Fc0(t1?t0)?Wr??Ql2000?3.77?(80?30)?1333?2312?12?3600D???1588

r2205kg/h

单位蒸汽消耗量为 e?D1588??1.19 kg/kg水 W1333② 原料液温度为80℃时，蒸汽消耗量为

Wr??Ql1333?2312?12?3600D???1417r2205e?D1417??1.06 W1333

③ 原料液温度为120℃,蒸汽消耗量为

Fc0(t1?t0)?Wr??Ql2000?3.77?(80?120)?1333?2312?12?3600D???1280kg/h

r2205e?D1280??0.96 W1333分析：由以上计算结果可知，原料液的温度越高，蒸发1kg水所消耗的加热蒸汽量越小。 5-16 解：（1）水的蒸发量

W?F(1?w00.1)?2000?(1?)?1200 kg/h w10.25（2）加热蒸汽用量

因忽略二次蒸汽流动的压降，故分离室内的操作压力与冷凝器相同，即二次蒸汽p=50kPa（绝压），查得tc?81.2℃，r??2304kJ/kg。

加热蒸汽p=0.3MPa（绝压），查得ts?133.3℃，r?2168kJ/kg。 因沸点进料，所以

D?Wr??Ql1200?2304?20?3600??1308 kg/h r2168（3）蒸发器所需的传热面积

因为蒸发器的总温度差损失为6℃，所以溶液的沸点为

tB?tc???81.2?6?87.2 ℃

有效温度差为 ?tm?ts?tB?133.3?87.2?46.1 ℃

QDr1308?2168?103???13.1 m2 传热面积为 A?K?tmK?tm1300?46.1?3600

13

第六章 吸收

6-17在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂的收气体中的有害组分。已知A=1，吸收率为0.9，问完成任务所需的传质单元数为多少？ 解：因为A=1，所以有

NOG?Y1?Y2Y?Y2Y?Y2η0.9?1?1???9 ?YmY2?mX2Y21?η1?0.96-18以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A，入塔气体量为0.031kmol/s，溶质的浓度为0.0417

（摩尔比，下同），要求吸收率为96%。已知塔径为1.2m，相平衡关系为Y=1.5X，KYa=0.077kmol/（m3?s），且实际液气比为最小液气比的1.2倍。试求填料层高度。 解： Y2?Y1(1??)?0.0417(1?0.96)?0.00167 最小液气比 (LSY?Y2Y?Y2)min?1?m1?mη?1.5?0.96?1.44

Y1VBY1?X2m故实际液气比

LSL?1.2(S)min?1.2?1.44?1.73 VBVBVB?KYa??0.031?0.356m

?20.077??1.24传质单元高度 HOG?传质单元数的计算： 方法一：对数平均推动力法 由全塔物料衡算，得 X1?Y1?Y20.0417?0.00167?X2??0.0231 LSVB1.73则 ?Y1?Y1?mX1?0.0417?1.5?0.0231?0.00705 ?Y2?Y2?mX2?Y2?0.00167 ?Ym??Y1??Y20.00705?0.00167??0.00374 ?Y10.00705??lnln???Y2?0.00167?NOG?Y1?Y20.0417?0.00167??10.7 ?Ym0.00374则所需填料高度 Z?HOGNOG?0.356?10.7?3.81m

14

方法二：吸收因数法

S?m1.5??0.867 LSVB1.73NOG??Y?mX21ln[(1?S)1?S]1?SY2?mX210.0417ln[(1?0.867)?0.867]?10.77

1?0.8670.00167则所需填料高度 Z?HOGNOG?0.356?10.77?3.83m

两种算法结果基本一致。

6-19 某厂用填料层高为3m的逆流吸收塔，用清水洗去尾气中的公害组分A。测得进塔气体浓度Y1=0.02（摩尔比，下同），出塔气体浓度Y2=0.004，出塔液相浓度X1=0.008。又已知相平衡关系为Y = 1.15X。试求在该操作条件下，气相总传质单元高度HOG为多少m？ 解： ?Y1?Y1?mX1?0.02?1.15?0.008?0.0108

?Y2?Y2?mX2?Y2?0.004

?Ym??Y1??Y20.0108?0.004??0.00685 ?Y10.0108lnln0.004?Y2NOG?Y1?Y20.02?0.004??2.34 ?Ym0.00685H3??1.28m NOG2.34?HOG?6-20 以纯溶剂吸收某混合气体中的溶质A，已知入塔溶质的浓度为0.0638（摩尔比，下同），相平衡关系为Y=0.6X，填料高度为2.19m， HOG?0.471 m，且实际液气比为0.75。试求气液两相的出塔浓度。

解： S?m0.6??0.80

LSVB0.75Z2.19??4.65 HOG0.471?NOG?NOG?Y?mX21ln[(1?S)1?S] 1?SY2?mX24.65?

10.0638ln[(1?0.8)?0.8]

1?0.8Y215

Y2?7.36?10?3

由全塔物料衡算，得 X1?Y1?Y20.0638?0.00736?X2??0.0753

LSVB0.756-21在填料塔中，用纯吸收剂逆流吸收某气体混合物中的可溶组分A，已知气体混合物中

溶质A的初始组成为0.05，通过吸收，气体出口组成为0.02，溶液出口组成为0.098（均为摩尔比），操作条件下m=0.5，并已知此吸收过程为气膜控制，试求：（1）气相总传质单元数NOG；（2）当液体流量增加一倍时，在气量和气液进口组成不变的情况下，溶质A被吸收的量变为原来的多少倍？ 解：（1）由全塔物料衡算

LSY1?Y20.05?0.02???0.306 VBX10.098?0S?m0.5??1.63

LSVB0.306NOG?Y?mX2110.05??ln[(1?S)1?S]?ln??1?1.63??1.63??4.6

1?1.63?0.021?SY2?mX2?（2）当液体流量增大一倍时，因吸收过程为气膜控制，故KYa不变，HOG不变，所以NOG

也不变。而

S?mVB1.63??0.815 2LS2则 4.6???10.05ln??1?0.815??0.815?

1?0.815?Y2??解得 Y2??0.00606

Y1?Y2?0.05?0.00606则溶质A被吸收的量为原来的 ??1.46(倍)

Y1?Y20.05?0.026-22某填料塔以清水逆流吸收某混合气体中的溶质组分A。已知填料层高度为8m，操作液

气比为2.5，操作条件下的平衡关系为Y = 2.0X，吸收率为90%。现要求将吸收率提高到95%，求所需增加的填料层高度。 解：S?m2.0??0.8，且HOG不变

LSVB2.5工

况

原（1）

Z?HOGNOG?HOG11ln[(1?S)?S] 1?S1?? 16