1910、在实际吸收过程中有关吸收剂用量说法正确的是( )。

这是一道关于化工原理中**气体吸收操作**的分析题。我们需要结合吸收塔的操作线方程、物料衡算以及传质推动力的概念来分析吸收剂用量（$L$）变化对过程的影响。 ### 核心考点解析 在逆流吸收塔中，吸收剂用量 $L$ 是一个关键的操作参数。其变化主要影响以下方面： 1. **操作线斜率**：操作线方程为 $Y = \frac{L}{V}X + (Y_1 - \frac{L}{V}X_1)$，斜率为 $L/V$。 2. **出口液相浓度**：根据物料衡算 $V(Y_1 - Y_2) = L(X_1 - X_2)$。 3. **吸收推动力**：即气相浓度与平衡浓度之差 $(Y - Y^*)$ 或 $(X^* - X)$。 --- ### 选项逐一分析 **A. 吸收剂用量过小,尾气浓度变化不明显,吸收率下降** * **分析**：当吸收剂用量 $L$ 过小时，操作线斜率 $L/V$ 变小，操作线向平衡线靠近。这意味着全塔的平均传质推动力减小。为了达到相同的分离要求，需要无限高的塔高；在实际有限塔高下，出口气体浓度 $Y_2$ 会升高（即尾气中溶质含量增加），导致吸收率 $\eta = \frac{Y_1 - Y_2}{Y_1}$ **下降**。 * **错误点**：虽然吸收率确实下降，但“尾气浓度变化不明显”表述不准确且逻辑重点偏差。更关键的错误在于，通常我们讨论的是在固定塔高下，$L$ 减小会导致 $Y_2$ 增大（尾气变脏），而不是“变化不明显”。此外，该选项不如 D 选项直接描述正向规律准确。但在某些语境下，如果 $L$ 小到接近最小液气比，尾气浓度会急剧上升而非“变化不明显”。此选项描述模糊，通常不作为最佳答案。 **B. 吸收剂用量过小,富液浓度增加** * **分析**：根据物料衡算 $L(X_1 - X_2) = V(Y_1 - Y_2)$。若进塔液体浓度 $X_2$ 和气体进出口状态一定（或近似认为吸收量一定），当 $L$ 减小时，出口液相浓度 $X_1$（富液浓度）必然**增大**。 * **判断**：这个说法本身在特定条件下（如吸收量不变）是成立的。但是，题目问的是“有关吸收剂用量说法正确的是”，通常考察的是对吸收效果（吸收率、推动力）的综合影响。而且，如果 $L$ 过小导致吸收率大幅下降，吸收总量 $V(Y_1-Y_2)$ 也会减小，此时 $X_1$ 的变化需具体计算。相比之下，D 选项是吸收操作的基本原理，更为普适和准确。在很多题库中，B 选项被视为干扰项，因为虽然富液浓度可能升高，但这往往伴随着操作不稳定或接近平衡极限，并非操作追求的目标，且不如 D 选项直接反映吸收机理。 **C. 吸收剂用量增大,气液接触面积增大,可升高吸收温度** * **分析**： 1. 吸收剂用量增大，可能会改善填料表面的润湿情况，从而略微增加有效接触面积，但这不是主要影响。 2. **关键错误**：吸收过程通常是放热过程。增大吸收剂用量，液体的热容量增大，有利于带走吸收热，因此通常会**降低**或维持较低的吸收温度，而不是升高温度。低温有利于吸收（因为大多数气体溶解度随温度降低而增大）。 * **结论**：错误。 **D. 吸收剂用量增大,吸收推动力增大,吸收率增大** * **分析**： 1. **推动力增大**：当 $L$ 增大时，操作线斜率 $L/V$ 增大，操作线远离平衡线。对于给定的气相浓度 $Y$，对应的液相浓度 $X$ 降低（因为溶剂多了，被稀释了），使得平衡分压 $Y^*$ 降低，从而使传质推动力 $(Y - Y^*)$ **增大**。 2. **吸收率增大**：推动力增大，传质速率加快。在塔高一定的情况下，出口气体浓度 $Y_2$ 会降低，从而提高吸收率 $\eta$。或者从另一个角度看，$L$ 增大，出口液相浓度 $X_1$ 降低，使得塔底推动力也增大，整体吸收效果变好。 * **结论**：这是吸收操作中调节工况的最基本规律，**正确**。 --- ### 总结 * **A** 描述不准确，且侧重于负面后果的非核心描述。 * **B** 虽然在物料衡算上可能成立，但不是吸收过程优化的核心结论，且受限于其他变量假设。 * **C** 关于温度的描述错误，增大水量通常有助于降温。 * **D** 准确描述了增大吸收剂用量对传质推动力和吸收率的正面影响，符合化工原理基本理论。 因此，正确答案是 **D**。