题目
逆流操作吸收塔，用清水吸收氨-空气混合气中的氨，已知入塔混合气流量为 0.025(kmol/s)，含氨摩尔分数为 0.02，出塔尾气含氨摩尔分数为 0.001。吸收塔操作时的总压力为 101.3(kPa)，温度为 293(K)，在操作浓度范围内，氨水系统的平衡方程为 y=1.2x，总传质系数 K_({ya)} 为 0.0522(kmol/(scdot m^3))。若塔径为 1(m)，实际液气比为最小液气比的 1.5 倍，所需塔高为多少？
逆流操作吸收塔，用清水吸收氨-空气混合气中的氨，已知入塔混合气流量为 $0.025\text{kmol/s}$，含氨摩尔分数为 $0.02$，出塔尾气含氨摩尔分数为 $0.001$。吸收塔操作时的总压力为 $101.3\text{kPa}$，温度为 $293\text{K}$，在操作浓度范围内，氨水系统的平衡方程为 $y=1.2x$，总传质系数 $K_{\text{ya}}$ 为 $0.0522\text{kmol/(s\cdot m^3)}$。若塔径为 $1\text{m}$，实际液气比为最小液气比的 $1.5$ 倍，所需塔高为多少？
题目解答
答案
根据题目条件，最小液气比为：
\[
(L/G)_{\min} = \frac{y_1 - y_2}{x_1^* - x_2} = \frac{0.02 - 0.001}{0.01667} \approx 1.14
\]
实际液气比为：
\[
L/G = 1.5 \times 1.14 = 1.71
\]
操作线方程为：
\[
y = 0.585 x + 0.0135
\]
传质单元数为：
\[
N_OG = \frac{y_1 - y_2}{\Delta y_{\text{m}}} = \frac{0.019}{0.003} \approx 6.33
\]
传质单元高度为：
\[
H_OG = \frac{G}{K_ya S} = \frac{0.025}{0.0522 \times 0.785} \approx 0.61 \, \text{s}
\]
塔高为：
\[
H = N_OG \times H_OG = 6.33 \times 0.61 \approx 3.86 \, \text{m}
\]
答案：所需塔高约为 3.86 米。