Tháp mâm được sử dụng để hấp thụ hơi benzen trong dòng khí bằng một dung môi không bay hơi. Hỗn hợp khí đi vào ở đáy tháp có lưu lượng là 820m³ /h, tháp làm việc ở áp suất 800mmHg và nhiệt độ là 27^oC. Xác định lượng hỗn hợp khí:

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.

Phương pháp đốt khí thải, đặc biệt là các loại khí thải có chứa các chất hữu cơ dễ cháy, thường được sử dụng để xử lý ô nhiễm. Khi đốt, các chất ô nhiễm này biến thành CO2 và H2O, giảm thiểu tác động xấu đến môi trường. Quá trình đốt sinh ra nhiệt, và việc thu hồi nhiệt này có thể được sử dụng để tạo ra hơi nước, điện năng, hoặc để sấy khô, gia nhiệt cho các quy trình khác trong nhà máy. Việc thu hồi nhiệt giúp tiết kiệm nhiên liệu cần thiết cho các quá trình này, do đó đem lại lợi nhuận kinh tế.

Để giải bài toán này, ta thực hiện các bước sau:

1. Viết phương trình phản ứng đốt cháy H2S:
2H2S + 3O2 → 2H2O + 2SO2

2. Tính số mol của H2S:
- Khối lượng mol của H2S là: 2(1) + 32 = 34 g/mol
- Số mol của 2kg H2S (2000g) là: 2000 / 34 ≈ 58.82 mol

3. Tính số mol O2 cần thiết:
- Theo phương trình, 2 mol H2S cần 3 mol O2.
- Vậy, 58.82 mol H2S cần: (58.82 * 3) / 2 ≈ 88.23 mol O2

4. Tính khối lượng O2 cần thiết:
- Khối lượng mol của O2 là: 2 * 16 = 32 g/mol
- Khối lượng của 88.23 mol O2 là: 88.23 * 32 ≈ 2823.36 g ≈ 2.82 kg

5. Tính khối lượng không khí cần thiết:
- Vì O2 chiếm 1/5 thể tích không khí, nên khối lượng không khí cần thiết gấp 5 lần khối lượng O2.
- Khối lượng không khí cần thiết là: 2.82 * 5 ≈ 14.1 kg

Vậy, lượng không khí cần thiết để đốt cháy 2kg khí H2S là khoảng 14 kg.