用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混合气体中含苯5%(体积百分数) 其余为空气 要求苯的回收率为90%(以摩

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用填料塔从一混合气体中吸收所含的苯。混合气体中含苯5%(体积百分数),其余为空气,要求苯的回收率为90%(以摩尔比表示),吸收塔为常压操作,温度为25℃,入塔混合气体为每小时940(标准m3),入塔吸收剂为纯煤油,煤油的耗用量为最小耗用量的1.5倍,已知该系统的平衡关系Y=0.14X(其中Y、X为摩尔比),已知气相体积传质系数KYa=0.35kmol·m-3·s-1,纯煤油的平均相对分子质量Ms=170,塔径D=0.6m。试求:

  (1) 吸收剂的耗用量为多少kg·h-1?

  (2) 溶液出塔浓度X1为多少?

  (3)填料层高度H为多少m?

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答案解析

难度★★☆ 搜索
  • η=90%,    y1=0.05,
       Y1=y1/(1-y1)=0.05/(1-0.05)=0.05263
       Y2=Y1(1-η)=0.005263
       V0=940/22.4=41.96(kmol·h-1)
       V=V0(1-y1)=41.96(1-0.05)=39.87(kmol·h-1)
       (L/V)min=(Y1-Y2)/(Y1/m)
       =(0.05263-0.00526)/(0.05263/0.14)
       =0.126  
        耗用量=7.536×170(kg·h-1)=1281(kg·h-1)
       X1=(Y1-Y2)/(1.5(L/V)min)
       =(0.05263-0.005263)/(1.5×0.126)=0.251
       x1=X1/(1+X1)=0.2006
       HOG=V/(KYaΩ)
       =(39.87/3600)/(0.035×0.785×0.62)
       =1.12(m)
       NOG=(Y1-Y2)/△Ym
       △Y1=Y1-Y*1=0.05263-0.14×0.251=0.01749
       △Y2=Y2-Y*2=0.005263
       △Ym=(0.01749-0.00526)/ln(0.01749/0.00526)
       =0.01018
       NOG=(0.05263-0.00526)/0.01018=4.65
       H=HOG×NOG=1.12×4.65=5.2(m)