超 滤
膜分离
反渗透 渗 析
点渗析
三、传质分离方法
（2）场分离 场分离是指在外场（电场、磁场等）作用下， 利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离 的单元操作过程。
电 泳
场分离
热扩散 高梯度磁场分离
三、传质分离方法
钕铁硼永磁场
磁化精馏实验装置
三、传质分离方法
3.分离方法的选择 分离方法选择的原则
mA wA m
混合物的总质量分数
i 1
wi 1
N
二、质量分数与摩尔分数
2.摩尔分数 摩尔分数定义式
xA
N
nA n
液相
yA
nA n
气相
混合物的总摩尔分数
i 1
xi 1
i 1
yi 1
N
二、质量分数与摩尔分数
质量分数与摩尔分数的关系 由质量分数 求摩尔分数
xA
增湿 （减湿）
三、传质分离方法
（2）汽液传质过程 汽液传质过程是指物 质在汽、液两相间的转移， 该汽相是由液相经过汽化 而得，它主要包括蒸馏 （或精馏）单元操作过程。 蒸馏 （精馏）
三、传质分离方法
（3）液液传质过程
液液传质过程是指 物质在两个不互溶的液 相间的转移，它主要包 括液体的萃取等单元操 作过程 。
作业题: 1、2
第七章 传质与分离过程概论
7.1 概述 7.2 质量传递的方式与描述 7.2.1 分子传质（扩散）
一、分子扩散现象与费克定律
1.分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递 现象—分子传质。
分子传质又称为分子扩散，简称为扩散 分子传质在气相、液相和固相中均能发生
播放动画31：分子扩散现象
根据不同 组分在各 相中物性 的差异， 使某组分 从一相向 另一相转 移：相际 传质过程
实现均相物系的分离 相际传质过程
均相物系分离
二、相际传质过程与分离
示例：空气和氨分离 空气
水
吸 收 塔
空气＋氨 氨水
三、传质分离方法
1.平衡分离过程 （1）气液传质过程 气液传质过程是指物 质在气、液两相间的转移， 它主要包括气体的吸收 （或脱吸）、气体的增湿 （或减湿）等单元操作过 程。 吸收 （脱吸）
吸附 （脱附）
干燥
三、传质分离方法
平衡常数（分配系数）
K i yi / xi
分配因子
分在两相中的组成
x i 、 y i 分别表示组
ij K i / K j
通常将K值大的当作分子，故一般大于1。当 偏离1时，便可采用平衡分离过程使均相混合物得 以分离，越大越容易分离。
三、传质分离方法
2.速率分离过程 （1）膜分离 膜分离是指在选择性透过膜中，利用各组分 扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作 过程。
AB
三、液体中的稳态分子扩散
2.一组分通过另一停滞组分的扩散 参照气体中的一组分通过另一停滞组分的扩散 过程，可写出
NA
或
D c
AB 总
NA
zc BM D c zx BM
(c A1 c A 2 ) ( x A1 x A 2 )
AB 总
三、液体中的稳态分子扩散
其中
c BM
目的产物
二、相际传质过程与分离
非均相物系分离 可通过机械方法分离，易实现分离。 分离 过程 例 气－固分离：沉降 液－固分离：过滤 均相物系分离 不能通过简单的机械方法分离，需通过 某种物理（或化学）过程实现分离，难 实现分离。
二、相际传质过程与分离
均相物系的分离方法 均相物系 某种过程 两相物系
《化 工 原 理》
（下 册）
制作人：贾绍义
学 时 安 排
第七章 第八章 第九章 传质与分离过程概论 气体吸收 蒸馏 6 12 16 8 2 总学时 56 授课 习题课 50 4
第十章
液-液萃取和液-固浸取 6
第十一章 固体物料的干燥 第十二章 其他分离方法
期中考试 2
教 材

