吸收例题

吸收：

例1、在 20℃，1atm下，用清水分离氨-空气的混合气体，混合气体中氨的分压为 1330Pa，经吸收后氨的分压降为 7 Pa，混合气体的处理量为 1020 kg/h，操作条件下平衡关系为 Y = 0.755X。若适宜的吸收剂用量为最小用量的2倍，求所需吸收剂用量及离塔氨水的浓度。

qnG, Y2 X2 , qnL=?

吸收塔 qnG, Y1 X1=?

解： x2?0, P?1.013?105Pa, p1?1330Pa, p2?7Pa,

qnLqnLQ?1020kg/h, Y?0.755X, ?2()min meqnGqnG p11330?y1???0.01313 P1.013?105 p7 y2?2??6.910?10?55 P1.013?10 y1Y??0.01331 1?y1

y2Y??6.910?10?5 21?y2

QQm,vqn G ?m,v?M氨y1?M空气(1?y1)M? qnG(Y1?Y2)?qnL(X1?X2)

1020qnG ??34.90 kmol/h? X?(Y1?Y2)?X21 17?0.01313?29?(1?0.01313)qnL qqnLY1?Y2Y1?Y2nL0.0133?6.910?10?5? ?2()?2??2?min ??0 qYqX?X1nGnG1,e21.502?Y2 m?3 ?8.809?10

0.0133?6.910?10?5ρsX1 ?2??1.502 c?c?x??0.0133/0.755?01M1Ms1?X1

? qnL?1.502qnG?1.502?G(1?y1) 998.28.809?10?3 ?? ?51.72 kmol/h?930.96 kg/h181?8.809?10-33 ?0.4842 kmol/m

例2、含苯2%（摩尔分率，下同）的煤气用平均分子量为260的洗油在一填料塔中做逆流吸收以回收其中的苯，要求苯的回收率达到95％，煤气的流率为1200kmol/h。塔顶进入的洗油中含苯0.5%，洗油的流率为最少用量的1.3倍。吸收塔在1atm、27℃下操作，此时的气液平衡关系为y=0.125x。富油由吸收塔底出口经加热后送入解吸塔塔顶，在解吸塔中送入过热水蒸气使富油脱苯，脱苯后的贫油由解吸塔塔底排出冷却后再进入吸收塔使用，水蒸气的用量为最少用量的1.2倍。解吸塔在1atm、120℃下操作，此时的气液平衡关系为y=3.16x。 求：洗油的循环流率和过热蒸汽耗量 解：（1） 吸收塔 吸收塔出口煤气中含苯为：

y2?(1?0.95)?y1?(1?0.95)?0.02?0.001

洗油在吸收塔底的最大浓度为：

y0.02 x1e?1??0.16m0.125

吸收塔最小液气比

qy?y0.02?0.001（nL)min?12??0.123 qnGx1e?x20.16?0.005

实际气液比为

qnLq ?1.（3nL)min?1.3?0.123?0.16qnGqnG

煤气量 qnG?1200kmol/h?0.333kmol/s 洗油循环量q?0.16?0.333?5.32?10?2kmol/snL

洗油出塔浓度为：

q x1?x2?nG(y1?y2)?0.124qnL

(2)过热水蒸汽中不含苯，y1?0 解吸塔顶气相中含苯的最大浓度为

y2e?mx2?3.16?0.124?0.391

解吸塔的最小气液比为

qnGx2?x1（）??0.304 minqnLy2e?y1

qnGq 操作气液比?1.2?（nG）min?0.365qnLqnL

过热蒸汽用量

qnG?0.365qnL?1.94?10?2kmol/s?1260kmol/h

例3、在填料吸收塔中，用清水吸收甲醇 - 空气混合气体中的甲醇蒸汽，在 1 atm，27℃下进行操作，混合气体流量为1200m3/h，塔底处空塔气速为0.4m/s，混合气体中甲醇的浓度为 100g甲醇/m3空气，甲醇回收率为95%，水的用量为1215kg/h，体积吸收总系数KG·α = 0.987 kmol /(m3·h·kPa)，操作条件下气液平衡关系为Y = 1.1X。试计算所需的填料层高度。

qnG, Y2 X2 , qnL

吸收塔 qnG, Y1 X2?0X1 解：

G/M100/48y1? ??0.0513Y?Y2PV/RT101325/(8.314?300)(1) NOG?1

?Ym0.0513 y1Y1???0.0541?Y1??Y2(Y?mX1)?(Y2?mX2)1 ?y11?0.0513 ?ym? ?1?Y1Y1?mX1 ??)Y?(1?0.95)?0.0541?2.705?10?3lnlnY2?(11?Y2Y2?mX2

PG'?1?y1?qnG?q nG??1?y1??(0.0541?1.1?0.03709)?2.705?10?3RT ? 0.0541?1.1?0.03709ln101.3?103?1200?3??? 1?0.0513?48.71kmol/h2.705?1038.314?300.15?10 ?6.653?10?31215?3qnL? ?67.5 kmol/hY?Y0.0541?2.705?1012? NOG? ? 18?Ym6.653?10?3? qnG(Y1?Y2)?qnL(X1?X2)

