传质过程的渗透论

传质分离过程原理传质分离是一种利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异而对其进行分离的工艺。

它在化工、制药、食品等领域中得到广泛应用。

传质分离过程主要包括溶剂萃取、吸附、膜分离等方法，以下将详细介绍这几种方法的原理。

1.溶剂萃取。

溶剂萃取是一种通过溶剂对待分离物进行组分分布的过程。

它利用不同物质在溶剂中的溶解度差异，通过调整操作条件来实现物质的分离。

溶剂萃取的原理是将混合物溶解在适宜的溶剂中，然后加入萃取剂与混合物中的组分发生反应，形成混合物中不同组分的溶剂萃取化合物。

通过不同的操作条件，如温度、压力、pH值等来实现物质的分离。

溶剂萃取广泛应用于分离提纯金属离子、有机物等。

2.吸附。

吸附是一种利用吸附剂对待分离物进行吸附和解吸过程的分离方法。

其原理是根据不同物质在吸附剂表面的吸附性能差异，通过将混合物通过吸附剂来实现物质的分离。

吸附剂常用的有活性炭、分子筛等。

吸附分离的过程通常包括两个阶段，即吸附阶段和解吸阶段。

在吸附阶段，混合物通过吸附剂时，各个组分根据其在吸附剂表面的亲和力发生吸附，并在吸附剂上形成吸附相；在解吸阶段，通过改变操作条件，如温度、压力等，使被吸附的物质从吸附剂上解吸到溶液中，从而实现物质的分离。

3.膜分离技术。

膜分离是利用半透膜对混合物中组分进行分离的方法。

半透膜是一种具有选择性传递性能的材料，可以选择性地传递其中一种或几种组分，而阻止其他组分通过。

常用的膜分离技术包括渗透膜、离子交换膜和渗流膜等。

膜分离的原理主要包括渗透压差、电荷排斥和分子筛效应。

在渗透压差方面，通过通过半透膜形成的渗透压差来实现物质的传递与分离；在电荷排斥方面，通过半透膜上的电荷作用来实现电荷相同的离子的分离；在分子筛效应方面，通过半透膜上的孔径大小来实现分子大小的分离。

综上所述，传质分离是一种通过利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异实现物质的分离的过程。

不同的传质分离方法有着不同的原理，通过调整操作条件来实现物质的分离。

正渗透原理及分离传质过程浅析王亚琴;徐铜文;王焕庭【摘要】正渗透是一种新兴的膜分离技术,因其低能耗、抗污染、对污染物截留能力广等的潜力,在脱盐、废水处理、农业和电力等领域的应用前景备受瞩目.本文介绍了正渗透概念和原理,通过正渗透传递过程的现象学模型,对浓差极差极化与质量传递的关系作出分析,提出了强化正渗透传质过程的一些建议.%Forward osmosis (FO) is an emerging technology that has attracted numerous attention for its potential applications in many areas, such as desalination, waste water treatment, agriculture, and power generation. FO has shown many advantages over reverse osmosis process in terms of low energy consumption, high rejection of a wide range of contaminants and lower fouling tendency. In this paper the concept and mechanism of FO are presented, and the calculation and determination of the osmotic pressure of solution are discussed. The relationship between concentration polarization and mass transport through the FO membrane on the phenomenological model is analyzed. Some strategies about the enhancement of mass transfer processes of FO operation are suggested. The opportunities and challenges exist side by side in the development of FO technology.【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2013(064)001【总页数】9页(P252-260)【关键词】正渗透;渗透机理;浓差极化;质量传递【作者】王亚琴;徐铜文;王焕庭【作者单位】中国科学技术大学化学与材料科学学院功能膜实验室,安徽合肥230026;安徽建筑工业学院材料与化学工程学院,安徽合肥230022;中国科学技术大学化学与材料科学学院功能膜实验室,安徽合肥230026;蒙那士大学化工系,澳大利亚维多利亚3800【正文语种】中文【中图分类】TQ0288引言水和能源的短缺促使人类必须考虑发展更多突破传统自然资源限制的技术，而现在苦咸水或海水脱盐制备生产和生活用水过程需要较高的能耗，这种依赖一种资源的消耗换取另一种资源的方式显然有待改进。

