题目
4-5 在常压逆流操作的填料吸收塔中用清水吸收空气中某溶质A,进塔气体中溶质-|||-A的含量为8%(体积分数),吸收率为98%,操作条件下的平衡关系为 =2.5x, 取吸收剂-|||-用量为最小用量的1.2倍,试求:-|||-(1)水溶液的出塔浓度;-|||-(2)若气相总传质单元高度为0.6m,现有一填料层高度为6 m的塔,问该塔是否合用?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算出塔气体中溶质A的含量
根据题意，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积分数），吸收率为98%，则出塔气体中溶质A的含量为：
${y}_{2}={y}_{1}(1-n)=0.08\times (1-98\% )=0.0016$
步骤 2：计算最小吸收剂用量
根据操作条件下的平衡关系 $y=2.5x$，最小吸收剂用量为：
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {y}{m}=\dfrac {0.08}{2.5}=0.032$
步骤 3：计算实际吸收剂用量
根据题意，实际吸收剂用量为最小用量的1.2倍，即：
$\dfrac {L}{G}=1.2(\dfrac {L}{G})=1.2\times 0.032=0.0384$
步骤 4：计算水溶液的出塔浓度
根据题意，水溶液的出塔浓度为：
${x}_{1}=\dfrac {{y}_{1}-{y}_{2}}{1.6}+{x}_{2}=\dfrac {0.08-0.0016}{2.04}+0=0.0267$
步骤 5：计算气相总传质单元数
根据题意，气相总传质单元数为：
$\dfrac {1}{A}=\dfrac {mG}{L}=\dfrac {2.5}{0.0384}=65.1$
步骤 6：计算所需填料层高度
根据题意，所需填料层高度为：
${N}_{{N}_{2}}=\dfrac {1}{1-\dfrac {1}{4}}\ln [ (1-\dfrac {1}{A})\dfrac {{y}_{1}-m{x}_{2}}{{y}_{2}-m{x}_{2}}+\dfrac {1}{A}] $ $=\dfrac {1}{1-0.85}\times \ln [ (1-0.85)\times \dfrac {0.08-0}{0.0016-0}+0.85] =14.15$
$H={H}_{({x}_{2})}{N}_{O{x}_{2}}=0.6\times 14.15=8.5(m)$
步骤 7：判断填料塔是否合用
根据计算结果，所需填料层高度应为8.5m，大于6m，故该塔不合用。
根据题意，进塔气体中溶质A的含量为8%（体积分数），吸收率为98%，则出塔气体中溶质A的含量为：
${y}_{2}={y}_{1}(1-n)=0.08\times (1-98\% )=0.0016$
步骤 2：计算最小吸收剂用量
根据操作条件下的平衡关系 $y=2.5x$，最小吸收剂用量为：
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {y}{m}=\dfrac {0.08}{2.5}=0.032$
步骤 3：计算实际吸收剂用量
根据题意，实际吸收剂用量为最小用量的1.2倍，即：
$\dfrac {L}{G}=1.2(\dfrac {L}{G})=1.2\times 0.032=0.0384$
步骤 4：计算水溶液的出塔浓度
根据题意，水溶液的出塔浓度为：
${x}_{1}=\dfrac {{y}_{1}-{y}_{2}}{1.6}+{x}_{2}=\dfrac {0.08-0.0016}{2.04}+0=0.0267$
步骤 5：计算气相总传质单元数
根据题意，气相总传质单元数为：
$\dfrac {1}{A}=\dfrac {mG}{L}=\dfrac {2.5}{0.0384}=65.1$
步骤 6：计算所需填料层高度
根据题意，所需填料层高度为：
${N}_{{N}_{2}}=\dfrac {1}{1-\dfrac {1}{4}}\ln [ (1-\dfrac {1}{A})\dfrac {{y}_{1}-m{x}_{2}}{{y}_{2}-m{x}_{2}}+\dfrac {1}{A}] $ $=\dfrac {1}{1-0.85}\times \ln [ (1-0.85)\times \dfrac {0.08-0}{0.0016-0}+0.85] =14.15$
$H={H}_{({x}_{2})}{N}_{O{x}_{2}}=0.6\times 14.15=8.5(m)$
步骤 7：判断填料塔是否合用
根据计算结果，所需填料层高度应为8.5m，大于6m，故该塔不合用。