已知常壓下,20℃時(shí),CO2在水中的亨利系數(shù)為1.44×10-5kPa,并且已知以下兩個(gè)反應(yīng)的平衡常數(shù)
若平衡狀態(tài)下氣相中的CO2分壓為10kPa,求水中溶解的CO2的濃度。
(CO2在水中的一級(jí)離解常數(shù)為K=4.3×10-7kmol/m3,實(shí)際上包含了上述兩個(gè)反應(yīng)平衡,K=K1K2)
利用吸收分離兩組分氣體混合物,操作總壓為310kPa,氣、液相分傳質(zhì)系數(shù)分別為ky=3.77×10-3kmol/(m2·s)、kz=3.06×10-4kmol/(m2·s),氣、液兩相平衡符合亨利定律,關(guān)系式為p*=1.067×104x(p*的單位為kPa),計(jì)算:
(1)總傳質(zhì)系數(shù);
(2)傳質(zhì)過(guò)程的阻力分析;
(3)根據(jù)傳質(zhì)阻力分析,判斷是否適合采取化學(xué)吸收,如果發(fā)生瞬時(shí)不可逆化學(xué)反應(yīng),傳質(zhì)速率會(huì)提高多少倍?
101.3kPa操作壓力下,在某吸收截面上,含氨0.03摩爾分?jǐn)?shù)的氣體與氨濃度為1kmol/m3的溶液發(fā)生吸收過(guò)程,已知?dú)饽髻|(zhì)分系數(shù)為kG=5×10-6kmol/(m2·s·kPa),液膜傳質(zhì)分系數(shù)為kL=1.5×10-4m/s,操作條件下的溶解度系數(shù)為H=0.73kmol/(m2·kPa),試計(jì)算:
(1)界面上兩相的組成;
(2)以分壓差和摩爾濃度差表示的總傳質(zhì)推動(dòng)力、總傳質(zhì)系數(shù)和傳質(zhì)速率;
(3)分析傳質(zhì)阻力,判斷是否適合采取化學(xué)吸收,如果采用酸溶液吸收,傳質(zhì)速率提高多少。假設(shè)發(fā)生瞬時(shí)不可逆反應(yīng)。