化工原理1PPT课件.ppt

化工原理总复习提纲第八章传质过程概论传质定义：
当不平衡的两相接触时，物质从一相传递到另一相中的过程称为相间传质过程，简称传质。（均相分离过程）
分类：
气（汽）－液（吸收、精馏、增湿减湿）
气－固（干燥、吸附）
液－液（萃取）
液－固（浸取、结晶）第一节传质过程概述第一节传质过程概述第二节扩散与单相传质第二节扩散与单相传质分子扩散双组分一维稳定的分子扩散2、单向扩散（组分A通过停滞
组分B的扩散）
（等分子反向扩散加上总体流动）

气相：

液相：

漂流因子扩散系数扩散系数扩散系数涡流扩散与对流传质速率方程型式：

涡流扩散与分子扩散共同作用的结果。
模型分区：
层流底层：仅靠分子扩散传质，浓度梯度较大，传质阻力主要集中在该层；
过渡区：湍流扩散与分子扩散相当；
湍流主体：主要靠涡流扩散传质，浓度梯度接近于零，阻力很小。
膜模型将对流扩散简化成溶质通过虚拟层流膜的分子扩散型式。第三节质量、热量与动量传递的类比第九章吸收第一节概述化工生产中主要用于以下几个目的：
①气体混合物的分离，用液体溶剂进行分离：例如在焦化厂焦炉气中含氨，一般用硫酸处理，这样可以回收其中的氨；
②制取溶液
硫铁矿+O2===SO2H2+Cl2====2HCl
SO2+O2====SO3HCl+H2O===盐酸
SO3+H2O===H2SO4NH3+H2O====氨水
用水吸收二氧化氮制造硝酸、用水吸收甲醛以制备福尔马林溶液。
③净化气体
用碱液去除烟道气中的SO2等有害气体，SO2酸雨。①利用组分A和B在S中溶解度的差异来实现A和B的分离。
②A：溶质；
B：惰性组分
（认为两者溶解度相差无穷）；
S：吸收剂/溶剂；
吸收操作所得到的溶液为吸收液，其成分为溶剂S和溶质A；
排出的气体为吸收尾气，其主要成分是惰性气体B，还含有残余的溶质A。③吸收的效果：a.用吸收率表示；
b.用吸收液浓度表示；
c.用尾气浓度表示。
吸收率：EA=被吸收的A/吸收前气体总A

选用惰性气体的量为基准，V不变，Y为质量或摩尔比。①溶解度要求：
选择性好（A和B的溶解度差异大）；A的溶解度要大（吸收剂用量少）；A的溶解度在条件改变时，改变较大（便于解吸）。
②其它性质：
挥发性小（减少损失，减少污染：对环境及对气体产品B）、粘度小（有利于流动及汽、液两相充分接触）、腐蚀小（延长设备寿命）无毒，具有化学稳定性等。
最终需综合考虑，一般以“经济性”为指标考虑，往后可能转变为“环境性”“安全性”等。1.4吸收的类型与例子1.①多组分吸收：A1，A2…——同时被吸收（计算关键组分）；
②单组分吸收：
2.根据吸收过程的热效应来分（溶解热/反应热）：
③非等温吸收：需知不同T下热力学数据（有时需中间冷却）；
④等温吸收：
3.根据有无化学反应来定
⑤化学吸收：可逆反应：能再生
不可逆反应：不能再生
⑥物理吸收：能再生
以等温、单组分、低浓度、物理吸收为主进行研究。相似：
吸收过程和精馏过程进行的方向和极限都取决于组分在汽、液两相中的平衡关系。
当汽相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由汽相向液相转移，即发生吸收过程。
当液相中轻组分分压高于与液相呈平衡的汽相分压时，部分轻组分从液相转移到汽相，同理，部分重组分从汽相转移到液相，实现精馏过程。区别：
精馏操作用加入能量分离剂的方法产生第二相（塔顶冷凝，塔底再沸加热）；吸收操作是用加入质量分离剂的方法直接得到第二相（吸收剂）。
精馏操作可以直接获得较纯净的轻、重组分；吸收操作得到的是含有溶质的吸收液，要想得到较纯净的溶质，还需要经过第二个分离操作（如脱吸）。
精馏操作中，液相部分汽化与汽相部分冷凝同时发生，每层板上的汽、液相都处于接近饱和的温度下，在相界面两侧轻重组分同时地向着彼此相反的方向传递，二元精馏接近等分子反向扩散过程。而吸收操作中，液相温度远远低于沸点，溶剂没有显著的汽化现象，只有溶质分子由汽相进入液相的单向传递，而汽相中的惰性组分和液相中的溶剂组分处于“停滞”状态，吸收接近单向扩散过程。2.1相平衡关系
2.2亨利定律
2.3相平衡关系的应用
以等温、单组分、低浓度、物理吸收为主，研究在一定温度和压力下，汽液两相中组分A的平衡组成关系。
对于单组分物理吸收，主要涉及A、B、S三个组分构成的汽液两相。B为惰性组分→在S中不溶；S为不挥发组分→汽相中无S。
在恒定的温度与压力下，吸收剂S与A+B的混合气体接触，组分A将向吸收剂S中溶解，直到液相S中A达到饱和，浓度不再增加为止，此时，在任何瞬间进入S中A的分子数与从S中逸出的溶质分子数相等，达到动态平衡。
汽相中的溶质分压称为平衡分压或饱和分压；液相中溶质浓度称为平衡浓度或饱和浓度，也就是气体在液体中的溶解度。气体在液体中的溶解度与整个物系的温度、压力及