第八章-傳質(zhì)過(guò)程導(dǎo)論.ppt

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1、第八章傳質(zhì)過(guò)程導(dǎo)論混合物A+B分離過(guò)程組分B組分A加入分離介質(zhì)─能量或功§8.1概述一、工業(yè)生產(chǎn)中的傳質(zhì)過(guò)程傳質(zhì)分離過(guò)程：物質(zhì)從一相到另一相的傳遞過(guò)程。依據(jù)：混合物中各組分在兩相間平衡分配不同。化工生產(chǎn)中常見(jiàn)的傳質(zhì)過(guò)程有：吸收、氣體增減濕、液-液萃取、固-液萃取、結(jié)晶、吸附、干燥、精餾等。(1)吸收—利用不同氣體組分在某種液體溶劑中的溶解度差異，對(duì)其進(jìn)行選擇性溶解，從而將氣體混合物各組分分離的傳質(zhì)過(guò)程。工業(yè)典型應(yīng)用：水吸收空氣中的氨氣；堿溶液吸收煙道氣中SO2；氣相液相B+AS+A吸收脫吸AA相界面(2)氣體增濕、減濕氣相水相B+AA(水)減濕增濕AA液相液相B+AS+A萃取A(3)液-液

2、萃取——利用液體混合物中各組分對(duì)溶劑溶解度的差異來(lái)分離或提純物質(zhì)的傳質(zhì)過(guò)程。例如用四氯化碳從水溶液中萃取碘。（4）浸瀝（固－液萃取）固相液相B+AS+A浸瀝A1)用有機(jī)溶劑（如己烷）從大豆、花生、葵花籽等農(nóng)作物中浸取菜油；2)用水從甘蔗和甜菜中浸取可溶蔗糖；3)用硫酸從固態(tài)礦石中浸取銅。工業(yè)典型應(yīng)用：（5）結(jié)晶液相固相S+AA（或S+A）結(jié)晶溶解AA（6）吸附氣相或液相固相B+AC吸附脫附AA工業(yè)典型應(yīng)用：從天然氣中除去含硫化合物；從空氣中分離氣味物質(zhì)；從廢水中除去有機(jī)物；從有機(jī)物中脫除帶色物質(zhì)等。（7）干燥固相氣相B+AC+A干燥A液相汽相A+BABA+B(8)精餾—利用液體混合物中各組

3、分揮發(fā)度的差異來(lái)分離或提純物質(zhì)的傳質(zhì)過(guò)程。乙醇—水溶液蒸餾生產(chǎn)富集的乙醇；氨-水溶液的蒸餾生產(chǎn)富集的氨氣；天然石油的蒸餾分離各種餾分產(chǎn)品。工業(yè)典型應(yīng)用：蔗糖制?。河酶收崽崛≌崽菚r(shí)，將甘蔗粉碎放到水中攪拌，得到蔗糖溶液和蔗渣的混合物：蔗糖溶液和蔗渣的混合物過(guò)濾蔗糖溶液吸附脫色蒸發(fā)、結(jié)晶蔗糖蔗糖成品干燥蔗糖溶液傳質(zhì)過(guò)程與傳熱過(guò)程比較：(1)平衡差別傳熱過(guò)程的推動(dòng)力為兩物體(或流體)的溫度差，平衡時(shí)兩物體的溫度相等；傳質(zhì)過(guò)程的推動(dòng)力為兩相的濃度差，平衡時(shí)兩相的濃度不相等。例如1atm,20oC下用水吸收空氣中的氨，平衡時(shí)液相的濃度為0.582kmol/m3，氣相的濃度為3.28×10-4kmol

4、/m3，兩者相差5個(gè)數(shù)量級(jí)(2)推動(dòng)力差別傳熱推動(dòng)力為溫度差，單位為oC(或K)，推動(dòng)力的數(shù)值和單位單一；而傳質(zhì)過(guò)程推動(dòng)力濃度有多種表示方法，不同的表示方法推動(dòng)力的數(shù)值和單位均不相同。1．質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)：在混合物中某組分的質(zhì)量占混合物總質(zhì)量的分率。摩爾分?jǐn)?shù)：在混合物中某組分的摩爾數(shù)占混合物總摩爾數(shù)的分率。二、相相組成的表示方法mA－組分A的質(zhì)量，㎏m－混合物的總質(zhì)量，㎏nA－組分A的千摩爾數(shù)，kmoln－混合物的千摩爾數(shù)，kmol氣相：液相：質(zhì)量分率與摩爾分率的關(guān)系：雙組份質(zhì)量分率與摩爾分率的關(guān)系：2．質(zhì)量比與摩爾比質(zhì)量比：混合物中某組分A的質(zhì)量與惰性組分B（不參加傳質(zhì)的組分）

5、的質(zhì)量之比。摩爾比：混合物中某組分的摩爾數(shù)與惰性組分摩爾數(shù)之比。氣相：液相：質(zhì)量分?jǐn)?shù)與質(zhì)量比的關(guān)系：摩爾分?jǐn)?shù)與摩爾比的關(guān)系：3.質(zhì)量濃度與摩爾濃度質(zhì)量濃度：?jiǎn)挝惑w積混合物中某組分的質(zhì)量。摩爾濃度：?jiǎn)挝惑w積混合物中某組分的摩爾數(shù)。質(zhì)量濃度與質(zhì)量分率的關(guān)系：摩爾濃度與摩爾分率的關(guān)系：C－混合物在液相中的總摩爾濃度，kmol/m3；?－混合物液相的密度，kg/m3。理想氣體：4．氣體總壓與理想氣體中組分的分壓總壓與某組分的分壓之間的關(guān)系:摩爾比與分壓之間的關(guān)系:摩爾濃度與分壓之間的關(guān)系:質(zhì)量濃度與分壓之間的關(guān)系:總結(jié)：相組成的表示法質(zhì)量分?jǐn)?shù)：摩爾分?jǐn)?shù)：質(zhì)量比：摩爾比：質(zhì)量濃度：摩爾濃度：例1：在

6、一常壓、298K的吸收塔內(nèi)，用水吸收混合氣中的SO2。已知混合氣體中含SO2的體積百分比為20%，其余組分可看作惰性氣體，出塔氣體中含SO2體積百分比為2%，試分別用摩爾分?jǐn)?shù)、摩爾比和摩爾濃度表示進(jìn)、出塔氣體中SO2的組成。解：混合氣可視為理想氣體，以下標(biāo)1表示進(jìn)塔氣體狀態(tài)，2表示出塔氣體狀態(tài)。（a）摩爾分?jǐn)?shù)y1y2（b）摩爾比（c）摩爾濃度例2：空氣中含有四氯化碳(CCl4)蒸氣，由101.3kPa、293K壓縮到1013kPa后通入冷卻-冷凝器，測(cè)得313K下CCl4冷凝，混合氣出冷凝器時(shí)的溫度為300K,求：(1)壓縮前及冷凝前、后，CCl4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、質(zhì)量比和摩爾濃度；(2)CCl

7、4蒸氣冷凝的百分率。（四氯化碳的飽和蒸汽壓數(shù)據(jù)如下）T/K273283288293300313p0/kPa4.497.419.4811.9716.428.0空氣+CCl4101.3kPa，293K壓縮空氣+CCl41013kPa冷凝器冷卻300K求：(1)壓縮前及冷凝前、后，CCl4的質(zhì)量分率、比質(zhì)量分率和摩爾濃度；(2)CCl4蒸氣冷凝的百分率?？諝?CCl4P1=101.3kPa，293K，V1空氣+CCl4P2=1