9-1 总压101.3kPa、含NH35%(体积分数)的混合气体,在25℃下与浓度为-|||-https:/img.cdnjtzy.com/zyb_66253a66363c52b5d2f005de78661e7e.jpg.71kmolcdot (m)^-3 的氨水接触,试判别此过程的进行方向,并在 p-c 图上示意求取传质推动-|||-力的方法。

本题主要考察吸收过程方向的判断方法，核心是比较气相中溶质的实际分压与液相浓度对应的平衡分压：若实际分压大于平衡分压，则发生吸收；反之则发生解吸。

步骤1：计算气相中氨的实际分压

混合气体总压 $p_{\text{总}} = 101.3\ \text{kPa}$，氨的体积分数为5%，因气体中组分的体积分数等于摩尔分数，故氨的摩尔分数 $y = 0.05$。
实际分压 $p = y \cdot p_{\text{总}} = 0.05 \times 101.3 = 5.065\ \text{kPa}$。

步骤2：将液相浓度换算为平衡关系中的单位

题目给出氨水浓度 $c = 1.71\ \text{kmol·m}^{-3}$，需换算为“$\text{kg氨/(100kg水)}$”（附录二中的平衡数据单位）：

• 每立方米氨水含氨质量：$1.71\ \text{kmol·m}^{-3} \times 17\ \text{kg/kmol} = 29.1\ \text{kg}$
• 假设氨水密度 $\rho \approx 990\ \text{kg·m}^{-3}$，则每立方米含水质量：$990 - 29.1 = 960.9\ \text{kg}$
• 100kg水中含氨质量：$\frac{29.1}{960.9} \times 100 \approx 3.03\ \text{kg/(100kg水)}$。

步骤3：比较实际分压与平衡分压

查附录二，25℃下氨水浓度为 $3\ \text{kg氨/(100kg水)}$ 时，平衡分压 $p^* \approx 3.13\ \text{kPa}$。
因 $p = 5.065\ \text{kPa} > p^* = 3.13\ \text{kPa}$，故过程方向为吸收。

传质推动力的示意求取

在 $p-c$ 图上，标出气相实际分压点 $(c=1.71\ \text{kmol·m}^{-3}, p=5.065\ \text{kPa})$ 和平衡分压点 $(c=1.71\ \text{kmol·m}^{-3}, p^*=3.13\ \text{kPa})$，两点的垂直距离 $\Delta p = p - p^*$ 即为传质推动力。