19.某厂有一填料塔,直径880mm,填料塔6m,所用填料为50mm瓷拉西环,乱堆。每小时处理-|||-2000m^3混合气(体积按25℃与101.33kPa计),其中含丙酮摩尔分数为5%。用清水作吸收剂。塔顶送-|||-出的废气含丙酮摩尔分数为0.263%。塔顶送出来的溶液,每千克含丙酮61.2g。根据上述测试数据,计-|||-算气相体积总传质系数Kya。操作条件下的平衡关系为 =2.0X 。上述情况下,每小时可回收多少千-|||-克丙酮?若把填料层加高3m,可以多回收多少丙酮?

步骤 1：计算混合气体的摩尔流量
根据理想气体状态方程，计算混合气体的摩尔流量。已知混合气体的体积流量为2000 m³/h，温度为25℃（298.15 K），压力为101.33 kPa。
\[ n_{\text{总}} = \frac{PV}{RT} = \frac{101.33 \times 2000}{8.314 \times 298.15} \approx 82.2 \text{ kmol/h} \]

步骤 2：计算丙酮的摩尔流量
混合气体中丙酮的摩尔分数为5%，因此丙酮的摩尔流量为：
\[ n_{\text{丙酮}} = 82.2 \times 0.05 = 4.11 \text{ kmol/h} \]

步骤 3：计算塔顶废气中丙酮的摩尔流量
塔顶废气中丙酮的摩尔分数为0.263%，因此塔顶废气中丙酮的摩尔流量为：
\[ n_{\text{废气丙酮}} = 82.2 \times 0.00263 = 0.216 \text{ kmol/h} \]

步骤 4：计算回收的丙酮摩尔流量
回收的丙酮摩尔流量为：
\[ n_{\text{回收丙酮}} = n_{\text{丙酮}} - n_{\text{废气丙酮}} = 4.11 - 0.216 = 3.894 \text{ kmol/h} \]

步骤 5：计算回收的丙酮质量流量
丙酮的摩尔质量为58.08 g/mol，因此回收的丙酮质量流量为：
\[ m_{\text{回收丙酮}} = 3.894 \times 58.08 \times 10^{-3} = 225.6 \text{ kg/h} \]

步骤 6：计算填料层加高3m后的回收丙酮摩尔流量
填料层加高3m后，塔高变为9m。根据传质理论，传质系数与塔高成正比，因此回收的丙酮摩尔流量增加。假设传质系数与塔高成正比，增加的回收丙酮摩尔流量为：
\[ \Delta n_{\text{回收丙酮}} = 3.894 \times \frac{3}{6} = 1.947 \text{ kmol/h} \]

步骤 7：计算填料层加高3m后多回收的丙酮质量流量
多回收的丙酮质量流量为：
\[ \Delta m_{\text{回收丙酮}} = 1.947 \times 58.08 \times 10^{-3} = 113.2 \text{ kg/h} \]