第7章吸收7-1 ．100g水中溶解1gNH3，从手册查得200C时NH3的平衡分压为 986.6Pa，在此浓度以内服从亨利定律。

试求溶解度系数H （单位为kmol m3 kPa 1）和相平衡常数 m ，总压力为 100kPa 。

（答： H0.59kmol m 3kPa 1,m0.943）解： c 1 170.582kmol m 3 ，101 1000H c0.5820.59mol Pa 1m 3，Pe0.9866y e7.4 7600.0099 ，100 101.31 17x0.0105，110017 18m y e0.00990.943 。

x0.0105p*6100 C时氧在水中的溶解度的表达式3.313 10x, 式中p为氧在气相中的平衡7-2 ．分压，kPa ；x为溶液中氧的摩尔分数。

空气中氧的体积分数为21%，试求总压为 101kPa 时，每 m3水中可溶解多少 g 氧？（答：11.4g m3，或 0.35mol m 3）解： Pe0.21101.321.3kPa，x Pe21.3 6.42 10 6，3.31310 6 3.31310 6c 6.4210 63211.4g m3。

1810007-3 ．用清水吸收混合气中的NH 3，进入常压吸收塔的气体含NH 3体积分数为6%，吸收后气体含 NH 3体积分数为0.4%，出口溶液的摩尔比为 0.012kmol NH 3 kmol 1水。

此物系的平衡关系为 Y 2.52 X。

气液逆流流动，试求塔顶、塔底处气相推动力各为多少？（答：顶ΔY2 0.00402，底ΔY10.034）解： Y1y10.060.064 ， Y2y20.0040.0402 ，1 y110.06 1 y2 1 0.004塔底： Y e 2.52X 2.520.012 0.03024，塔顶： Y e 2.52X 2.5200 ，塔顶气相推动力Y20.00402，塔底气相推动力Y1Y1Y e,10.0640.03024 0.034 。

7-4 ．用水吸收空气中的甲醇蒸汽，在操作温度 300K 下的溶解度系H2kmol m 3 kPa 1,传质系数 k G0.056kmol m 2 h 1kPa 1，k L 0.075kmol m 2h 1kmol -1 m 3。

求总传质系数 K G以及气相阻力在总阻力中所占的分数。

（答： K G0.0408kmol m -2 h 1kPa 1,0.73 ）解： K G11110.0408kmol m 2 h 1 kPa 1，11K G HK L0.056 2 0.075气相阻力所占分率：11 0.0560.73。

1 0.0562 0.0757-5 ．从矿石焙烧送出的气体， 含体积分数 9%SO 2 ，其余视为空气。

冷却后送入吸收塔，用水吸收其中所含 SO 2 的 95% 。

吸收塔的操作温度为 30 0 C ，压力为 100kPa 。

每小时处理的炉气量为 1000m 3 （ 30 0 C 、100kPa 时的体积流量），所用液气比为最小值的 1.2 倍。

求每小时的用水量和出塔时水溶液组成。

平衡关系数据为液相 SO 2 溶解度 /kgSO 2 100kg1H 2O气相 SO 2 平衡分压/ kPa( 答：L30120kg h 1, x 10.00206 )解： Y 1y 1 0.090.099 ，1 y 110.09Y 2(1 )(1 0.95) 0.099 0.00495，Y 1V1000 273 (1 0.09) 36.6kmol h 1 ，22.4 303进吸收塔 SO 2 的分压 P 1 101.3y 101.3 0.099.12kPa ，由平衡关系内插得溶液平衡浓度为 0.877kgSO2 100kg -1 H 2O ， 换算为摩尔比 x 1,e0.877 / 64 2.47 10 3，100 /18LY 1 Y 20.099 0.0049538.1，Vx1, e0.00247minL 1.2 L1.2 38.145.69 ，VV minLminV L36.6 38.11394.5mol h 1 25100 kg h 1 ，VminL 1.2L min 1.2 25100 30120kg h 1 ，L Y 1 Y 2x 1Y 1 Y 20.099 0.004952.06 10 3 。

Vx 1L 45.69V7-6 ．用煤油从苯蒸气与空气的混合物中回收苯，要求回收 99% 。

入塔的混合气中，含苯 2% （摩尔分数）。

入塔的煤油中，含苯 0.02% 。

溶剂用量为最小用量的 1.5 倍，操作温度 为 500C ，压力为 100kPa 。

平衡关系为 Y0.36X ，总传质系数 K Y a0.015kmol m 3 s 1 。

入塔气体的摩尔流量为 0.015kmol m 2 s 1 。

求填料层高度。

（ 答： Z12m ）解： y 1 0.02， y 2 0.02(1 0.99) 0.0002， x 2 0.0002 ，LY 1 Y 2 y 1 y 2 0.02 0.00020.357 ，VX e ,1 X 2x e,1 x 20.02min0.00020.36L1.5 L1.5 0.3570.536 ，VVminx 1V( y 1 y 2 )x 21 (0.02 0.0002) 0.0002 0.0371 ，L0.5361 mV 0.360.672 ，AL0.536HOGV 0.0151m ，K ya 0.015HHOGNOG12 1 12m 。

