题目
用 20℃的清水逆流吸收氨-空气混合气中的氨,已知混合气体总压为 101.3 kPa,其中氨的分压为 1.0133 kPa,要求混合气体处理量为 773m3/h,水吸收混合气中氨的吸收率为 99%。在操作条件下物系的平衡关系为Y* = 0.757X ,若吸收剂用量为最小用的 2 倍,试求(1)塔内每小时所需清水的量为多少 kg?(1)塔底液相浓度(用摩尔分率表示)。.
用 20℃的清水逆流吸收氨-空气混合气中的氨,已知混合气体总压为 101.3 kPa,其中氨的分
压为 1.0133 kPa,要求混合气体处理量为 773m3/h,水吸收混合气中氨的吸收率为 99%。在操作条
件下物系的平衡关系为Y* = 0.757X ,若吸收剂用量为最小用的 2 倍,试求(1)塔内每小时所需
清水的量为多少 kg?(1)塔底液相浓度(用摩尔分率表示)。
.题目解答
答案
解:
1)
A
p 101.3 -1.0133
Y =Y (1-)=0.01(1-0.99)=110
V = (1-0.01) =31.8kmol/h
L =V Y1 -Y2 = 31.8(0.01-0.0001) = 23.8kmol/h
0.01 - 0
0.757
实际吸收剂用量 L=2Lmin=2×23.8=47.6kmol/h
=856.8 kg/h
2)
X1 = X2+V(Y1-Y2)/L=0+
31.8(0.01-0.0001)
47.6
.解析
步骤 1：计算混合气体中氨的摩尔分数
混合气体中氨的摩尔分数 Y1 可以通过氨的分压和混合气体总压计算得到。根据道尔顿分压定律，Y1 = p(NH3) / p(total)。
步骤 2：计算混合气体的处理量
混合气体的处理量 V 可以通过混合气体的体积流量和摩尔体积计算得到。V = V(volume) / V(molar)。
步骤 3：计算最小吸收剂用量
最小吸收剂用量 Lmin 可以通过混合气体的处理量、混合气体中氨的摩尔分数和吸收率计算得到。Lmin = V * (Y1 - Y2) / (X1 - X2)。
步骤 4：计算实际吸收剂用量
实际吸收剂用量 L 可以通过最小吸收剂用量和吸收剂用量倍数计算得到。L = 2 * Lmin。
步骤 5：计算塔内每小时所需清水的量
塔内每小时所需清水的量可以通过实际吸收剂用量和水的摩尔质量计算得到。清水的量 = L * M(H2O)。
步骤 6：计算塔底液相浓度
塔底液相浓度可以通过混合气体的处理量、混合气体中氨的摩尔分数和实际吸收剂用量计算得到。X1 = X2 + V * (Y1 - Y2) / L。
混合气体中氨的摩尔分数 Y1 可以通过氨的分压和混合气体总压计算得到。根据道尔顿分压定律，Y1 = p(NH3) / p(total)。
步骤 2：计算混合气体的处理量
混合气体的处理量 V 可以通过混合气体的体积流量和摩尔体积计算得到。V = V(volume) / V(molar)。
步骤 3：计算最小吸收剂用量
最小吸收剂用量 Lmin 可以通过混合气体的处理量、混合气体中氨的摩尔分数和吸收率计算得到。Lmin = V * (Y1 - Y2) / (X1 - X2)。
步骤 4：计算实际吸收剂用量
实际吸收剂用量 L 可以通过最小吸收剂用量和吸收剂用量倍数计算得到。L = 2 * Lmin。
步骤 5：计算塔内每小时所需清水的量
塔内每小时所需清水的量可以通过实际吸收剂用量和水的摩尔质量计算得到。清水的量 = L * M(H2O)。
步骤 6：计算塔底液相浓度
塔底液相浓度可以通过混合气体的处理量、混合气体中氨的摩尔分数和实际吸收剂用量计算得到。X1 = X2 + V * (Y1 - Y2) / L。