第九章 吸收9-1 总压为、含（体积分数）的混合气体，在下与浓度为的氨水接触，试判别此过程的进行方向，并在图上示意求取传质推动力的方法解 氨—水平衡关系列在本章附录二中，需将题中组成化为其中的单位，以便比较气相氨分压 液相组成换算要用到密度，暂取（参考例9-2，温度较高较小）对氨水，每立方米含氨，含水；故水中含氨与附录二比较，氨水组成为氨.，下的平衡氨分压为，比题给氨分压低，故知过程方向应为吸收注：虽然氨水密度的估计稍有误差，但不影响过程方向作图从略）9-2 含（体积分数）的—空气混合气，在填料塔中用水进行逆流吸收，操作压力为（绝）为、温度为，试求出塔的水中最多可溶解多少克其浓度又为多少解 出塔水的最大浓度系与逆流进塔的气体平衡，此时的分压，查本章附录一，下溶于水的亨利系数按式（9-5），液相平衡组成为 而 即 浓度 9-3 总压、含（体积分数）的空气，在下与浓度为的水溶液接触，试判别其传质方向。
解 空气中的分压，水溶液的摩尔分数，式中，为溶液的总浓度，溶液的平衡分压按式（9-5）即计算，而下的从本章附录一查得为故 可知＞，过程为脱吸9-4 焦炉煤气（标准状态）含粗苯，流量，经洗油吸收后（见图9-1），降为，求粗苯的吸收率和吸收量设粗苯的平均摩尔质量可取为解 现煤气中粗苯含量很低，可用给出的浓度之比代替摩尔比按式（9-1），吸收率为 吸收量 校核：按摩尔比再次计算如下标准状态下粗苯的物质量 煤气的物质量 粗苯摩尔比 吸收后 煤气中惰性气量不变，仍为其摩尔比 故 与以上按浓度计算的结果相同（取三位有效数字时）9-5 求温度为及时与（绝）空气接触的水中，氧（标准状态下）的最大浓度（分别以、、摩尔分数表示）及溶解度系数（以表示）氧在空气中的体积分数为。
解 氧在水中的最大浓度即为接触状态下的平衡浓度，可由本章附录一查出亨利系数后由式（9-5）计算其摩尔分数：式中氧的分压 氧在水中的摩尔浓度 其中总浓度 其质量浓度需对乘以氧的摩尔质量；再换算到，需乘以溶解度系数按式（9-3）计算，现将查得及算出的结果列于下表中1033103048109-6 二氧化硫与水在下的平衡关系为：1试换算成总压（绝）下的关系，并在图中作出平衡曲线解 根据例9-5中所得的算式 及计算，取三位有效数字，可得下表（作图从略）：1051679-7 及（绝）下，有、空气（体积分数，下同）的气体，与的清水在容积的密闭容器中接触，进行传质问在水中的最终浓度及剩余气体的总压各为多少若上述过程在初始总压为（绝）下进行，求其结果解 现气相体积不变，随着的溶解，分压将下降最终达平衡时与水中摩尔分数的关系，可用亨利定律表示查附录一，知，故有 （a）两未知量与的另一关系是物料衡算：气相失去的为 （b）水中得到的为 最终有，并将给定的及、代入式（b），得 （c）联立方程（a）、（c）求解，得到 ，而容器内剩余气体总压为。
以上忽略水的蒸汽压 若总压为，式（a）必备，代入式（b），得物料衡算式 与式（a）联立求解得 ，容器内剩余气体总压为 9-8 求习题9-7在刚开始接触时的总传质推动力，分别以分压差、液相摩尔分数差及浓度差表示解 以分压差表示的总推动力为刚开始时，，，故以液相摩尔分数差表示时， 以液相摩尔浓度差表示时， 9-9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸汽，操作温度、压力（绝）若已知给质系数，，平衡关系服从亨利定律，亨利系数，求传质系数、、、和气相阻力在总阻力中所占的比例解 从两相给质系数、按以下公式求总传质系数 式中溶解度系数根据传质系数间的换算式，有 气相阻力在总阻力中所占的比例为 或9-10 根据以下双塔吸收的四个流程图，分别作出其平衡线和操作线的示意图（设吸收液最初不含溶质）并说明各自适用于哪些情况解 流程（Ⅰ）相当于一个气液逆流的单塔。
