第七章大连理工大学化工原理及实验精品课程

20．在填料塔内用清水内逆流吸收混于空气中的氨。已知填料层高3.5m，入塔混合气的质量流

率为1.42×10-1kg/（m2.s），其中含氨5%（体积分数），入塔清水的质量流率为1.44×10-1kg/（m2.s）。要求氨的回收率为99%，操作温度为20℃，压力为101.3kPa，相平衡关系为ye=0.9x，且知KGa正比于气相质量流率的0.7次方，试求： （1）气相总传质单元高度HOG；

（2）吸收因子A值，HG与HOG数值间的大小关系；

（3）若入塔混合气量提高了20%，仍要求氨的回收率为99%，那么填料层高度应如何变化？ （4）在填料层高度和氨的回收率保持不变的前提下，欲将入塔气量增加20%，则用水量将

如何变化？

21．在填料层高为4m的填料塔内，用解吸后的循环水吸收混合气中某溶质组分以达净化目的。

已知入塔气中含溶质2%（体积分数），qnL/qnG=2，操作条件下气液平衡关系为ye=1.4x，试求：

（1）解吸操作正常，保证入塔吸收剂中溶质浓度x2=0.0001，要求吸收率为99%，吸收液出

塔组成和气相总传质单元高度为多少？

（2）若解吸操作质量下降，入塔的吸收剂中溶质浓度升到x2=0.004，其余操作条件不变，

则溶质可能达到的吸收率为多少？出塔溶液浓度为多少？解决该净化质量降低的原则途径有哪些？

22．用某种化学吸收剂吸收混和气中的溶质组分，使其浓度自y1=0.5降到y1=0.01。在吸收剂

量足够时，溶质的平衡蒸气压为零（m=0），在保证填料充分润湿的条件下，全塔平均的气相总传质单元高度HOG =1.0m。试按高浓度气体吸收计算所需填料层高度，并与按低浓度气体吸收计算的结果进行比较。

23．将35℃，压力为1215.9kPa（绝）条件下，碳酸丙烯酯吸收变换气中CO2所得的吸收液，

x1=0.0265，减压解吸至常压（101.3kPa）。已知平衡关系pe=10740.5x（kPa）。若减压解吸释放气含CO2为90%（体积分数），其余为N2、H2等，试求： （1）解吸液含CO2的最低浓度及CO2的理论回收率；

（2）若将如上解吸液送至填料塔中，在35℃下以空气（含CO2为0.05%，体积分数）为载

气逆流解吸之，要求解吸液浓度为x2<0.0283。若选qnG/qNL=1.4（qnG/qnL）则①qnG/qNLmin，为若干？出塔载气中CO2浓度为多少？②若取HOL为0.8m，求所需填料层高度。

24．对用纯吸收剂吸收某溶质组分已提出附图所示的三种双塔流程。若气液相平衡关系服从亨

利定律，试在y-x图上定性画出每种流程中A、B两塔的操作线和平衡线，并标出进出两塔的气液相组成。

25．用纯吸收剂逆流吸收混合气中某溶质A。已知A在入塔气中的浓度为0.05%（摩尔分数），

新鲜吸收剂与混合气体的摩尔流量比qnG/qNL=1.2，操作条件下相平衡关系为ye=1.2x，该吸收可视为气相阻力控制，现按图示两种流程计算： （1）当Φ=0.80%时，所需填料层高度比为多少？ （2）当Φ=0.90%时，所需填料层高度比为多少？

26．30℃、506.5kPa下，在装有25块塔板的吸收塔内用纯烃油吸收炼厂气。已知qnL/qNG=4，ET=20%，求各组分的回收率和出塔之气体和液体的组成。已知炼厂气组成及各组分在操作条件下的相平衡常数如下：

组分 A CH4 0.86 30 B C2H6 0.08 6.0 C C3H8 0.04 2.0 D nC4H10 0.2 0.5 y1 m

27．在吸收塔内，以清水逆流吸收吸收气体混合物中某溶质，其入塔浓度为0.060（摩尔分数，

下同），出塔气中浓度为0.010。操作条件下相平衡关系为ye=1.2x，qnG/qNL=1.2。吸收过程可视为气膜阻力控制， kya∝G0.7。现增设一座完全相同的吸收塔，两塔可以按以下方式组合操作（见附图）。试求在气液两股流体入塔流量、浓度及操作条件均不变的条件下，出塔气中溶质的浓度各位多少？ （1）两塔串联组合逆流操作；

（2）两塔并联组合逆流操作，气液两相流率皆均分； （3）两塔错流组合逆流操作，液体均分。

28．拟在填料塔中用碳酸丙烯酯作溶剂脱除变换气中CO2。已知变换气量为22000标准m3/h，操

作液气比8.4，操作温度30℃，压力1176.84kPa（表压）；气体平均摩尔质量为16.63kg/kmol，吸收剂摩尔质量为102.09kg/kmol，密度为1197kg/m3，粘度为2.39mPa.s。若分别装填公称直径为50mm的陶瓷拉西环、塑料鲍尔环和塑料阶梯环三种塔填料，试计算其泛点气速uf； u=0.65uf，分别计算u、D和每米填料层压降Δp值，并对结果作简要的比较分析。

U/（m.s-1） D/m Δp/Pa

陶瓷拉西环 0.094 2.65 150 塑料鲍尔环 0.150 2.10 150 塑料阶梯环 0.264 1.58 150