在填料塔中,低浓度难溶气体逆流吸收时,若其它条件不变,但入口气量增加,则出口气体组成将( )A. 增加B. 减少C. 不变D. 不确定
A. 增加
B. 减少
C. 不变
D. 不确定
题目解答
答案
解析
本题考查低浓度难溶气体逆流吸收过程中,入口气量变化对出口气体组成的影响,解题关键在于分析入口气量增加后对传质过程的影响。
1. 明确吸收过程的基本原理
对于低浓度难溶气体的逆流吸收过程,通常可以用传质单元法来描述。传质单元数 $N_{OG}$ 反映了吸收过程的传质推动力和传质阻力对吸收效果的综合影响,其计算公式为:
$N_{OG}=\frac{1}{1 - S}\ln[(1 - S)\frac{y_1 - mx_2}{y_2 - mx_2}+S]$
其中 $y_1$ 为入口气体组成,$y_2$ 为出口气体组成,$x_2$ 为入口液体组成,$m$ 为相平衡常数,$S=\frac{mV}{L}$ 为脱吸因数,$V$ 为气相摩尔流率,$L$ 为液相摩尔流率。
2. 分析入口气量增加对传质单元数的影响
当入口气量增加时,气相摩尔流率 $V$ 增大。由于脱吸因数 $S=\frac{mV}{L}$,在液相摩尔流率 $L$ 和相平衡常数 $m$ 不变的情况下,$S$ 增大。
对于传质单元数 $N_{OG}$ 的计算公式,当 $S$ 增大时,$N_{OG}$ 减小。这是因为 $S$ 增大意味着气相阻力相对增大,传质推动力减小,传质效果变差。
3. 分析传质单元数减小对出口气体组成的影响
传质单元数 $N_{OG}$ 与对数平均推动力 $\Delta y_m$ 和塔高 $Z$ 之间的关系为 $N_{OG}=\frac{Z}{H_{OG}}$,其中 $H_{OG}$ 为气相总传质单元高度。在塔高 $Z$ 不变的情况下,$N_{OG}$ 减小,意味着对数平均推动力 $\Delta y_m$ 减小。
根据传质过程的基本关系,传质推动力减小会导致吸收过程减弱,从而使得出口气体组成 $y_2$ 增加。