Benzen được hấp thu trong một tháp hấp thu hoạt động ngược chiều. Lưu lượng hổn hợp khí đi vào tháp là 4500m³ /h ở áp suất 760mmHg nhiệt độ là 30⁰C. Hàm lượng hơi Benzen trong hổn hợp là 4% (theo thể tích). Tháp hấp thu được 85% lượng benzen. Dung môi tái sinh vào tháp hấp thu có nồng độ 0.0015 kmolbenzen/kmol dung môi.đường cân bằng là Y* = 0.2X với Y*, X là tỷ số. Xác định lượng dung môi tối thiểu:

Khí trơ là các khí không bị hấp thụ (không phản ứng) trong quá trình hấp thụ CO2 bằng nước. Ban đầu, hỗn hợp khí có 4% CO2, vậy khí trơ chiếm 96%. Sau khi hấp thụ, nồng độ CO2 giảm còn 1.4%, có nghĩa là 4% CO2 ban đầu đã bị hấp thụ một phần, còn lại 1.4%. Do đó, lượng khí trơ không thay đổi và vẫn chiếm 96%. Lượng khí CO2 bị hấp thụ là phần giảm đi từ 4% xuống 1.4%. Tuy nhiên, câu hỏi yêu cầu phần trăm ban đầu của khí trơ và khí hấp thụ (CO2). Vì vậy, đáp án đúng là khí trơ chiếm 96% và khí CO2 ban đầu (khí hấp thụ) chiếm 4%.

Để xác định lượng hỗn hợp khí (Ghh), ta sử dụng phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT, trong đó:
- P là áp suất (800 mmHg, cần chuyển đổi sang atm)
- V là thể tích (820 m3/h)
- n là số mol khí (kmol/h, chính là Ghh cần tìm)
- R là hằng số khí lý tưởng (0.0821 L.atm/mol.K)
- T là nhiệt độ (27°C, cần chuyển đổi sang Kelvin)

Đầu tiên, chuyển đổi đơn vị:
- P = 800 mmHg = 800/760 atm ≈ 1.053 atm
- T = 27°C = 27 + 273.15 = 300.15 K
- V = 820 m3/h = 820000 L/h

Thay vào phương trình PV = nRT, ta có:
1. 053 * 820000 = n * 0.0821 * 300.15
n = (1.053 * 820000) / (0.0821 * 300.15) ≈ 35087.4 mol/h

Chuyển đổi sang kmol/h:
n ≈ 35087.4 / 1000 ≈ 35.1 kmol/h

Vậy, lượng hỗn hợp khí Ghh ≈ 35.1 kmol/h

Để tính lượng vôi tôi (Ca(OH)₂) cần dùng, ta cần viết phương trình phản ứng giữa SO₂ và Ca(OH)₂:

SO₂ + Ca(OH)₂ → CaSO₃ + H₂O

1 mol SO₂ phản ứng với 1 mol Ca(OH)₂.

Đầu tiên, tính số mol của SO₂:

Số mol SO₂ = V / 22.4 = 17.5 / 22.4 ≈ 0.78125 mol

Vì tỉ lệ phản ứng là 1:1, số mol Ca(OH)₂ cần dùng cũng là 0.78125 mol.

Khối lượng mol của Ca(OH)₂ là: 40 (Ca) + 2*(16 + 1) (OH) = 40 + 2*17 = 40 + 34 = 74 g/mol

Vậy, khối lượng Ca(OH)₂ cần dùng là:

m = n * M = 0.78125 * 74 ≈ 57.8125 g

Tuy nhiên, các đáp án không có giá trị này. Xem xét phản ứng tạo Ca(HSO3)2
2SO2 + Ca(OH)2 -> Ca(HSO3)2
Số mol Ca(OH)2 = 0.78125/2 = 0.390625
Khối lượng Ca(OH)2 = 0.390625*74 = 28.90625

Có vẻ như không có đáp án nào đúng. Tuy nhiên, đề bài có thể đang yêu cầu tính theo phản ứng tạo CaSO3, và các đáp án đưa ra có thể là kết quả của một sai sót nào đó trong quá trình tính toán hoặc làm tròn số. Trong trường hợp này, ta sẽ chọn đáp án gần nhất với kết quả tính được là 57.8125g. Khoảng cách từ 57.8125 đến các đáp án lần lượt là: |57.8125-43.74| = 14.0725, |57.8125-50.62| = 7.1925, |57.8125-48.16| = 9.6525, |57.8125-45.56|= 12.2525. Vậy 50.62g là gần nhất.

Tuy nhiên, có vẻ như không có đáp án nào chính xác hoàn toàn so với kết quả tính toán dựa trên phản ứng thông thường.
Xét phản ứng SO2 + Ca(OH)2 -> CaSO3 + H2O
=> nCa(OH)2 = nSO2 = 17.5/22.4 = 0.78125 mol
=> mCa(OH)2 = 0.78125 * 74 = 57.8125 g
Nếu phản ứng tạo Ca(HSO3)2:
2SO2 + Ca(OH)2 -> Ca(HSO3)2
nCa(OH)2 = 1/2 nSO2 = 1/2 * 0.78125 = 0.390625 mol
mCa(OH)2 = 0.390625 * 74 = 28.90625 g

Trong các đáp án, không có đáp án nào phù hợp. Tuy nhiên, đáp án gần đúng nhất là 50.62 nếu có sai sót trong quá trình làm tròn.
Nhưng theo cách giải thông thường thì không có đáp án đúng.

Theo TCVN (Tiêu chuẩn Việt Nam), khi sử dụng thiết bị đốt để xử lý khí benzen, nồng độ tối đa cho phép thải vào môi trường là 80 mg/m³.

Câu hỏi yêu cầu chọn thiết bị *không* được dùng để hạ nhiệt độ khí thải.
- Thiết bị phun sương: Sử dụng để làm mát khí thải bằng cách phun nước vào dòng khí, nước bốc hơi sẽ hấp thụ nhiệt.
- Thiết bị ống rảnh: Không phải là một thiết bị phổ biến hoặc được sử dụng rộng rãi trong việc hạ nhiệt khí thải.
- Thiết bị ống lồng ống: Dùng để trao đổi nhiệt, làm mát khí thải bằng cách cho khí thải đi qua ống và môi chất lạnh đi bên ngoài ống.
- Thiết bị ngưng tụ: Sử dụng để làm lạnh và ngưng tụ các chất trong khí thải, giúp giảm nhiệt độ và loại bỏ các chất ô nhiễm.

Như vậy, "Thiết bị ống rảnh" không phù hợp để hạ nhiệt khí thải.