题目
某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大,入塔Y1=8%(体积),平衡关系Y=2x .试问: ⑴. 若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率= ___________%⑵. 若液气比为1.5 时,吸收率=__________%
某逆流吸收塔,用纯溶剂吸收混合气中易溶组分,设备高为无穷大,入塔Y1=8%(体积),平衡关系Y=2x .
试问: ⑴. 若液气比(摩尔比,下同)为2.5时,吸收率= ___________%
⑵. 若液气比为1.5 时,吸收率=__________%
题目解答
答案
答:① 100% ;② 75%
解析
步骤 1：理解吸收过程
在吸收塔中，气体混合物与吸收剂（溶剂）逆流接触，其中易溶组分被吸收剂吸收。由于设备高度为无穷大，可以认为吸收过程达到完全平衡，即吸收率可以达到理论上的最大值。
步骤 2：计算吸收率
吸收率是指被吸收的组分的摩尔数与进入塔的组分的摩尔数之比。对于易溶组分，吸收率主要取决于液气比（L/G）和平衡关系（Y=2x）。
步骤 3：计算液气比为2.5时的吸收率
当液气比为2.5时，由于设备高度为无穷大，吸收过程可以达到完全平衡，即吸收率可以达到100%。这是因为液气比足够大，吸收剂能够完全吸收气体中的易溶组分。
步骤 4：计算液气比为1.5时的吸收率
当液气比为1.5时，吸收率不再达到100%，因为液气比不足以完全吸收气体中的易溶组分。根据吸收过程的理论，吸收率可以通过以下公式计算：
\[ \text{吸收率} = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} \]
其中，\(Y_1\) 是入塔气体中易溶组分的摩尔分数，\(Y_2\) 是出塔气体中易溶组分的摩尔分数。由于平衡关系为 \(Y=2x\)，可以得到 \(Y_2 = 2x_2\)，其中 \(x_2\) 是出塔吸收剂中易溶组分的摩尔分数。根据吸收过程的理论，可以得到：
\[ \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} = \frac{L}{G} \]
代入 \(Y_1 = 0.08\) 和 \(L/G = 1.5\)，可以得到：
\[ \frac{0.08 - Y_2}{0.08} = 1.5 \]
解得 \(Y_2 = 0.02\)，因此吸收率为：
\[ \text{吸收率} = \frac{0.08 - 0.02}{0.08} = 0.75 = 75\% \]
在吸收塔中，气体混合物与吸收剂（溶剂）逆流接触，其中易溶组分被吸收剂吸收。由于设备高度为无穷大，可以认为吸收过程达到完全平衡，即吸收率可以达到理论上的最大值。
步骤 2：计算吸收率
吸收率是指被吸收的组分的摩尔数与进入塔的组分的摩尔数之比。对于易溶组分，吸收率主要取决于液气比（L/G）和平衡关系（Y=2x）。
步骤 3：计算液气比为2.5时的吸收率
当液气比为2.5时，由于设备高度为无穷大，吸收过程可以达到完全平衡，即吸收率可以达到100%。这是因为液气比足够大，吸收剂能够完全吸收气体中的易溶组分。
步骤 4：计算液气比为1.5时的吸收率
当液气比为1.5时，吸收率不再达到100%，因为液气比不足以完全吸收气体中的易溶组分。根据吸收过程的理论，吸收率可以通过以下公式计算：
\[ \text{吸收率} = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} \]
其中，\(Y_1\) 是入塔气体中易溶组分的摩尔分数，\(Y_2\) 是出塔气体中易溶组分的摩尔分数。由于平衡关系为 \(Y=2x\)，可以得到 \(Y_2 = 2x_2\)，其中 \(x_2\) 是出塔吸收剂中易溶组分的摩尔分数。根据吸收过程的理论，可以得到：
\[ \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1} = \frac{L}{G} \]
代入 \(Y_1 = 0.08\) 和 \(L/G = 1.5\)，可以得到：
\[ \frac{0.08 - Y_2}{0.08} = 1.5 \]
解得 \(Y_2 = 0.02\)，因此吸收率为：
\[ \text{吸收率} = \frac{0.08 - 0.02}{0.08} = 0.75 = 75\% \]