当前位置:文档之家› 8.1 传质过程导论

8.1 传质过程导论


工业典型应用: 乙醇—水溶液的蒸馏生产富集的乙醇;
氨-水溶液的蒸馏生产富集的氨气。
天然石油的蒸馏分离各种馏分产品。
8.1 工业生产中的传质过程 二、相似传质过程间的对比
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
(1)吸收与精馏
气相 液相 液相 汽相
B+A A
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
解:气体温度从293K至313K过程中无CCl4 冷凝, 故CCl4的质量分数、质量比相同。又由于空气质量 一直不变,故质量比:
mA p1 M 1 28 154 w 0.1509 mB P p1 M 1013 28 29
吸收
S+A
A A
A+B
A+B
B
脱吸
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
(2)增湿、减湿与结晶
气相

液相
固相
B+A A
减湿
A(水)
S+A A
结晶
A( S+A )
A
增湿
A
溶解
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
y1 0.2
(b)摩尔比
y2 0.02
y1
y1 0.2 Y1 0.25 1 y1 1 0.2
y2 0.02 Y2 0.02 1 y2 1 0.02
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
(c)摩尔浓度
p A1 py1 101 .3 0.2 20.26kPa
wA M A wA M A wB M B wN M N
8.1 工业生产中的传质过程
(2)质量比和摩尔比
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
质量比:混合物中某组分A的质量与惰性组分B(不 参加传质的组分)的质量之比。 质量比与质量分数间 mA 的关系?摩尔比与摩 w mB 尔分数之间的关? 摩尔比:混合物中某组分A的摩尔数与惰性组分B (不参加传质的组分)的摩尔数之比。
nA xA n
摩尔分数:在混合物中某组分的摩尔数nA占混合物 总摩尔数n的分率。
nA 气相: y A n
液相:
8.1 工业生产中的传质过程
质量分数与摩尔分数的关系:
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
nA nA xA n n A nB n N mA M A m A M A mB M B m N M N
气相
B+A
C+A A
干燥
8.1 工业生产中的传质过程
差异来分离或提纯物质的传质过程。
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
(g)精馏 ——利用液体混合物中各组分挥发度的
液相
汽相
A+B
A
A+B
B
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
气体293K与313K时体积变化关系:
P1V1 P2 V2 T1 T2
101.3 V1 1013 V2 293 313
V1 9.36V2
n A1 n A2 0.0107 3 c A1 0.00114 kmol/m V1 9.36V2 9.36
长江大学机械工程学院
出塔气体中含SO2 体积百分比为2%,试分别
用摩尔分数、摩尔比和摩尔浓度表示进、出
塔气体中SO2的组成。
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
解:混合气可视为理想气体, 以下标1表示进塔气体状态,2 表示出塔气体状态。 (a)摩尔分数
y2
nA VA yA n V
School of Mechanical Engineering
B+A
S+A A
浸沥
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
工业典型应用: 用有机溶剂(如己烷)从大豆、花生、葵 花籽等农作物中浸取菜油; 用水从甘蔗和甜菜中浸取可溶蔗糖; 用硫酸从固态矿石中浸取铜。
8.4 板式塔与填料塔
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
长江大学机械工程学院
(3)浸沥与干燥
固相 液相
固相 气相
B+A
S+A A
B+A
C+A A
浸沥
干燥
8.1 工业生产中的传质过程 三、相组成的表示法
(1)质量分数和摩尔分数
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
质量分数:在混合物中某组分的质量占混合物总
质量的分数/百分数。
mA wA m
School of Mechanical Engineering
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
有溢流塔板
受液区
平顶型溢流堰
降液管
开孔区
降液管 溢流装置 平 顶 堰 溢流堰 齿 形 堰
School of Mechanical Engineering
气体出冷凝器时质量比为: m A3 p3 M 1 w3 mB 3 P p3 M
16 .4 154 1013 16.4 29 0.0874
冷凝百分率:
w3 0.0874 1 1 0.421 42 .1% w1 0.1509
B+A
固相
A
吸附
C
A
脱附
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
工业典型应用:
从天然气中除去含硫化合物; 从空气中分离气味物质。 从废水中除去有机物; 从有机物中脱除带色物质等。
8.1 工业生产中的传质过程 (f)干燥
固相
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
p A1 20.26 10 3 c A1 8.18mol / m RT 8.314 298
3
pA2 py2 101 .3 0.02 2.026 kPa
c A2 p A2 2.026 10 3 0.818 mol / m RT 8.314 298
3
School of Mechanical Engineering
CCl4蒸气冷凝的百分率:
气体从313K→300K变化:
空气+CCl4 P2=1013kPa,T2=313K , p2=28kPa , V2 出冷凝器 空气+CCl4 P3=1013kPa,T3=300K, p3=16.4kPa,V3
长江大学机械工程学院
冷凝器冷却
300K
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
初始状态 空气+CCl4 P1=101.3kPa,293K,V1 有CCl4冷凝液前
空气+CCl4 P2=1013kPa,T2=313K , p2=28kPa , V2 出冷凝器
空气+CCl4 P3=1013kPa,T3=300K, p3=16.4kPa,V3
气相
液相
B+A
S+A
A
吸收 脱吸
A
8.1 工业生产中的传质过程 增湿、减湿
气相 水
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
B+A
A(水)
A
减湿
A
增湿
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
工业典型应用:
水吸收空气中的氨气; 碱溶液吸收烟道气中SO2; 气体的增湿和减湿;
T/K 273 283 p0/kPa 4.49 7.41
288 293 300 313 9.48 11.97 16.4 28.0
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
空气+CCl4 101.3kPa,293K
压缩
空气+CCl4 1013kPa
求: (1)压缩前及冷凝前、后, CCl4 的质量分率、比质量分率 和摩尔浓度; (2)CCl4蒸气冷凝的百分率。
8.1 工业生产中的传质过程
长江大学机械工程学院
School of Mechanical Engineering
(b)液-液萃取 ——利用液体混合物中各组分对溶
剂溶解度的差异来分离或提纯物质的传质过程。
液相
液相
B+A A
萃取
S+A
相关主题