题目
用清水吸收氨-空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度 y1= 0.01(摩尔比), 吸收率90%,气-液平衡关系y=0.9x。试求:(1)溶液最大出口浓度; (2)最小液气比;(3)取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时,传质单元数为多少?(4)传质单元高度为0.5m时,填料层高为几米?
用清水吸收氨-空气混合气中的氨。混合气进塔时氨的浓度 y1= 0.01(摩尔比), 吸收率90%,气-液平衡关系y=0.9x。试求:
(1)溶液最大出口浓度; (2)最小液气比;
(3)取吸收剂用量为最小吸收剂用量的2倍时,传质单元数为多少?
(4)传质单元高度为0.5m时,填料层高为几米?
题目解答
答案
解: 已知 y1=0.01 η=90% y2=y1(1-η)=0.01(1-0.9)=0.001
x2=0 x1*=y1/0.9=0.01/0.9=0.0111
(L/V)min=(y1-y2)/(x1*-x2)=(0.01-0.001)/0.0111=0.811
L/V=2(L/V)min=2×0.811=1.62
x1=(y1-y2)/(L/V)+x2=(0.01-0.001)/1.62=0.00556
y2*=0 y1*=0.9×0.00556=0.005
Δym=[(0.01-0.005)-(0.001-0)]/㏑((0.01-0.005)/0.001)=0.0025
NoG=(y1-y2)/Δym=(0.01-0.001)/0.0025=3.6
Z=0.5×3.6=1.8 [m]
解析
步骤 1：计算溶液最大出口浓度
根据吸收率90%，可以计算出混合气中氨的浓度y2，然后根据气-液平衡关系y=0.9x，计算出溶液最大出口浓度x1*。
步骤 2：计算最小液气比
根据最小液气比的计算公式，可以计算出最小液气比(L/V)min。
步骤 3：计算传质单元数
根据传质单元数的计算公式，可以计算出传质单元数NoG。
步骤 4：计算填料层高
根据传质单元高度和传质单元数，可以计算出填料层高Z。
根据吸收率90%，可以计算出混合气中氨的浓度y2，然后根据气-液平衡关系y=0.9x，计算出溶液最大出口浓度x1*。
步骤 2：计算最小液气比
根据最小液气比的计算公式，可以计算出最小液气比(L/V)min。
步骤 3：计算传质单元数
根据传质单元数的计算公式，可以计算出传质单元数NoG。
步骤 4：计算填料层高
根据传质单元高度和传质单元数，可以计算出填料层高Z。