题目
在一直径为 0.8 米的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气流量为 1200(kg/h)，二氧化硫体积分数为 0.03。操作条件下 gamma^circ=34.5X，气象总体积吸收系数为 0.056(kmol/(m)^3cdot(s))。操作液气比为最小值的 1.2 倍，要求吸收率为 98%。求：(1)尾气的组成（以摩尔比表示）和最小液气比；(2)水的用量 ((kg/h))；(3)所需填料层的高度。
在一直径为 $0.8$ 米的填料塔内，用清水吸收某工业废气中所含的二氧化硫气体。已知混合气流量为 $1200\text{kg/h}$，二氧化硫体积分数为 $0.03$。操作条件下 $\gamma^{\circ}=34.5X$，气象总体积吸收系数为 $0.056\text{kmol/(m}^3\cdot\text{s)}$。操作液气比为最小值的 $1.2$ 倍，要求吸收率为 $98\%$。
求：(1)尾气的组成（以摩尔比表示）和最小液气比；
(2)水的用量 ($\text{kg/h}$)；
(3)所需填料层的高度。
题目解答
答案
1. 进口气体组成 $ Y_1 = 0.0309 $，出口气体组成 $ Y_2 = 0.000618 $。
最小液气比：
\[
(L/G)_{\min} = \frac{Y_1 - Y_2}{X_1^*} = \frac{0.0309 - 0.000618}{0.0009} \approx 33.65
\]
2. 操作液气比 $ L/G = 1.2 \times 33.65 = 40.38 $。
水的用量：
\[
L = 40.38 \times 0.0108 \times 18 \times 3600 \approx 28277 \, \text{kg/h}
\]
3. 平均推动力：
\[
\Delta Y_{\text{m}} = \frac{0.005025 - 0.000618}{\ln(8.13)} \approx 0.0021
\]
填料层高度：
\[
H = \frac{0.0215 \times 0.030282}{0.056 \times 0.0021} \approx 5.54 \, \text{m}
\]
最终结果：
1. $ Y_2 \approx 0.000618 $，$ (L/G)_{\min} \approx 33.65 $。
2. 水的用量约为 28277 kg/h。
3. 填料层高度约为 5.54 m。