题目
在直径 1 (m)、填料层高 6 (m) 的塔内用清水吸收含氨 1.5%（体积%）的气体混合物（余为惰性气体），混合气体流率为 0.019 (kmol/s)，入口清水流率为 0.018 (kmol/s)。操作条件下相平衡关系为 y=0.8x，总体积传质系数 K_ya 为 0.06 (kmol/(m)^3 cdot (s) cdot Delta y)。试计算：(1) 若希望氨的吸收率不低于 99%，问能否满足？(2) 该塔的实际吸收率为多少？
在直径 $1 \text{m}$、填料层高 $6 \text{m}$ 的塔内用清水吸收含氨 $1.5\%$（体积%）的气体混合物（余为惰性气体），混合气体流率为 $0.019 \text{kmol/s}$，入口清水流率为 $0.018 \text{kmol/s}$。操作条件下相平衡关系为 $y=0.8x$，总体积传质系数 $K_ya$ 为 $0.06 \text{kmol/(m}^3 \cdot \text{s} \cdot \Delta y)$。试计算：
(1) 若希望氨的吸收率不低于 $99\%$，问能否满足？
(2) 该塔的实际吸收率为多少？
题目解答
答案
1. 根据传质单元数公式：
\[
N_OG = \frac{K_y a H}{G'} = \frac{0.06 \times 6}{0.0242} \approx 14.88
\]
由 $ N_OG = \frac{1}{0.8} \ln \left( \frac{0.015}{y_2} \right) $，得：
\[
y_2 = \frac{0.015}{e^{11.904}} \approx 1.02 \times 10^{-7}
\]
吸收率：
\[
\eta = \frac{0.015 - 1.02 \times 10^{-7}}{0.015} \approx 99.9993\%
\]
显然，$ \eta > 99\% $，满足要求。
2. 实际吸收率：
\[
\eta \approx 99.9993\%
\]
答案：
(1) 能够满足要求。
(2) 实际吸收率约为 99.9993%（即几乎为 100%）。