题目
1.用填料塔从一混合气体中吸收所含苯,进塔混合气体含苯5%(体积分数),苯的回-|||-收率为95%,其余为惰性气体,且惰性气体流量为 .88kmol/h 吸收剂为不含苯的煤油,-|||-煤油的耗用量为最小用量的1.5倍,气液逆流流动。已知该系统的平衡关系为 Y=0.14X-|||-(式中Y、X均为摩尔比),气相体积总传质系数 _(y)a=125kmol/((m)^3cdot h), 塔径为0.6m。-|||-试求:(1)煤油的耗用量为多少( kmol/h )?煤油出塔浓度x1为多少?(2)填料层高度为-|||-多少(m)?(3)吸收塔每小时回收多少苯(kmol)?(4)欲提高回收率可采用哪些措施-|||-(至少说出两种)?并说明理由。(25分)
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算进塔混合气体中苯的摩尔流量
进塔混合气体中苯的摩尔流量为：
$$
F_{\text{苯}} = 0.05 \times (39.88 + F_{\text{苯}})
$$
解得：
$$
F_{\text{苯}} = 2.099 \text{ kmol/h}
$$
步骤 2：计算吸收剂的最小用量
吸收剂的最小用量为：
$$
L_{\text{min}} = \frac{F_{\text{苯}}}{Y_1 - Y_2} = \frac{2.099}{0.05 - 0.0025} = 45.98 \text{ kmol/h}
$$
步骤 3：计算实际吸收剂用量
实际吸收剂用量为最小用量的1.5倍，即：
$$
L = 1.5 \times L_{\text{min}} = 1.5 \times 45.98 = 68.97 \text{ kmol/h}
$$
步骤 4：计算煤油出塔浓度
煤油出塔浓度为：
$$
X_1 = \frac{F_{\text{苯}}}{L} = \frac{2.099}{68.97} = 0.0304 \text{ kmol/kmol}
$$
步骤 5：计算填料层高度
填料层高度为：
$$
H = \frac{F_{\text{苯}}}{K_y a (Y_1 - Y_2)} = \frac{2.099}{125 \times (0.05 - 0.0025)} = 7.16 \text{ m}
$$
步骤 6：计算吸收塔每小时回收的苯
吸收塔每小时回收的苯为：
$$
F_{\text{回收}} = F_{\text{苯}} \times 0.95 = 2.099 \times 0.95 = 1.994 \text{ kmol/h}
$$
步骤 7：提高回收率的措施
提高回收率的措施包括：增加液气比、提高操作压强、降低操作温度、增加塔高等。
进塔混合气体中苯的摩尔流量为：
$$
F_{\text{苯}} = 0.05 \times (39.88 + F_{\text{苯}})
$$
解得：
$$
F_{\text{苯}} = 2.099 \text{ kmol/h}
$$
步骤 2：计算吸收剂的最小用量
吸收剂的最小用量为：
$$
L_{\text{min}} = \frac{F_{\text{苯}}}{Y_1 - Y_2} = \frac{2.099}{0.05 - 0.0025} = 45.98 \text{ kmol/h}
$$
步骤 3：计算实际吸收剂用量
实际吸收剂用量为最小用量的1.5倍，即：
$$
L = 1.5 \times L_{\text{min}} = 1.5 \times 45.98 = 68.97 \text{ kmol/h}
$$
步骤 4：计算煤油出塔浓度
煤油出塔浓度为：
$$
X_1 = \frac{F_{\text{苯}}}{L} = \frac{2.099}{68.97} = 0.0304 \text{ kmol/kmol}
$$
步骤 5：计算填料层高度
填料层高度为：
$$
H = \frac{F_{\text{苯}}}{K_y a (Y_1 - Y_2)} = \frac{2.099}{125 \times (0.05 - 0.0025)} = 7.16 \text{ m}
$$
步骤 6：计算吸收塔每小时回收的苯
吸收塔每小时回收的苯为：
$$
F_{\text{回收}} = F_{\text{苯}} \times 0.95 = 2.099 \times 0.95 = 1.994 \text{ kmol/h}
$$
步骤 7：提高回收率的措施
提高回收率的措施包括：增加液气比、提高操作压强、降低操作温度、增加塔高等。