用20℃的清水逆流吸收氨-空气混合气中的氨,已知混合气体总压为101.3 kPa,其中氨的分压为1.0133 kPa,要求混合气体处理量为773m3/h,水吸收混合气中氨的吸收率为99%。在操作条件下物系的平衡关系为=0.757X,若吸收剂用量为最小用的2倍,试求(1)塔内每小时所需清水的量为多少kg?(1)塔底液相浓度(用摩尔分率表示)。

步骤 1：计算混合气体中氨的摩尔分率
混合气体中氨的摩尔分率$Y_1$可以通过氨的分压$P_A$和混合气体总压$P_B$计算得到，即$Y_1 = \frac{P_A}{P_B}$。
步骤 2：计算吸收后的氨摩尔分率
吸收后的氨摩尔分率$Y_2$可以通过吸收率$n$计算得到，即$Y_2 = Y_1(1-n)$。
步骤 3：计算混合气体的摩尔流量
混合气体的摩尔流量$V$可以通过混合气体的体积流量和温度、压力计算得到，即$V = \frac{773 \times 273}{293 \times 22.4}(1-Y_1)$。
步骤 4：计算最小吸收剂用量
最小吸收剂用量$L_{min}$可以通过混合气体的摩尔流量$V$、吸收前后的氨摩尔分率$Y_1$和$Y_2$以及平衡关系$Y=0.757X$计算得到，即$L_{min} = V \frac{Y_1-Y_2}{X_i-X_2}$。
步骤 5：计算实际吸收剂用量
实际吸收剂用量$L$可以通过最小吸收剂用量$L_{min}$和吸收剂用量倍数计算得到，即$L = 2L_{min}$。
步骤 6：计算塔底液相浓度
塔底液相浓度$X_1$可以通过实际吸收剂用量$L$、混合气体的摩尔流量$V$以及吸收前后的氨摩尔分率$Y_1$和$Y_2$计算得到，即$X_1 = X_2 + \frac{V(Y_1-Y_2)}{L}$。