题目
(20分) 某填料吸收塔用含溶质摩尔分数_(2)=0.0002的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分,采用液气比为3,入塔气体中溶质的摩尔分数_(2)=0.0002,回收率η可达90%。已知物系的平衡关系为y=2x。今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至_(2)=0.0002,试求:(1) 可溶组分的回收率_(2)=0.0002下降至多少?(2) 出塔液相摩尔分数_(2)=0.0002升高至多少?
(20分) 某填料吸收塔用含溶质摩尔分数
的溶剂逆流吸收混合气中的可溶组分,采用液气比为3,入塔气体中溶质的摩尔分数
,回收率η可达90%。已知物系的平衡关系为y=2x。今因解吸不良使吸收剂入口摩尔分数升至
,试求:
(1) 可溶组分的回收率
下降至多少?
(2) 出塔液相摩尔分数
升高至多少?
题目解答
答案
解: (1) 
=
当
上升时,由于填料层高度
不变,
不变,所以
也不变,即
解得 
所以 
(2) 物料衡算
=
解析
步骤 1：计算回收率下降后的${y}_{2}$
根据题意，回收率η=90%，即${y}_{2}={y}_{1}(1-\eta)$，其中${y}_{1}=0.01$，η=0.9，代入计算得${y}_{2}=0.01\times (1-0.9)=0.001$。
步骤 2：计算液气比A
液气比A=L/G，其中L/G=3，代入计算得A=3。
步骤 3：计算${V}_{OG}$
${V}_{OG}=\dfrac {1}{1-\dfrac {1}{A}}\ln [ (1-\dfrac {1}{A})\dfrac {{y}_{1}-m{x}_{2}}{{y}_{2}-m{x}_{2}}+\dfrac {1}{A}] $，其中m=2，${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}=0.001$，${x}_{2}=0.0002$，代入计算得${V}_{OG}=5.38$。
步骤 4：计算${y}_{2}^{'}$
由于填料层高度不变，${V}_{OG}$不变，代入${V}_{OG}$计算得${y}_{2}^{'}=0.0013$。
步骤 5：计算回收率下降后的η
η=$\dfrac {{y}_{1}-{y}_{2}^{'} }{{y}_{1}}$，其中${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}^{'}=0.0013$，代入计算得η=0.87。
步骤 6：计算出塔液相摩尔分数${x}_{1}^{'}$
${x}_{1}^{'}=\dfrac {G}{L}({y}_{1}-{y}_{2}^{'} )+{x}_{2}^{'}$，其中G/L=1/3，${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}^{'}=0.0013$，${x}_{2}^{'}=0.00035$，代入计算得${x}_{1}^{'}=0.00325$。
根据题意，回收率η=90%，即${y}_{2}={y}_{1}(1-\eta)$，其中${y}_{1}=0.01$，η=0.9，代入计算得${y}_{2}=0.01\times (1-0.9)=0.001$。
步骤 2：计算液气比A
液气比A=L/G，其中L/G=3，代入计算得A=3。
步骤 3：计算${V}_{OG}$
${V}_{OG}=\dfrac {1}{1-\dfrac {1}{A}}\ln [ (1-\dfrac {1}{A})\dfrac {{y}_{1}-m{x}_{2}}{{y}_{2}-m{x}_{2}}+\dfrac {1}{A}] $，其中m=2，${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}=0.001$，${x}_{2}=0.0002$，代入计算得${V}_{OG}=5.38$。
步骤 4：计算${y}_{2}^{'}$
由于填料层高度不变，${V}_{OG}$不变，代入${V}_{OG}$计算得${y}_{2}^{'}=0.0013$。
步骤 5：计算回收率下降后的η
η=$\dfrac {{y}_{1}-{y}_{2}^{'} }{{y}_{1}}$，其中${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}^{'}=0.0013$，代入计算得η=0.87。
步骤 6：计算出塔液相摩尔分数${x}_{1}^{'}$
${x}_{1}^{'}=\dfrac {G}{L}({y}_{1}-{y}_{2}^{'} )+{x}_{2}^{'}$，其中G/L=1/3，${y}_{1}=0.01$，${y}_{2}^{'}=0.0013$，${x}_{2}^{'}=0.00035$，代入计算得${x}_{1}^{'}=0.00325$。