题目
在填料塔内用清水逆流吸收空气和氨混合气中的氨，惰性气体的处理量为 50 , (kmol/h)，进塔气体浓度 y_b = 0.04（摩尔分数），要求氨的回收率为 90%，吸收剂用量是最小用量的 1.5 倍。操作条件下平衡关系为 y^* = 0.8x，气相传质单元高度 H_({OG)} 为 0.8 , (m)，气相传质单元数 N_({OG)} 为 4.6，试求：(1) 吸收剂用量为多少 (kmol/h)？(2) 出塔液体浓度为多少？(3) 填料层高度为多少 (m)？
在填料塔内用清水逆流吸收空气和氨混合气中的氨，惰性气体的处理量为 $50 \, \text{kmol/h}$，进塔气体浓度 $y_b = 0.04$（摩尔分数），要求氨的回收率为 $90\%$，吸收剂用量是最小用量的 1.5 倍。操作条件下平衡关系为 $y^* = 0.8x$，气相传质单元高度 $H_{\text{OG}}$ 为 $0.8 \, \text{m}$，气相传质单元数 $N_{\text{OG}}$ 为 4.6，试求：(1) 吸收剂用量为多少 $\text{kmol/h}$？(2) 出塔液体浓度为多少？(3) 填料层高度为多少 $\text{m}$？
题目解答
答案
1. 根据 $ Y_b = 0.04167 $，$ Y_1 = 0.004016 $，$ m = 0.8 $，可得：
\[
\left( \frac{L}{G} \right)_{\min} = \frac{0.04167 - 0.004016}{0.0520875} \approx 0.723
\]
\[
L = 1.5 \times 0.723 \times 50 = 54.225 \, \text{kmol/h}
\]
2. 根据操作线方程：
\[
X_1 = \frac{Y_b - Y_1}{L/G} = \frac{0.037654}{1.0845} \approx 0.03472
\]
\[
x_1 = \frac{0.03472}{1 + 0.03472} \approx 0.0336
\]
3. 填料层高度：
\[
H = H_{OG} \times N_{OG} = 0.8 \times 4.6 = 3.68 \, \text{m}
\]
最终答案：
1. 吸收剂用量为 $ 54.225 \, \text{kmol/h} $。
2. 出塔液体浓度 $ x_1 \approx 0.0336 $。
3. 填料层高度为 $ 3.68 \, \text{m} $。