【例 7-15] 低浓度逆流吸收操作中,若其他入塔条件不变,仅增加入塔气体-|||-浓度Y1,出塔气体浓度Y2将 __ 出塔液体浓度X1将 __-|||-A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定

题目解答
答案

解析
本题考查低浓度逆流吸收操作中,入塔气体浓度变化对出塔气体浓度和出塔液体浓度的影响,解题关键在于利用吸收操作的相关公式和原理进行分析。
1. 分析出塔气体浓度 $Y_2$ 的变化
在低浓度逆流吸收操作中,对于一定的吸收塔,传质单元数 $N_{OG}$ 和吸收因子 $S$ 通常保持不变。
根据吸收因子的定义 $S=\frac{mG}{L}$(其中 $m$ 为相平衡常数,$G$ 为气相摩尔流率,$L$ 为液相摩尔流率),在其他入塔条件不变时,$S$ 不变。
传质单元数 $N_{OG}$ 的计算公式为 $N_{OG}=\frac{Y_1 - Y_2}{Y_1 - mX_2}$(这里 $Y_不是$ 是对数平均推动力相关概念,在本题中可理解为与 $Y_1$ 和 $Y_2$ 相关的一个值),由于 $N_{OG}$ 和 $S$ 不变,所以 $Y_1 - mX_2$ 为定值。
当仅增加入塔气体浓度 $Y_1$ 时,为了保持 $Y_1 - mX_2$ 不变,出塔气体浓度 $Y_2$ 必然增大。
2. 分析出塔液体浓度 $X_1$ 的变化
根据吸收操作的物料衡算关系,有 $A=\frac{L}{mG}$($A$ 为吸收因数),在其他入塔条件不变时,$A$ 不变。
传质单元数 $N_{OG}$ 还可以表示为 $N_{OG}=\frac{Y_1 - mX_2}{Y_2 - mX_1}$,因为 $A$ 和 $N_{OG}$ 不变,所以 $\frac{Y_1 - mX_2}{Y_2 - mX_1}$ 为定值。
又因为 $X_1>X_2$,当 $Y_1$ 增大时,为了维持 $\frac{Y_1 - mX_2}{Y_2 - mX_1}$ 不变,$X_1$ 必然增大。
从传质推动力的角度来看,$Y_1$ 的增大使塔内传质推动力增大,为了达到新的平衡,出塔液体浓度 $X_1$ 也会增大。