总结渗透作用渗透作用是指液体通过多孔介质或薄膜而发生传质的过程。

它广泛应用于化工、环境工程、材料科学等领域。

渗透作用的研究和应用对于提高物质的分离纯度、净化环境、改善材料性能等方面具有重要意义。

渗透作用原理渗透作用的原理是液体在多孔介质或薄膜中传质的驱动力来自于浓度差。

当有浓度差存在时，溶液中的溶质分子会向低浓度区域扩散，从而使得溶质分子在多孔介质或薄膜中传输。

渗透作用可分为正渗透作用和逆渗透作用。

正渗透作用是指溶液中溶质分子向低浓度溶液扩散，从而使得溶质分子在多孔介质或薄膜中传输。

逆渗透作用是指溶液中溶质分子向高浓度溶液扩散，从而使得溶质分子在多孔介质或薄膜中传输。

渗透作用的方向和强度受到多种因素的影响，如浓度差、压力差、温度等。

渗透作用的应用1. 分离纯度提高在化工工艺中，渗透作用被广泛应用于分离纯度提高的过程中。

例如，在海水淡化领域，逆渗透膜技术是一种常用的海水淡化方法。

通过逆渗透膜，可以将海水中的溶质分子从高浓度区域传输到低浓度区域，从而实现水的分离纯度提高。

此外，渗透作用还可以应用于溶液中的离子交换、化学反应等分离纯度提高的过程。

2. 环境净化渗透作用在环境工程中也具有重要应用。

例如，在地下水的污染修复中，可通过渗透作用将地下水中的污染物分子从高浓度区域传输到低浓度区域，实现地下水的净化。

此外，渗透作用还可以应用于废水处理、有害气体排放控制等环境净化方面。

3. 改善材料性能渗透作用在材料科学中也有着广泛的应用。

例如，在聚合物材料的制备中，通过渗透作用可以实现聚合物的交联，从而改善材料的机械性能、耐热性能等。

此外，渗透作用还可以应用于纳米材料的制备、薄膜材料的改性等方面。

渗透作用的研究进展渗透作用的研究进展主要体现在以下几个方面：1.渗透作用模型的建立和优化：通过建立渗透作用的数学模型，可以定量描述渗透作用的过程和特性，从而指导实际应用中的操作和优化设计。

