题目

在 101.3 , (kPa) 及 25^circ (C) 的条件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为 y_1 = 0.04、y_2 = 0.002。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，亨利系数为 4.13 times 10^3 , (kPa)，吸收剂用量为最小用量的 1.45 倍。（1）试计算吸收液的组成；（2）若操作压力提高到 1013 , (kPa) 而其他条件不变，再求吸收液的组成。

在 $101.3 \, \text{kPa}$ 及 $25^{\circ} \text{C}$ 的条件下，用清水在填料塔中逆流吸收某混合气中的二氧化硫。已知混合气进塔和出塔的组成分别为 $y_1 = 0.04$、$y_2 = 0.002$。假设操作条件下平衡关系服从亨利定律，亨利系数为 $4.13 \times 10^3 \, \text{kPa}$，吸收剂用量为最小用量的 $1.45$ 倍。（1）试计算吸收液的组成；（2）若操作压力提高到 $1013 \, \text{kPa}$ 而其他条件不变，再求吸收液的组成。

题目解答

答案

  1. 101.3 kPa 下：
  • 平衡关系：$ y = 40.77x $。
  • 最小液气比：$ (L/G)_{\min} = \frac{0.04 - 0.002}{0.04/40.77} \approx 38.74 $。
  • 实际液气比：$ L/G = 1.45 \times 38.74 \approx 56.17 $。
  • 操作线方程：$ y = 56.17x + 0.002 $。
  • 联立得：$ x_1 = \frac{0.038}{56.17} \approx 6.76 \times 10^{-4} $。
  1. 1013 kPa 下：
  • 平衡关系：$ y = 4.077x $。
  • 最小液气比：$ (L/G)_{\min}' = \frac{0.04 - 0.002}{0.04/4.077} \approx 3.874 $。
  • 实际液气比：$ L/G = 1.45 \times 3.874 \approx 5.617 $。
  • 操作线方程：$ y = 5.617x + 0.002 $。
  • 联立得：$ x_1' = \frac{0.038}{5.617} \approx 6.77 \times 10^{-3} $。

最终结果：

  1. $ x_1 \approx 6.76 \times 10^{-4} $。
  2. $ x_1' \approx 6.77 \times 10^{-3} $。