题目
在101.3kPa、20℃下用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的硫化氢。已知混合气进塔-|||-的组成为0.055(摩尔分数,下同),尾气出塔的组成为0.001。操作条件下系统的平衡关系为-|||-^x=4.89times (10)^4xkPa, 操作时吸收剂用量为最小用量的1.65倍。-|||-(1)计算吸收率和吸收液的组成;-|||-(2)若维持气体进出填料塔的组成不变,操作压力提高到1013 kPa,求吸收液组成。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算吸收率
根据题意，混合气进塔的组成为0.055，尾气出塔的组成为0.001。吸收率的计算公式为：
${\varphi }_{A}=\dfrac {{Y}_{1}-{Y}_{2}}{{Y}_{1}}$
其中，${Y}_{1}=\dfrac {{y}_{1}}{1-{y}_{1}}$，${Y}_{2}=\dfrac {{y}_{2}}{1-{y}_{2}}$，${y}_{1}$和${y}_{2}$分别为进塔和出塔的气体组成。
步骤 2：计算最小液气比
根据相平衡关系${p}^{*}=4.89\times {10}^{4}xkpa$，可以计算相平衡常数$m=\dfrac {E}{{p}_{总}}$，其中$E=4.89\times {10}^{4}$，${p}_{总}=101.3kPa$。最小液气比的计算公式为：
${(\dfrac {L}{V})}_{min}=\dfrac {{Y}_{1}-{Y}_{2}}{{X}_{i}-{X}_{2}}$
其中，${X}_{i}=\dfrac {{Y}_{1}}{m}$，${X}_{2}=0$。
步骤 3：计算操作液气比
操作液气比为最小液气比的1.65倍，即：
$\dfrac {L}{V}=1.65{(\dfrac {L}{V})}_{min}$
步骤 4：计算吸收液的组成
对全塔进行物料衡算，可得：
${Y}_{1}-{Y}_{2}=\dfrac {L}{V}({X}_{1}-{X}_{2})$
其中，${X}_{1}$为吸收液的组成，${X}_{2}=0$。
步骤 5：计算操作压力提高后的吸收液组成
操作压力提高到1013kPa，相平衡常数$m'=\dfrac {E}{{p}_{总}}$，其中${p}_{总}=1013kPa$。最小液气比和操作液气比的计算方法同上，然后计算吸收液的组成。
根据题意，混合气进塔的组成为0.055，尾气出塔的组成为0.001。吸收率的计算公式为：
${\varphi }_{A}=\dfrac {{Y}_{1}-{Y}_{2}}{{Y}_{1}}$
其中，${Y}_{1}=\dfrac {{y}_{1}}{1-{y}_{1}}$，${Y}_{2}=\dfrac {{y}_{2}}{1-{y}_{2}}$，${y}_{1}$和${y}_{2}$分别为进塔和出塔的气体组成。
步骤 2：计算最小液气比
根据相平衡关系${p}^{*}=4.89\times {10}^{4}xkpa$，可以计算相平衡常数$m=\dfrac {E}{{p}_{总}}$，其中$E=4.89\times {10}^{4}$，${p}_{总}=101.3kPa$。最小液气比的计算公式为：
${(\dfrac {L}{V})}_{min}=\dfrac {{Y}_{1}-{Y}_{2}}{{X}_{i}-{X}_{2}}$
其中，${X}_{i}=\dfrac {{Y}_{1}}{m}$，${X}_{2}=0$。
步骤 3：计算操作液气比
操作液气比为最小液气比的1.65倍，即：
$\dfrac {L}{V}=1.65{(\dfrac {L}{V})}_{min}$
步骤 4：计算吸收液的组成
对全塔进行物料衡算，可得：
${Y}_{1}-{Y}_{2}=\dfrac {L}{V}({X}_{1}-{X}_{2})$
其中，${X}_{1}$为吸收液的组成，${X}_{2}=0$。
步骤 5：计算操作压力提高后的吸收液组成
操作压力提高到1013kPa，相平衡常数$m'=\dfrac {E}{{p}_{总}}$，其中${p}_{总}=1013kPa$。最小液气比和操作液气比的计算方法同上，然后计算吸收液的组成。