柴诚敬主编 普通高等教育“十五”国家级规划教材
2.一组分通过另一停滞组分的扩散 设由A、B两组分组成的二元混合物中，组分A 为扩散组分，组分B为不扩散组分（称为停滞组 分），组分A通过停滞组分B进行扩散。 吸收操作 液相
N NB＝0
A 相界面－－－－－－－－－－－－－
气相
溶质
惰性组分B
二、气体中的稳态分子扩散
对于组分A通过停滞组B的扩散
NB= 0
一组分通过另一 停滞组分的扩散
二、气体中的稳态分子扩散
求解可得
NA
D c z
AB 总
ln
c c A2
总
c c A1
总
或NA D NhomakorabeaAB 总
p
RTz
ln
p p A2
总
p p A1
总
二、气体中的稳态分子扩散
由于扩散过程中总压不变
p B1 p p A1
总
pB 2 p p A2
一、分子扩散现象与费克定律
相界面
气相（A＋B）
液相 S
N A J Ny
A
B
A
JA
主体 Ny A u m 流动 Ny B
NA NB 0
N B J Ny 0
B
J
B
Ny
B
JB
二、气体中的稳态分子扩散
1.等分子反方向扩散 设由A、B两组分组成的二元混合物中，组 分A、B进行反方向扩散，若二者扩散的通量相 等，则称为等分子反方向扩散。 蒸馏操作 气相
wA / M A
i 1
wi / M
N
i
由摩尔分数 求质量分数
wA
xAM A
i 1
xi M
N
i
三、质量比与摩尔比
1.质量比
质量比的定义式
XA
mA m mA
质量比与质量分数的关系
XA
wA 1 wA
wA
XA 1 X A
三、质量比与摩尔比
2.摩尔比 摩尔比的定义式
XA
D
(2) z = z2
求解得
NA JA
AB
z z 2 z1
z
( c A1 c A 2 )
二、气体中的稳态分子扩散
当扩散系统处于低压时，气相可按理想气体混 合物处理，则
cA
据此得
pA
RT
D
AB
NA JA
RTz
( p A1 p A 2 )
二、气体中的稳态分子扩散
一、分子扩散现象与费克定律
对于两组分扩散系统
J J J
A
B
0
c c c 常数
总 A B
微分得 故此得
dc A dcB 0 dz dz
D AB D BA
一、分子扩散现象与费克定律
3.总体流动现象 示例：用水吸收空气中的氨 设由A、B组成的二元气体混合物，其中 A为溶 质，可溶解于液体中，而B不能在液体中溶解。这 样，组分A可以通过气液相界面进入液相，而组分 B不能进入液相。由于 A分子不断通过相界面进入 液相，在相界面的气相一侧会留下“空穴”。根据 流体连续性原则，混合气体会自动地向界面递补， 这样就发生了A、B 两种分子并行向相界面递补的 运动，这种递补运动就形成了混合物的总体流动。
难挥发组分
N
A
相界面－－－－－－－－－－－ 液相
NB
易挥发组分
二、气体中的稳态分子扩散
对于等分子反方向扩散
NA=－NB
因此得
N=NA+NB=0
故此得
N A J A D
dc A
AB
dz
等分子反方向扩散
二、气体中的稳态分子扩散
边界条件 (1) z = z1
cA = cA1 ( pA = pA1 ） cA = cA2 ( pA = pA2 ）
i
一、质量浓度与物质的量浓度
2.物质的量浓度
物质的量浓度定义式
nA cA V
c ci
总 i 1 N
kmol /m3
混合物的总物质的量浓度
一、质量浓度与物质的量浓度
质量浓度与物质的量浓度的关系
c
总


总
M
M xi M i
平均摩尔质量
cA

A
MA
二、质量分数与摩尔分数
1.质量分数 质量分数定义式
总
p p
总
BM
p /p
总
BM
1
NA
p /p p /p
总
BM
～
1
～ 总体流动影响
BM
N A J A 无总体流动
三、液体中的稳态分子扩散
1.等分子反方向扩散 参照气体中的等分子反方向扩散过程，可写出
NA
D
AB
z
( c A1 c A 2 )
z z 2 z1
D —组分A在溶剂B中的扩散系数，m2/s
c B 2 c B1 c ln
B2 B1
停滞组分 B 对数平均物 质的量浓度
c
x BM
x B 2 x B1 x ln
B2 B1
停滞组分 B 对数平均摩 尔分数
x
四、扩散系数
1.气体中的扩散系数 通常，扩散系数与系统的温度、压力、浓度以 及物质的性质有关。对于双组分气体混合物，组分 的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力 的函数。气体扩散系数可从有关资料中查得，某些 双组分气体混合物的扩散系数列于附录一中。气体 中的扩散系数，其值一般在 1 10 4 ~ 1 10 5 m2/s 范 围内。