有一吸收塔用油吸收煤气中的苯蒸汽,已知煤气流量为2240m3/h(标况),入塔气体中苯含量为4%,出塔气体中苯含量为0.8%(均为体积分率),进塔油中不含苯,取液体用量,已知气液平衡关系为。试求:(1)吸收率η;(2)求及;(3)求液体出塔组成;(4)求吸收的对数平均推动力。

步骤 1：计算吸收率η
根据吸收率的定义，吸收率η为：
\[ \eta = \frac{y_1 - y_2}{y_1} \times 100\% \]
其中，\(y_1\) 为入塔气体中苯的含量，\(y_2\) 为出塔气体中苯的含量。
步骤 2：计算最小液气比
由已知条件，煤气进口摩尔流率为：
\[ \hat{G} = \frac{2240}{22.4} = 100 \text{ kmol/h} \]
最小液气比为：
\[ L_{min} = 0.1 \times \hat{G} = 0.1 \times 100 = 10 \text{ kmol/h} \]
步骤 3：计算液体出塔组成
由物料衡算，有：
\[ \hat{G}(y_1 - y_2) = L(x_1 - x_2) \]
代入数据得：
\[ 100(0.04 - 0.008) = 14(x_1 - 0) \]
解得液体出塔组成为：
\[ x_1 = 0.23 \]
步骤 4：计算吸收的对数平均推动力
气体进、出口的推动力为：
\[ \Delta y_1 = y_1 - y_1 = y_1 - mx_2 = 0.04 - 0.126 \times 0.23 = 0.011 \]
\[ \Delta y_2 = y_2 - y_2 = y_2 - mx_2 = 0.008 - 0.126 \times 0 = 0.008 \]
气相对数平均推动力为：
\[ \Delta y_{avg} = \frac{\Delta y_1 - \Delta y_2}{\ln(\frac{\Delta y_1}{\Delta y_2})} \]
液体进、出口的推动力为：
\[ \Delta x_1 = x_2 - x_1 = \frac{y_1}{m} - x_1 = \frac{0.04}{0.126} - 0.23 = 0.087 \]
\[ \Delta x_2 = x_2 - x_2 = \frac{y_2}{m} - x_2 = \frac{0.008}{0.126} - 0 = 0.063 \]
液相对数平均推动力为：
\[ \Delta x_{avg} = \frac{\Delta x_1 - \Delta x_2}{\ln(\frac{\Delta x_1}{\Delta x_2})} \]