题目
14.在一逆流吸收塔中用三乙醇胺水溶液吸收混于气态烃中的H2S,进塔气相含H2S2.91%(体积),要求-|||-吸收率不低于99%,操作温度300K,压强为101.33kPa,平衡关系为 ^2=2(x)_(1), 进塔液体为新鲜溶剂,出塔液体-|||-中H2S组成为 .013kmol((H)_(2)S)kkmol (溶剂)。已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为0.015kmol/-|||-((m)^2cdot S), 气相体积吸收总系数为 .000395kmol((m)^3cdot scdot kPa), 求所需填料层高度。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算进塔气相的摩尔分数 $Y_1$
进塔气相含H2S 2.91%（体积），即 $Y_1 = \frac{0.0291}{1 - 0.0291} = 0.02997$。
步骤 2：计算出塔气相的摩尔分数 $Y_2$
要求吸收率不低于99%，即 $Y_2 = Y_1 \times (1 - 0.99) = 0.02997 \times 0.01 = 0.0003$。
步骤 3：计算出塔液相的摩尔分数 $X_1$
出塔液体中H2S组成为 $0.013 kmol(H_2S)/mol$ (溶剂)，即 $X_1 = 0.013$。
步骤 4：计算气相总传质单元高度 $H_{OG}$
已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为 $0.015 kmol/(m^2 \cdot s)$，气相体积吸收总系数为 $0.000395 kmol/(m^3 \cdot s \cdot kPa)$，则 $H_{OG} = \frac{V}{K_{Ya} \times P} = \frac{0.015}{0.000395 \times 101.33} = 0.3747 m$。
步骤 5：计算气相总传质单元数 $N_{OC}$
已知平衡关系为 $Y = 2X$，则 $\Delta Y_a = \frac{Y_1 - Y_2}{\ln \frac{Y_1}{Y_2}} = \frac{0.02997 - 0.0003}{\ln \frac{0.02997}{0.0003}} = 0.001421$，则 $N_{OC} = \frac{Y_1 - Y_2}{\Delta Y_a} = \frac{0.02997 - 0.0003}{0.001421} = 20.88$。
步骤 6：计算填料层高度 $Z$
填料层高度为 $Z = H_{OG} \times N_{OC} = 0.3747 \times 20.88 = 7.82 m$。
进塔气相含H2S 2.91%（体积），即 $Y_1 = \frac{0.0291}{1 - 0.0291} = 0.02997$。
步骤 2：计算出塔气相的摩尔分数 $Y_2$
要求吸收率不低于99%，即 $Y_2 = Y_1 \times (1 - 0.99) = 0.02997 \times 0.01 = 0.0003$。
步骤 3：计算出塔液相的摩尔分数 $X_1$
出塔液体中H2S组成为 $0.013 kmol(H_2S)/mol$ (溶剂)，即 $X_1 = 0.013$。
步骤 4：计算气相总传质单元高度 $H_{OG}$
已知单位塔截面上单位时间流过的惰性气体量为 $0.015 kmol/(m^2 \cdot s)$，气相体积吸收总系数为 $0.000395 kmol/(m^3 \cdot s \cdot kPa)$，则 $H_{OG} = \frac{V}{K_{Ya} \times P} = \frac{0.015}{0.000395 \times 101.33} = 0.3747 m$。
步骤 5：计算气相总传质单元数 $N_{OC}$
已知平衡关系为 $Y = 2X$，则 $\Delta Y_a = \frac{Y_1 - Y_2}{\ln \frac{Y_1}{Y_2}} = \frac{0.02997 - 0.0003}{\ln \frac{0.02997}{0.0003}} = 0.001421$，则 $N_{OC} = \frac{Y_1 - Y_2}{\Delta Y_a} = \frac{0.02997 - 0.0003}{0.001421} = 20.88$。
步骤 6：计算填料层高度 $Z$
填料层高度为 $Z = H_{OG} \times N_{OC} = 0.3747 \times 20.88 = 7.82 m$。