第八章 传质过程导论.doc
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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。
●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,用表示。以A、B二组分混合物为例,有
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