题目
在常压下用水逆流吸空气中的CO2,若将用水量增加,则出口气体中的CO2含量将( )A. 增加B. 减少C. 不变
在常压下用水逆流吸空气中的CO2,若将用水量增加,则出口气体中的CO2含量将( )
A. 增加
B. 减少
C. 不变
题目解答
答案
B. 减少
解析
本题考查的是吸收过程中操作条件对吸收效果的影响,解题的关键在于理解吸收过程的原理以及用水量变化对传质推动力的影响。
在逆流吸收塔中,用水吸收空气中的$CO_2$是一个气液传质过程。吸收的推动力可以用气相分压差或液相浓度差来表示。根据双膜理论,传质速率与传质推动力成正比。
设气相中$CO_2$的平衡分压为$p^*$,实际分压为$p$,则气相传质推动力$\Delta p = p - p^*$。
在一定的温度和压力下,$CO_2$在水中的溶解度遵循亨利定律,即$p^* = Ex$,其中$E$为亨利系数,$x$为液相中$CO_2$的摩尔分数。
当用水量增加时,在塔内任意截面上,液相中$CO_2$的浓度$x$会降低。根据亨利定律,平衡分压$p^*$也会降低。
而气相中$CO_2$的实际分压$p$在塔内的分布主要取决于进口气体的组成和吸收过程的进行程度,在用水量增加的情况下,气相中$CO_2$的实际分压$p$基本不变。
因此,传质推动力$\Delta p = p - p^*$会增大。传质推动力增大,意味着吸收速率加快,更多的$CO_2$会从气相转移到液相中,从而使出口气体中的$CO_2$含量减少。