题目
在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂 S吸收混合气体中的可溶组分 A。入塔气体中A的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为 0.8,物系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为 0.03 (摩尔分率)。试计算:(1) 操作液气比为最小液气比的倍数; (2)出塔液体的浓度;(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数 Nog。
在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂 S吸收混合气体中的可溶组分 A。入塔气体
中A的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95%。已知操作条件下的解吸因数为 0.8,物
系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为 0.03 (摩尔分率)。试计算:
(1) 操作液气比为最小液气比的倍数; (2)出塔液体的浓度;
(3)完成上述分离任务所需的气相总传质单元数 Nog。
题目解答
答案
解:
① y1 = 0.03 , x 1e = 0.03 ,所以 m = 1
(L/G) min = (y 1-y2)/(y 1/m) = m n = 0.95
S = m/(L/G) , L/G = m/S = 1/0.8 = 1.25
••• (L/G)/(L/G) min = 1.25/0.95 = 1.316
解析
步骤 1：计算最小液气比
根据题目条件，入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%，即y2 = 0.03 * (1 - 0.95) = 0.0015。操作条件下的解吸因数为0.8，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03，即x1e = 0.03。根据亨利定律，m = 1。最小液气比(L/G)min = (y1 - y2) / (y1 / m) = (0.03 - 0.0015) / (0.03 / 1) = 0.95。
步骤 2：计算操作液气比
操作条件下的解吸因数为0.8，即S = 0.8。操作液气比(L/G) = m / S = 1 / 0.8 = 1.25。
步骤 3：计算操作液气比为最小液气比的倍数
操作液气比为最小液气比的倍数 = (L/G) / (L/G)min = 1.25 / 0.95 = 1.316。
步骤 4：计算出塔液体的浓度
出塔液体的浓度x2 = y2 / m = 0.0015 / 1 = 0.0015。
步骤 5：计算完成上述分离任务所需的气相总传质单元数Nog
Nog = (L/G) / (L/G)min = 1.25 / 0.95 = 1.316。
根据题目条件，入塔气体中A的摩尔分率为0.03，要求吸收率为95%，即y2 = 0.03 * (1 - 0.95) = 0.0015。操作条件下的解吸因数为0.8，与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03，即x1e = 0.03。根据亨利定律，m = 1。最小液气比(L/G)min = (y1 - y2) / (y1 / m) = (0.03 - 0.0015) / (0.03 / 1) = 0.95。
步骤 2：计算操作液气比
操作条件下的解吸因数为0.8，即S = 0.8。操作液气比(L/G) = m / S = 1 / 0.8 = 1.25。
步骤 3：计算操作液气比为最小液气比的倍数
操作液气比为最小液气比的倍数 = (L/G) / (L/G)min = 1.25 / 0.95 = 1.316。
步骤 4：计算出塔液体的浓度
出塔液体的浓度x2 = y2 / m = 0.0015 / 1 = 0.0015。
步骤 5：计算完成上述分离任务所需的气相总传质单元数Nog
Nog = (L/G) / (L/G)min = 1.25 / 0.95 = 1.316。