题目
在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成增大,其他条件不变,则气相总传质单元高度将()。A. 不变B. 不确定C. 减小D. 增大
在逆流吸收塔中,吸收过程为气膜控制,若进塔液体组成增大,其他条件不变,则气相总传质单元高度将()。
A. 不变
B. 不确定
C. 减小
D. 增大
题目解答
答案
在逆流吸收塔中,当吸收过程为气膜控制时,传质阻力主要集中在气相一侧,液相侧的传质阻力可以忽略不计。此时,气相总传质单元高度(HOG) 主要由气相侧的传质系数和气相组成分布决定,而与液相组成(如进塔液体组成 X₂)关系不大。
当进塔液体组成 X₂ 增大时,虽然塔内液相浓度分布发生变化,但由于是气膜控制,气相传质速率主导整个过程,液相组成的变化对气相传质单元高度影响极小。因此,在其他条件不变的情况下,气相总传质单元高度保持不变。
综上,正确答案为 A. 不变。
答案:
A
解析
本题考查逆流吸收塔中气相总传质单元高度与进塔液体组成的关系,解题关键在于理解气膜控制条件下传质阻力的分布以及各因素对气相总传质单元高度的影响。
- 明确气膜控制的特点:
- 当吸收过程为气膜控制时,传质阻力主要集中在气相一侧,液相侧的传质阻力可以忽略不计。这是因为气膜控制意味着气相传质步骤的阻力远大于液相传质步骤的阻力。
- 分析气相总传质单元高度的决定因素:
- 气相总传质单元高度 $H_{OG}$ 的计算公式为 $H_{OG}=\frac{V}{K_{Y}a\Omega}$,其中 $V$ 是气相摩尔流率,$K_{Y}a$ 是气相总体积传质系数,$\Omega$ 是塔的横截面积。
- 在气膜控制的情况下,$K_{Y}a\approx k_{Y}a$($k_{Y}a$ 为气膜体积传质系数),所以 $H_{OG}$ 主要由气相侧的传质系数和气相组成分布决定,而与液相组成(如进塔液体组成 $X_{2}$)关系不大。
- 考虑进塔液体组成增大的影响:
- 当进塔液体组成 $X_{2}$ 增大时,塔内液相浓度分布会发生变化。但由于是气膜控制,气相传质速率主导整个过程,液相组成的变化对气相传质单元高度影响极小。
- 因为其他条件不变,即 $V$、$k_{Y}a$ 和 $\Omega$ 都保持恒定,根据 $H_{OG}=\frac{V}{K_{Y}a\Omega}$,所以气相总传质单元高度 $H_{OG}$ 保持不变。