某填料吸收塔在101。3 kPa,293K下用清水逆流吸收丙酮—空气混合气中的丙酮,操作液气比为2。0,丙酮的回收率为95%。已知该吸收为低浓度吸收,操作条件下气液平衡关系为Y=1.18X,吸收过程为气膜控制,气相总体积吸收系数Y=1.18X与气体流率的0.8次方成正比。(塔截面积为1m2)(1)若气体流量增加15%,而液体流量及气、液进口组成不变,试求丙酮的回收率有何变化?(2)若丙酮回收率由95%提高到98%,而气体流量,气、液进口组成,吸收塔的操作温度和压力皆不变,试求吸收剂用量提高到原来的多少倍。

步骤 1：计算初始工况下的回收率
根据题意，初始工况下，操作液气比为2.0，丙酮的回收率为95%，气液平衡关系为Y=1.18X，吸收过程为气膜控制，气相总体积吸收系数D^x与气体流率的0.8次方成正比。首先，计算初始工况下的回收率。
步骤 2：计算气体流量增加15%时的回收率
当气体流量增加15%时，气体流率变为原来的1.15倍，因此气相总体积吸收系数D^x也变为原来的1.15^0.8倍。由于吸收过程为气膜控制，因此吸收塔的塔高不变，吸收剂用量不变，因此回收率发生变化。
步骤 3：计算丙酮回收率由95%提高到98%时的吸收剂用量
当丙酮回收率由95%提高到98%时，吸收剂用量需要增加。由于吸收过程为气膜控制，因此吸收塔的塔高不变，气体流量不变，因此吸收剂用量需要增加到原来的多少倍。