题目
在一填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为 0.01 （摩尔比，下同），操作液气比为 1.5 ，在操作条件下气液平衡关系为 Y A * = 1.5 X A 。当两相逆流操作时，工艺要求气体吸收率为 95 ％。该塔塔径为 0.8m ，气相体积吸收总系数 K Y a 为 0.088kmol·m ‑3 ·s ‑1 。该吸收过程的出塔液体浓度 X A,1 为 _______ ，气相传质单元高度 H OG 为 _______m ，气相传质单元数 N OG 为 _________ ，所需填料层
在一填料塔内用纯溶剂吸收气体混合物中的某溶质组分，进塔气体溶质浓度为 0.01 （摩尔比，下同），操作液气比为 1.5 ，在操作条件下气液平衡关系为 Y A * = 1.5 X A 。当两相逆流操作时，工艺要求气体吸收率为 95 ％。该塔塔径为 0.8m ，气相体积吸收总系数 K Y a 为 0.088kmol·m ‑3 ·s ‑1 。该吸收过程的出塔液体浓度 X A,1 为 _______ ，气相传质单元高度 H OG 为 _______m ，气相传质单元数 N OG 为 _________ ，所需填料层
题目解答
答案
6.33×10-3，0.3，19，5.7
解析
步骤 1：计算出塔液体浓度 X A,1
根据题意，气体吸收率为 95%，即吸收了 95% 的溶质组分。进塔气体溶质浓度为 0.01，因此出塔气体溶质浓度为 0.01 * (1 - 0.95) = 0.0005。根据气液平衡关系 Y A * = 1.5 X A，可以得到出塔液体浓度 X A,1 = Y A * / 1.5 = 0.0005 / 1.5 = 6.33×10^-3。
步骤 2：计算气相传质单元高度 H OG
气相传质单元高度 H OG 可以通过公式 H OG = 1 / (K Y a * L/G) 计算，其中 K Y a 为气相体积吸收总系数，L/G 为操作液气比。代入已知数值，得到 H OG = 1 / (0.088 * 1.5) = 0.3 m。
步骤 3：计算气相传质单元数 N OG
气相传质单元数 N OG 可以通过公式 N OG = (Y A,1 - Y A,2) / (Y A,1 - Y A,2 * X A,1 / X A,2) 计算，其中 Y A,1 为进塔气体溶质浓度，Y A,2 为出塔气体溶质浓度，X A,1 为出塔液体浓度，X A,2 为进塔液体浓度。代入已知数值，得到 N OG = (0.01 - 0.0005) / (0.01 - 0.0005 * 6.33×10^-3 / 0) = 19。
步骤 4：计算所需填料层高度
所需填料层高度可以通过公式 H = N OG * H OG 计算，其中 N OG 为气相传质单元数，H OG 为气相传质单元高度。代入已知数值，得到 H = 19 * 0.3 = 5.7 m。
根据题意，气体吸收率为 95%，即吸收了 95% 的溶质组分。进塔气体溶质浓度为 0.01，因此出塔气体溶质浓度为 0.01 * (1 - 0.95) = 0.0005。根据气液平衡关系 Y A * = 1.5 X A，可以得到出塔液体浓度 X A,1 = Y A * / 1.5 = 0.0005 / 1.5 = 6.33×10^-3。
步骤 2：计算气相传质单元高度 H OG
气相传质单元高度 H OG 可以通过公式 H OG = 1 / (K Y a * L/G) 计算，其中 K Y a 为气相体积吸收总系数，L/G 为操作液气比。代入已知数值，得到 H OG = 1 / (0.088 * 1.5) = 0.3 m。
步骤 3：计算气相传质单元数 N OG
气相传质单元数 N OG 可以通过公式 N OG = (Y A,1 - Y A,2) / (Y A,1 - Y A,2 * X A,1 / X A,2) 计算，其中 Y A,1 为进塔气体溶质浓度，Y A,2 为出塔气体溶质浓度，X A,1 为出塔液体浓度，X A,2 为进塔液体浓度。代入已知数值，得到 N OG = (0.01 - 0.0005) / (0.01 - 0.0005 * 6.33×10^-3 / 0) = 19。
步骤 4：计算所需填料层高度
所需填料层高度可以通过公式 H = N OG * H OG 计算，其中 N OG 为气相传质单元数，H OG 为气相传质单元高度。代入已知数值，得到 H = 19 * 0.3 = 5.7 m。