m2·s)
以气相摩尔分数差为推动力的总传质系数为
Ky?Kx/m?3.05?10?4/34.4?0.89?10?5kmol/(m2·s)
（2）以液相摩尔分数差为推动力的总传质阻力为
1111????3.28?103 ?4Kxkxmky3.05?10其中液膜传质阻力为1/kx?1/?3.06?10?4??3.27?103，占总传质阻力的99.7%
气膜传质阻力为1/mky?1/?34.4?3.77?10?3??7.71，占传质阻力的0.3% 所以整个传质过程为液膜控制的传质过程。
（3）因为传质过程为液膜控制，所以适合采用化学吸收。如题设条件，在化学吸收过程中，假如发生的是快速不可逆化学反应，并且假设扩散速率足够快，在相界面上即可完全反应，在这种情况下，可等同于忽略液膜阻力的物理吸收过程，此时
Kx?mky?34.4?3.77?10?3?0.13kmol/(m2·s)
与原来相比增大了426倍
8.6 已知常压下，20℃时，CO2在水中的亨利系数为1.44×10-5kPa，并且已知以下两个反应的平衡常数
CO2+H2O?H2CO3K1?2.5?10?3 kmol/m3 H2CO3?H++HCO3-K2?1.7?10?4 kmol/m3
若平衡状态下气相中的CO2分压为10kPa，求水中溶解的CO2的浓度。
?7（CO2在水中的一级离解常数为K?4.3?10 kmol/m3，实际上包含了上述两个
反应平衡，
K?K1K2）
解：首先求得液相中CO2的浓度
由亨利定律x?p/E?10/?1.44?105??6.94?10?5
6
忽略CO2的溶解，吸收液的摩尔浓度为c0?1000/18?55.6 kmol/m3 所以?CO2??c0x?55.6?6.94?10?5?3.86?10?3 kmol/m3 由反应CO2+H2O?H2CO3??H2CO3，得K1? ?CO2??H2CO3???CO2?K1?3.86?10?3?2.5?10?3?9.65?10?6 kmol/m3
??H??HCO3?????? 由反应H2CO3?H+HCO3，得K2??H2CO3?+-3??4?6?5??HCO?KHCO?1.7?10?9.65?10?4.05?10 kmol/m ??3223??所以水中溶解的CO2总浓度为
??3?5?6?3?HCO?3.86?10?4.05?10?9.65?10?3.90?10?CO2???H2CO3???3??
kmol/m3
8.7 在两个吸收塔a、b中用清水吸收某种气态污染物，气-液相平衡符合亨利定律。如下图所示，采用不同的流程，试定性地绘出各个流程相应的操作线和平衡线位置，并在图上标出流程图中各个浓度符号的位置。
X2a Y2a a b Y1a Y1b Y1a Y1b X1a X1b X1a X1b X2b Y2b a b X2a Y2a Y2b X2b 7
X2a X2b Y2b Y2a a b Y1a Y1b X1a X1b 图8-1 习题8.7图示
解：
Y Y1a Y2a Y Y1b Y2b X2a X1a X
(a)
X2b X1b X Y Y1a Y2a Y Y2b Y1b X2a X1a X
(b)
X2b X1b X 8
Y Y1a Y2a Y Y1b Y2b X2a X1a X
(c)
X2b X1b X 图8-2 习题8.7图中各流程的操作线和平衡线
*8.8 用吸收法除去有害气体，已知操作条件下相平衡关系为y?1.5x，混合
气体初始含量为y1?0.1，吸收剂入塔浓度为x2?0.001，液气比为2。已知在逆流操作时，气体出口浓度为y2?0.005。如果操作条件不变，而改为并流操作，气体的出口含量是多少？逆流操作吸收的溶质是并流操作的多少倍？假设总体积传质系数不变。
解：逆流操作时，液体出口含量为
x1?qnG1y?y?x??12?2??0.1?0.005??0.001?0.0485 qnL2平均传质推动力
?ym??y1?mx1???y2?mx2???0.1?1.5?0.0485???0.005?1.5?0.001??0.01157
lny1?mx1y2?mx2ln0.1?1.5?0.04850.005?1.5?0.001传质单元数为NOG?y1?y20.1?0.005??8.21 ?ym0.01157改为并流操作后，体积传质系数不变，所以传质单元高度不变，传质单元数也不变。
联立并流操作的物料衡算和传质单元数计算式
x1'?qnG'y1?y2???x2 qnL 9
NOG'y1?y2y1?mx21??ln ''mqy?mxy?mx?y?mx?1212??21?1?nGqnLy1?mx2lny2?mx1'将数值代入以上两式，求得
'y2?0.044，x1'?0.0291
逆流和并流操作所吸收的溶质量之比为
N逆Kya?h?ym逆qnG?y1?y2?0.1?0.005????1.7 'N并Kya?h?ym并qnL?y1?y2?0.1?0.044
8.9 在吸收塔中，用清水自上而下并流吸收混合废气中的氨气。已知气体流量为1000m3/h（标准状态），氨气的摩尔分数为0.01，塔内为常温常压，此条
*件下氨的相平衡关系为Y?0.93X，求：
（1）用5 m3/h的清水吸收，氨气的最高吸收率； （2）用10 m3/h的清水吸收，氨气的最高吸收率；
（3）用5 m3/h的含氨0.5%（质量分数）的水吸收，氨气的最高吸收率。
1000?10?解：（1）气体的流量为5?10?液体的流量为
33/22.4?3600?12.4mol/s
?103/18?3600?77.2mol/s
假设吸收在塔底达到平衡
则77.2??Y*/0.93??12.4??0.01-Y*?，所以Y*?0.0013 所以最大吸收率为??0.01?0.0013?0.87
0.0131000?10?（2）气体的流量为10?10?液体的流量为
3/22.4?3600?12.4mol/s
?103/18?3600?154.4mol/s
假设吸收在塔底达到平衡
则154.4??Y*/0.93??12.4??0.01-Y*?，所以Y*?0.0007
10