吸收与蒸馏课件.ppt

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1、第七章吸收与蒸馏组分由高浓度区传向低浓度区,自一相传入另一相中，这种现象称为质量传递，简称传质。传质过程：物质由一处向另一处转移的过程。7-1传质学基础传质过程的分类（1）按相接触情况不同分:（2）按操作方式不同分:（3）按实现反复相接触方式分：(4)按两相流动方向的不同分：对流扩散（convectiondiffusion）膜过程非稳态操作连续接触操作逆流操作质量传递的方式分为：分子扩散（moleculardiffusion）两相直接接触稳态操作级式操作并流操作7.1.1扩散现象与分子扩散速率分子扩散：由浓度（或温度）

2、不均引起，依靠微观分子运动产生传质的现象。湍流扩散（涡流扩散）：发生在湍流体中依靠质点宏观不规则运动的碰撞混合，而进行传质的现象。界面气相主体组分组分液相主体1扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）；2在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）；3进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的扩散）；物质传递的三个步骤：混合物组成的表示方法名称符号定义单位质量浓度ρAmA/Vkg/m3物质的量浓度cAnA/Vkmol/m3质量分率aAmA/(mA+mB)无因次摩尔分率气—yA、液—xAnA/(nA+n

3、B)无因次摩尔比气—YA、液—XAnA/nB无因次A分子扩散Fick定律式中JA——A组分在z方向上的扩散通量kmol/m2·s;cA——A组分的摩尔浓度kmol/m3；DAB——A组分在A、B的混合物中扩散时的扩散系数m2/s“—”——表示散沿着浓度降低方向进行。扩散通量：单位时间内单位面积上扩散传递的物质的量，其单位为mol/(m2·s)。均相二元物系，由A，B两组分组成，在恒定的温度和压力下，均相混合物中，分子扩散服从费克定律，对于A组分来说对于B组分当扩散为气相或是两组分性质相似的液相时，用D来表示双组分物系的扩散系

4、数。对于气体，Z方向上等温扩散时：PA－A组分分压，kpaR－8.314kJ/(kmol﹒k)扩散现象与分子扩散速率涡流扩散通量De－涡流扩散系数，m2/s（不是物性常数，由流体的动力状况决定）假定：pA1>pA2pB1

5、摩尔扩散等摩尔扩散在任一固定的空间位置垂直于扩散方向的截面上，单位时间内通过单位截面积的A的净物质量，称为A的传递速率，以NA表示。在等摩尔逆向扩散中，物质A的传递速率应等于它的扩散通量.等摩尔扩散速率对于气体对于液体单向扩散气相主体JApB2pB气相A+BNApB1NMpA1ApA液相S+AJApA2z(a)(b)(c)气液相界面在气体吸收中溶质A溶解于溶剂中，惰性气体B不溶解于溶剂中，则液相中不存在组分B，此过程为组分A通过另一“静止”组分B的单向扩散。p总压p界面pB,i气相主体液相NBMNAMJBJA0pA,i

6、pBpAz单向扩散气体液体单向扩散时的传质速率比等分子反向扩散时多了一个因子（P/pBM），称为“漂流因子”。显然P/pBM>1，漂流因子的大小直接反映了总体流动在传质中所占分量的大小，即漂流因子体现了总体流动对传质速率的影响。单向扩散单方向扩散的传质速率NA比等摩尔逆向扩散时的传质速率JA大。这是因为在单方向扩散时除了有分子扩散，还有混合物的整体移动所致。p/pBm值越大，表明整体移动在传质中所占分量就越大。当气相中组分A的浓度很小时，各处pB都接近于p即p/pBm接近于1，此时整体移动便可忽略不计，可看作等摩尔逆向扩散。

7、分子扩散系数是物质的特征系数之一，表示物质在介质中的扩散能力；扩散系数取决于扩散质和介质的种类及温度等因数。对于气体中的扩散，浓度的影响可以忽略；对于液体中的扩散，浓度的影响不可以忽略，而压强的影响不显著。物质的扩散系数可由实验测得，或查有关资料，或借助于经验或半经验公式进行计算。扩散系数D扩散系数一些组分在水中的扩散系数值（20℃）物质D／m2·s-1物质D／m2·s-l物质D／m2·s-1乳糖麦芽糖葡萄糖棉子糖蔗糖4.3×10-104.3×10-106.0×10-103.7×10-104.5×10-10甘露醇甘油氨基甲酸

8、酯醋酸氯化钠5.8×10-107.2×10-109.2×10-101.92×10-91.35×10-9二氧化碳氯氧氨氮1.77×10-91.22×U-91.80×10-91.76×10-91.64×10-9对流传质是指发生在运动着的流体与相截面之间的传质过程。在实际生产中，传质操作多发生在