第八章传质过程导论VIP免费

1 第八章 传质过程导论 第一节 概述 8-1 物质传递过程(传质过程) 传质过程 • 相内传质过程 • 相际传质过程 相内传质过程：物质在一个物相内部从浓度(化学位)高的地方向浓度(化学位)高的地方转移的过程。 实例：煤气、氨气在空气中的扩散，食盐在水中的溶解等等。 相际传质过程：物质由一个相向另一个相转移的过程。 相际传质过程是分离均相混合物必须经历的过程，其作为化工单元操作在工业生产中广泛应用，如蒸馏、吸收、萃取等等。 几种典型的相际传质过程 ● 吸收： 物质由气相向液相转移，如图 8-1 所示 相界面 气相 液相 A+B S+A A 图 8-1 吸收传质过程 ● 蒸馏：不同物质在汽液两相间的相互转移，如图 8-2 所示。 相界面 气相 液相 A+B S+A A B 图 8-2 蒸馏传质过程 ● 萃取，包括液-液萃取和液-固萃取 液-液萃取：物质从一个相向另一个相转移。例如用四氯化碳从水溶液中萃取碘。 液-固萃取：物质从固相向液相转移。 2 ●干燥：液体(通常为水)由固相向气相转移 其它相际传质过程：如结晶、吸附、气体的增湿、减湿等等。 传质过程与动量传递、热量传递过程比较有相似之处，但比后二者复杂。例如与传热过程比较，主要差别为： (1)平衡差别 传热过程的推动力为两物体(或流体)的温度差，平衡时两物体的温度相等；传质过程的推动力为两相的浓度差，平衡时两相的浓度不相等。 例如1atm,20ºC 下用水吸收空气中的氨，平衡时液相的浓度为0.582 kmol/m3 ，气相的浓度为3.28×10 - 4 kmol/m3 ，两者相差5 个数量级。 (2)推动力差别 传热推动力为温度差，单位为ºC，推动力的数值和单位单一；而传质过程推动力浓度有多种表示方法无(例如可用气相分压、摩尔浓度、摩尔分数等等表示)，不同的表示方法推动力的数值和单位均不相同。 8-2 浓度及相组成的表示方法 1. 质量分数和摩尔分数 ● 质量分数：用w 表示。以 A、B 二组分混合物为例，有 wA= (8-1) ● 质量分数：用x 或y 表示。以 A、B 二组分混合物为例，有 xA= (8-2) 2. 质量比与摩尔比 ● 质量比：混合物中一个组分的质量对另一个组分的质量之比，用w 表示。以 A、B 二组分混合物为例，有 (8-3) ● 摩尔比：混合物中一个组分的摩尔数对另一个组分的摩尔数之比，用X 表示。以 A、B二组分混合物为例，有 (8-4) 使用质量比或摩尔比在某些计算如吸收、干燥计算中较为方便。 3. 浓度 包括质量浓度...