2.渗透作用材料的开发和优化：通过改变多孔介质的结构和材料的性质，可以提高渗透作用的效率和选择性，以适应不同应用领域的需求。

化学工程中的传质过程传质是化学工程中的重要过程之一，它涉及物质在不同相之间传递的过程。

在化学工程中，传质过程是实现各种反应以及分离纯化的关键步骤之一。

本文将介绍传质的基本原理、传质过程的分类以及传质操作在化学工程中的应用。

一、传质的基本原理传质是指物质在空间中由高浓度区域向低浓度区域的传递。

在化学工程中，传质可以通过扩散、对流和反应来实现。

扩散是指物质由浓度较高的区域向浓度较低的区域通过分子运动的方式传递。

对流是指物质在流体中由于流体的运动而传递，可以通过外加压力差或者液体搅拌等方式实现。

反应传质是指在化学反应过程中，反应物和产物通过扩散和对流的方式进行传递。

二、传质过程的分类根据传质方法的不同，传质过程可以分为气体传质、液体传质和固体传质三种。

1. 气体传质气体传质是指气体在不同相之间的传递过程。

在化学工程中，气体传质通常通过气体的扩散来实现。

扩散系数是气体传质研究中的重要参数，它与物质本身的性质、传质介质的性质以及温度等因素有关。

气体传质在化学工程中的应用广泛，例如在气体吸附、蒸馏和气体分离等领域都有重要的应用。

2. 液体传质液体传质是指液体在不同相之间的传递过程。

在化学工程中，液体传质通常通过扩散和对流的方式来实现。

液体传质过程中的重要参数是质量传递系数，它与溶质的性质、传质介质的性质以及温度等因素有关。

液体传质在化学工程中的应用广泛，例如在溶剂萃取、萃取精馏和浸出等工艺中都有重要的应用。

3. 固体传质固体传质是指固体在不同相之间的传递过程。

在化学工程中，固体传质通常通过扩散和渗透的方式来实现。

固体传质过程中的重要参数是固体的扩散系数和扩散路径的长度。

固体传质在化学工程中的应用广泛，例如在膜分离、吸附和离子交换等工艺中都有重要的应用。

三、传质操作在化学工程中的应用传质操作在化学工程中广泛应用于反应器设计、分离纯化以及废水处理等领域。

下面将以蒸馏过程为例介绍传质操作在化学工程中的应用。

蒸馏是一种常用的分离纯化方法，它通过液体的汽化和凝结来实现混合物组分之间的分离。

液相传质的三种方式液相传质是指物质通过溶液或液态介质在单位时间内传输的过程。

液相传质通常参与化学反应、生物代谢等诸多领域，是化工、生物工程、环境工程等领域的重要内容。

液相传质的方式包括对流传质、扩散传质和渗透传质。

本文将逐一介绍这三种方式，分析其原理、特点和应用。

一、对流传质对流传质是指物质在液体介质中通过流体流动的方式进行传输。

在对流传质过程中，物质迁移的主要机制是由于流体的不均匀分布导致的扩散效应。

对流传质通常发生在流体的流动状态下，如水流、液态介质的搅拌等。

1.原理和特点对流传质的传输速度很快，能够较快地将物质从一处输送到另一处。

在大多数情况下，对流传质是通过流体本身的流动来实现的，所以其传播速度受到流速、流态等因素的影响。

此外，对流传质由于流体的不均匀分布，传输效果往往较好，且能够有效地提高溶质的浓度差，从而增加了质传递效率。

2.应用对流传质在工业生产、环境治理等方面应用广泛。

例如，在化工生产中，对流传质可以通过搅拌容器、管道输送等方式实现；在环境工程中，通过水流、空气流动等途径可以促进溶质的传输，加快环境中污染物的分解和迁移。

二、扩散传质扩散传质是指物质在液相介质中由高浓度处向低浓度处的迁移过程。

扩散是分子热运动的结果，是由于溶质分子在液体中的随机运动而产生的局部浓度差，从而导致物质的迁移。

1.原理和特点扩散传质的传输速度较慢，迁移距离较短。

在绝大多数情况下，扩散传质是由溶质分子由高浓度处向低浓度处进行随机运动实现的。

扩散传质受到溶质浓度差、温度、扩散系数等因素的影响。

此外，扩散传质在流体闭合系统中尤为常见，如通气管道、密闭容器内等。

2.应用扩散传质在生物工程、环境工程等领域有诸多应用。

比如在生物细胞内，通过细胞膜的扩散作用，可以实现代谢产物和营养物质的传输；在大气环境中，通过扩散可以促进空气中氧气、二氧化碳等气体的混合与传播。

三、渗透传质渗透传质是指在液体介质中，溶质由高浓度处向低浓度处通过渗透作用进行传输的过程。

化工传递原理总结引言化工传递原理是化工工程中一项重要的基础理论，研究物质在化工过程中的传递过程。

化工过程中，物质的传递常常包括传质、传热和传动三个方面。

本文将对传质、传热和传动的基本原理进行总结和分析。

一、传质的基本原理传质是指物质在一个相对浓度差异的系统中，在分子热运动的作用下，从高浓度区向低浓度区的传递过程。

传质过程主要受到浓度差、扩散系数、物质运动距离和物质界面的影响。

1. 扩散扩散是物质在浓度梯度作用下，由高浓度区向低浓度区传递的过程。

扩散速率可以用扩散通量表示，扩散通量与浓度差和物质扩散系数成正比。

扩散系数与温度、物质性质以及介质的孔隙度和湿度有关。

2. 对流对流是指物质通过流体介质的传递过程，在流体流动的作用下，物质被带动从高浓度区传递到低浓度区。

对流传质过程中，流体的流动方式可以是强迫对流或自然对流。

对流传质速率与流体流动速度、浓度差和传质界面的接触面积等因素有关。

3. 吸附吸附是物质在表面上被吸附或解吸附的过程。

吸附传质过程受到物质在表面上的吸附力和解吸力的影响。

吸附过程中的吸附速率可以通过吸附量与时间的变化关系来描述。

4. 渗透渗透是指溶液在半透膜上的传递过程。

在渗透过程中，溶剂通过半透膜从低浓度溶液传递到高浓度溶液。

