题目
6-11 在填料塔内以水吸收空气-氨混合气中的氨。已知:总压p为11atm,温度t为20℃,亨利系数E为-|||-.66times (10)^4Pa, 气相体积传质分系数kGa为 .25times (10)^-4kmol/((s)^3cdot k(P)^3q), 液相体积传质分系数-|||-k1.a为 .82times (10)^-31/s 气相中含氨5.4%(体积分数),液相中含氨0.062(摩尔分数),液相可按-|||-稀溶液处理。试求气,液界面处平衡的浓度以及气相传质阻力占总阻力的分数。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算气相中氨的摩尔分数
根据题意，气相中氨的体积分数为5.4%，即0.054。由于总压为1atm，可以认为气相中氨的摩尔分数等于其体积分数，因此气相中氨的摩尔分数为0.054。
步骤 2：计算气、液界面处平衡的浓度
根据亨利定律，气相中氨的摩尔分数与液相中氨的摩尔分数之间的关系为：$y = E \cdot x$，其中$y$为气相中氨的摩尔分数，$x$为液相中氨的摩尔分数，$E$为亨利系数。将已知的$E$值和液相中氨的摩尔分数代入，可以计算出气、液界面处平衡的浓度。
步骤 3：计算气相传质阻力占总阻力的分数
根据题意，气相体积传质分系数$k_{Ga}$为$4.25\times {10}^{-4}kmol/(s\cdot {m}^{3}\cdot kpa)$，液相体积传质分系数$k_{1.a}$为$5.82\times {10}^{-3}1/s$。气相传质阻力占总阻力的分数$\eta$可以通过以下公式计算：$\eta = \frac{k_{1.a}}{k_{1.a} + k_{Ga}}$。
根据题意，气相中氨的体积分数为5.4%，即0.054。由于总压为1atm，可以认为气相中氨的摩尔分数等于其体积分数，因此气相中氨的摩尔分数为0.054。
步骤 2：计算气、液界面处平衡的浓度
根据亨利定律，气相中氨的摩尔分数与液相中氨的摩尔分数之间的关系为：$y = E \cdot x$，其中$y$为气相中氨的摩尔分数，$x$为液相中氨的摩尔分数，$E$为亨利系数。将已知的$E$值和液相中氨的摩尔分数代入，可以计算出气、液界面处平衡的浓度。
步骤 3：计算气相传质阻力占总阻力的分数
根据题意，气相体积传质分系数$k_{Ga}$为$4.25\times {10}^{-4}kmol/(s\cdot {m}^{3}\cdot kpa)$，液相体积传质分系数$k_{1.a}$为$5.82\times {10}^{-3}1/s$。气相传质阻力占总阻力的分数$\eta$可以通过以下公式计算：$\eta = \frac{k_{1.a}}{k_{1.a} + k_{Ga}}$。