题目
一常压逆流吸收塔,塔截面积为0.5m2,填料层高为3m。用清水吸收混合气中的丙酮(分子量为58),丙酮含量为5%(体积),混合气流量为1120Nm3/h。已知在液气比为3 的条件下,出塔气体中丙酮含量为0.005(摩尔分率)。操作条件下的平衡关系为y=2x。试求:(1)出口液体中的丙酮含量(质量分率);(2)气体体积总传质系数Kya(kmol/(m3.s));(3)若填料增高3米,其他操作条件不变,气体出口的丙酮含量为多少?
一常压逆流吸收塔,塔截面积为0.5m2,填料层高为3m。用清水吸收混合气中的丙酮(分子量为58),丙酮含量为5%(体积),混合气流量为1120Nm3/h。已知在液气比为3 的条件下,出塔气体中丙酮含量为0.005(摩尔分率)。操作条件下的平衡关系为y=2x。试求:(1)出口液体中的丙酮含量(质量分率);(2)气体体积总传质系数Kya(kmol/(m3.s));(3)若填料增高3米,其他操作条件不变,气体出口的丙酮含量为多少?
题目解答
答案
解: ①L/G=(y1-y2)/x1, x1=(y1-y2)/(L/G)=(0.05-0.005)/3=0.015a=(0.015×58)/18=0.0483②S=m/(L/G)=2/3=0.667NOG=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2+S]=4.16HOG=h/NOG=3/4.16=0.721 mHOG=G/KyaG=1120/(22.4×3600×0.5)=0.0278 kmol/(m2.s)Kya =G/HOG=0.0385 kmol/(m3s)③h’=3+3=6 m, HOG不变,S不变NOG’=hOG/HOG=6/0.721=8.32NOG’=1/(1-S)ln[(1-S)y1/y2’+S]; y2'=0.0011。
解析
步骤 1：计算出口液体中的丙酮含量
根据题意，液气比为3，即L/G=3。出塔气体中丙酮含量为0.005(摩尔分率)，即y2=0.005。混合气中丙酮含量为5%(体积)，即y1=0.05。根据吸收过程的物料衡算，有L/G=(y1-y2)/x1，可以求出x1。
步骤 2：计算气体体积总传质系数Kya
根据题意，填料层高为3m，塔截面积为0.5m2，混合气流量为1120Nm3/h。根据操作条件下的平衡关系y=2x，可以求出平衡线。根据传质速率方程，可以求出气体体积总传质系数Kya。
步骤 3：计算填料增高3米后的气体出口丙酮含量
根据题意，填料增高3米，其他操作条件不变。根据传质速率方程，可以求出新的气体体积总传质系数Kya'。根据物料衡算，可以求出新的气体出口丙酮含量y2'。
根据题意，液气比为3，即L/G=3。出塔气体中丙酮含量为0.005(摩尔分率)，即y2=0.005。混合气中丙酮含量为5%(体积)，即y1=0.05。根据吸收过程的物料衡算，有L/G=(y1-y2)/x1，可以求出x1。
步骤 2：计算气体体积总传质系数Kya
根据题意，填料层高为3m，塔截面积为0.5m2，混合气流量为1120Nm3/h。根据操作条件下的平衡关系y=2x，可以求出平衡线。根据传质速率方程，可以求出气体体积总传质系数Kya。
步骤 3：计算填料增高3米后的气体出口丙酮含量
根据题意，填料增高3米，其他操作条件不变。根据传质速率方程，可以求出新的气体体积总传质系数Kya'。根据物料衡算，可以求出新的气体出口丙酮含量y2'。