题目
在总压为100kPa、温度为30℃时,用清水吸收混合气体中的氨,气相传质系数k G=3.84×10-6 kmol/(m2·s·kPa),液相传质系数k G=1.83×10-4 m/s,假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律,测得液相溶质摩尔分率为0.05,其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔某截面上气、液组成分别为y=0.05,x=0.01时(1) 以(k G)、(k G)表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数;(2) 分析该过程的控制因素。
在总压为100kPa、温度为30℃时,用清水吸收混合气体中的氨,气相传质系数
=3.84×10-6 kmol/(m2·s·kPa),液相传质系数
=1.83×10-4 m/s,假设此操作条件下的平衡关系服从亨利定律,测得液相溶质摩尔分率为0.05,其气相平衡分压为6.7kPa。求当塔某截面上气、液组成分别为y=0.05,x=0.01时
(1) 以(
)、(
)表示的传质总推动力及相应的传质速率、总传质系数;
(2) 分析该过程的控制因素。
题目解答
答案
解:(1)根据亨利定律
相平衡常数
溶解度常数
以气相分压差()表示总推动力时:
=100×0.05-134×0.01=3.66kPa
=
kmol/(m2·s·kPa)
=3.66×10-6×3.66=1.34×10-5 kmol/(m2·s)
以()表示的传质总推动力时:
kmol/m3
=0.4146×100×0.05-0.56=1.513 kmol/m3
=8.8×10-6×1.513=1.3314×10-5 kmol/(m2·s)
(2)与()表示的传质总推动力相应的传质阻力为273597(m2·s·kPa)/ kmol;
其中气相阻力为
m2·s·kPa/ kmol;
液相阻力
m2·s·kPa/ kmol;
气相阻力占总阻力的百分数为
。
故该传质过程为气膜控制过程。