渗透过程中主要受到溶质浓度差、温度和半透膜的透过性能的影响。

二、传热的基本原理传热是指热量从高温区向低温区传递的过程。

传热过程可以通过传导、对流和辐射三种方式进行。

1. 传导传导是指物质中热量通过分子间的相互碰撞和传递。

在传导过程中，热量的传递速率与传导系数、温度差和传热界面的形状和尺寸有关。

不同物质的传导系数不同，传导系数与物质的导热性能有关。

2. 对流对流传热是指流体介质中热量通过流体的流动传递。

对流传热可以分为自然对流和强迫对流两种。

对流传热过程中，热传导通过流体的流动增强，从而加快了传热速率。

3. 辐射辐射是指热量通过电磁波的辐射传递。

辐射传热是一种无需介质传递的传热方式，可以在真空中传递。

化学渗透学说化学渗透学说（Chemical Permeation Theory）是指有关渗透作用的化学机制的研究。

化学渗透学说广泛应用在化学工业和生物科学领域，以研究各种物质在渗透过程中的动力学和机理为主要目的。

在工业生产中，化学渗透学说可以有效地解决物质渗透、传质和反应等问题。

下面将详细介绍化学渗透学说的概念和应用。

一、概念化学渗透学说是指一些物理和化学机制，其中包括扩散、吸附、反应、分子间作用力等，这些机制可以影响物质在渗透过程中的传输速度、方向和路径等。

该学说的理论基础是扩散方程式和分子间作用力理论。

扩散方程式描述了物质在不同条件下传输的速度和方向；而分子间作用力理论则研究了分子之间的相互作用和影响，以及它们对渗透作用的影响。

化学渗透学说的研究对象包括气体、液体和固体等各种状态的物质。

其中，液体和气体的渗透行为相对较为常见，因此针对液体和气体的渗透研究比较深入和广泛。

渗透过程中，物质的扩散性质和分子间作用力都会对渗透速度和方向产生影响。

一般地，分子间作用力越强，渗透速度越慢。

二、应用1. 物理性质的研究化学渗透学说可以用于研究物质的物理性质。

例如，研究不同温度和压力下物质的扩散系数，可以了解物质在不同条件下传输速度和方向的变化规律。

另外，研究不同物质之间的分子间作用力，可以了解不同物质的渗透性质。

2. 材料的选型与设计在工业生产中，化学渗透学说可以帮助工程师选定合适的材料和设计合理的结构。

例如，研究不同材料在不同条件下的渗透性质，可以选择合适材料以达到最优的渗透效果。

另外，通过研究不同结构的材料，可以设计出最有利于渗透的结构。

3. 工业过程的优化化学渗透学说可以用于提高工业生产效率和降低成本。

例如，通过研究反应过程中物质的渗透速度和方向，可以优化反应条件以提高反应效率。

另外，研究渗透过程中的传质性质，可以优化物料输送过程和降低物质损耗。

4. 生物科学领域的应用化学渗透学说在生物科学领域的应用也比较广泛。

渗透汽化的传质机理
1渗透汽化的传质机理
渗透汽化是一种有效的运输热量的过程，可以用来被用在传质过程中。

当冷凝液——一种较低沸点的物质流动时，它可以渗入热源中汽化。

这样，只要通过冷凝液对质量流动的沉积，就可以向液体传递质量，即传质过程。

汽化时，冷凝液中的质量被拉动到热源中，因为汽化温度比冷凝液更高，热源会自发地把蒸汽中的质量带走，实现向有限资源的传质过程。

这种过程尽管可以产生一种温度的传质热量，对于多组分的传质，仍然可以仅依赖汽化的温度。

此外，还可以实现恒定传质率的传质过程。

恒定传质率意味着物质传递速率是不变的，可以使用热源中的梯度热力来控制物质传质的方式来保持传质率的恒定，这样传质过程就会变得更加稳定。

另外，随着冷凝液的流动速度的增加，汽化的质量传输也会增加。

在汽化的情况下，当流动速度加快时，蒸汽被更快排到热力学不平衡的地方，从而实现快速的传质过程。

总之，渗透汽化是一种可用于传质过程的效果不错的热传递过程，它具有传质热量、可实现恒定传质率和可调流动速率等特点。

渗透现象名词解释渗透现象指的是液体、气体或其他物质通过多孔介质或半透膜等隔离层进入其他介质或系统的过程。

该现象在自然界存在广泛，如水渗透到土壤中、气体渗透到混凝土中等。

在社会科学领域，渗透现象指的是某种思想、观念、文化、技术等在不同领域、组织或群体之间通过传播、交流等逐渐扩散和影响的现象。

渗透现象在物理学中也有重要应用。

通过研究物质在多孔介质中的渗透行为，可以深入理解介质的孔隙结构、渗透性质和传质过程等，为地下水资源开发、油田开发、污染控制等提供科学依据。

此外，渗透现象还在化学、材料科学、环境科学、生物医学等领域得到广泛应用。

在社会科学领域，渗透现象也引起了广泛关注。

经济学家利用渗透理论研究市场竞争、产品创新、技术进步等现象。

社会学家通过研究文化渗透、价值观渗透、组织渗透等现象，揭示了社会变迁、社会转型、社会影响等过程。

渗透现象还在政治学、传媒学、教育学等领域有广泛应用，如国家政策的推广、媒体影响力的传播、教育改革的实施等。

渗透现象是一个复杂的过程，其渗透速率受多种因素影响。

在物理学中，渗透速率受原始浓度差、渗透膜特性、温度、压力等因素的影响。

在社会科学中，渗透速率受传播载体、传播途径、传播环境、传播对象等因素的影响。

例如，新的思想观念通过传媒渠道传播的速度可能会快于通过教育体系传播的速度。

渗透现象在现代社会中的应用极其广泛，它不仅能够扩大知识和信息的传播范围，也能够促进各种资源的合理配置和有效利用。

但同时也存在着一些负面影响，如信息泛滥、思想腐蚀、文化同质化等问题，需要加强监管和管理。

为了更好地应对和利用渗透现象，我们需要深入研究其机制和规律，加强跨学科、社会全局的合作与探讨。

只有有效应对渗透现象，才能更好地推动社会进步和发展。