题目
14.在常压逆流操作的填料塔中,用纯溶剂吸收混合气中的溶质组分A。已知进塔气相-|||-组成Y1为0.03(摩尔比),液气比 _(V) 为0.95,气液平衡关系为 =1.0X, 则组分A的吸收-|||-率最大可达 __ 。

题目解答
答案

解析
本题考查常压逆流操作填料塔中溶质吸收率的计算,关键是结合相平衡关系和液气比分析最大吸收率的限制条件。
核心知识点
在吸收过程中,最大吸收率受相平衡关系和操作线的限制。当用纯溶剂吸收(进塔液相组成$X_2=0$)时,若液气比$L/V$小于平衡线斜率$m$(本题中$m=1.0$),操作线会与平衡线相交,此时塔底液相组成$X_1$达到平衡浓度$Y_1/m$,溶质无法被进一步吸收,吸收率达到最大。
具体计算步骤
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确定关键参数:
- 进塔气相组成$Y_1=0.03$(摩尔比);
- 液气比$L/V=0.95$,平衡线$Y=1.0X$(斜率$m=1.0$);
- 纯溶剂吸收,故$X_2=0$。
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判断操作线与平衡线的关系:
液气比$L/V=0.95 < m=1.0$,操作线与平衡线相交,塔底液相达平衡:$X_1=Y_1/m=0.03/1.0=0.03$。 -
计算吸收率:
吸收率$\eta$定义为:
$\eta = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1}$
由物料衡算$L(X_1 - X_2)=V(Y_1 - Y_2)$,代入$X_2=0$得:
$Y_2 = Y_1 - \frac{L}{V}X_1 = 0.03 - 0.95 \times 0.03 = 0.03 \times (1 - 0.95) = 0.0015$
因此:
$\eta = \frac{0.03 - 0.0015}{0.03} = 0.95 = 95\%$