cB NB JB NM c cB 0 JB NM c cB J B NM c
cA NA JA NM c
cB JA NM c
NA NM
cB cA cA cB NM NM NM c c c
NA NM
dcA cA N A D NA dz c
着浓度降低的方向进行
理想气体：
pA cA RT
dc A 1 dp A = dz RT dz
DAB dpA JA RT dz
分子扩散两种形式：等分子反向扩散，单向扩散。 1．等分子反向扩散及速率方程 (1)等分子反向扩散
T P pA1 pB1 1 T P pA2 2 pB2
JA JB
等分子反向扩散：任一截面处两个组分的扩散速率
以净化。
7.1.2.相组成表示法
1．质量分率与摩尔分率
质量分率：在混合物中某组分的质量占
混合物总质量的分率。 mA wA m 摩尔分率：在混合物中某组分的摩尔数
占混合物总摩尔数的分率。
气相：
nA 液相： x A n
nA yA n
yA yB y N 1
xA xB x N 1
质量之比。 mA aA mB 摩尔比：混合物中某组分的摩尔数与惰 性组分摩尔数之比。
nA 气相：YA nB
nA 液相：X A nB
质量分率与质量比的关系：
aA wA 1 aA
wA aA 1 - wA
摩尔分率与摩尔比的关系：
X x 1 X
x X 1-x
Y y 1 Y
kmol/(m2·s) 。
气相：
D dp A NA= J A RT dz
D NA ( p A1 p A2 ) RTz
液相：
NA= J A DAB
dc A dz
D N A (c A1 c A2 ) z
2．单向扩散及速率方程 （1）总体流动：因溶质Ａ扩散
JA NMcA/c
y Y 1-y
3．质量浓度与摩尔浓度
质量浓度：单位体积混合物中某组分的质量。
mA GA V
摩尔浓度：单位体积混合物中某组分的摩尔数。 nA cA V
质量浓度与质量分率的关系：
GA wA
摩尔浓度与摩尔分率的关系：
cA xA c
c—混合物在液相中的总摩尔浓度，kmol/m3；
—混合物液相的密度，kg/m3。
1.平衡分离过程：借助分离媒介（热能、溶 剂、吸附剂等）使均相混合物系统变为两相 体系。 2.速率分离过程：借助某种推动力（如压力 差、温度差、电位差等）的作用，利用不同 组分扩散速率不同，实现分离。
（1）气体吸收
选择一定的溶剂（外界
引入第二相）造成两相，处理气体 混合物。 （2）液体蒸馏 对于液体混合物加热，
Dc dcA NA c cA dz
——微分式
在气相扩散
pA cA RT
c
p RT
dpA Dp NA RT ( p p A ) dz

z
0
N A dz
pA2
p A1
Dp dpA RT ( p - pA )
点处的扩散通量与该处A的浓度梯度成正比。
J A DAB
dc A dz
JA—组分A扩散速率（扩散通量）， kmol/（m2· s）；
dc A —组分A在扩散方向z上的浓度梯度（kmol/m3）/m； dz
DAB——组分A在B组分中的扩散系数，m2/s。 负号：表示扩散方向与浓度梯度方向相反，扩散沿
总体流 动NM NMcB/c
到界面溶解于溶剂中，造
成界面与主体的微小压差，
NA
使得混合物向界面处的流
动。 （2）总体流动的特点：
JB 1 2
1）因分子本身扩散引起的宏观流动。 2）A、B在总体流动中方向相同，流动速度正比于摩尔 分率。
N MA
cA NM c
N MB
cB NM c
（3）单向扩散传质速率方程
使混合物内部造成两相，利用不同
组分挥发性的差异，使得液体混合
物得以分离。
（3）萃取与浸取
对于液-液混合物或液-
固混合物进行类似气体吸收的分离方
法，利用溶剂中不同组分溶解度的差 异，对组分进行分离。 （4）固体干燥 对含一定湿分的固体提供 一定的热量，使溶剂汽化，利用湿分 压差，使湿分从固体表面或内部转移 到气相，从而将含湿分的固体物料得
大小相等，方向相反。
DAB dpA JA RT dz D BA dp B JB RT dz
总压一定
p p A pB
dp A dp B = dz dz
JA=－JB
DAB=DBA=D
（2）等分子反向扩散传质速率方程
传质速率定义：任一固定的空间位置上， 单位时间
内通过单位面积的物质量，记作N,
7.2.1. 分子扩散
分子扩散现象：
分子扩散：在静止或滞流流体内部，若某一组分存 在浓度差，则因分子无规则的热运动使 该组分由浓度较高处传递至浓度较低处， 这种现象称为分子扩散。
扩散通量：单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截
面积扩散的物质量，J表示， kmol/(m2· s)。 菲克定律：温度、总压一定，组分A在扩散方向上任一
质量分率与摩尔分率的关系：
nA mwA / M A xA n mwA / M A mwB / M B mwN / M N wA /M A wA /M A wB /M B wN /M N
2．质量比与摩尔比 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
4．气体总压与理想气体中组分的分压 总压与某组分的分压之间的关系: 摩尔比与分压之间的关系:
pA pyA
pA YA p pA
nA 压之间的关系:
7.2. 质量传递的方式与描述
7.2.1.分子传质（扩散） 7.2.2.对流传质 7.2.3.相际间的传质
第七章：传质与分离过程概论
主讲人：穆韡
7.1. 概述
7.1.1.传质与分离方法 7.1.2.相组成的表示方法
7.1.1.传质与分离方法
1.传质分离过程：依靠物质从一相到另一 相传递过程，叫传质分离过程。 2.传质分离过程的依据：依据混合物中各 组分在两相间平衡分配不同。
7.1.1.传质与分离方法