题目
设计逆流填料吸收塔,用纯水吸收混合气中的少量溶质A。已知进料气中溶质含量0.06(摩尔分率,下同),要求吸收率为95%;相平衡关系为ye=2x。液气比为最小液气比的1.4倍,则该过程的液气比等于______。A. 2.85B. 3.99C. 1.9D. 2.66
设计逆流填料吸收塔,用纯水吸收混合气中的少量溶质A。已知进料气中溶质含量0.06(摩尔分率,下同),要求吸收率为95%;相平衡关系为$ye=2x$。液气比为最小液气比的1.4倍,则该过程的液气比等于______。
A. 2.85
B. 3.99
C. 1.9
D. 2.66
题目解答
答案
D. 2.66
解析
本题考查逆流填料吸收塔液气比的计算,解题思路是先根据已知条件求出塔顶、塔底气相组成,再确定最小液气比,最后根据液气比与最小液气比的倍数关系求出实际液气比。
- 计算塔顶气相组成 $y_2$:
已知进料气中溶质含量 $y_1 = 0.06$,吸收率为 $95\%$。
吸收率的计算公式为 $\eta=\frac{y_1 - y_2}{y_1}$,将已知数据代入可得:
$0.95=\frac{0.06 - y_2}{0.06}$
移项可得:$0.06\times0.95 = 0.06 - y_2$
即:$y_2 = 0.06 - 0.06\times0.95 = 0.06\times(1 - 0.95)=0.003$ - 确定最小液气比 $(\frac{L}{V})_{min}$:
对于逆流吸收塔,当吸收剂为纯溶剂时,$x_2 = 0$。
根据相平衡关系 $y = mx$(本题中 $m = 2$),最小液气比的计算公式为 $(\frac{L}{V})_{min}=\frac{y_1 - y_2}{y_1/m - x_2}$。
将 $y_1 = 0.06$,$y_2 = 0.003$,$m = 2$,$x_2 = 0$ 代入可得:
$(\frac{L}{V})_{min}=\frac{0.06 - 0.003}{0.06/2 - 0}=\frac{0.057}{0.03}=1.9$ - 计算实际液气比 $\frac{L}{V}$:
已知液气比为最小液气比的 $1.4$ 倍,即 $\frac{L}{V}=1.4\times(\frac{L}{V})_{min}$。
将 $(\frac{L}{V})_{min}=1.9$ 代入可得:
$\frac{L}{V}=1.4\times1.9 = 2.66$