题目
【例 7-19 ]在直径为1 m的填料吸收塔内,用清水作溶剂,入塔混合气流量-|||-为 100kmol/h ,其中溶质为6%(体积分数),要求溶质回收率为95%,取实际液气-|||-比为最小液气比的1.5倍,已知在操作条件下的平衡关系为 =2.0x ,总体积传-|||-质系数 _(y)a=200kmol/((m)^3cdot h) ,试求:-|||-(1)出塔液体组成;-|||-(2)所需填料层高;-|||-(3)若其他条件不变(如G、L、y入塔、x人塔等不变),将填料层在原有基础上加-|||-高2m,吸收率可增加到多少?-|||-注:本题可视为低浓度气体的吸收,逆流操作。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算最小液气比
根据题意，平衡关系为 $y=2.0x$，最小液气比 $S_{min}$ 可以通过平衡关系计算得到。最小液气比 $S_{min}$ 定义为 $S_{min} = \frac{m}{1-m}$，其中 $m$ 是平衡关系中的斜率，即 $m=2.0$。
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比 $S$ 是最小液气比的1.5倍，即 $S = 1.5 \times S_{min}$。
步骤 3：计算出塔液体组成
根据题意，入塔混合气流量为100 kmol/h，其中溶质为6%（体积分数），要求溶质回收率为95%。出塔液体组成 $x_2$ 可以通过实际液气比和入塔气体组成计算得到。
步骤 4：计算所需填料层高
所需填料层高 $Z$ 可以通过传质单元数法计算得到。传质单元数 $N_{OG}$ 可以通过传质单元高度 $H_{OG}$ 和总体积传质系数 $K_ya$ 计算得到。
步骤 5：计算填料层加高后的吸收率
若其他条件不变，仅增加填料层高度，实际就是不改变传质单元高度而增加传质单元数。故可通过传质单元数与组成的关系计算出塔高增加后的出塔气相组成，进而求出吸收率。
根据题意，平衡关系为 $y=2.0x$，最小液气比 $S_{min}$ 可以通过平衡关系计算得到。最小液气比 $S_{min}$ 定义为 $S_{min} = \frac{m}{1-m}$，其中 $m$ 是平衡关系中的斜率，即 $m=2.0$。
步骤 2：计算实际液气比
实际液气比 $S$ 是最小液气比的1.5倍，即 $S = 1.5 \times S_{min}$。
步骤 3：计算出塔液体组成
根据题意，入塔混合气流量为100 kmol/h，其中溶质为6%（体积分数），要求溶质回收率为95%。出塔液体组成 $x_2$ 可以通过实际液气比和入塔气体组成计算得到。
步骤 4：计算所需填料层高
所需填料层高 $Z$ 可以通过传质单元数法计算得到。传质单元数 $N_{OG}$ 可以通过传质单元高度 $H_{OG}$ 和总体积传质系数 $K_ya$ 计算得到。
步骤 5：计算填料层加高后的吸收率
若其他条件不变，仅增加填料层高度，实际就是不改变传质单元高度而增加传质单元数。故可通过传质单元数与组成的关系计算出塔高增加后的出塔气相组成，进而求出吸收率。