第五章_吸收作业
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【5-19】 某厂有一填料塔，直径880mm ，填料层高6m ，所用填料为50mm 瓷拉西环，乱堆。每小时处理20003m 混合气(体积按25℃与101.325kPa 计)，其中含丙酮摩尔分数为5%。用清水作吸收剂。塔顶送出的废气含丙酮摩尔分数为0.263％。塔底送出来的溶液，每千克含丙酮61.2g 。根据上述测试数据，计算气相体积总传质系数a K Y 。操作条件下的平衡关系为X Y 0.2=*。
上述情况下，每小时可回收多少千克丙酮，若把填料层加高3m ，可以多回收多少丙酮?
解： 依题意得 塔横截面积)(608.088.044222m D ≈⨯==Ωπ
π
惰性气体流量)/(71.77%)51(2515.27315.2734.222000h kmol G ≈-⨯+⨯= 0026.0%263.01%263.010526.0%51%51222111≈-=-=≈-=-=
y y Y y y Y
丙酮的摩尔质量kmol kg M /58=
25℃时水的密度3/997m kg =ρ，摩尔质量kmol kg M /18=
00557.00026.01214.0ln 0026.001214.0ln 0026
.000026.001214
.00382.00526.00
00.20.204046
.002023.00.20.20
02023.00202
.010202.0101983.018
8.938582.61582.612121222111221121111≈-=∆∆∆-∆=∆=-=-=∆=-=-=∆=⨯===⨯===≈-=-=≈+=****Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y X Y X Y X x x X x m
∵ m
Y OG OG Y Y Y a K G N H Z ∆-⋅Ω=⋅=21
∴ )
/(22.19100557
.00026.00526.0608.0671.77321h m kmol Y Y Y Z G a K m Y ⋅≈-⨯⨯=∆-⋅Ω= 此时，每小时可回收丙酮的量q 为
)
/(359.225)
/(58885.3)/(885.3)
0026.00526.0(71.77)
(21h kg h kg h km ol Y Y G q =⨯==-⨯=-⋅=
若把填料层加高3m ，由于OG H 不变，传质单元数增加。
∵ 668.0608
.022.19171.77≈⨯=Ω=a K G H Y OG ∴ 47.13668.09≈='=
'OG OG H Z N 809.00026
.00526.002023.022121=-⨯=--⋅=Y Y X X m L mG 38.64809.0)()809.01(ln 809.01147.13))(1(ln 112121212
12221≈'
⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'⨯-⨯-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+'--='=--Y Y Y Y L m G Y Y L m G L
m G N Y Y m X Y m X Y OG
解得 回收率9845.038
.6411112≈-='-='Y Y η 原回收率951.00526.00026.01112≈-=-
=Y Y η 可多回收丙酮的量为：
)
/(94.758)951.09845.0(0526.071.77)(1h kg M
Y G q ≈⨯-⨯⨯=⋅-'⋅=∆ηη