第八章 传质过程导论精选文档.ppt

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1、第八章第八章 传质过程导论传质过程导论1本讲稿第一页，共二十二页教材教材谭天恩等谭天恩等,化工原理化工原理（下册）（第（下册）（第3版），北京版），北京:化学工业出版化学工业出版社社.2006.参考资料参考资料 1、姚玉英等，、姚玉英等，化学原理化学原理（下册）（下册）（第（第2版）天津版）天津:天津科学技天津科学技术出版社术出版社.2005.2、陈敏恒陈敏恒等等，化工原理化工原理（下（下册册）（第）（第3版）北京：化学工业出版）北京：化学工业出版社，版社，2005.3、丁忠伟等，化工原理学习指导北京、丁忠伟等，化工原理学习指导北京:化学工业出版社化学工业出版社.2006竞赛竞赛2本讲稿第二页

2、，共二十二页第八章传质过程导论4第九章气体吸收10第十章蒸馏14第十一章气液传质设备4第十二章液-液萃取6第十三章固体物料的干燥8总复习2学时安排总学时 48授课 44习题课 43本讲稿第三页，共二十二页考核方式考核方式：平时平时(作业、报告、考勤、课堂提问和小测验作业、报告、考勤、课堂提问和小测验)20-30%;期末统考期末统考（闭卷（闭卷)70-80%;答疑时间和地点答疑时间和地点：周二下午周二下午3 3：00004 4：30,30,化工楼化工原理教研室化工楼化工原理教研室312312交作业时间交作业时间:每周一上课前每周一上课前多媒体课件网址多媒体课件网址：教育在线：教育在线4本讲稿第四

3、页，共二十二页上册上册非均相物系：非均相物系：含尘气体、悬浮液含尘气体、悬浮液(分散相、连续相分散相、连续相)非均相物系分离依据物理性质的差别非均相物系分离依据物理性质的差别,将不同的相分开将不同的相分开非均相物系分离机械法（沉降和过滤）非均相物系分离机械法（沉降和过滤）问题问题：（1 1）酒精混合液分离？）酒精混合液分离？（2 2）苯和甲苯混合液分离？）苯和甲苯混合液分离？（3 3）从空气中制取指定纯度的）从空气中制取指定纯度的O O2 2、N N2 2、ArAr等？等？（4 4）在石油炼制中，将原油分为汽油、煤油、柴油、）在石油炼制中，将原油分为汽油、煤油、柴油、润滑油等一系润滑油等一系列

4、产品？列产品？（5 5）合成氨原料气含有）合成氨原料气含有H H2 2、N N2 2、COCO及及COCO2 2等，脱除等，脱除COCO2 2v 均相物系均相物系:各处均匀、无相界面各处均匀、无相界面(具有均一物理和化学性质的体系)5本讲稿第五页，共二十二页目录目录第八章第八章 传质过程导论传质过程导论 第一节第一节 概述概述 一、化工生产中的传质过程 二、相平衡 三、相组成的表示方法 四、传质方式 第二节第二节 分子扩散分子扩散-在吸收中讲授在吸收中讲授 一、菲克定律 二菲克定律的另一种常用形式 三双组分、一维稳态分子扩散举例6本讲稿第六页，共二十二页目录目录第三节第三节 对流传质对流传质-

5、在吸收中讲授在吸收中讲授 一、对流传质机理分析 二、膜模型 三、传质模型简介 四、对流传质方程 五、对流传质系数经验式第四节第四节 传质设备简介传质设备简介一、传质设备的分类与性能要求二、典型的传质设备7本讲稿第七页，共二十二页第八章第八章 传质过程导论传质过程导论利用某种性质利用某种性质分离过程在全厂的设备投资费和操作费上占很大比重。对一典型的化工厂，分离设备的投资占60-70，分离过程的能耗约占30。转下页转下页-在浓度差、温度差、压力差在浓度差、温度差、压力差等推动力作用下，从一处向另一处等推动力作用下，从一处向另一处的转移过程。包括相内传质和相际的转移过程。包括相内传质和相际传质两类。

6、传质两类。8本讲稿第八页，共二十二页可被可被利用利用于分于分离的离的性质性质物理化学生物学力学性质密度、表面张力、尺寸、质量等密度、表面张力、尺寸、质量等如重力沉降、过滤如重力沉降、过滤热力学性质熔点、沸点、临界点、转变点、蒸汽压、熔点、沸点、临界点、转变点、蒸汽压、溶解度、分配系数等。如吸收、精馏溶解度、分配系数等。如吸收、精馏电、磁性质电导率、介电常数、迁移率、电导率、介电常数、迁移率、电荷、淌度、磁化率等电荷、淌度、磁化率等输送性质扩散系数、分子飞行速度扩散系数、分子飞行速度反应速度性质反应速度常数反应速度常数热力学性质反应平衡常数、化学吸附平衡常数、反应平衡常数、化学吸附平衡常数、离解

