题目
一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为0.04(A的摩尔分率,下同),出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求:(1)液气比为最小液气比的多少倍?(2)所需填料层高度?
一填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为0.04(A的摩尔分率,下同),出塔尾气组成为0.0053,出塔水溶液浓度为0.0128,操作条件下平衡关系为Y=2.5X。试求:(1)液气比为最小液气比的多少倍?(2)所需填料层高度?
题目解答
答案
解:(1)液气比为最小液气比的多少倍?
则 
(2)所需填料层高度?
故 
增大 增大
解析
步骤 1：计算气相摩尔分率
根据题意，进塔混合气组成为0.04，出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128。首先，计算气相摩尔分率${Y}_{1}$和${Y}_{2}$，以及液相摩尔分率${X}_{1}$。
${Y}_{1}=\dfrac {0.04}{1-0.04}=0.0417$ ${Y}_{2}=\dfrac {0.0053}{1-0.0053}=0.00533$
${X}_{1}=\dfrac {0.0128}{1-0.0128}=0.01297$.
步骤 2：计算液气比
根据题意，操作条件下平衡关系为Y=2.5X，计算液气比(L/V)。
(L/V)
${V}_{OG}=\dfrac {{V}_{1}-{V}_{2}}{{X}_{1}-{X}_{2}}=\dfrac {0.0417-0.00533}{0.01297-0}=2.804$
步骤 3：计算最小液气比
根据题意，操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，计算最小液气比${L}_{min}/{V}_{min}$。
${L}_{min}/{V}_{min}=2.5$
步骤 4：计算液气比为最小液气比的倍数
根据步骤2和步骤3的结果，计算液气比为最小液气比的倍数。
(L/V) ${|||u}_{min}=2.804/2.5=1.1216$
步骤 5：计算所需填料层高度
根据题意，操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，计算所需填料层高度。
${H}_{OG}={H}_{OG}×{N}_{OG}=1.5×5.11=7.665m$
根据题意，进塔混合气组成为0.04，出塔尾气组成为0.0053，出塔水溶液浓度为0.0128。首先，计算气相摩尔分率${Y}_{1}$和${Y}_{2}$，以及液相摩尔分率${X}_{1}$。
${Y}_{1}=\dfrac {0.04}{1-0.04}=0.0417$ ${Y}_{2}=\dfrac {0.0053}{1-0.0053}=0.00533$
${X}_{1}=\dfrac {0.0128}{1-0.0128}=0.01297$.
步骤 2：计算液气比
根据题意，操作条件下平衡关系为Y=2.5X，计算液气比(L/V)。
(L/V)
${V}_{OG}=\dfrac {{V}_{1}-{V}_{2}}{{X}_{1}-{X}_{2}}=\dfrac {0.0417-0.00533}{0.01297-0}=2.804$
步骤 3：计算最小液气比
根据题意，操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，计算最小液气比${L}_{min}/{V}_{min}$。
${L}_{min}/{V}_{min}=2.5$
步骤 4：计算液气比为最小液气比的倍数
根据步骤2和步骤3的结果，计算液气比为最小液气比的倍数。
(L/V) ${|||u}_{min}=2.804/2.5=1.1216$
步骤 5：计算所需填料层高度
根据题意，操作条件下气相总传质单元高度为1.5m，计算所需填料层高度。
${H}_{OG}={H}_{OG}×{N}_{OG}=1.5×5.11=7.665m$