已知温度20℃时，CO2在空气中的扩散系数为0.18cm2/s试求CO2的传质速率为多少？解：已知：CO2在空气中的扩散系数D=0.18cm2/s=1.810-5m2/s 扩散距离z=1mm=0.001m，气相总压p=101.3kPa气相主体中溶质CO2的分压pA1=pyA1=101.30.2=20.27kPa气液界面上CO2的分压pA2=0所以，气相主体中空气（惰性组分）的分压pB1=p－pA1=101.3－20.27=81.06kPa气液界面上的空气（惰性组分）的分压pB2=p－pA2=101.3－0=101.3kPa空气在气相主体和界面上分压的对数平均值为：代入得：=0.167mol/(m2s) 【5-6】 在总压为100kPa、温度为30℃时，用清水吸收混合气体中的氨，气相传质系数kG=3.8410-6 kmol/(m2skPa)，液相传质系数kL=1.8310-4 m/s，假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律，测得液相溶质摩尔分率为0.05，其气相平衡分压为6.7kPa求当塔内某截面上气、液组成分别为y=0.05，x=0.01时：(1)以pA-pA*、cA-cA*表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数；(2)分析该过程的控制因素。
解：（1）根据亨利定律相平衡常数溶解度常数=1000.05-1340.01=3.66kPa= kmol/（m2skPa）=3.9410-63.66=1.4410-5 kmol/（m2s） kmol/m3=0.41461000.05－0.56=1.513 kmol/m3=9.510-61.513=1.43810-5 kmol/（m2s）（2）与表示的传质总推动力相应的传质阻力为53797（m2skPa）/ kmol；其中气相阻力为m2skPa/ kmol；液相阻力m2skPa/ kmol；气相阻力占总阻力的百分数为故该传质过程为气膜控制过程吸收塔的计算 【5-7】 在逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体溶质组分A，吸收塔内操作压强为106kPa，温度为30℃，混合气流量为1300m3/h，组成为0.03（摩尔分数），吸收率为95%若吸收剂用量为最小用量的1.5倍，操作条件下平衡关系为Y=0.65X试求进入塔顶的清水用量L及吸收液的组成 解： （1）进入吸收塔的惰性气体为：X2=0；m=0.65最小吸收剂用量为：故清水用量为L=1.5Lmin=1.532.8=49.2kmol/h（2）吸收液组成可由全塔物料衡算求得，即X1 = X2+V（Y1-Y2）/L=0+【5-8】 一逆流操作的常压填料吸收塔，用清水吸收混合气中的溶质A ，入塔气体 中含A 1%（摩尔比），经吸收后溶质A 被回收了80% ，此时水的用量为最小用量的1.5倍，平衡线的斜率为1，气相总传质单元高度为1m，试求填料层所需高度。
解： Y1=0.01; Y2=0.01（1-0.8）=0.002; X2=0=1.5=1.5 0.8=1.2又由V（Y1－Y2）＝L（X1－X2），得X1=0.0067所以=0.0026由=所以=13.07=3.07m【5-9】在常压逆流吸收塔中，用清水吸收混合气体中溶质组分A进塔气体组成为0.03（摩尔比，下同），吸收率为99%；出塔液相组成为0.013操作压力为101.3 kPa，温度为27℃，操作条件下的平衡关系为Y=2X（Y、X均为摩尔比）已知单位塔截面上惰气流量为54 kmol /（m2h），气相总体积吸收系数为1.12 kmol /（m3hkPa），试求所需填料层高度解： Y1=0.03; Y2= Y1（1-η）=0.03（1-0.99）=0.0003; X1=0.13; X2=0=0.00143===20.770.476=9.886m 【5-10】 在逆流操作的填料塔中，用清水吸收焦炉气中氨，氨的浓度为8g/标准m3，混合气处理量为4500标准m3/h氨的回收率为95%，吸收剂用量为最小用量的1.5倍操作压强为101.33kPa，温度为30℃，气液平衡关系可表示为Y*=1.2X（Y、X为摩尔比）。
气相总体积吸收系数KYα=0.06 kmol/（m2h），空塔气速为1.2m/s，试求：（1）用水量L（kg/h）；（2）塔径（m）；（3）塔高（m） 解：；；Y2= Y1（1-η）=0.0106（1-0.95）=0.00053；；X2=0 L=1.5Lmin=1.50.0630=0.0945kmol/s=6120 kg/h(2) 由于，故（3）根据全塔物料衡算X1=X2＋V（Y1－Y2）/L，得X1=0＋0.0552（0.0106－0.00053）/0.0945=0.00588=0.00159=0.8（0.0106－0.00053）/0.00159=5.07m【5-11】 某制药厂现有一直径为 0.6 m，填料层高度为6 m的吸收塔，用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分现场测得的数据如下：V=500 m3/h、Y1=0.02、Y2=0.004、X1=0.004已知操作条件下的气液平衡关系为 Y = 1.5 X 现因环保要求的提高，要求出塔气体组成低于0.002（摩尔比）该制药厂拟采用以下改造方案：维持液气比不变，在原塔的基础上将填料塔加高试计算填料层增加的高度解：改造前填料层高度为改造后填料层高度为故有 由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变，故 对于纯溶剂吸收，由 故 因此，有操作液气比为填料层增加的高度为【5-12】在逆流操作的填料塔内，用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。
已知：吸收剂用量为最小用量的1.5 倍，气相总传质单元高度HOG=1.11m，操作条件下的平衡关系为Y=mX，要求A 组分的回收率为90%，试求所需填料层高度在上述填料塔内，若将混合气的流率增加10%，而其它条件（气、液相入塔组成、吸收剂用量、操作温度、压强）不变，试定性判断尾气中A 的含量及吸收液组成将如何变化？已知KYa∝V0.7解：（1）(L/V)min=(Y1-Y2)/x1*=(Y1-Y2)/(Y1/m)=mηL/V=1.5(L/V)min=1.5mη S=m/(L/V)=m/(1.5mη)=1/(1.5η)=1/(1.50.9)=0.741 (Y1-Y2)/Y1=η, 1-Y2/Y1=η, Y1/Y2=1/(1-η)=10 ==4.64Z=NOGHOG=4.641.11=5.15 m（2）由于V=1.1V , KYa∝V0.7 所以HOG∝V0.3 , HOG∝V0.3 故 HOG=1.10.3HOG , 即HOG>HOG Z不变, 所以NOG↓, Y2↑ NA=V (Y1-Y2)=L(X1-X2)=KYa(Y-Y*)m 因为V/L↑，而Z一定，必然 X1↑。
专心---专注---专业。