题目
在某一填料塔中用清水逆流吸收混合于空气中的氨气。单位截面积上混合气体的流量为 111 mathrm(kmol) / mathrm(m)^2 cdot mathrm(h)，氨浓度为0.01(摩尔分率)，要求回收率为99%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平衡关系为 Y^*=2.02X，K_(mathrm{Y)a}=0.0611 mathrm(kmol) / (mathrm(m)^3 cdot mathrm(s))（按摩尔比计算值）。求出塔的液相浓度X_(1)= ________ ，气相总传质单元高度H_(mathrm{OG)}= ________ m，脱吸因数S= ________ ，气相总传质单元数N_(mathrm{OG)}= ________ ，所需填料层高度Z= ________ m。（答案保留三位有效数字）
在某一填料塔中用清水逆流吸收混合于空气中的氨气。单位截面积上混合气体的流量为 $111 \mathrm{kmol} / \mathrm{m}^{2} \cdot \mathrm{h}$，氨浓度为0.01(摩尔分率)，要求回收率为99%，水的用量为最小用量的1.6倍，操作条件下的平衡关系为 $Y^{*}=2.02X$，$K_{\mathrm{Y}a}=0.0611 \mathrm{kmol} / (\mathrm{m}^{3} \cdot \mathrm{s})$（按摩尔比计算值）。求出塔的液相浓度$X_{1}=$ ________ ，气相总传质单元高度$H_{\mathrm{OG}}=$ ________ m，脱吸因数$S=$ ________ ，气相总传质单元数$N_{\mathrm{OG}}=$ ________ ，所需填料层高度$Z=$ ________ m。（答案保留三位有效数字）
题目解答
答案
1. 根据 $ Y_1 = 0.0101 $，$ Y_2 = 0.0001 $，最小液气比 $ (L/G)_{\min} = 2 $。
2. 实际液气比 $ L/G = 3.2 $，得 $ X_1 = \frac{0.01}{3.2} = 0.003125 $。
3. 气相总传质单元高度：
\[
H_{OG} = \frac{G}{K_Y a} = \frac{0.03083}{0.0611} = 0.505 \, \text{m}
\]
4. 脱吸因数：
\[
S = \frac{m G}{L} = \frac{2.02 \times 0.03083}{0.09866} = 0.631
\]
5. 气相总传质单元数：
\[
N_{OG} = \frac{1}{1 - S} \ln \left[ \frac{Y_1}{Y_2} \times \frac{1 - S (Y_2 / Y_1)}{1 - S} \right] = 15.2
\]
6. 填料层高度：
\[
Z = H_{OG} \times N_{OG} = 0.505 \times 15.2 = 7.68 \, \text{m}
\]
答案：
$ X_1 = 0.00313 $
$ H_{OG} = 0.505 \, \text{m} $
$ S = 0.631 $
$ N_{OG} = 15.2 $
$ Z = 7.68 \, \text{m} $