对某低浓度气体吸收过程,已知相平衡常数m=2,气、液两相的体积传质系数分别为kya=0.2 (kmol)/((m)^3cdot(s)),kxa=0.0004 (kmol)/((m)^3cdot(s))。则该吸收过程为____阻力控制。A. 气膜B. 液膜C. 气液双膜D. 无法确定
A. 气膜
B. 液膜
C. 气液双膜
D. 无法确定
题目解答
答案
解析
本题考查知识点为吸收过程的阻力控制判断,解题思路是通过比较气膜阻力和液膜阻力的大小来确定吸收过程的控制因素。
步骤一:明确气膜阻力和液膜阻力的计算公式
在吸收过程中,气膜阻力可以用 $\frac{1}{k_{y}a}$ 表示,液膜阻力可以用 $\frac{m}{k_{x}a}$ 表示。其中,$k_{y}a$ 是气膜体积传质系数,$k_{x}a$ 是液膜体积传质系数,$m$ 是相平衡常数。
步骤二:计算气膜阻力
已知 $k_{y}a = 0.2\ \text{kmol}/(\text{m}^3\cdot\text{s})$,根据气膜阻力公式可得:
气膜阻力 $R_{G}=\frac{1}{k_{y}a}=\frac{1}{0.2}\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol}=5\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol}$
步骤三:计算液膜阻力
已知 $m = 2$,$k_{x}a = 0.0004\ \text{kmol}/(\text{m}^3\cdot\text{s})$,根据液膜阻力公式可得:
液膜阻力 $R_{L}=\frac{m}{k_{x}a}=\frac{2}{0.0004}\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol}=5000\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol}$
步骤四:比较气膜阻力和液膜阻力的大小
因为 $R_{L}=5000\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol} \gg R_{G}=5\ \text{m}^3\cdot\text{s}/\text{kmol}$,即液膜阻力远大于气膜阻力,所以该吸收过程为液膜阻力控制。