题目
8-14 流率 .014kmol/((m)^2cdot s) 的空气混合气中含氨2%(体积分数),拟用逆流吸收以回收其中95%的-|||-氨。塔顶淋入浓度为0.0004(摩尔分数)的稀氨水溶液,设计采用的液气比为最小液气比的1.5倍,-|||-操作范围内物系服从亨利定律 =1.2x, 所用填料的总传质系数 _(y)a=0.052kmol/((m)^3cdot s) 试求:-|||-(1)液体在塔底的浓度x出;(2)全塔的平均推动力 Delta (y)_(m) :(3)所需塔高。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算最小液气比
最小液气比的计算公式为：${L}/{G}_{min} = \frac{y_{1} - y_{2}}{x_{2} - x_{1}}$，其中 $y_{1}$ 和 $y_{2}$ 分别为进气和出气的摩尔分数，$x_{1}$ 和 $x_{2}$ 分别为进液和出液的摩尔分数。根据题意，$y_{1} = 0.02$，$y_{2} = 0.02 \times (1 - 0.95) = 0.001$，$x_{1} = 0.0004$，$x_{2} = x_{出}$。根据亨利定律 $y = 1.2x$，可以得到 $y_{2} = 1.2x_{2}$。将这些值代入最小液气比的公式中，可以得到最小液气比 ${L}/{G}_{min}$。
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比为最小液气比的1.5倍，即 ${L}/{G} = 1.5 \times {L}/{G}_{min}$。
步骤 3：计算液体在塔底的浓度
根据实际液气比和最小液气比的关系，可以得到 $x_{出}$ 的值。
步骤 4：计算全塔的平均推动力
全塔的平均推动力 ${A}_{m}$ 可以通过 ${A}_{m} = \frac{y_{1} - y_{2}}{1 + {L}/{G}}$ 计算得到。
步骤 5：计算所需塔高
所需塔高 $H$ 可以通过 $H = \frac{y_{1} - y_{2}}{K_{y}a \times {A}_{m}}$ 计算得到。
最小液气比的计算公式为：${L}/{G}_{min} = \frac{y_{1} - y_{2}}{x_{2} - x_{1}}$，其中 $y_{1}$ 和 $y_{2}$ 分别为进气和出气的摩尔分数，$x_{1}$ 和 $x_{2}$ 分别为进液和出液的摩尔分数。根据题意，$y_{1} = 0.02$，$y_{2} = 0.02 \times (1 - 0.95) = 0.001$，$x_{1} = 0.0004$，$x_{2} = x_{出}$。根据亨利定律 $y = 1.2x$，可以得到 $y_{2} = 1.2x_{2}$。将这些值代入最小液气比的公式中，可以得到最小液气比 ${L}/{G}_{min}$。
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比为最小液气比的1.5倍，即 ${L}/{G} = 1.5 \times {L}/{G}_{min}$。
步骤 3：计算液体在塔底的浓度
根据实际液气比和最小液气比的关系，可以得到 $x_{出}$ 的值。
步骤 4：计算全塔的平均推动力
全塔的平均推动力 ${A}_{m}$ 可以通过 ${A}_{m} = \frac{y_{1} - y_{2}}{1 + {L}/{G}}$ 计算得到。
步骤 5：计算所需塔高
所需塔高 $H$ 可以通过 $H = \frac{y_{1} - y_{2}}{K_{y}a \times {A}_{m}}$ 计算得到。