题目
5-20 在一填料吸收塔内用洗油逆流吸收煤气中含苯蒸气。进塔煤气中苯的初始组成为0.02(摩尔比,下-|||-同),操作条件下气液平衡关系为 '=0.125X, 操作液-气比为0.18,进塔洗油中苯的组成为-|||-0.003,出塔煤气中苯组成降至0.002。因脱吸不良造成进塔洗油中苯的组成为0.006,试求此情况-|||-下(1)出塔气体中苯的组成;(2)吸收推动力降低的百分数。

题目解答
答案

解析
步骤 1:确定初始条件和平衡关系
- 进塔煤气中苯的初始组成为 $Y_1 = 0.02$。
- 操作条件下气液平衡关系为 $Y' = 0.125X$。
- 进塔洗油中苯的组成为 $X_1 = 0.003$。
- 出塔煤气中苯组成降至 $Y_2 = 0.002$。
- 因脱吸不良造成进塔洗油中苯的组成为 $X_1' = 0.006$。
步骤 2:计算出塔气体中苯的组成
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- 由于出塔洗油中苯的组成 $X_2$ 未知,我们假设 $X_2 = 0$(即洗油中苯的浓度接近于零)。
- 则 $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0 = 0$。
- 但是,由于脱吸不良造成进塔洗油中苯的组成为 $X_1' = 0.006$,则出塔气体中苯的组成 $Y_2'$ 会有所增加。
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0.006 = 0.00075$。
- 但是,由于出塔煤气中苯组成降至 $Y_2 = 0.002$,则出塔气体中苯的组成 $Y_2'$ 会有所增加。
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0.018756 = 0.002344$。
步骤 3:计算吸收推动力降低的百分数
- 吸收推动力降低的百分数为 $\frac{Y_1 - Y_2'}{Y_1 - Y_2} \times 100\%$。
- 代入数值计算:$\frac{0.02 - 0.002344}{0.02 - 0.002} \times 100\% = \frac{0.017656}{0.018} \times 100\% = 98.09\%$。
- 吸收推动力降低的百分数为 $100\% - 98.09\% = 1.91\%$。
- 进塔煤气中苯的初始组成为 $Y_1 = 0.02$。
- 操作条件下气液平衡关系为 $Y' = 0.125X$。
- 进塔洗油中苯的组成为 $X_1 = 0.003$。
- 出塔煤气中苯组成降至 $Y_2 = 0.002$。
- 因脱吸不良造成进塔洗油中苯的组成为 $X_1' = 0.006$。
步骤 2:计算出塔气体中苯的组成
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- 由于出塔洗油中苯的组成 $X_2$ 未知,我们假设 $X_2 = 0$(即洗油中苯的浓度接近于零)。
- 则 $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0 = 0$。
- 但是,由于脱吸不良造成进塔洗油中苯的组成为 $X_1' = 0.006$,则出塔气体中苯的组成 $Y_2'$ 会有所增加。
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0.006 = 0.00075$。
- 但是,由于出塔煤气中苯组成降至 $Y_2 = 0.002$,则出塔气体中苯的组成 $Y_2'$ 会有所增加。
- 根据气液平衡关系 $Y' = 0.125X$,计算出塔气体中苯的组成 $Y_2'$。
- $Y_2' = 0.125 \times X_2 = 0.125 \times 0.018756 = 0.002344$。
步骤 3:计算吸收推动力降低的百分数
- 吸收推动力降低的百分数为 $\frac{Y_1 - Y_2'}{Y_1 - Y_2} \times 100\%$。
- 代入数值计算:$\frac{0.02 - 0.002344}{0.02 - 0.002} \times 100\% = \frac{0.017656}{0.018} \times 100\% = 98.09\%$。
- 吸收推动力降低的百分数为 $100\% - 98.09\% = 1.91\%$。