题目
在一吸收塔中，用清水在总压0.1MPa、温度20℃条件下吸收混合气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20℃时CO2水溶液的亨利系数E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求：（1）液-气比L/G及溶液出口组成X1；（2）试求总压改为1MPa时的L/G及X1。
在一吸收塔中，用清水在总压0.1MPa、温度20℃条件下吸收混合气体中的CO2，将其组成从2%降至0.1%（摩尔分数）。20℃时CO2水溶液的亨利系数E=144MPa。吸收剂用量为最小用量的1.2倍。试求：（1）液-气比L/G及溶液出口组成X1；（2）试求总压改为1MPa时的L/G及X1。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算摩尔分数
在20℃条件下，混合气体中CO2的摩尔分数从2%降至0.1%。因此，初始摩尔分数为0.02，最终摩尔分数为0.001。
步骤 2：计算亨利系数
亨利系数E=144MPa，总压P=0.1MPa，因此，m=E/P=1440。
步骤 3：计算最小液-气比
最小液-气比(L/G)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-Y2)，其中Y1=0.02041，Y2=0.001，m=1440。代入公式计算得(L/G)min=136。
步骤 4：计算实际液-气比
实际液-气比L/G=1.2(L/G)min=1.2×136=163.2。
步骤 5：计算溶液出口组成
溶液出口组成X1=X2+(G/L)(Y1-Y2)，其中X2=0，Y1=0.02041，Y2=0.001，L/G=163.2。代入公式计算得X1=1.18×10^-4。
步骤 6：计算总压为1MPa时的液-气比和溶液出口组成
当总压P=1MPa时，m=E/P=144。最小液-气比(L/G)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-Y2)，其中Y1=0.02041，Y2=0.001，m=144。代入公式计算得(L/G)min=136。实际液-气比L/G=1.2(L/G)min=1.2×136=163.2。溶液出口组成X1=X2+(G/L)(Y1-Y2)，其中X2=0，Y1=0.02041，Y2=0.001，L/G=163.2。代入公式计算得X1=1.18×10^-4。
在20℃条件下，混合气体中CO2的摩尔分数从2%降至0.1%。因此，初始摩尔分数为0.02，最终摩尔分数为0.001。
步骤 2：计算亨利系数
亨利系数E=144MPa，总压P=0.1MPa，因此，m=E/P=1440。
步骤 3：计算最小液-气比
最小液-气比(L/G)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-Y2)，其中Y1=0.02041，Y2=0.001，m=1440。代入公式计算得(L/G)min=136。
步骤 4：计算实际液-气比
实际液-气比L/G=1.2(L/G)min=1.2×136=163.2。
步骤 5：计算溶液出口组成
溶液出口组成X1=X2+(G/L)(Y1-Y2)，其中X2=0，Y1=0.02041，Y2=0.001，L/G=163.2。代入公式计算得X1=1.18×10^-4。
步骤 6：计算总压为1MPa时的液-气比和溶液出口组成
当总压P=1MPa时，m=E/P=144。最小液-气比(L/G)min=(Y1-Y2)/(Y1/m-Y2)，其中Y1=0.02041，Y2=0.001，m=144。代入公式计算得(L/G)min=136。实际液-气比L/G=1.2(L/G)min=1.2×136=163.2。溶液出口组成X1=X2+(G/L)(Y1-Y2)，其中X2=0，Y1=0.02041，Y2=0.001，L/G=163.2。代入公式计算得X1=1.18×10^-4。