题目
在塔径为 1.2m的逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收温度为20℃,压力为1 atm的某混合气体中的CO2,混合气体处理量为1000m3.h-1,CO2含量为13%(体积),其余为惰性气体,要求CO2的吸收率为90%,塔底的出口溶液浓度为0.2gCO2/1000g H2O,操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X(式中 Y、X均为摩尔比),液相体积吸收总系数Kxa=11055kmol.m-3.h-1,CO2分子量为44,水分子量为18。试求: 1.吸收剂用量(kg.h-1);2.所需填料层高度(m)。
在塔径为 1.2m的逆流操作的填料吸收塔中,用清水吸收温度为20℃,压力为1 atm的某混合气体中的CO2,混合气体处理量为1000m3.h-1,CO2含量为13%(体积),其余为惰性气体,要求CO2的吸收率为90%,塔底的出口溶液浓度为0.2gCO2/1000g H2O,操作条件下的气液平衡关系为Y=1420X(式中 Y、X均为摩尔比),液相体积吸收总系数Kxa=11055kmol.m-3.h-1,CO2分子量为44,水分子量为18。试求: 1.吸收剂用量(kg.h-1);2.所需填料层高度(m)。
题目解答
答案
1.求吸收剂用量
Y1=y1/(1-y1)=0.13/(1-0.13)=0.149
Y2=Y1(1-φ)=0.149(1-0.90)=0.0149
X1=0.2/44/(1000/18)=8.18×10-5
X2=0
VB=T0V1/(T1×22.4)
=1000(1-0.13)×273/(22.4×293)=36.2kmol.h-1
LS=V(Y1-Y2)/(X1-X2)
=36.2(0.149-0.0149)/(8.18×10-5)
=59345kmol.h-1
=1.07×106kgH2O.h-1
解析
步骤 1:计算气体的摩尔流量
混合气体处理量为1000m³/h,温度为20℃,压力为1 atm,根据理想气体状态方程PV=nRT,可以计算出混合气体的摩尔流量。
步骤 2:计算CO2的摩尔流量
混合气体中CO2的含量为13%,可以计算出CO2的摩尔流量。
步骤 3:计算吸收剂的摩尔流量
根据吸收率和气液平衡关系,可以计算出吸收剂的摩尔流量。
步骤 4:计算吸收剂的质量流量
根据吸收剂的摩尔流量和水的分子量,可以计算出吸收剂的质量流量。
步骤 5:计算填料层高度
根据吸收剂的摩尔流量、液相体积吸收总系数和塔径,可以计算出填料层高度。
混合气体处理量为1000m³/h,温度为20℃,压力为1 atm,根据理想气体状态方程PV=nRT,可以计算出混合气体的摩尔流量。
步骤 2:计算CO2的摩尔流量
混合气体中CO2的含量为13%,可以计算出CO2的摩尔流量。
步骤 3:计算吸收剂的摩尔流量
根据吸收率和气液平衡关系,可以计算出吸收剂的摩尔流量。
步骤 4:计算吸收剂的质量流量
根据吸收剂的摩尔流量和水的分子量,可以计算出吸收剂的质量流量。
步骤 5:计算填料层高度
根据吸收剂的摩尔流量、液相体积吸收总系数和塔径,可以计算出填料层高度。