题目
对于某一逆流吸收操作,若塔顶气液组成分别为y_(出)=0.002,x_(进)=0,塔底气液组成为y_(进)=0.02,x_(出)=0.002,气液相平衡关系为y=0.9x,以上浓度均为摩尔分数。则该吸收塔的理论板数为__________。A. 大于2B. 小于2C. 等于2D. 数值无法确定
对于某一逆流吸收操作,若塔顶气液组成分别为$y_{出}=0.002$,$x_{进}=0$,塔底气液组成为$y_{进}=0.02$,$x_{出}=0.002$,气液相平衡关系为$y=0.9x$,以上浓度均为摩尔分数。则该吸收塔的理论板数为__________。
A. 大于2
B. 小于2
C. 等于2
D. 数值无法确定
题目解答
答案
B. 小于2
解析
本题考查逆流吸收操作中理论板板数的计算,解题思路是通过绘制吸收塔的操作线和平衡线,利用图解法来确定理论板数。具体步骤如下:
- 确定操作线方程:
- 对于逆流吸收塔,操作线方程的一般形式为(1 - L/V)y + x = x₂ - (L/V)y₁,其中L为液相流量,V为气相流量,y₁为塔底气相组成,y₂为塔顶气相组成,x₁为塔底液相组成,x₂为塔顶液相组成。
- 本题中,已知$y_{进}=y_1 = 0.02$,$y_{出}=y_2 = 0.002$,$x_{进}=x_2 = 0$,$x_{出}=x_1 = 0.002$。
- 先求液气比$L/V$,根据全塔物料衡算$V(y_1 - y_2)=L(x_1 - x_2)$,可得$L/V=\frac{V(y_1 - y_2)}{L(x_1 - x_2)}$。
- 将数值代入:$L/V=\frac{0.02 - 0.0002}{0.002-0}=9$。
- 操作线方程为$(1 - 9)y付费y + x = 0 - 9\times0.002$,即$y=\frac{1}{9}x+\frac{0.018}{9}$。
- 绘制操作线和平衡线:
- 平衡线方程为$y = 0.9x$。
- 操作线过点$(x_2,y_2)=(0,0.002)$和点$(x_1,y_1)=(0.002,0.02)$。
- 用图解法确定理论板数:
- 从塔顶开始,在操作线和平衡线之间作阶梯。
- 从塔顶气相组成$y_2 = 0.002$开始,作水平线与平衡线相交,得到与该气相平衡的液相组成$x$,再从交点作垂直线与操作线相交,得到下一层塔板的气相组成$y$,重复此过程。
- 经过计算和绘图可以发现,只需要不到2个理论板就可以达到给定的分离要求。