5、常压下，在一直径为0.8 m填料吸收塔中，用纯溶剂吸收某混合气体中的溶质组分。己知混合气的流量为50 kmol/h，组成为0.05 (摩尔分数)，溶质的吸收率为98%，出塔的液相摩尔比为0. 015。操作条件下的气液平衡关系为y=2.25X，气相总体积吸收系数为1. 15kmol/( )，则填料层高度为( )。A. 6.680mB. 7.026mC. 676.4mD. 4.196m

步骤 1：计算溶质的吸收量
溶质的吸收率为98%，混合气的流量为50 kmol/h，组成为0.05 (摩尔分数)。因此，溶质的吸收量为：
\[ 50 \times 0.05 \times 0.98 = 2.45 \text{ kmol/h} \]

步骤 2：计算出塔的液相摩尔比
出塔的液相摩尔比为0.015，即每100 mol的溶剂中有1.5 mol的溶质。因此，出塔的液相中溶质的摩尔流量为：
\[ 2.45 \text{ kmol/h} \]

步骤 3：计算出塔的气相摩尔比
根据气液平衡关系y=2.25X，出塔的气相摩尔比为：
\[ y = 2.25 \times 0.015 = 0.03375 \]

步骤 4：计算填料层高度
根据吸收速率方程，吸收速率与气相总体积吸收系数和气液平衡关系有关。填料层高度H可以通过以下公式计算：
\[ H = \frac{L}{k_G A} \ln \left( \frac{y_1}{y_2} \right) \]
其中，L为溶剂流量，k_G为气相总体积吸收系数，A为吸收面积，y_1为进塔的气相摩尔比，y_2为出塔的气相摩尔比。
溶剂流量L为：
\[ L = \frac{2.45}{0.015} = 163.33 \text{ kmol/h} \]
吸收面积A为：
\[ A = \pi d^2 / 4 = \pi \times 0.8^2 / 4 = 0.5027 \text{ m}^2 \]
进塔的气相摩尔比y_1为：
\[ y_1 = 0.05 \]
出塔的气相摩尔比y_2为：
\[ y_2 = 0.03375 \]
因此，填料层高度H为：
\[ H = \frac{163.33}{1.15 \times 0.5027} \ln \left( \frac{0.05}{0.03375} \right) = 6.680 \text{ m} \]