[例 7-8 ]在温度为25℃及总压为101.3kPa的条件下,使含CO2为3.0%(体积分-|||-数)的混合空气与含CO2为 /(m)^3 的水溶液接触。试判断CO2的传递方向,并计算以-|||-CO2的分压表示的总传质推动力。已知操作条件下,亨利系数 =1.66times (10)^5kPa ,水溶液-|||-的密度为 .8kg/(m)^3 。

考查要点：本题主要考查传质方向的判断和总传质推动力的计算，涉及亨利定律的应用及分压的计算。

解题核心思路：

1. 判断传质方向：比较气相和液相中CO₂的分压，分压高的相向分压低的相传递。
2. 计算总传质推动力：分压差即为总传质推动力。

破题关键点：

• 液相分压计算：需将水溶液中CO₂的浓度转换为摩尔分数，再利用亨利定律计算分压。
• 气相分压计算：直接通过体积分数与总压相乘得到。
• 单位换算：注意质量浓度、摩尔浓度的转换，以及亨利系数的单位一致性。

1. 液相中CO₂的分压计算

步骤1：计算CO₂的摩尔浓度

水溶液中CO₂的质量浓度为 $350 \, \text{g/m}^3$，换算为摩尔浓度：
$c_A = \frac{350/1000}{44} = 0.008 \, \text{kmol/m}^3$

步骤2：计算水溶液的总浓度

水的密度为 $997.8 \, \text{kg/m}^3$，水的摩尔质量为 $18 \, \text{g/kmol}$，总浓度为：
$c = \frac{997.8}{18} = 55.43 \, \text{kmol/m}^3$

步骤3：计算CO₂的摩尔分数

$x = \frac{c_A}{c} = \frac{0.008}{55.43} = 1.443 \times 10^{-4}$

步骤4：利用亨利定律计算液相分压

$p_x = E \cdot x = 1.66 \times 10^5 \times 1.443 \times 10^{-4} = 23.954 \, \text{kPa}$

2. 气相中CO₂的分压计算

气相中CO₂的体积分数为 $3.0\%$，总压为 $101.3 \, \text{kPa}$，分压为：
$p = P_1 \cdot y = 101.3 \times 0.03 = 3.039 \, \text{kPa}$

3. 判断传质方向

液相分压 $p_x = 23.954 \, \text{kPa}$ 大于气相分压 $p = 3.039 \, \text{kPa}$，因此CO₂从液相传递到气相（解吸过程）。

4. 总传质推动力

$\Delta p = p_x - p = 23.954 - 3.039 = 20.915 \, \text{kPa}$