7、常数、电离电位离解常数、电离电位生物学亲和力、生物学吸附平衡、生物学反应速度常数生物学亲和力、生物学吸附平衡、生物学反应速度常数返回上页9本讲稿第九页，共二十二页第一节第一节 概述概述一、化工生产中的常规分离方法一、化工生产中的常规分离方法10本讲稿第十页，共二十二页第一节第一节 概述概述二、相平衡二、相平衡与热平衡不同之处：与热平衡不同之处：达达 到到 相相 平平 衡衡 时时，一一 般般 两两 相相浓度不相等。浓度不相等。相相平平衡衡属属动动态态平平衡衡-达达到到相相平平衡衡时时，传传质质过过程程仍仍在在进进行行，只只不不过过通通过过相相界界面面的的某某一一组组分分的的净净传传质质量量为零。

8、为零。-相际间传质的最终状态相际间传质的最终状态 11本讲稿第十一页，共二十二页第一节第一节 概述概述三、相组成的表示方法三、相组成的表示方法转下页12本讲稿第十二页，共二十二页思考思考1：双组分均相物系（双组分均相物系（A、B）的摩尔分数之和等于多少？质）的摩尔分数之和等于多少？质量分数之和呢？量分数之和呢？思考思考2：xA与与wA的关系？的关系？思考思考3：双组分均相物系中，双组分均相物系中，x与与X的关系？的关系？w与的与的关系？关系？思考思考4：xA与与cA的关系？的关系？wA与与 A的关系？的关系？返回上页13本讲稿第十三页，共二十二页思考思考5：cA与与 A的关系？的关系？思考思考

9、6：对理想气体，对理想气体，c与与p的关系？的关系？y与与p？与与p？返回第7页14本讲稿第十四页，共二十二页第一节第一节 概述概述四传质方式四传质方式传质的两种方式传质的两种方式分子扩散分子扩散对流传质（给质过程）对流传质（给质过程）-发生在静止流体、层流流动的流体中，发生在静止流体、层流流动的流体中，靠分子运动进行的。靠分子运动进行的。-发生在湍流流动的流体中，发生在湍流流动的流体中，靠流体微团的脉动进行的。靠流体微团的脉动进行的。返回目录15本讲稿第十五页，共二十二页一、传质设备的分类、性能要求传质设备气液传质设备按所处理物系相态分类液液传质设备气固传质设备液固传质设备传质设备按两相的接

10、触方式分类逐级接触式设备微分接触式设备按促使两相混合与接触动力分类传质设备无外加能量式设备有外加能量式设备第四节 传质设备简介16本讲稿第十六页，共二十二页v单位体积中，两相的接触面积应尽可能大对传质设备的基本要求v两相分布均匀，避免或抑制沟流、短路及返混等 现象发生v流体的通量大，单位设备体积的处理量大v流动阻力小，运转时动力消耗低 v操作弹性大，对物料的适应性强 v结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行安全 可靠 17本讲稿第十七页，共二十二页（一）板式塔 板式塔为逐级接触式的气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。板式塔的结构 1.壳体2.塔板3.溢流堰

11、4.受液盘5.降液管板式塔液相连续相汽相分散相二、典型的传质设备二、典型的传质设备18本讲稿第十八页，共二十二页筛孔塔板示意图 1.筛孔2.鼓泡层3.泡沫层4.降液管19本讲稿第十九页，共二十二页 填料塔为连续接触式的气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、液体分布器、填料支承板、塔填料、填料压板及液体再分布装置等部件构成。1.塔壳体；2.液体分布器；3.填料压板；4.填料；5.液体再分布器；6.填料支承板。填料塔结构示意图填料塔液相连续相气相分散相（二）填料塔20本讲稿第二十页，共二十二页与板式塔相比，填料塔具有以下特点：v 生产能力大v侧线进料和出料较难v 压力降小，持液量小v 操作弹性大v 分离效率高v 造价较高v 易堵塞21本讲稿第二十一页，共二十二页1、在总压、在总压101.3kPa及温度及温度20下下,100g水中含水中含NH31g时时,液面上（气液面上（气相中）相中）NH3的平衡分压为的平衡分压为800Pa;求用各种组成表示气液两相的相求用各种组成表示气液两相的相平衡关系。平衡关系。2、传质的两种方式、传质的两种方式、。3、传质设备按两相的接触方式分、传质设备按两相的接触方式分、，通常是、通常是、。22本讲稿第二十二页，共二十二页