题目
在常压逆流操作的吸收塔内用纯溶剂吸收混合气体中的溶质,入塔气体中溶质的组成为003(摩尔分数,下同),要求溶质的回收率达到95%,已知操作条件下mG几=08(全塔范围内可取为常数),与入塔气体成平衡的液相组成为0.031。试求(1)操作液气比与最小液气比之比(2)出塔吸收液的浓度3)完成上述任务所需的气相总传质单元数NoG
在常压逆流操作的吸收塔内用纯溶剂吸收混合气体中的溶质,入塔气体中溶质的组
成为003(摩尔分数,下同),要求溶质的回收率达到95%,已知操作条件下mG几=08(全
塔范围内可取为常数),与入塔气体成平衡的液相组成为0.031。试求
(1)操作液气比与最小液气比之比
(2)出塔吸收液的浓度
3)完成上述任务所需的气相总传质单元数NoG
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算出塔气体中溶质的摩尔分数
根据题意，入塔气体中溶质的摩尔分数为0.03，要求溶质的回收率达到95%，则出塔气体中溶质的摩尔分数为：
${y}_{4}={y}_{b}(1-n)=0.03\times (1-0.95)=0.0015$
步骤 2：计算最小液气比
最小液气比为：
${(\dfrac {L}{G})}_{min}=\dfrac {{y}_{b}-{y}_{0}}{{x}_{b}-{x}_{0}}=\dfrac {0.03-0.0015}{0.031-0}=0.919$
步骤 3：计算操作液气比
操作液气比为：
$m=\dfrac {{y}_{b}}{{x}_{b}}=\dfrac {0.03}{0.031}=0.9677$
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {m}{0.8}=\dfrac {0.9677}{0.8}=1.2096$
步骤 4：计算操作液气比与最小液气比之比
$\dfrac {1}{G}/{(\dfrac {L}{G})}_{min}=1.2096/0.919=1.316$
步骤 5：计算出塔吸收液的浓度
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {{y}_{a}-{y}_{b}}{{x}_{a}-{x}_{b}}=\dfrac {0.0015-0.03}{0.{x}_{b}}=1.2096$
步骤 6：计算完成上述任务所需的气相总传质单元数NoG
根据题意，操作条件下mG几=0.8，因此：
$N_{OG}=\dfrac {L}{G}\times \dfrac {y_{b}-y_{0}}{y_{b}-y_{a}}=\dfrac {1.2096}{0.8}\times \dfrac {0.03-0.0015}{0.03-0.0015}=1.512$
根据题意，入塔气体中溶质的摩尔分数为0.03，要求溶质的回收率达到95%，则出塔气体中溶质的摩尔分数为：
${y}_{4}={y}_{b}(1-n)=0.03\times (1-0.95)=0.0015$
步骤 2：计算最小液气比
最小液气比为：
${(\dfrac {L}{G})}_{min}=\dfrac {{y}_{b}-{y}_{0}}{{x}_{b}-{x}_{0}}=\dfrac {0.03-0.0015}{0.031-0}=0.919$
步骤 3：计算操作液气比
操作液气比为：
$m=\dfrac {{y}_{b}}{{x}_{b}}=\dfrac {0.03}{0.031}=0.9677$
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {m}{0.8}=\dfrac {0.9677}{0.8}=1.2096$
步骤 4：计算操作液气比与最小液气比之比
$\dfrac {1}{G}/{(\dfrac {L}{G})}_{min}=1.2096/0.919=1.316$
步骤 5：计算出塔吸收液的浓度
$\dfrac {L}{G}=\dfrac {{y}_{a}-{y}_{b}}{{x}_{a}-{x}_{b}}=\dfrac {0.0015-0.03}{0.{x}_{b}}=1.2096$
步骤 6：计算完成上述任务所需的气相总传质单元数NoG
根据题意，操作条件下mG几=0.8，因此：
$N_{OG}=\dfrac {L}{G}\times \dfrac {y_{b}-y_{0}}{y_{b}-y_{a}}=\dfrac {1.2096}{0.8}\times \dfrac {0.03-0.0015}{0.03-0.0015}=1.512$