题目
在逆流操作的填料塔中,当吸收因数A小于1时,且填料层为无限高时,则气液相平衡出现在( )。A. 塔顶B. 塔上部C. 塔底D. 塔下部
在逆流操作的填料塔中,当吸收因数A小于1时,且填料层为无限高时,则气液相平衡出现在( )。
A. 塔顶
B. 塔上部
C. 塔底
D. 塔下部
题目解答
答案
C. 塔底
解析
本题考查逆流操作填料塔中吸收因数与气液相平衡位置的关系,解题思路是根据吸收因数的定义以及逆流操作填料塔的传质原理来分析气液相平衡出现的位置。
1. 明确吸收因数的定义
吸收因数 $A=\frac{L}{mV}$,其中 $L$ 为液相摩尔流量,$V$ 为气相摩尔流量,$m$ 为相平衡常数。当 $A < 1$ 时,意味着 $L<mV$,即液相的吸收能力相对气相的量不足。
2. 分析逆流操作填料塔的传质过程
在逆流操作的填料塔中,气相从塔底进入,自下而上流动;液相从塔顶进入,自上而下流动。在塔内,气相中的溶质不断被液相吸收,气相中溶质的浓度逐渐降低,液相中溶质的浓度逐渐升高。
3. 考虑填料层为无限高的情况
当填料层为无限高时,气液两相有足够的接触时间和接触面积进行传质,最终会达到气液相平衡。由于 $A < 1$,液相吸收能力不足,在塔底处,气相中溶质的浓度较高,液相有最大的吸收推动力,随着传质的进行,液相不断吸收气相中的溶质,直到在塔底处达到气液相平衡。因为在塔底处,气相中溶质的浓度最高,液相中溶质的浓度也最高,符合气液相平衡的条件。