+0128.08
.49)0000669.00134.0(7.47=- 00953.00128.075.075.01*1=?==X Y 0*2=Y
00387.000953.00134.0*111=-=-=?Y Y Y 0000669.000000669.0*222=-=-=?Y Y Y 000936.00000669.000387.0ln 0000669.000387.0ln 2
121m =-=???-?=?Y Y Y Y Y OG N =
m 21Y Y Y ?-=24.14000936.00000669.00134.0=- a ΩK V H Y =OG =m 30.05.0088.03600/7.47=? OG OG H N Z ?==14.24×0.30=4.27m