化工原理09-传质概论

化工原理总复习
（适用于有机化工、环境工程、 应用化学、精细化工专业）
2020年6月23日
第八章 传质过程概论
第一节 概述 传质定义 分类 四个工具（传质速率方程）
第二节 扩散与单相传质 分子扩散与fick定律 等分子反向扩散、单向扩散 扩散系数 涡流扩散与对流传质
第三节 质量、热量和动量传递的类比
（双膜理论 传质系数） 第四节 吸收设计计算
（操作线方程、最小吸收剂用量、 低浓度气体吸收填料层高度计算） 第五节 传质系数和传质理论 第六节 其他条件下的吸收（非等温、多组分、化学）
第一节 概述
1.1 处理对象 1.2 定义 1.3 吸收剂的选择 1.4 吸收的类型与例子 1.5 吸收与精馏的比较
1.5 吸收与精馏的比较
区别： 精馏操作用加入能量分离剂的方法产生第二相（塔顶冷凝，塔底
再沸加热）；吸收操作是用加入质量分离剂的方法直接得到第二相（ 吸收剂）。
精馏操作可以直接获得较纯净的轻、重组分；吸收操作得到的是含 有溶质的吸收液，要想得到较纯净的溶质，还需要经过第二个分离操 作（如脱吸）。
精馏操作中，液相部分汽化与汽相部分冷凝同时发生，每层板上的 汽、液相都处于接近饱和的温度下，在相界面两侧轻重组分同时地向 着彼此相反的方向传递，二元精馏接近等分子反向扩散过程。而吸收 操作中，液相温度远远低于沸点，溶剂没有显著的汽化现象，只有溶 质分子由汽相进入液相的单向传递，而汽相中的惰性组分和液相中的 溶剂组分处于“停滞”状态，吸收接近单向扩散过程。
H——溶解度系数，受物系和温度影响，kmol/(kPa·m3)
亨利定律的表达形式：
③ 摩尔分率： y*＝mx
式中：y*——每千摩尔气体中所含A组分的摩尔分率； m——相平衡常数，受物系、温度和压力影响，无因次

化工原理传质知识点总结一、基本概念1.1 传质的意义传质是指物质在不同相之间的传递过程。

在化工工程中，传质是指溶质在溶剂中的扩散、对流、传热、反应等传输现象。

1.2 传质的分类传质可以根据溶质与溶剂之间的接触方式分为不同的分类：（1）扩散传质：溶质在溶剂中的自由扩散过程，不需要外力的帮助。

（2）对流传质：通过溶剂的对流运动，加快溶质的扩散速率。

（3）辐射传质：发射源释放的辐射物质在空气中传输的过程。

1.3 传质的单位在化工工程中，我们通常使用质量通量或摩尔通量来描述传质的速率。

质量通量用kg/(m^2·s)或g/(cm^2·min)表示，摩尔通量用mol/(m^2·s)或mol/(cm^2·min)表示。

1.4 传质的驱动力传质的驱动力可以通过浓度差、温度差、压力差等来实现。

在传质过程中，驱动力越大，传质速率越快。

1.5 传质的应用传质在化工工程中有着广泛的应用，例如在化学反应中，传质过程可以影响反应速率和产物浓度。

在洗涤、脱水、吸附等过程中，传质也起到重要的作用。

二、传质过程2.1 扩散传质扩散传质是指溶质在溶剂中的自由扩散过程，不需要外力的帮助。

扩散传质的速率与溶质浓度梯度成正比，与扩散距离成反比，与传质物质的性质、温度等因素有关。

2.2 对流传质对流传质是指通过溶剂的对流运动，加快溶质的扩散速率。

对流传质速率与对流速度和溶质浓度梯度成正比，与传质物质的性质、温度等因素有关。

2.3 质量传递系数质量传递系数是评价传质速率的重要参数，表示单位时间内溶质通过单位面积的传质速率。

它与溶质的性质、溶剂的性质、温度、压力等因素有关。

2.4 传质速率传质速率是指单位时间内溶质通过单位面积的传质量。

它由传质物质的性质、浓度梯度、温度、压力等因素决定。

三、传质原理3.1 扩散传质的原理扩散传质的原理是由于溶质在溶剂中的无规则热运动。

在热运动的影响下，溶质会沿着浓度梯度自行扩散，直到浓度均匀。

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
着浓度降低的方向进行
对于气体扩散：
dC A N A J A D dZ D dp A NA RT dZ
nA pA C A V RT
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
JA NMcA/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：
总体流 动NM NMcB/c
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
p Bm
——漂流因数，无因次
Sm
漂流因数意义：其大小反映了总体流动对传质速率的影 响程度，其值为总体流动使传质速率较单纯分子
扩
散增大的倍数。 漂流因数的影响因素：
p p Bm 1
c cSm
1
浓度高，漂流因数大，总体流动的影响大。

化工原理传质
传质是指在化工过程中，物质通过某种媒介从一个位置传递到另一个位置的过程。

传质过程的关键在于物质的分子之间的相互作用和传递。

传质可以分为以下几种类型：质量传递、热传递和动量传递。

质量传递是指物质的质量通过扩散、对流或反应等机制在系统中的传递。

热传递是指热量通过传导、对流或辐射等方式在系统中的传递。

动量传递则是指动量通过流体的运动在系统中的传递。

在传质过程中，存在三种基本的物质传递机制：扩散、对流和反应。

扩散是指物质由高浓度向低浓度的传递，是靠分子之间的随机热运动实现的。

对流是指物质随着流体的运动而传递的过程，可以是气体或液体的流动。

反应是指物质在满足一定的条件下发生化学反应，从而引起传质的过程。

传质过程可以用一些常见的数学模型来描述，如离散点模型、连续模型和微分模型等。

离散点模型是指将传质系统划分为若干离散的点，通过计算不同点之间的物质传递速率来研究传质过程。

连续模型则是将传质系统看作是连续的媒介，利用方程组来描述传质过程。

微分模型是通过建立微分方程来描述传质过程的变化规律。

在化工过程中，传质是一个非常重要的环节。

对于很多反应来说，传质速率是限制反应速度的因素之一。

因此，研究传质过程对于提高化工过程的效率和产品质量具有重要意义。