题目
9.在逆流操作的吸收塔中,于101.33kPa、25 ℃下用清水吸收混合气中的H2S,将其组成由2%降至-|||-0.1%(体积)。该系统符合亨利定律。亨利系数 =5.52times (10)^4kPa 若取吸收剂用量为理论最小用量的-|||-1.2倍,试计算操作液气比 dfrac (L)(V) 及出口液相组成X1。若压力改为1013kPa,其他条件不变,再求 dfrac (L)(V) 及X1。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算理论最小液气比
理论最小液气比 $\dfrac {L_{min}}{V}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\dfrac {L_{min}}{V} = \dfrac {Y_1 - Y_2}{X_2 - X_1}
$$
其中，$Y_1$ 和 $Y_2$ 分别是进气和出气的摩尔分数，$X_1$ 和 $X_2$ 分别是进液和出液的摩尔分数。由于题目中给出的是体积分数，我们可以直接使用体积分数来计算。根据亨利定律，$Y = EX$，其中 $E$ 是亨利系数。因此，$Y_1 = E X_1$ 和 $Y_2 = E X_2$。由于题目中没有给出进液的摩尔分数，我们可以假设进液的摩尔分数为0，即 $X_1 = 0$。因此，$Y_1 = E X_1 = 0$。出气的摩尔分数 $Y_2$ 可以通过出气的体积分数计算得到，即 $Y_2 = 0.1\% = 0.001$。因此，理论最小液气比为：
$$
\dfrac {L_{min}}{V} = \dfrac {0.001}{0 - X_2}
$$
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比 $\dfrac {L}{V}$ 是理论最小液气比的1.2倍，即：
$$
\dfrac {L}{V} = 1.2 \times \dfrac {L_{min}}{V}
$$
步骤 3：计算出口液相组成
出口液相组成 $X_1$ 可以通过以下公式计算：
$$
X_1 = \dfrac {Y_2}{E}
$$
步骤 4：计算压力改变后的液气比和出口液相组成
当压力改变为1013kPa时，亨利系数 $E$ 也会改变。根据亨利定律，$E$ 与压力成正比，即：
$$
E' = \dfrac {1013}{101.33} \times E
$$
因此，理论最小液气比和实际液气比也会改变。出口液相组成 $X_1$ 也可以通过上述公式计算得到。
理论最小液气比 $\dfrac {L_{min}}{V}$ 可以通过以下公式计算：
$$
\dfrac {L_{min}}{V} = \dfrac {Y_1 - Y_2}{X_2 - X_1}
$$
其中，$Y_1$ 和 $Y_2$ 分别是进气和出气的摩尔分数，$X_1$ 和 $X_2$ 分别是进液和出液的摩尔分数。由于题目中给出的是体积分数，我们可以直接使用体积分数来计算。根据亨利定律，$Y = EX$，其中 $E$ 是亨利系数。因此，$Y_1 = E X_1$ 和 $Y_2 = E X_2$。由于题目中没有给出进液的摩尔分数，我们可以假设进液的摩尔分数为0，即 $X_1 = 0$。因此，$Y_1 = E X_1 = 0$。出气的摩尔分数 $Y_2$ 可以通过出气的体积分数计算得到，即 $Y_2 = 0.1\% = 0.001$。因此，理论最小液气比为：
$$
\dfrac {L_{min}}{V} = \dfrac {0.001}{0 - X_2}
$$
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比 $\dfrac {L}{V}$ 是理论最小液气比的1.2倍，即：
$$
\dfrac {L}{V} = 1.2 \times \dfrac {L_{min}}{V}
$$
步骤 3：计算出口液相组成
出口液相组成 $X_1$ 可以通过以下公式计算：
$$
X_1 = \dfrac {Y_2}{E}
$$
步骤 4：计算压力改变后的液气比和出口液相组成
当压力改变为1013kPa时，亨利系数 $E$ 也会改变。根据亨利定律，$E$ 与压力成正比，即：
$$
E' = \dfrac {1013}{101.33} \times E
$$
因此，理论最小液气比和实际液气比也会改变。出口液相组成 $X_1$ 也可以通过上述公式计算得到。