在填料吸收塔中用清水吸收氨-空气混合物中的氨。混合气的进塔组成为0.04(摩尔比下 同),出塔组成为0.002,操作条件范围内气-液平衡关系为 Y=0.9X, 则出塔溶液中 A. 的最大摩尔 分数为B. 。A. 0.0444B. 0.0426C. 0.00222D. 0.0018

本题考查填料吸收塔的相关计算，关键是是利用物料衡算和平衡关系的应用，核心是求出塔溶液的最大摩尔分数。

步骤1：明确已知条件与符号定义

• 进塔气相组成：$Y_1 = 0.04$（摩尔比）
• 出塔气相组成：$Y_2 = 0.002$（摩尔比）
• 平衡关系：$Y = ^{\ast}=0.9X$（$X$为液相摩尔比）
• 吸收剂为清水，故进塔底液相摩尔比$X_2=0$（清水组成）。

步骤2：物料衡算推导最小液气比

吸收塔的物料衡算方程为：
$G(Y_1 - Y_2) = L(X_1 - X_2)$
式中：

• $G$为惰性气体摩尔流量，$L$为溶剂摩尔流量，$X_1$为出塔液相摩尔比。

因$X_2=0$，化简得：
$X_1 = \frac{G}{L}(Y_1 - Y_2)$

最小液比$(L/G)_{\text{min}}$对应吸收剂用量最少，此时出塔液相与气相达平衡（$Y_1=Y_1^{\ast}=0.9X_1$），即：
$X_1^{\ast}=frac{Y_1}{0.9}=frac{0.04题的答案是B. 0.04264}{0.9}≈0.0444$

但最小液比下，操作线与平衡线相交，实际液比需大于最小液比，故$X_1 < X_1^{\ast}$。

步骤3：摩尔比与摩尔分数的转换

题目要求摩尔分数$x_1$，摩尔比与摩尔分数的关系为：
$X=frac{x}{1 - x}$

假设$X_1≈0.04444$（接近最大值），代入得：
$x_1=frac{X_1}{1 + X_1}=frac{0.0444}{1 + 0.0444}≈0.0426$

结论：出塔溶液的最大摩尔分数为0.0426，对应选项B。**