题目
例 5-5 在填料吸收塔中用洗油吸收焦炉气中的苯。已知在操作条件下混合气体-|||-的处理量为 .45(m)^3cdot (s)^-1 进塔气体中苯的体积分数为0.05,吸收率为85%。洗油用量为-|||-cdot (s)^-1, 塔的操作压强为 https:/img.zuoyebang.cc/zyb_16fb065266b9512bf9c67bbdc07ff3c7.jpg.013times (10)^5Pa, 温度为20℃,气、液两相呈逆流流动,进塔-|||-洗油中不含苯。求塔底洗油出口苯的浓度。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算进塔气体的摩尔分数
已知进塔气体中苯的体积分数为0.05，即 ${y}_{A,1}=0.05$。在操作条件下，气体的摩尔分数 ${Y}_{A,1}$ 可以通过以下公式计算：
${Y}_{A,1}=\dfrac{{y}_{A,1}}{1-{y}_{A,1}}=\dfrac{0.05}{1-0.05}=0.0526$。
步骤 2：计算出塔气体的摩尔分数
已知吸收率为85%，即 ${Y}_{A,2}={Y}_{A,1}(1-\eta )$。将已知数值代入公式，得到：
${Y}_{A,2}=0.0526\times (1-0.85)=7.89\times {10}^{-3}$。
步骤 3：计算惰性气体的流量
已知混合气体的处理量为 $0.45{m}^{3}\cdot {s}^{-1}$，操作压强为 $1.013\times {10}^{5}Pa$，温度为20℃。根据理想气体状态方程，可以计算出惰性气体的流量 ${q}_{n}B$：
${q}_{n}B=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{1.013\times {10}^{5}Pa\times 0.45{m}^{3}\cdot {s}^{-1}}{8.314J\cdot {mol}^{-1}\cdot {K}^{-1}\times 293K}=17.78mol\cdot {s}^{-1}$。
步骤 4：计算塔底洗油出口苯的浓度
已知洗油进塔组成 ${X}_{A,2}=0$，洗油用量为 $30mol\cdot {s}^{-1}$。根据物料平衡，可以计算出塔底洗油出口苯的浓度 ${X}_{A}$：
${X}_{A}=\dfrac{{q}_{n}B}{{q}_{n}c}({Y}_{A,1}-{Y}_{A,2})+{X}_{A,2}=\dfrac{17.78mol\cdot {s}^{-1}}{30mol\cdot {s}^{-1}}\times (0.0526-7.89\times {10}^{-3})+0=0.0265$。
已知进塔气体中苯的体积分数为0.05，即 ${y}_{A,1}=0.05$。在操作条件下，气体的摩尔分数 ${Y}_{A,1}$ 可以通过以下公式计算：
${Y}_{A,1}=\dfrac{{y}_{A,1}}{1-{y}_{A,1}}=\dfrac{0.05}{1-0.05}=0.0526$。
步骤 2：计算出塔气体的摩尔分数
已知吸收率为85%，即 ${Y}_{A,2}={Y}_{A,1}(1-\eta )$。将已知数值代入公式，得到：
${Y}_{A,2}=0.0526\times (1-0.85)=7.89\times {10}^{-3}$。
步骤 3：计算惰性气体的流量
已知混合气体的处理量为 $0.45{m}^{3}\cdot {s}^{-1}$，操作压强为 $1.013\times {10}^{5}Pa$，温度为20℃。根据理想气体状态方程，可以计算出惰性气体的流量 ${q}_{n}B$：
${q}_{n}B=\dfrac{PV}{RT}=\dfrac{1.013\times {10}^{5}Pa\times 0.45{m}^{3}\cdot {s}^{-1}}{8.314J\cdot {mol}^{-1}\cdot {K}^{-1}\times 293K}=17.78mol\cdot {s}^{-1}$。
步骤 4：计算塔底洗油出口苯的浓度
已知洗油进塔组成 ${X}_{A,2}=0$，洗油用量为 $30mol\cdot {s}^{-1}$。根据物料平衡，可以计算出塔底洗油出口苯的浓度 ${X}_{A}$：
${X}_{A}=\dfrac{{q}_{n}B}{{q}_{n}c}({Y}_{A,1}-{Y}_{A,2})+{X}_{A,2}=\dfrac{17.78mol\cdot {s}^{-1}}{30mol\cdot {s}^{-1}}\times (0.0526-7.89\times {10}^{-3})+0=0.0265$。