111??KGHkLkG
11?0.5?2?10?51.55?10?554 ?1?10?6.45?10??1.645?105(m2?s?kPa)/kmol总传质速率 NA
?KG(pA?p*A)?1?62?1?6.08?10kmol/(m?s) 51.645?10液相阻力的分配
1HkL1?105??0.608?60.8% 511.645?10KG由计算结果可以看出此吸收过程为液相传质阻力控制过程。
【6-5】 用填料塔在101.3kPa及20℃下，以清水吸收混合于空气中的甲醇蒸气。若在操作条件下平衡关系符合亨利定律，
3kmol/mkPakPa甲醇在水中的亨利系数为27.8。测得塔内某截面处甲醇的气相分压为6.5 ，液相组成为2.615，液膜
吸收系数
kL?2.12?10?5m/s，气相总吸收系数
KG=1.125?10-5kmol/(m2?s?kPa)。求该截面处:（1）膜吸收系数
kG、
ky及
kx；[
kx?1.176?10?3kmol/(m2?s)；
kG?1.553?10?3kmol/(m2?s?kPa)；
?32；
ky?1.553?10?3kmol/(m2?s)]
（2）总吸收系数[
KL、Kx、Ky、
KX及
KYKL?5.64?10?6m/sKy?1.14?10kmol/(m?s)KY?1.14?10?3kmol/(m2?s)]
]
Kx?3.124?10?4kmol/(m2?s)；
KX?3.128?10?4kmol/(m2?s)（3）吸收速率。[
；
NA?6.327?10?5kmol/(m2?s)解：（1）溶液中溶质含量很低，近似以纯水的密度代替溶液的密度，查附录得，20℃时水的密度为998.2kg/m。
3
998.2?2.12?10?5=1.176?10-3kmol/m2s 18?998.2溶解度系数 H???1.995kmol/m3?kPa
EMS27.8?18kx?ckL?111??kGKGHkL11?(?) 1.125?10?51.995?2.12?10?5?6.524?104(m2?s?kPa)/kmolkG?1=1.533?10-5kmol/(m2?s?kPa) 46.524?10ky?p总kG?101.3?1.533?10-5=1.533?10-3kmol/(m2?s)
11H11.995???(?)（2）KLkLkG2.12?10?51.533?10?5
?1.773?105s/mKL?5.64?10?6m/s
相平衡常数
m?E27.8==0.274 p总101.311m??Kykykx10.274?(?) ?3?31.533?101.176?10?8.769?102m2?s/kmolKy?1?1.14?10?3kmol/m2?s2 8.769?10Kx?mKy?0.274?1.14?10?3=3.124?10?4kmol/m2?s998.2?5.64?10?6kmol/m2?s 18
KX?c总KL?KY?p总KG?101.3?1.125?10?5=1.14?10?3kmol/m2?s
（3）c??pH?6.5?1.995kmol/m3
NA?KL(c??c)?5.64?10?6?(12.97?2.615)?5.84?10-5kmol/m3
【6-6】 用清水除去SO2与空气混合气中的SO2。操作条件20℃，101.3kPa下，混合气的流量为1000m3/h，其中含SO2体积分数为9%，要求SO2的回收率为90%。若吸收剂用量为理论最小用量的1.5倍，试计算：（1）吸收剂用量及塔底吸收液的组成；（2）当用含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液作为吸收剂时，欲保持二氧化硫回收率不变，吸收剂用量有何变化？塔底吸收液组成变为多少？101.3kPa，20℃条件下SO2在水中的平衡数据见下表。 SO2汽-液平衡组成
SO2溶液摩尔比X 气相中SO2平衡摩尔比Y SO2溶液摩尔比X 气相中SO2平衡摩尔比Y 0.00005620.000140.000280.000420.00056 0.000660.001580.00420.00770.0113 0.000840.00140.00197 0.00280.00420.0190.0350.054 0.0840.138解 按题意进行组成换算： 进塔气体中SO2的组成为 Y1?y10.09??0.099
1?y11?0.09出塔气体中SO2的组成为 Y2?Y1(1??)?0.099?(1?0.9)?0.0099
进吸收塔惰性气体的摩尔流量为 V?1000273??(1?0.09)?37.85kmol/h 22.4273?20X1*?0.0032。
由表中X-Y数据，采用内插法得到与气相进口组成Y1相平衡的液相组成
（1）Lmin?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1054kmol/h
X1*?X20.0032?1.2Lmin?1.2?1054?1265kmol/h
实际吸收剂用量 L塔底吸收液的组成
X1由全塔物料衡算求得
X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0?37.85(0.099?0.0099)?0.00267
1265（2）吸收率不变，即出塔气体中SO2的组成Y2=0.0099，而X2=0.0003
所以 Lmin?VY1?Y237.85(0.099?0.0099)??1163kmol/h
X1*?X20.0032?0.0003?1.2Lmin?1.2?1163?1395kmol/h
实际纯吸收剂用量 L塔底吸收液的组成
X1由全塔物料衡算求得
X1?X2?V(Y1?Y2)/L?0.0003?37.85(0.099?0.0099)?0.0027
1395含0.0003（物质的量比）SO2的水溶液用量为：
L??X1L13950.0027??1399kmol/h 其中x1???0.0027
1?x11?0.00271?X11?0.0027【6-7】 在填料塔中用循环溶剂吸收混合气中的溶质。进塔气体组成为0.091（溶质摩尔分率），入塔液相组成为21.74g溶质/kg溶液。操作条件下气液平衡关系为
y*?0.86x。当液气比L/V为0.9时，试求逆流的最大吸收率和出塔溶液的浓度。
已知溶质摩尔质量为40kg/kmol，溶剂摩尔质量为18kg/kmol。 解：先将已知的气液相组成换算为摩尔比，即
Y1?y10.091??0.1001
1?y11?0.09121.7440x2??0.0099
21.741000?21.74?4018X2?x20.0099??0.01
1?x21?0.0099逆流操作，且
L?m，平衡线与操作线交点位置在塔顶，即 Vy2??0.86x2?0.86?0.0099?0.008514
y2?0.008514此时 Y2???0.008587 ?1?y21?0.008514?max?Y1?Y20.1001?0.008587??0.914?91.4% Y10.1001吸收液相组成
V1(Y1?Y2)?X2?(0.1001?0.008587)?0.01?0.112 L0.9【6-8】 在一直径为1.2m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。混合气的处理量为200kmol/h，X1?其中二氧化硫的体积分数为5％，要求回收率为95％，吸收剂用量为最小用量的1.5 ，已知操作条件下气液平衡关系为
Y*?1.2X,气相总体积吸收系数为220kmol/(m3?h)。求水的用量(kg/h）及所需的填料层高度。[5843kg/h；4.86m]
解：（1）由已知可知，惰性气体流量V?200(1?0.05)?190kmol/h