混合气流量G==100kmol/ h22.4惰性气体流量6 = 6(1-)勻00 1-91=9k0/o l h中l曰G ( Y—2Y )90(0 111—000503 )仝用水量L1241 59 10 kmol / hX1—X26X10(2)填料层高度Z计算气液相平衡常数液相总传质单元高度 .-|||-1.5910-|||-2765扌(.12)5液相总传质单元数二HOLN°L3 26 27 3=.8n9【5-18】气体混合物中溶质的组成丫=0.02（摩尔比），要在吸收塔中用吸收剂回收。气液相平衡关系为Y* =1.0X。（1）试求下列3种情况下的液相岀口组成X1与气相总传质单元数Nog（利用教材中图5-23），并迸行比当液体岀口组成 人与气体进口组成达平衡时，溶质的回收率为最大，即由物料衡算得占）二丄乞=4 3匕丿X1-X2Yl_y丫_入2—mm回收率n=________________________________________=_L =0.8=________________n=0.8 YimGm溶质的回收率最大可达80%。【5-19】某厂有一填料塔，直径880mm，填料层高6m，所用填料为50mm瓷拉西环，乱堆。每小时 处理2000m3混合气（体积按25C与101.33kPa计），其中含丙酮摩尔分数为5%。用清水作吸收剂。塔顶送 岀的废气含丙酮摩尔分数为0.263%。塔底送岀来的溶液，Ikg含丙酮61.2g。根据上述测试数据计算气相体 积总传质系数KYa。操作条件下的平衡关系为Y*=2.0X。上述情况下，每小时可回收多少千克丙酮？若把填料层加高3m，可以多回收多少丙酮？解（1）计算体积总传质系数KYa先从已知数据求Nog相平衡常数m=2塔底排岀的水溶液，每l000g含丙酮61.2g丙酮的摩尔质量为58kg/ kmolY'从教材图5-23查得 _上=0.0 2 3¥填料层Z=9m时，丙酮的回收量为多回收丙酮3.993 8.（kmoi/h也可以如下计算【5-20】有一填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A，以逆流方式操作。进入塔底混合气中溶质A的摩尔分数为1%，溶质A的吸收率为90%。此时，水的流量为最小流量的1.5倍。平衡线的斜率m=l。试求：（1）气相总传质单元数Nog；（2）若想使混合气中溶质A的吸收率为95%，仍用原塔操作，且假设不存 在液泛，气相总传质单元高度Hog不受液体流量变化的影响。此时，可调节什么变量，简便而有效地完成任务？试计算该变量改变的百分数。解 已知y1=0.01，=0.8, m=1，X2=0（1）计算气相总传质单元数Nog（2）要想使吸收率从90%提高到95%，可增大吸收剂用量填料层高度Z=Ho gNo g对于已有的填料塔，其填料层高度已定，吸收剂用量改变不会改变Hog。因此，Nog不会改变，仍为Nog=4.64。新工况下，丫'2= 1 -丫1= 1 _0.95 00101=5.05 10-用nog=4.64与丫2一忆=0.05，从图5—23查得丫-mX2为了使吸收率从90%提高到95%，L/G需要从1.35增加到2.1，增加的百分数为【5-21】某填料吸收塔的填料层高度已定，用清水吸收烟道气中的CO2，CO2的组成为0.1（摩尔比），余下气体为惰性气体，液一气比为180,吸收率为95%。操作温度为30C,总压为2MPa。CO?水溶液的亨利系数由教材中表5-1查取。试计算下列3种情况的溶质吸收率 、吸收液（塔底排岀液体）组成X1、塔内平均传质推动力二丫.，并与原有情况进行比较：（1）吸收剂由清水改为组成为0.0001（摩尔比）的CO2水溶液；（2）吸收剂仍为清水，操作温度从30C改为20C；（3）吸收剂为清水，温度为30C。由于吸收剂用量的增加，使液-气比从180增加到200。解总压p =2MPa，丫=0.1（1）X2=0改为X'2=0.0001新工况的丫'2计算G此时，Hog=KYO云不会改变，因填料层高度原工况1mG['1丫•：…二RL丿U -mX2丫一mX2新工况N'OG-mX '2+________L因Ng二N'og,故^2=________Y2_mX2Y‘2_mX'2查得30C时CO2水溶液的E =188MPa将上述数据代入式（a）解得新工况的吸收率’=1_Y；/Yi=1—0.0139/0.1=0.861吸收液组成计算已知L/G=180原工况X,=G{Y-笔计x2=0.1一0.005+0=0.000528L*丿180新工况X；=GY -Y'2X‘2二010.01390.0001=0.000578L*丿180平均传质推动力的计算 方法①按原工况计算NOGmGZ L=94 /180=0.5222原工况.£=乞至少-°°°5=0.0196Nog4.84因N'og=Nog=4.84新工况Y'm-d________________________________=0.0178N'og4.84方法②原工况酗=丫！a=Y —mX0.T94.0 00052#0 05 0 3 7新工况些=Y1_mXa±194^0005 70 04 5 6 7从上述计算结果可以看出：当吸收剂组成 由X2=0增加到x1=0.0001时，传质推动力由「Ym=0.0196降为AYm=0.0178溶质吸收率由「=0.95降为’=0.861吸收液组成由 人=0.000528增至X；=0.000578对现有吸收塔，吸收剂入塔组成增大，使传质推动力降低，而导致溶质吸收率下降。如果不需要计算平均传质推动力的数值，而只需对比，则可如下计算。Nog二Nog⑵X2=0,操作温度从30C改为20C查得20C时CO2水溶液的E=144 MPa新工况的丫2计算mG720.4L180原工况Nog=4.84（前面已计算）新工况Nog-mG1n彳mG］印-mX2mG I"V丿"—mX2丿Vj因Nog=N°^4.84□' =1_丫2Yi=1-0Q0336 0/1 =0 966吸收液组成计算原工况X1=Q. Q Q Q5 2前面已计算）平均传质推动力计算原工况"兰二遐泸"0196（前面已计算）因Nog二N。戸4.84相组成的换算【5-1】 空气和C02的混合气体中，C02的体积分数为20%，求其摩尔分数y和摩尔比丫各为多少? 解 因摩尔分数=体积分数，y=0.2摩尔分数摩尔比丫y02025