?7.725q? X1 ?nG(Y1?Y2)?X21Y?mX2 qnL(2) NOG?ln[(1?S)1?S] 48.711?SY?mX22 ??(0.0541?2.705?10?3)?0 67.5mqnG1.1?48.71 S???0.794 ?0.03709 qnL67.5 qqnGnGY1?mX20.0541HOG? ? ??20?3KY?a?P?KG?a?Y2?mX22.705?10

48.711 ? ?0.5846m? NOG?ln[(1?0.794)?20?0.794]1200/36001?0.794 101.3?0.987?0.4 ?7.728

? z?HOG?NOG?0.5846?7.728?4.52m

例4、含苯2%（体积），流量为 0.012 kmol/s的混合气体在直径为 1m，填料层高度为 6m 的填料吸收塔中，用煤油吸收其中的苯，逆流操作。入塔煤油中含苯0.02%（摩尔分数），流量为 0.02 kmol /s，操作温度为30℃，压力为 1 atm，平衡关系为ye = 0.36x，体积总传质系数 Ky·α = 54 kmol/m3·h。

求：苯的回收率及煤油的出塔浓度x1。

y2=? qnL, x2

DT ye=f(x) qnG, y1

Ky·α z x1=?

解： π2π2 y1?2% Ω? DT??1?0.785m2 442 qnG?0.012/0.785?0.01529 kmol/(m.s)

H?6m x2?0.02%

qnL?0.02/0.785?0.02548kmol/s ye?0.36x

33 Kyα?54 kmol/(m?h)?0.015 kmol/(m?s)

? H?HOG?NOG G0.01529 H???1.0mOGq Kyα0.015? x1?nG(y1?y2)?x2 qnLH6? NOG???6.0 0.01529?4HOG1.0 ?(0.020?2.2?10)?0.02% 0.0254811y?mx21NOG?ln[(1?)1?] ?0.01221Ay?mxA221?

A

1mqnG0.36?0.01529??0.216 ?AqnL0.02548

10.02?0.36?0.02% 6?ln[(1?0.216)?0.216]1?0.216y2?0.36?0.02%

y2?2.2?10?4? ?4? η?y1?y20.020?2.2?10?100%??100%?99%y10.020? qnG(y1?y2)?qnL(x1?x2)例5、在常压逆流吸收塔中,用纯溶剂回收混合气中的A组份,入塔气体流量为1120m3/h(标准状态),入塔y1=5%(v%),吸收率为90%,吸收因数L/mV=2,亨利系数E=1.5atm,该塔塔径为0.8m,体积吸收系数Kya=100kmol/m3.h。试求： (1) 出塔液体组成xb; (2) 填料层高度Z;

若操作中入塔浓度y′b=10%(体积),其它条件不变，则出塔液体浓度x′b为多少？ 解：(1) m=E/P=1.5/1=1.5 吸收因数A=qnL/mqnG=2 ∴qnL/qnG=3

据全塔物料衡算： qnL(x1-x2)=qnG(y1-y2) ,x2=0 , y1=0.05 ∴x1= (qnG/qnL)×(y1-y2)=(G/L)×y1η=1/3×0.05×0.9 = 0.015

(2)HOG=qnG/Kya=(1120/22.4)/(100×0.785×0.82）=0.995m S=1/A=1/2=0.5 y1/y2=1/(1 - η )=10 代入得NOG=3.41 H= HOG ×NOG=3.4 m

(3)∵x2=0 HOG不变，H不变，∴NOG不变

由N OG计算公式知，NOG不变，S=1/A不变, ∴ η不变 ∴y2′= y1′×(1- η)=0.1×(1-0.9)=0.01 x1′=（G/L)×y1′η =1/3×0.1×0.9=0.03

例6．某逆流吸收塔，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组份，气体入塔浓度y1=0.01, 吸收率η为90%,平衡关系为y=2x,且知qnL/qnG=1.2(qnL/qnG)min,HOG=0.9m,试求： (1) 塔的填料层高度？

(2)若该塔操作时，因解吸不良，导致入塔x2′=0.0005，其它入塔条件不变时，回收率η′又为多少？

解（1）x2=0 ，y1=0.01 η=0.9 ∴y2= y1×(1- η)=0.001 (qnL/qnG)min=(y1-y2)/(x1e-x2)

=(0.01-0.001)/(0.01/2-0)=1.8=mη qnL/qnG=1.2(qnL/qnG)min=2.16 吸收因数A=1/S=2.16/2=1.08

S=0.926 y2*=0 y1/y2=1/(1- η)=10 代入 1Y?mx2NOG?ln[(1?S).1?S] 1?SY2?mx2得NOG=6.90

HOG=0.9 m ∴H= HOG ×NOG= 6.21 m (3) HOG不变，H不变，∴NOG不变

由N OG计算公式知，NOG不变，S=1/A不变 y??mx?y1?mx212?? ??y2?mx2y?mx22

0.01?2?0.0005?10 y2??2?0.0005 ?解出y?0.00192

? ?y2??(1?y1?)?100%?81%

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/85wh.html