若C_(G)^*-C_(L)=C_(1)-C_(L),则该吸收过程为()控制。A. 气膜B. 液膜C. 气膜和液膜共同D. 气膜和液膜交替
A. 气膜
B. 液膜
C. 气膜和液膜共同
D. 气膜和液膜交替
题目解答
答案
解析
本题考查吸收过程的控制类型相关知识。解题的关键在于理解气膜控制、液膜控制以及气膜和液膜共同控制等不同吸收过程控制类型的特点,并根据所给等式判断吸收过程的控制类型。
在吸收过程中,气膜控制是指吸收过程的阻力主要集中在气膜一侧;液膜控制是指吸收过程的阻力主要集中在液膜一侧;气膜和液膜共同控制则是气膜和液膜两侧的阻力都对吸收过程有显著影响。
对于吸收过程,传质总系数$K_{G}$与气膜分系数$k_{G}$、液膜分系数$k_{L}$之间存在如下关系:
$\frac{1}{K_{G}}=\frac{1}{k_{G}}+\frac{H}{k_{L}}$
其中$H$为溶解度系数。
当吸收过程为气膜控制时,气膜阻力远大于液膜阻力,即$\frac{1}{k_{G}}\gg\frac{H}{k_{L}}$,此时$K_{G}\approx k_{G}$;当吸收过程为液膜控制时,液膜阻力远大于气膜阻力,即$\frac{H}{k_{L}}\gg\frac{1}{k_{G}}$,此时$K_{G}\approx\frac{k_{G}k_{L}}{H}$;当吸收过程为气膜和液膜共同控制时,气膜阻力和液膜阻力都不能忽略。
已知$C_{G}^{*}-C_{G}=C_{1}-C_{L}$,根据吸收过程的传质速率方程$N = K_{G}(C_{G}^{*}-C_{G})=K_{L}(C_{1}-C_{L})$($N$为传质速率,$C_{G}^{*}$为与液相成平衡的气相组成,$C_{G}$为气相实际组成,$C_{1}$为与气相成平衡的液相组成,$C_{L}$为液相实际组成),由$C_{G}^{*}-C_{G}=C_{1}-C_{L}$可得$K_{G}=K_{L}$。
又因为$K_{G}=\frac{k_{G}k_{L}}{k_{G}+Hk_{L}}$,$K_{L}=\frac{k_{G}k_{L}}{k_{L}+\frac{k_{G}}{H}}$,当$K_{G}=K_{L}$时,结合气膜控制和液膜控制的特点,可推出液膜阻力起主要作用,所以该吸收过程为液膜控制。