苯填料塔用清水逆流吸收混合气中的有害组分 A。已知操作条件下气相总传质单元高度为1.5m,进塔混合气组成为 0.04(A 的摩尔分率,下同),出塔尾气中A的组成为0.004。出精馏塔中A的摩尔分数为0.01,操作条件下平衡关系为y=2.5x,试求:(1)液气比为最小液气比的多少倍(2)完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为多少(3)填料层高度为多少米【把公式和计算过程写一下】】
时间: 2024-04-07 08:32:44 浏览: 106
好的,我来详细解答一下:
1. 液气比为最小液气比的多少倍?
液气比可以用以下公式来计算:
液气比 = (进口A的摩尔分数 - 出口A的摩尔分数) / (气相总传质单元高度 / 填料层高度)
已知气相总传质单元高度为1.5m,进口A的摩尔分数为0.04,出口A的摩尔分数为0.004,代入上式可得:
液气比 = (0.04 - 0.004) / (1.5 / 填料层高度)
由于要求最小液气比,液相的流量应该尽量小,传质效率应该尽量高,因此可以假设液相不受限制,即液体可以完全覆盖填料表面,这时候液气比最小。因此,我们可以令填料层高度等于气相总传质单元高度,即填料层高度为1.5m,代入上式可得:
液气比 = (0.04 - 0.004) / (1.5 / 1.5) = 0.01
因此,液气比为最小液气比的倍数为填料层高度 / 0.01。
2. 完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为多少?
完成吸收任务需要将进塔混合气中的有害组分 A 吸收掉,使出塔尾气中 A 的组成达到要求。因此,我们需要计算出吸收掉 A 所需要的传质高度。
根据平衡关系 y=2.5x,可以计算出出塔尾气中 A 的摩尔分数为0.004 / 2.5 = 0.0016。因此,需要吸收掉的 A 的摩尔分数为0.04 - 0.0016 = 0.0384。
根据传质高度系数和需要吸收掉的摩尔分数,可以计算出需要的气相总传质单元高度为:
0.0384 / (0.04 - 0.0016) × 1.5 = 0.9m
因此,完成吸收任务所需要的气相总传质单元数为0.9m。
3. 填料层高度为多少米?
根据第1问的计算结果,液气比为0.01,液气比为最小液气比的倍数为填料层高度 / 0.01。因此,填料层高度为0.01 × 液气比。
根据平衡关系 y=2.5x,可以计算出进塔混合气中 A 的摩尔分数为0.04。因此,需要吸收掉的 A 的摩尔分数为0.04 - 0.0016 = 0.0384。
根据第2问的计算结果,需要的气相总传质单元高度为0.9m。
将液气比和气相总传质单元高度代入传质高度系数的计算公式中,可以得到:
0.9 = (填料层高度 / 0.01) × 1.5 / 填料层高度
因此,填料层高度为0.015m。
因此,填料层高度为0.015m。
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