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化工
题目

用某吸收剂吸收混合气中的可溶组分,若吸收剂用量增加,其余操作条件不变,则气体出口浓度()、液体出口浓度()。A. 下降,不变B. 上升,下降C. 下降,下降D. 下降,上升

用某吸收剂吸收混合气中的可溶组分,若吸收剂用量增加,其余操作条件不变,则气体出口浓度()、液体出口浓度()。

A. 下降,不变

B. 上升,下降

C. 下降,下降

D. 下降,上升

题目解答

答案

C. 下降,下降

解析

本题考查吸收过程中吸收剂用量对气体出口浓度和液体出口浓度的影响,解题思路是根据吸收过程的物料衡算和操作线方程来分析吸收剂用量变化时出口浓度的变化情况。

1. 分析吸收过程的物料衡算

对于逆流吸收塔,在全塔范围内进行物料衡算,可得:
$V(Y_1 - Y_2)=L(X_1 - X_2)$
其中,$V$为气相摩尔流率,$Y_1$、$Y_2$分别为气体进、出口的摩尔比,$L$为液相摩尔流率,$X_1$、$X_2$分别为液体进、出口的摩尔比。

2. 分析吸收剂用量增加对气体出口浓度的影响

已知其余操作条件不变,即$V$、$Y_1$、$X_2$不变,吸收剂用量$L$增加。
由物料衡算方程$Y_2 = Y_1-\frac{L}{V}(X_1 - X_2)$可知,$\frac{L}{V}$增大,$(X_1 - X_2)$为定值,所以$\frac{L}{V}(X_1 - X_2)$增大,那么$Y_2$下降,即气体出口浓度下降。

3. 分析吸收剂用量增加对液体出口浓度的影响

根据操作线方程$Y = \frac{L}{V}X+(Y_1-\frac{L}{V}X_2)$,吸收剂用量$L$增加,操作线斜率$\frac{L}{V}$增大,操作线向平衡线远离。
在相同的进口条件下,吸收推动力增大,吸收效果变好,吸收剂吸收的溶质增多,但由于吸收剂进口浓度$X_2$不变,吸收剂用量$L$增加,根据物料衡算$X_1 = X_2+\frac{V}{L}(Y_1 - Y_2)$,$Y_2$下降,$\frac{V}{L}$减小,所以$X_1$下降,即液体出口浓度下降。

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