题目
在设计低浓度气体逆流吸收塔时,若仅增大气体中溶质的吸收率,而其他设计条件(气体流量和进塔浓度、吸收剂进塔浓度、 L / L min 、 H OG )均不变,则所需填料层高度将()。A. 变大B. 变小C. 不变D. 变化无法确定
在设计低浓度气体逆流吸收塔时,若仅增大气体中溶质的吸收率,而其他设计条件(气体流量和进塔浓度、吸收剂进塔浓度、 L / L min 、 H OG )均不变,则所需填料层高度将()。
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 变化无法确定
题目解答
答案
A. 变大
解析
考查要点:本题主要考查吸收塔设计中吸收率与填料层高度的关系,需结合传质基本原理进行分析。
解题核心思路:
在低浓度逆流吸收塔中,吸收率的提高需要更多的传质面积。填料层高度直接影响传质单元数,而传质单元数与吸收率直接相关。当其他条件(如液气比、操作参数等)不变时,提高吸收率必然要求增加填料层高度。
破题关键点:
- 吸收率与传质单元数的关系:吸收率越高,所需传质单元数越多。
- 传质单元数与填料层高度的关系:传质单元数 $N_O = Z/H$,其中 $H$ 为传质单元高度(由操作条件决定)。若 $H$ 不变,则 $Z$ 必须增大以提高 $N_O$。
在逆流吸收塔设计中,吸收率 $\eta$ 的提高需要更多的传质接触。根据传质理论,吸收率与传质单元数 $N_O$ 成正相关,而 $N_O$ 由下式确定:
$N_O = \frac{Z}{H}$
其中 $Z$ 为填料层高度,$H$ 为传质单元高度(由流体力学和传质特性决定)。
题目中明确其他条件(如 $L/L_{\text{min}}$、$H_{OG}$ 等)不变,说明 $H$ 保持恒定。因此,当吸收率 $\eta$ 增大时,需要更大的 $N_O$,而 $N_O$ 的增加只能通过增大 $Z$ 实现。
综上,填料层高度 $Z$ 必须变大。