题目
计算题：在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分A。进塔气体组成为0.03（摩尔比），吸收率为99%，出塔液相组成为0.013（摩尔比）。操作压强为101.33kPa/（m2.h），气相体积吸收总系数为0.95kmol/（^3cdot hcdot kpa），试求所需的填料层高度。
计算题：在逆流操作的填料吸收塔中，用清水吸收混合气中溶质组分A。进塔气体组成为0.03（摩尔比），吸收率为99%，出塔液相组成为0.013（摩尔比）。操作压强为101.33kPa/（m2.h），气相体积吸收总系数为0.95kmol/（
），试求所需的填料层高度。
题目解答
答案
填料层高度用下式计算：
解析
步骤 1：确定已知条件
- 进塔气体组成为0.03（摩尔比）
- 吸收率为99%
- 出塔液相组成为0.013（摩尔比）
- 操作压强为101.33kPa
- 气相体积吸收总系数为0.95kmol/（${m}^{3}\cdot h\cdot FPa$）
步骤 2：计算出塔气体组成
- 进塔气体组成为0.03，吸收率为99%，则出塔气体组成为0.03×(1-0.99)=0.0003（摩尔比）
步骤 3：计算平均推动力
- 平均推动力 $\Delta {I}_{m}=\dfrac {({Y}_{1}-{Y}_{2})}{n\dfrac {1}{{Y}_{1}-{Y}_{2}}}=\dfrac {(0.03-0.0003)}{2\times 0.013}=0.00143$
步骤 4：计算气相体积吸收总系数
- 气相体积吸收总系数 ${R}_{1}a={R}_{a}a\times P=0.95\times 101.33=96.26kmol/({m}^{3}\cdot h)$
步骤 5：计算填料层高度
- 填料层高度 $I=\dfrac {V}{K_{1}a\Omega }\times \dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{\Delta I_{m}}$
- 其中，$V/\Omega =54kmol/({m}^{2}\cdot h)$
- 则 $I=\dfrac {54}{96.26}\times \dfrac {(0.03-0.0003)}{0.00143}=11.7m$
- 进塔气体组成为0.03（摩尔比）
- 吸收率为99%
- 出塔液相组成为0.013（摩尔比）
- 操作压强为101.33kPa
- 气相体积吸收总系数为0.95kmol/（${m}^{3}\cdot h\cdot FPa$）
步骤 2：计算出塔气体组成
- 进塔气体组成为0.03，吸收率为99%，则出塔气体组成为0.03×(1-0.99)=0.0003（摩尔比）
步骤 3：计算平均推动力
- 平均推动力 $\Delta {I}_{m}=\dfrac {({Y}_{1}-{Y}_{2})}{n\dfrac {1}{{Y}_{1}-{Y}_{2}}}=\dfrac {(0.03-0.0003)}{2\times 0.013}=0.00143$
步骤 4：计算气相体积吸收总系数
- 气相体积吸收总系数 ${R}_{1}a={R}_{a}a\times P=0.95\times 101.33=96.26kmol/({m}^{3}\cdot h)$
步骤 5：计算填料层高度
- 填料层高度 $I=\dfrac {V}{K_{1}a\Omega }\times \dfrac {Y_{1}-Y_{2}}{\Delta I_{m}}$
- 其中，$V/\Omega =54kmol/({m}^{2}\cdot h)$
- 则 $I=\dfrac {54}{96.26}\times \dfrac {(0.03-0.0003)}{0.00143}=11.7m$