47________________________Y2mX2________L新工况的吸收率’1丫2/丫1 10.00423/0.1 0.958吸收液组成计算平均传质推动力计算原工况Ym瞪曾。.019(前已计算)新工况NOGNog4.84从上述计算结果可知,对现有吸收塔,当吸收剂用量增加,操作线斜率增大,传质推动力增大, 导致溶质的吸收率增大。【5-22】有一逆流操作的吸收塔,其塔径及填料层高度各为一定值,用清水吸收某混合气体中的 溶质。若混合气体流量G,吸收剂清水流量L及操作温度与压力分别保持不变,而使进口混合气体中的溶质组成丫1增大。试问气相总传质单元数NOg混合气出口组成丫2、吸收液组成X及溶质的吸收率n将如何变化?并画出操作示意图。剂为清水,故X2=0,则邑为一定值。即随着Y的增大,丫2按一定比例增大。如习题5-22附图所示, ¥气相进口组成由Yi增大到Yi',则气相出口组成由Y2增大到丫2.3操作线斜率L/G不变,因Yi增大到丫',附图中的操作线由TB线平行上移为T B线。T B线与水平的等Y线交垫横坐标X1为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由X1增大到X;。4由第②问的分析结果可知巴色=一定值,故吸收率1丫2不变。丫习题5-22附图解吸塔计算【5-23】由某种碳氢化合物(摩尔质量为113kg/kmol)与另一种不挥发性有机化合物(摩尔质量为135kg/kmol)组成的溶液,其中碳氢化合物占8%(质量分数)。要在100C、101.325kPa(绝对压力)下,用过热水蒸气进行解吸,使溶液中碳氢化合物残留分数)以内,水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数m=填料塔的液相总传质单元高度HOl=0.5m。试求解吸塔的填料层高度。气混合气体中某溶质,混合气体流量为600Nni/(怦•h),入塔气体中含溶质(摩尔分数,下同) ,实验测得出塔气体中溶质的吸收率为95%。已知操作条件下的气液相平衡关系为Y=。设吸收过程为气膜控制。吸收过程中,将吸收后吸收液的50%送入解吸塔解吸后循环使用,解吸后的液体含氨,若维持进吸收塔总液体量不变,计算纯水和解吸后液体混合后从塔顶加入情况下,出塔气体中溶 质的摩尔分数。0.050.0526上十-|||-①填料层高度Z已定,且气象总传质单元高度 HoG G 不变,故Noo Hoo-|||-不变。-|||-KYa-|||-②物系一定,操作温度及压力不变,故气液相平衡常数-|||-m一定,且G及 、不变,故 angle Gm-上十-|||-①填料层高度Z已定,且气象总传质单元高度 HoG G 不变,故Noo Hoo-|||-不变。-|||-KYa-|||-②物系一定,操作温度及压力不变,故气液相平衡常数-|||-m一定,且G及 、不变,故 angle Gm-1-0.05S匹280.75L 3.73气相总传质单元数Nog气相总传质单元高度Hog(3)纯水和解吸后液体混合后的组成X?=出塔气体中溶质摩尔分数多股进料进料位置和方式不同对填料层高度的影响(1)当两股气体混合后从塔底加入,液气比为最小液气比的倍时,出塔吸收液浓度和填料层咼度(该条件下气相总 体积传质系数为30kmol/(h•m3),且不随气体流量 而变化);(2)两股气体分别在塔底和塔中部适当位置(进气组成与塔习题5-25附图内气相组成相同)进入,所需填料层总高度和适宜进料位置,设尾气气体组成与(1)相同。(3)比较两种加料方式填料层高度变化,并示意绘出两种进料情况下的吸收操作线。解 根据题意吸收流程如图5-14所示:(1) 混合后气体摩尔比浓度:出塔气体浓度:(2)当两股气体分别进入吸收塔,高浓度在塔底进入,低浓度在如图5-14所示塔中部进入,吸收塔分为两部分,塔内液气比不同,填料层高度分两段计算。上段填料层高度:下段填料层高度:x0.0105或X02106
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Y2mX2
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L
新工况的吸收率’1丫2/丫1 10.00423/0.1 0.958
吸收液组成计算
平均传质推动力计算
原工况Ym瞪曾。.019(前已计算)
新工况NOGNog4.84
从上述计算结果可知,对现有吸收塔,当吸收剂用量增加,操作线斜率增大,传质推动力增大, 导致溶质的吸收率增大。
【5-22】有一逆流操作的吸收塔,其塔径及填料层高度各为一定值,用清水吸收某混合气体中的 溶质。若混合气体流量G,吸收剂清水流量L及操作温度与压力分别保持不变,而使进口混合气体中
的溶质组成丫1增大。试问气相总传质单元数NOg混合气出口组成丫2、吸收液组成X及溶质的吸收率
n将如何变化?并画出操作示意图。
剂为清水,故X2=0,则邑为一定值。即随着Y的增大,丫2按一定比例增大。如习题5-22附图所示, ¥
气相进口组成由Yi增大到Yi',则气相出口组成由Y2增大到丫2.