当吸收所需的填料层甚高，单塔有困难时，用此流程在图解中平衡线用代表，1、2两塔的操作线分别用（1）、（2）表示（下同）流程（Ⅱ）中每塔都送入新鲜溶剂，使全流程的推动力较流程（Ⅰ）为大适用于吸收要求高、所需溶剂量大的情况流程（Ⅲ）中气体并流、液体逆流，可用于气体中溶质易吸收（如伴有快速反应），要求出塔液体近于饱和（或相对较高）的情况流程（Ⅳ）中第二塔气液并流，适用于伴有化学反应，或液量超过吸收所需甚多，故推动力与流向关系不大的情况通常后两种流程在实用中少见，尤其是（Ⅲ）注：本题可在学生先做习题后进行课堂讨论9-11 拟设计一常压填料吸收塔，用清水处理、含（体积分数）的空气，要求的去除率为，实际用水量为最小水量的倍已知塔内操作温度为，平衡关系为；取塔底空塔气速为，气相体积总传质系数为试求：（1）用水量和出塔液浓度；（2）填料层高度；（3）若入塔水中已含氨（摩尔分数），问即使填料层高度可随意增加，能否达到的去除率（说明理由）解 , ， （1） 或（2） （3）当时，有；而，比要求的大，故增高填料层不能达到要求。
9-12 已知某清水吸氨塔的填料层高度，进塔气体含氨，吸收率，操作压力（绝），温度，平衡关系为，气相流率，液相流率，传质系数问：当或加倍时，应如何改变方可保持不减小解 ， ， 液式中，为含氨空气的平均摩尔质量： 而 （1）当加倍若塔仍能正常操作，用水吸收氨为气膜控制，故对的影响可忽略；另一方面，加倍后出塔液浓度将减半（现），传质推动力因而增大，吸收率将随着提高，故可不变以下计算加倍后的影响： 故 在以平均推动力方法计算塔高的式（9-48）即中现只有因的加倍而增大，故所需的填料层高度因而反比地减为 （2） 当增倍（仍设塔能正常操作），依题意，按式（9-48），有（比原来增高）9-13 试求例9-6中的填料塔每平方米塔截面共可回收多少丙酮（以计）若将原设计的填料层高减少，回收量会减少多少解 例9-6中，，，故每平方米塔截面的回收量 换算为：丙酮的摩尔质量，故 当填料层高减少时。
则原，也相应减去，即；而并不改变出塔气相组成可由式（9-53）计算： 则 故 回收量回收量减少 减少的相对量为或.9-14 若例9-6中填料塔出塔水中的丙酮为饱和，其余数据不变，求所需水量及填料层的高度解 出塔水中丙酮的组成为 对塔顶、塔底的物料衡算式（9-39）为 故，为原用水量的倍以下用平均推动力法求填料层高： 与例9-6相同 故 所求为原高度的倍9-15 在填料塔内用稀硫酸吸收空气中的氨当溶液中存在游离酸时，氨的平衡分压为零下列三种情况下的操作条件基本相同，试求所需填料高度的比例：（1）混合气含氨，要求吸收率为；（2）混合气含氨，要求吸收率为；（3）混合气含氨，要求吸收率为。
对于上述低浓气体，吸收率可按计算解 因氨的平衡分压为零，即，而有、，，于是 因吸收率，故，而有现操作条件基本相同，故三种情况下的可认为相等，于是所需的填料高之比为 9-16 矿石焙烧炉气含（体积分数），其余为惰性气体，经冷却后在填料塔内以清水吸收的塔径，操作温度，压力；入塔炉气流量（操作状态），水量为最小值的倍平衡关系见习题9-6，给质系数：，求：（1）用水量和出塔液浓度；（2）填料高度解 ，及由习题9-6算出的平衡数据求得，对，，故最小液气比 而 （1）用水量，当用表示时， 出塔液浓度（现）为 (2)填料层高可仿照例9-7的方法，用近似梯级法得出（图从略）而在用式（9-65）求时， 操作范围内的平均斜率取为 故。