Question

化工原理 习题详解（急）

丙酮-空气混合物中。含丙酮蒸气的摩尔分数为0.02。现拟用清水在填料塔将其中99%的丙酮被吸收回收，塔中气液两相逆流接触，混合气的摩尔流率为0.03kmol.s-1.m-2。吸收剂的实际用量为最小用量的1.4倍，操作条件下的平衡关系为y*=1.75x。体积总吸收系数kya=0.022kmol.(m3.s.△y)-1。求吸收剂的摩尔流率及所需填料层高度？

Answer 1

含丙酮蒸气的摩尔分数为0.02,所以Y1＝0.02/0.98=0.020408163；
99%的丙酮被吸收，即吸收率为0.99,所以Y2＝0.02*0.01/0.98=0.000204082
由于用清水吸收，所以X2＝0
所以最小液气比＝(Y1-Y2)/((X1*)-X2)=m*回收率=1.75*0.99＝1.7325
因为吸收剂的实际用量为最小用量的1.4倍，所以实际液气比＝1.4*1.7325=2.4255
所以L/V＝2.4255
又混合气的摩尔流率为0.03kmol.s-1.m-2，所以V＝0.03*0.98＝0.0294
所以L＝2.4255*V＝2.4255*0.0294=0.0713097(单位为单位截面积的单位)

由L/V=(Y1-Y2)/(X1-X2)=(0.020408163-0.000204082)/X1
所以X1=0.008329862
Z=(V/KYa)*(Y1-Y2)/Ym 其中V已经表示单位截面积的mol流量
Ym=((Y1-Y1*)-(Y2-Y2*))/ln((Y1-Y1*)/(Y2-Y2*))
由X2＝0得Ym=(Y1-Y1*-Y2)/ln((Y1-Y1*)/Y2)
=(0.020408163-0.008329862*1.75-0.000204082)/ln((0.020408163-0.008329862*1.75)/0.000204082)
=0.001678443

所以Z=(0.0294/0.022)*(0.020408163-0.000204082)/0.001678443
=16.08633666m