气膜阻力占总阻力的绝大部分，故该吸收过程为气膜控制。

作业题5. 在101.3 kPa及25 ℃的条件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化

硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为y1=0.04、y2=0.002。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，亨利系数为4.13×103 kPa，吸收剂用量为最小用量的1.45倍。

（1） 试计算吸收液的组成；

（2） 若操作压力提高到1013 kPa而其他条件不变，再求吸收液的组成。

解：（1）Y1?y10.04??0.0417 1?y11?0.04 Y2?y20.002??0.002 1?y21?0.002E4.13?103 m???40.77

pt101.3吸收剂为清水，所以 X2?0

?qn,L??q?n,Vqn,Lqn,V?Y1?Y20.0417?0.002???38.81 ??Y/m?X0.0417/40.77?012?min?qn,L?1.45??q?n,V? ???1.45?38.81?56.27?min 所以操作时的液气比为

吸收液的组成为 X1?qn,Vqn,L?Y?Y??X122?1??0.0417?0.002??0?7.054?10?4 56.27E4.13?103 （2） m????4.077

pt?1013??qn,L?Y1?Y20.0417?0.002 ????3.881 ??q?0.0417?n,V?minY1/m??X2?04.077???qn,L??qn?,L ??1.45453.?881 5.627????q??q??1.?,V?n,V??n?min??qn,V?1 X1???Y?Y?X???0.041?70.?0?02????22?q?15.627?n,L??3 5100?7.05作业题6. 在一直径为0.8 m的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已

知混合气的流量为45 kmol/h，二氧化硫的体积分数为0.032。操作条件下气液平衡关系为

Y?34.5X，气相总体积吸收系数为0.056 2 kmol/(m3〃s)。若吸收液中二氧化硫的摩尔比

为饱和摩尔比的76%，要求回收率为98%。求水的用量（kg/h）及所需的填料层高度。

解：Y1?y10.032??0.0331 1?y11?0.032 Y2?Y1?1??A??0.0331??1?0.98??0.000662 X1*?Y10.0331??9.594?10?4 m34.5 X1?0.76X1*?0.76?9.594?10?4?7.291?10?4 惰性气体的流量为

qn,V?45?(1?0.032)kmol/h?43.56kmol/h

水的用量为

qn,L?qn,V(Y1?Y2)X1?X243.56??0.0331?0.000662??kmol/h?1.938?103kmol/h ?47.291?10?0qm,L?1.938?103?18kg/h?3.488?104kg/h

求填料层高度 HOG?qn,VKYa??43.56/3600m?0.429m 20.0562?0.785?0.8 ?Y1?Y1?Y1*?0.0331?34.5?7.291?10?4?0.00795 ?Y2?Y2?Y2*?0.000662?34.5?0?0.000662

1...........098765432100.

y 0000000000a5de

.b11cxW00.10.20.30.xF04.50.60.70.80.9xX D1 NOG?Y1?Y20.0331?0.000662??11.07 ?Ym0.00293

Z?NOGHOG?11.07?0.429m?4.749m

作业题8. 在101.3 kPa及20 ℃的条件下，用清水在填料塔内逆流吸收混于空气中的氨气。

已知混合气的质量流速G为600 kg/(m2〃h)，气相进、出塔的摩尔分数分别为0.05、0.000526，水的质量流速W为800 kg/(m2〃h)，填料层高度为3 m。已知操作条件下平衡关系为Y= 0.9 X，KGa正比于G 0.8而于W无关。若（1）操作压力提高一倍；（2）气体流速增加一倍；(3) 液体流速增加一倍，试分别计算填料层高度应如何变化，才能保持尾气组成不变。

解：首先计算操作条件变化前的传质单元高度和传质单元数 Y1?y10.05??0.0526 1?y11?0.05y20.000526??0.000526 1?y21?0.000526 Y2? 操作条件下，混合气的平均摩尔质量为 M??xMii???0.05?17??1?0.05??29??kg/kmol?28.4kg/kmol

0600??1?0.05? kmol/(m2?h)?20.07kmol/(m2?h)

?28.4q800 n,L???1?0? kmol/(m2?h)?44.44 kmol/(m2?h)

?18

qn,V?S?mqn,Vqn,L?0.9?20.07?0.406

44.44n,V Y1*?mXY0.406?Y??1?m1??2?q0.052?60.?000?526

0.0211qn,L ?Y1?Y1?Y1*?0.0526?0.0211?0.0315 ?Y2?Y2?Y2*?0.000526?0?0.000526 N1OG?1?Sln?Y110.0315?Y??0.406ln0.000526?6.890 21 HOG?ZN?3m?0.435m OG6.890 （1）pt??2pt m?Ep t m??ptpm?m t?2 S??m?qn,Vq?Sn,L2?0.4062?0.203 若气相出塔组成不变，则液相出塔组成也不变。所以 ?Y11??Y1?Y*1??0.0526?2?0.0211?0.0421 ?Y2??Y2?Y2?*?0.000526?0?0.000526

N?1OG?1?S?ln?Y1??Y?10.203ln0.04210.000526?5.499 2?1? Hqn,Vqn,VOG?KYa??KGap总?

HOG??qn,VK?HOG?0.435Gap?总?22m?0.218m Z??HO?GN?OG?0.218?5.499?mm 1.199 ?Z?Z??Z?(1.199?3)m??1.801m 即所需填料层高度比原来减少1.801m。

??2qn,V （2）qn,V S???mqn,VL?2S?2?0.406?0.812

若保持气相出塔组成不变，则液相出塔组成要加倍，即

??2X1 X1故

*??1?Y?Y1??Y1?Y1?Y1?mX??SY?Y1?1?2?0.052?60.8??120.?05260.?0?00526

0.0103 ?Y2??Y2?Y2?*?0.000526?0?0.000526 NOG?? HOG??Y?110.0103ln1?ln?15.82 ??1?S?Y21?0.8120.000526qn,VKYa??qn,VKGaP??qqn,V0.8n,V?q0.2n,V

?q?? HOG???n,V??q??n,V?0.2HOG?20.2?0.435m?0.500m

?NOG??0.500?15.82m?7.910m Z??HOG ?Z?Z??Z?(7.910?3)m?4.910m 即所需填料层高度要比原来增加4.910 m。

??2qn,L （3） qn,L S??mqn,VS0.406???0.203 ?qn,L22??Y1?Y2?*1 NOG ???ln??1?S???S?*1?S??Y2?Y2?? ?10.0526?0??ln??1?0.203??0.203??5.497

1?0.203?0.000526?0? W对KGa无影响，即qn,L对KGa无影响，所以传质单元高度不变，即

??HOG?0.435m HOG?NOG??0.435?5.497m?2.391m Z??HOG ?Z?Z??Z?(2.391?3)m??0.609m 即所需填料层高度比原来减少0.609 m。

作业题10. 用清水在塔中逆流吸收混于空气中的二氧化硫。已知混合气中二氧化硫的体

积分数为0.085，操作条件下物系的相平衡常数为26.7，载气的流量为250 kmol/h。若吸收剂用量为最小用量的1.55倍，要求二氧化硫的回收率为92%。试求水的用量（kg/h）及所需理论级