题目
11.用清水作吸收剂,逆流吸收空气中的SO2。进塔气体混合物含S O22.5%(摩尔分数),流量为-|||-.8kg/((m)^2cdot h), 水流量为 /((m)^2cdot h) 塔内操作条件为1 atm、20℃,要求吸收率为95%。已知操作条-|||-件下SO2与水的气液平衡关系为 =30.5x, 传质单元高度的关联式如下:-|||-气相传质单元高度:H6=2.63G^0.32L^(-0.5) () 0.5-|||-液相传质单元高度:H1=3.88×10^(-4)(L) 0.22 )^0.5,m-|||-式中,G、L分别为气、液流量 (kg/(m)^2cdot h); μG、μ分别为气、液黏度(Pa·s);DG、DL分别为SO2在气、液-|||-相中的扩散系数 ((m)^2/s); ρG、ρL分别为气、液相密度 (kg/(m)^3) 试计算实际液体流量为最小液体流量的多少倍-|||-及填料层的高度。

题目解答
答案

解析
步骤 1:计算最小液体流量
首先,根据吸收率和气液平衡关系,计算最小液体流量。吸收率为95%,即 $y_1 = 0.025$,$y_2 = 0.025 \times (1 - 0.95) = 0.00125$。根据气液平衡关系 $y = 30.5x$,可以得到 $x_1 = \frac{y_1}{30.5} = \frac{0.025}{30.5} = 0.00081967$,$x_2 = \frac{y_2}{30.5} = \frac{0.00125}{30.5} = 0.00004098$。最小液体流量 $L_{min}$ 可以通过下式计算:$L_{min} = \frac{G(y_1 - y_2)}{x_1 - x_2} = \frac{536.8(0.025 - 0.00125)}{0.00081967 - 0.00004098} = 14656 kg/(m^2\cdot h)$。
步骤 2:计算实际液体流量与最小液体流量的比值
实际液体流量为 $14656 kg/(m^2\cdot h)$,与最小液体流量相同,因此比值为1。
步骤 3:计算填料层高度
根据传质单元高度的关联式,计算填料层高度。首先,需要计算气相传质单元高度 $H_{OG}$ 和液相传质单元高度 $H_{OL}$。假设气相和液相的黏度、密度、扩散系数等参数已知,代入公式计算得到 $H_{OG}$ 和 $H_{OL}$。然后,根据传质单元数 $N_{OG}$ 和 $N_{OL}$,计算填料层高度 $H$。$N_{OG}$ 和 $N_{OL}$ 可以通过下式计算:$N_{OG} = \frac{y_1 - y_2}{y_1 - y_e}$,$N_{OL} = \frac{x_1 - x_2}{x_1 - x_e}$,其中 $y_e$ 和 $x_e$ 为平衡线上的点。最后,填料层高度 $H$ 可以通过下式计算:$H = N_{OG}H_{OG} = N_{OL}H_{OL}$。
首先,根据吸收率和气液平衡关系,计算最小液体流量。吸收率为95%,即 $y_1 = 0.025$,$y_2 = 0.025 \times (1 - 0.95) = 0.00125$。根据气液平衡关系 $y = 30.5x$,可以得到 $x_1 = \frac{y_1}{30.5} = \frac{0.025}{30.5} = 0.00081967$,$x_2 = \frac{y_2}{30.5} = \frac{0.00125}{30.5} = 0.00004098$。最小液体流量 $L_{min}$ 可以通过下式计算:$L_{min} = \frac{G(y_1 - y_2)}{x_1 - x_2} = \frac{536.8(0.025 - 0.00125)}{0.00081967 - 0.00004098} = 14656 kg/(m^2\cdot h)$。
步骤 2:计算实际液体流量与最小液体流量的比值
实际液体流量为 $14656 kg/(m^2\cdot h)$,与最小液体流量相同,因此比值为1。
步骤 3:计算填料层高度
根据传质单元高度的关联式,计算填料层高度。首先,需要计算气相传质单元高度 $H_{OG}$ 和液相传质单元高度 $H_{OL}$。假设气相和液相的黏度、密度、扩散系数等参数已知,代入公式计算得到 $H_{OG}$ 和 $H_{OL}$。然后,根据传质单元数 $N_{OG}$ 和 $N_{OL}$,计算填料层高度 $H$。$N_{OG}$ 和 $N_{OL}$ 可以通过下式计算:$N_{OG} = \frac{y_1 - y_2}{y_1 - y_e}$,$N_{OL} = \frac{x_1 - x_2}{x_1 - x_e}$,其中 $y_e$ 和 $x_e$ 为平衡线上的点。最后,填料层高度 $H$ 可以通过下式计算:$H = N_{OG}H_{OG} = N_{OL}H_{OL}$。