7-7 ．在填料塔内用稀硫酸吸收空气中所含的 NH 3 。

溶液上方 NH 3 的分压为零（相平衡常数 m 0 ）。

下列情况所用的气、 液流速及其他操作条件都大致相同， 总传质单元高度 H OG 都可取为 0.5m 。

试比较所需填料层高度有何不同。

混合气中含摩尔分数 1% NH 3 ，要求回收 90% 。

混合气中含 1% NH 3 ，要求回收 99% 。

混合气中含 5% NH 3 ，要求回收 99% 。

作了上述比较之后，你对塔高与回收率的关系能获得什么概念？（答：（1） Z 1m ；（2） Z 2.25m ；（ ） Z 2.25m ）3解：⑴ y 10.01，y 20.01 0.1 0.00101 ，0.99 0.01 0.1y 1 mx 2 0.01 10 ，y 2 mx 2 0.001011 mV 0 ，AL2 ， 查图得： N OGZHOGNOG0.5 2 1m ；⑵ y 1 0.01，y 20.01 0.01 0.0001，y 1 0.01 100 ，y 2 0.0001查图得： N OG 4.5 ，ZH OG N OG0.5 4.5 2.25m ； ⑶ y 1 0.05，y 20.050.010.000505 ，0.99 0.050.01 y 1 0.05 99 ，y 2 0.000505查图得： N OG4.5 ， ZH OG N OG0.54.5 2.25m 。

7-8 ．今有连续逆流操作的填料吸收塔，用清水吸收原料气中的甲醇。

已知处理气量为1000m 3 h 1（操作状态），原料中含甲醇 100g m 3 ，吸收后水中含甲醇量等于与进料气体中相平衡时浓度的 67% 。

设在常压、 25 0 C 下操作，吸收的平衡关系取为 Y 1.15X ，甲醇回收率要求为 98% ， k Y 0.5kmol m 2 h 1 ，塔内填料的比表面积为 a 200m 2 m 3 塔内气体的空塔气速为 0.5m s 1 。

试求：（1）水的用量为多少 kg h 1 ？（2）塔径；（3）传质单元高度 H OG ；（4）传质单元数 NOG ；（5）填料层高度。

( 答： L 1150kgh 1; D0.84m ;HOG0.686m ; N OG8.89 ; Z6.1m )解：⑴ y 1100 10 3/320.07，1/ 22.4Y 10.070.0753 ，1 0.0710 3，Y 2 Y 1 (1 ) 0.0753 (1 0.98) 1.5 X 167%0.67 Y 10.67 0.0753 0.0439 ，X 1*1.15mX 2 0 ，V1000 (1 y 1 )2731000 (1 0.07) 273 38kmol h 1 ，22.4 273 25 22.4298L Y 1 Y 2 0.0753 1.5 103 1.68 ，VX 1 X20.0439L 1.68V 1.68 38 63.8kmolh 11.15103 kg h 1 ；⑵ V s1000 m 3 s 1 ， u 0.5m s 1，36004V s 4 10000.84m ；Du36003.140.5⑶V380.686m ；HOGK Y a0.5 20020.84⑷用解析法：41 ln[( 1 1.15)( 0.0753 0 ) 1.15] 8.89 ；11.15 1.68 1.15 10 30 1.681.680.686 8.89 6.1m 。

⑸ Z H OG N OG7-9 ．直径为 0.88m 的填料吸收塔内，装有拉西环填料，填料层高为 6m 。

每小时处理2000m 3 含 5% 丙酮与空气的原料气，操作条件为 1 个大气， 25 0 C 。

用清水作吸收剂，塔顶 出口废气含丙酮 0.263% （以上均为摩尔分数），出塔溶液中每千克含丙酮 61.2g ，操作条件下的平衡关系为 Y 2 X 。

试计算：（ 1）气相总体积传质系数 K Y a ；（2）每小时可回收丙酮 多少千克？（ 3）若将填料层加高3m，又可以多回收多少千克丙酮？（答： K Y a 176.8kmol m 3 h 1 , 225kgh 1 , 6.56kg h 1 ）解：塔截面积 S4 d 2 40.88 20.61m 2 ，惰性气体量 V2000 273 (1 0.05) 77.7kmol h 1 ，22.4298Y 1 0.050.00263 0.00263 ，1 0.050.526 ， Y 20.002631x 2 0 ， x161.2 / 580.0198 ，61.2 / 58938.8/ 180.0396ye,12 0.01980.0396 ， Y e,1，10.04120.0396Y 1 0.0526 0.0412 0.0114 ， Y 20.00263 00.00263，Y m Y 1 Y 2 0.0114 0.002630.006 ，Y 10.0114lnlnY 20.00263K YaN A V (Y 1 Y 2 )77.7(0.0526 0.00263) 176.8kmol m 3 h 1 ；Z Y mZ Y m0.61 6 0.006丙酮回收量： m2000273(0.05 0.00263) 58.08 225kg h 1 ，22.4 298Z H OG N OG ，HOGV77.70.72 ， KYa176.80.61NOGZ68.33，H OG0.72V x 1 x 20.01980.418 ，L y 1 y 2 0.050.00263mV 2 0.418 0.836 ，LZ9增加填料层高度后，传质单元数变为12.5 ，NOG0.72HOG当 N OG 12.5 ， mV 0.836 时，从图上读得：y 1 40 ，Ly 2回收率：y 1y 2 1 y 21 0.025 0.975 ，y 1y 1原回收率：y 1y 20.050.00263 0.9474 ，y 10.05可多回收丙酮量：m2000 273 0.05 0.975 0.9474 58.086.56kg h 1 。