题目
对解吸因数S=0.6的系统进行逆流吸收,y*=mx,设塔高为无穷大;若此时系统压力减少一倍,而气液摩尔流量与进口组成均不变,则此时气体入口组成y1将( )y1*。A. 大于B. 小于C. 等于D. 不确定
对解吸因数S=0.6的系统进行逆流吸收,y*=mx,设塔高为无穷大;若此时系统压力减少一倍,而气液摩尔流量与进口组成均不变,则此时气体入口组成y1将( )y1*。
A. 大于
B. 小于
C. 等于
D. 不确定
题目解答
答案
C. 等于
解析
本题主要考察解吸因数、逆流吸收及相平衡关系的综合应用,关键在于分析塔高无穷大时的吸收极限及压力变化对相平衡的影响。
1. 基础概念回顾
- 解吸因数:$S = \frac{mV}{L}$,反映吸收推动力的大小($m$为相平衡常数,$V$为气相摩尔流量,$L$为液相摩尔流量)。
- 相平衡关系:$y^* = mx$,当压力降低时,溶质在气相中的溶解度下降,相平衡常数$m$增大(由亨利定律$E = m p$,压力$p$减小则$m$增大)。
- 塔高无穷大的吸收极限:当塔高$H \to \infty$时,吸收过程达到“气液平衡”,即出口气体组成$y_2 = y_2^*$(与出口液相$x_2$平衡),且全塔任意截面均满足$y = y^*$。
2. 原工况分析(塔高无穷大)
原工况下,塔高无穷大,系统达到平衡状态,此时气体入口组成$y_1$等于与进口液相$x_1$平衡的$y_1^*$(因全塔$y = y^*$,进口处$y_1 = y_1^*$)。
3. 压力变化后的影响
压力减少一倍时,相平衡常数$m$增大,但气液流量$V,L$及进口组成$x_1$不变。由于塔高仍为无穷大,系统最终仍会达到新的平衡状态,此时新的气体入口组成$y_1$必然等于新的相平衡组成$y_1^* = m'x_1$($m'$为新的相平衡常数)。
结论
无论压力如何变化,只要塔高无穷大,气体入口组成$y_1$始终等于其对应的平衡组成$y_1^*$。