具有三块理论板的吸收塔,用来处理下列组成的气体(VN+1),贫油和气体入口温度按塔的平均温度定为32℃,塔在下操作,富气流率为100kmol/hr,贫气流率为100kmol/hr,试分别用简捷法确定净化后气体V1中各组分的流率。组分 vN+1,il0i mi(32℃ CH4 70 0 C2H6 15 0 C3H8 10 0 n-C4H10 4 0 n-C5H12 1 0 n-C6H14 0 20 ∑ 100 20

考查要点：本题主要考查吸收塔中简捷法和有效因子法的应用，涉及理论板的流率计算及迭代调整方法。
解题核心思路：

1. 简捷法：通过假设平均气体流率和液体流率，迭代调整吸收率参数$a_v$，使计算结果收敛。
2. 有效因子法：通过调整有效因子$A_e$，结合液气比变化，确定各组分吸收效果。
   破题关键：

• 简捷法需正确设定初始$a_v$，通过试算调整至结果稳定。
• 有效因子法需利用公式$A_e = \sqrt{A_1(A_1+1)+0.25} -0.5$，迭代求解$A_e$。

简捷法计算步骤

1. 设定初始参数

假设$a_v = 0.5 \, \text{kmol/hr}$，计算平均气体流率$V_{av}$和平均液体流率$L_{av}$：
$V_{av} = \frac{V_1 + V_{N+1}}{2} = \frac{V_1 + 100}{2}$
$L_{av} = L + \frac{V_{N+1} - V_1}{2} = 100 + \frac{100 - V_1}{2}$

2. 第一次试算

代入$a_v = 0.5$，计算各组分吸收率。结果表明：

• 轻组分（如CH4、C2H6）吸收率极低（如$10^{-7}$、$10^{-4}$），几乎未被吸收。
• 重组分（如n-C6H14）吸收率接近1，几乎完全被吸收。

3. 调整$a_v$并第二次试算

设$a_v = 0.94$，重新计算各组分吸收率，结果与设定值基本一致，收敛。

有效因子法计算步骤

1. 设定初始$A_e$

假设$A_e = 88.168$，代入公式$A_e = \sqrt{A_1(A_1+1)+0.25} -0.5$，计算各组分吸收效果。

2. 第一次试算

计算各组分吸收率，发现重组分吸收率接近1，轻组分吸收率极低。

3. 调整$A_e$并第二次试算

设$A_e = 87.2436$，重新计算，结果与设定值一致，收敛。