y0.01058/(17?1000)?0.0106; ?0.0105;Y1?1?11?y11?0.010522.4Y10.0106???0.00883;X2=0 Y2= Y1(1-η)=0.0106×(1-0.95)=0.00053;X1?m1.245001V???(1?0.0105)?0.0552 kmol/s
360022.40.0106?0.00053Lmin?0.0552??0.0630 kmol/s
0.00883解:
y1?L=1.5Lmin=1.5×0.0630=0.0945kmol/s=6120 kg/h (2) 由于Vs?4500273?30??1.387m3/s,故 3600273D?(3)?4VS4?1.387??1.21m ?u3.14?1.2??4D2?3.14?1.212?1.149m2 4HOG?V0.0552??0.8m
KYaΩ0.06?1.149根据全塔物料衡算X1=X2+V(Y1-Y2)/L,得
X1=0+0.0552×(0.0106-0.00053)/0.0945=0.00588
?Y1??Y2(Y1?Y1*)?(Y2?Y2*)?Ym? ?*?Y1Y?Ylnln11*?Y2Y2?Y2?(0.0106-1.2?0.00588)- (0.00053-0) =0.00159
0.0106-1.2?0.00588ln0.00053-0Z?NOG?HOG=0.8×(0.0106-0.00053)/0.00159=5.07m
【5-11】 某制药厂现有一直径为 0.6 m,填料层高度为6 m的吸收塔,用纯溶剂吸收某混合气体中的有害组分。现场测得的数据如下:V=500 m3/h、Y1=0.02、Y2=0.004、X1=0.004。已知操作条件下的气液平衡关系为 Y = 1.5 X 。现因环保要求的提高,要求出塔气体组成低于0.002(摩尔比)。该制药厂拟采用以下改造方案:维持液气比不变,在原塔的基础上将填料塔加高。试计算填料层增加的高度。
解:改造前填料层高度为
Z?HOGNOG
改造后填料层高度为
?NOG? Z??HOG?H?N?
故有 Z?OGOGZHOGNOG由于气体处理量、操作液气比及操作条件不变,故
??HOG S??S HOG对于纯溶剂吸收X2?0,Y2*?0 由 N?OG故
Y?Y*1ln[(1?S)12?S] 1?SY2?Y2*NOG?Y1ln[(1?S)1?S] 1?SY2??NOGY1ln[(1?S)1?S] 1?SY2?ln[(1?S)因此,有
Y1?S]Y2?Z?
?Zln[(1?S)Y1?S]Y2操作液气比为
qn,Lqn,V?Y1?Y20.02?0.004??4
X1?X20.004?0S?mqn,Vqn,L?1.5?0.375 40.02?0.375]Z?0.002??1.509
0.02Zln[(1?0.375)?0.375]0.004Z??1.509?6m?9.054m
ln[(1?0.375)填料层增加的高度为
?Z?Z??Z?(9.054?6)m?3.054m
【5-12】在逆流操作的填料塔内,用纯溶剂吸收混合气体中的可溶组分。已知:吸收剂用量为最小用量的1.5 倍,气相总传质单元高度HOG=1.11m,操作条件下的平衡关系为Y=mX,要求A 组分的回收率为90%,试求所需填料层高度。在上述填料塔内,若将混合气的流率增加10%,而其它条件(气、液相入塔组成、吸收剂用量、操作温度、压强)不变,试定性判断尾气中A 的含量及吸收液组成将如何变化?已知KYa∝V0.7。
解:(1)(L/V)min=(Y1-Y2)/x1*=(Y1-Y2)/(Y1/m)=mη
L/V=1.5(L/V)min=1.5mη
S=m/(L/V)=m/(1.5mη)=1/(1.5η)=1/(1.5×0.9)=0.741 (Y1-Y2)/Y1=η, 1-Y2/Y1=η, Y1/Y2=1/(1-η)=10
NOG??Y1?Y2*11=?ln??1?S??S?1?0.741ln??1?0.741??10?0.741?=4.64 *1?S?Y2?Y2?Z=NOG×HOG=4.64×1.11=5.15 m
(2)由于V'=1.1V , KYa∝V0.7 所以HOG∝V0.3 , HOG'∝V'0.3 故 HOG'=1.10.3HOG , 即HOG'>HOG
Z不变, 所以NOG↓, Y2↑
NA=V (Y1-Y2)=L(X1-X2)=KYa(Y-Y*)m
因为V/L↑,而Z一定,必然 X1↑。