题目
在一内径为0.8m,填料层高度为4m的吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为,温度为20℃,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A的组成为,出塔气相中A的组成为(均为摩尔分数),吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求: 吸收剂用量为最少用量的倍数; 气相体积吸收总系数。
在一内径为0.8m,填料层高度为4m的吸收塔中,用清水吸收混合气中的溶质组分A.塔内操作压强为,温度为20℃,混合气体积流量为1000m3/h,进塔气相中A的组成为,出塔气相中A的组成为(均为摩尔分数),吸收剂用量为96Kmol/h.操作条件下平衡关系为Y*=2X,求: 吸收剂用量为最少用量的倍数; 气相体积吸收总系数。
题目解答
答案
解: 低浓度气体吸收
求吸收剂用量为最少用量的倍数L/Lmin.
由题知:X2=0,m=2
惰性气体摩尔流量
Lmin=V×
L/Lmin=96/=
求气相体积吸收总系数
ΔY1=Y1-mx1=×=;
ΔY2=Y2-mx2=Y2=
解析
步骤 1：计算惰性气体摩尔流量
根据题意，混合气体积流量为1000m³/h，进塔气相中A的组成为0.05，出塔气相中A的组成为0.01。因此，惰性气体摩尔流量为：
$$
V = \frac{1000}{22.4} = 44.64 \text{ kmol/h}
$$
步骤 2：计算吸收剂用量为最少用量的倍数
根据题意，吸收剂用量为96kmol/h，操作条件下平衡关系为Y*=2X。因此，吸收剂用量为最少用量的倍数为：
$$
L/L_{min} = \frac{L}{L_{min}} = \frac{96}{63.8} = 1.51
$$
步骤 3：计算气相体积吸收总系数
根据题意，填料层高度为4m，内径为0.8m，操作条件下平衡关系为Y*=2X。因此，气相体积吸收总系数为：
$$
k_{y}a = \frac{G}{S_{2}H} \times \frac{y_{1}-y_{2}}{\Delta y_{m}} = 60.15 \text{ kmol/(m}^{3}\text{h)}
$$
根据题意，混合气体积流量为1000m³/h，进塔气相中A的组成为0.05，出塔气相中A的组成为0.01。因此，惰性气体摩尔流量为：
$$
V = \frac{1000}{22.4} = 44.64 \text{ kmol/h}
$$
步骤 2：计算吸收剂用量为最少用量的倍数
根据题意，吸收剂用量为96kmol/h，操作条件下平衡关系为Y*=2X。因此，吸收剂用量为最少用量的倍数为：
$$
L/L_{min} = \frac{L}{L_{min}} = \frac{96}{63.8} = 1.51
$$
步骤 3：计算气相体积吸收总系数
根据题意，填料层高度为4m，内径为0.8m，操作条件下平衡关系为Y*=2X。因此，气相体积吸收总系数为：
$$
k_{y}a = \frac{G}{S_{2}H} \times \frac{y_{1}-y_{2}}{\Delta y_{m}} = 60.15 \text{ kmol/(m}^{3}\text{h)}
$$