3操作线斜率L/G不变,因Yi增大到丫',附图中的操作线由TB线平行上移为T B线。T B线与
水平的等Y线交垫横坐标X1为新条件下的液相出口组成。即吸收液组成由X1增大到X;。
4由第②问的分析结果可知巴色=一定值,故吸收率1丫2不变。
丫
习题5-22附图
解吸塔计算
【5-23】由某种碳氢化合物(摩尔质量为113kg/kmol)与另一种
不挥发性有机化合物(摩尔质量为135kg/kmol)组成的溶液,其中
碳氢化合物占8%(质量分数)。要在100C、101.325kPa(绝对压
力)下,用过热水蒸气进行解吸,使溶液中碳氢化合物残留
分数)以内,水蒸气用量为最小用量的2倍。气液相平衡常数m=
填料塔的液相总传质单元高度HOl=0.5m。试求解吸塔的填料层高
度。
气混合气体中某溶质,混合气体流量为600Nni/(怦•h),入塔气体中含溶质(摩尔分数,下同) ,实
验测得出塔气体中溶质的吸收率为95%。已知操作条件下的气液相平衡关系为Y=。设吸收过程为气
膜控制。
吸收过程中,将吸收后吸收液的50%送入解吸塔解吸后循环使用,解吸后的液体含氨,若维
持进吸收塔总液体量不变,计算纯水和解吸后液体混合后从塔顶加入情况下,出塔气体中溶 质的摩尔分数。
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S匹280.75
L 3.73
气相总传质单元数Nog
气相总传质单元高度Hog
(3)纯水和解吸后液体混合后的组成
X?=
出塔气体中溶质摩尔分数
多股进料进料位置和方式不同对填料层高度的影响
(1)当两股气体混合后从塔底加入,液气比为最小液气比的
倍时,出塔吸收液浓度和填料层咼度(该条件下气相总 体积传质系数为30kmol/(h•m3),且不随气体流量 而变化);
(2)两股气体分别在塔底和塔中部适当位置(进气组成与塔习题5-25附图内气相组成相同)进入,所需填料层总高度和适宜进料
位置,设尾气气体组成与(1)相同。
(3)比较两种加料方式填料层高度变化,并示意绘出两种进料情况下的吸收操作线。
解 根据题意吸收流程如图5-14所示:
(1) 混合后气体摩尔比浓度:
出塔气体浓度:
(2)当两股气体分别进入吸收塔,高浓度在塔底进入,低浓度在如图5-14所示塔中部进入,吸
收塔分为两部分,塔内液气比不同,填料层高度分两段计算。
上段填料层高度:
下段填料层高度:
x0.0105
或X02106
题目解答
答案
丫 mx z mG
解析
题目主要涉及吸收塔和解吸塔的相关计算与分析,包括吸收率、传质推动力、操作线变化以及填料层高度计算等知识点。具体如下:
- 吸收塔操作参数变化分析:当进口气体中溶质组成Y1增大时时,操作线斜率L/G不变(因G、L不变),操作线平行上移,导致气相出口组成Y2增大、吸收液组成X1增大;但因L/G和m不变,传质单元数NOG及推动力关系不变,吸收率η=1-Y2/Y1保持不变。
- 解吸塔填料层高度计算:** 需根据气液相平衡、最小蒸汽用量、传质单元高度等计算,但题目未明确给出完整计算条件。
- **多股进料吸收塔计算:涉及混合气体进料、液气比、传质单元高度等,但题目信息不完整。