9-9 在填料塔中用清水吸收气体中所含的丙酮蒸气,操作温度20℃、压力100kPa-|||-(绝)。若已知给质系数 _(6)=3.5times (10)^-6kmolcdot (s)^-1cdot (m)^-2cdot kP(a)^-1 _(1)=1.5times (10)^-4mcdot (s)^-1,-|||-平衡关系服从亨利定律,亨利系数 =180kPa, 求传质系数KG、kx、Kx、Ky和气相阻力-|||-在总阻力中所占的比例。

步骤 1：计算溶解度系数H
根据亨利定律，溶解度系数H可以通过亨利系数E和摩尔体积C计算得到。已知摩尔体积C为55.5 L/mol，亨利系数E为180 kPa，因此：
\[ H = \frac{C}{E} = \frac{55.5}{180} = 0.3083 \, \text{kmol} \cdot \text{m}^{-3} \cdot \text{kPa}^{-1} \]

步骤 2：计算总传质系数KG
根据给质系数kG和kL，以及溶解度系数H，可以计算总传质系数KG。公式为：
\[ K_G = \left( \frac{1}{k_G} + \frac{1}{Hk_L} \right)^{-1} \]
代入已知值：
\[ K_G = \left( \frac{1}{3.5 \times 10^{-6}} + \frac{1}{0.3083 \times 1.5 \times 10^{-4}} \right)^{-1} = 3.254 \times 10^{-6} \, \text{kmol} \cdot \text{s}^{-1} \cdot \text{m}^{-2} \cdot \text{kPa}^{-1} \]

步骤 3：计算传质系数kx和Kx
传质系数kx和Kx可以通过总传质系数KG和操作压力P计算得到。公式为：
\[ k_x = K_G P = 3.254 \times 10^{-6} \times 100 = 3.254 \times 10^{-4} \, \text{kmol} \cdot \text{s}^{-1} \cdot \text{m}^{-2} \]
\[ K_x = k_L C = 1.5 \times 10^{-4} \times 55.5 = 8.325 \times 10^{-3} \, \text{kmol} \cdot \text{s}^{-1} \cdot \text{m}^{-2} \]

步骤 4：计算气相阻力在总阻力中所占的比例
气相阻力在总阻力中所占的比例可以通过传质系数kG和kx计算得到。公式为：
\[ \frac{R_{气}}{R_{总}} = \frac{k_G}{k_x} = \frac{3.254 \times 10^{-6}}{3.254 \times 10^{-4}} = 0.01 \]
即气相阻力在总阻力中所占的比例为1%。