题目
在逆流操作的填料吸收塔中,用溶剂吸收某气体中的溶质A。已知入塔气中A的含量为-|||-0.1(摩尔比),气体处理量为200 kmol(惰性气体) /h, 要求出塔气中A的含量达到0.02(摩尔-|||-比)。吸收剂为循环溶剂,入塔吸收剂中A的含量为0.008(摩尔比),塔截面积为1.2m^2,操作-|||-条件下的气液平衡关系为 Y=1.2X (X、Y均为摩尔比),气相总体积吸收系数Kya为-|||-.06kmol/((m)^3cdot s), 操作液气比为最小液气比的1.13倍。-|||-(1)求出塔液相组成X1(摩尔比);-|||-(2)求所需的理论板层数NT;-|||-(3)求填料层高度Z;-|||-(4)若吸收剂用量不变,希望通过增加填料高度将回收率提高到95%,试计算说明是否可-|||-能?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算最小液气比
根据气液平衡关系 Y=1.2X，可以计算最小液气比 ${(\dfrac {L}{V})}_{min}$。最小液气比的计算公式为：
$${(\dfrac {L}{V})}_{min}=\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{X_{1}-X_{2}}$$
其中，$Y_{1}$ 和 $Y_{2}$ 分别为入塔气和出塔气中A的含量，$X_{1}$ 和 $X_{2}$ 分别为入塔液和出塔液中A的含量。由于出塔液中A的含量未知，我们先用最小液气比的计算公式计算出 ${(\dfrac {L}{V})}_{min}$，再根据操作液气比为最小液气比的1.13倍，计算出实际的液气比。
步骤 2：计算出塔液相组成X1
根据操作液气比为最小液气比的1.13倍，可以计算出实际的液气比。然后，根据气液平衡关系 Y=1.2X，可以计算出出塔液相组成X1。
步骤 3：计算所需的理论板层数Nr
根据操作液气比和最小液气比，可以计算出所需的理论板层数Nr。理论板层数的计算公式为：
$$N_{r}=\dfrac {ln(\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{X_{1}-X_{2}})}{ln(\dfrac {L/V}{L/V-1})}$$
步骤 4：计算填料层高度Z
根据气相总体积吸收系数Kya和操作液气比，可以计算出填料层高度Z。填料层高度的计算公式为：
$$Z=\dfrac {N_{r}}{K_{ya}}$$
步骤 5：计算回收率
根据出塔气中A的含量和入塔气中A的含量，可以计算出回收率。回收率的计算公式为：
$${\varphi }_{A}=\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{Y_{1}}$$
步骤 6：判断是否可能将回收率提高到95%
根据回收率的计算公式，可以计算出当回收率为95%时，所需的最小液气比。然后，根据操作液气比，判断是否可能将回收率提高到95%。
根据气液平衡关系 Y=1.2X，可以计算最小液气比 ${(\dfrac {L}{V})}_{min}$。最小液气比的计算公式为：
$${(\dfrac {L}{V})}_{min}=\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{X_{1}-X_{2}}$$
其中，$Y_{1}$ 和 $Y_{2}$ 分别为入塔气和出塔气中A的含量，$X_{1}$ 和 $X_{2}$ 分别为入塔液和出塔液中A的含量。由于出塔液中A的含量未知，我们先用最小液气比的计算公式计算出 ${(\dfrac {L}{V})}_{min}$，再根据操作液气比为最小液气比的1.13倍，计算出实际的液气比。
步骤 2：计算出塔液相组成X1
根据操作液气比为最小液气比的1.13倍，可以计算出实际的液气比。然后，根据气液平衡关系 Y=1.2X，可以计算出出塔液相组成X1。
步骤 3：计算所需的理论板层数Nr
根据操作液气比和最小液气比，可以计算出所需的理论板层数Nr。理论板层数的计算公式为：
$$N_{r}=\dfrac {ln(\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{X_{1}-X_{2}})}{ln(\dfrac {L/V}{L/V-1})}$$
步骤 4：计算填料层高度Z
根据气相总体积吸收系数Kya和操作液气比，可以计算出填料层高度Z。填料层高度的计算公式为：
$$Z=\dfrac {N_{r}}{K_{ya}}$$
步骤 5：计算回收率
根据出塔气中A的含量和入塔气中A的含量，可以计算出回收率。回收率的计算公式为：
$${\varphi }_{A}=\dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{Y_{1}}$$
步骤 6：判断是否可能将回收率提高到95%
根据回收率的计算公式，可以计算出当回收率为95%时，所需的最小液气比。然后，根据操作液气比，判断是否可能将回收率提高到95%。