2020年整理化工原理吸收部分答案.doc
14.在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H 2S,进塔气相含H 2S2.91%（体
积），要求吸收率不低于99%，操作温度300K ，压强101.33kPa ，平衡关系为Y ﹡=2X ，进塔液
体为新鲜溶剂，出塔液体中H 2S 组成为0.013kmol(H 2S)/kmol(溶剂)。已知单位塔截面上单
位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/(m 2·s)，气相体积吸收总系数为0.000395
kmol/(m 3·s ·kPa)，求所需填料层的高度。
【解】由题意可知
10.02910.0299710.0291
Y ==- 21(1)0.02997(10.99)0.0003A Y Y ?=-=?-=
22100.0130.015kmol /(m s)V X X ===?Ω
，，m=2, 3a 0.000395101.330.04003/()Y K kmol m s =?=?
则气相总传质单元高度
a 0.0150.3747m 0.04003
OG Y V H K ===Ω 下面用对数平均推动力法求气相总传质单元数
112211
22
()()0.0299720.0130.00030.0014210.0299720.013ln ln 0.0003m Y Y Y Y Y Y Y Y Y ****----?-?===-?-- 120.029970.000320.880.001421
OG m Y Y N Y --=
=? 填料层高度为 0.374720.887.82m OG OG Z H N ==?=
15.有一吸收塔，填料层高度为3m ，操作压强为101.33kPa ，温度为200C ，用清水吸收
混于空气中的氨。混合气质量流速G=580kg/(m 2·h),含氨6%（体积），吸收率为99%；
水的质量流速W=770 kg/(m 2·h)。该塔在等温下逆流操作，平衡关系为Y ﹡
=0.9X 。a G K 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】由题意可知
10.060.0638310.06
Y ==-
21(1)0.06383(10.99)0.0006383A Y Y ?=-=?-=
2220,770 kg /(m h),0.9,G 580kg /(m h)X W m ==?==?
0.8a ,3,101.33kPa,293G K u Z m P T K ∝===
混合气体的平均摩尔质量
M=0.06×17+29×0.94=28.28
根据物料守恒
17705800.060.991828.28
x =?? 得10.0285x =
则 10.02850.0293410.0285
X ==- 0.95800.094180.0428.8770
mV S L ???=
==? （1） 当操作压强增大一倍 '2,'0.5P P m m ==
''0.5S m S m
== 则'0.50.040.02S =?=
1212
'1ln[]'1'0.79871ln[]1OG
OG Y N S Y Y N S Y ?-?==?-? 另一方面，'2Ya Ya K K =
'0.5'OG Ya OG Ya
H K H K == 综上得
'''0.50.79870.3994OG OG OG OG
H N Z Z H N ==?= 所以'Z =0.3994×3=1.198m
(2)当液体流量增大一倍，即
'2W W =，由物料衡算，11'0.5x x =
11''0.50.5S X X S
≈= 1212
'1ln[]'1'0.79871ln[]1OG
OG
Y N S Y Y N S Y ?-?==?-? 而总传质单元高度不变。 所以 ''0.7987OG OG
N Z Z N == 所以 '0.79873 2.396Z m =?=
（3）当气体流量增大一倍
'2,G G =由物料衡算，11'2x x =
11''2,2S X X S
≈= 1212
'1ln[]'1' 4.61ln[]1OG
OG Y N S Y Y N S Y ?-?==?-? 同时 0.8''20.574'2
OG Ya OG Ya H V K H K V Ω===Ω 所以
'''0.574 4.6 2.64OG OG OG OG H N Z Z H N ==?= 所以 ' 2.6437.92Z m =?=