题目
在常压及20度的条件下,用水在填料塔内逆流吸收空气中的氨气,其他条件不变,操作压力提高一倍,则填料层高度()才能保持尾气组成不变。 A. 升高B. 降低C. 不变D. 不确定
在常压及20度的条件下,用水在填料塔内逆流吸收空气中的氨气,其他条件不变,操作压力提高一倍,则填料层高度()才能保持尾气组成不变。
- A. 升高
- B. 降低
- C. 不变
- D. 不确定
题目解答
答案
B
解析
考查要点:本题主要考查吸收过程中操作压力变化对填料层高度的影响,涉及传质推动力、亨利定律及吸收效率的关系。
解题核心思路:
- 压力与溶解度的关系:根据亨利定律,气体溶解度与压力成正比。压力提高,氨气在水中的溶解度增加,吸收效率提高。
- 填料层高度的作用:填料层高度决定吸收的充分性。当吸收效率提高时,达到相同尾气组成所需的填料层高度可降低。
- 关键结论:压力升高使吸收过程更高效,因此填料层高度可减少。
压力变化对吸收过程的影响
-
亨利定律的应用:
在常压下,氨气的溶解度由亨利定律决定:$p = E x$($p$为压力,$E$为亨利系数,$x$为液相浓度)。当压力提高一倍(从常压到双倍压力),相同液相浓度下,气相分压增大,溶解度提高,吸收速率加快。 -
吸收效率与填料层高度的关系:
填料层高度$Z$与传质推动力和传质系数相关。压力升高使气体体积流量减小($PV=nRT$),气速降低,延长了气体与液体的接触时间,强化传质。同时,更高的溶解度降低了达到目标尾气组成所需的传质推动力,因此填料层高度可减小。
结论推导
压力升高使吸收过程更高效,所需填料层高度降低,故正确答案为B。