第八章 传质过程导论
第一节 概述
8-1 化工生产中的传质过程
均相物系的分离（提纯，回收）
1.吸收 2.气体的减湿 3.液－液萃取 4.固－液萃取（浸沥，浸取）
5.结晶 6.吸附（脱附） 7.干燥 8精馏
目的：湿分离或混合
8-2 相组成的表示法
1. 质量分率和摩尔分率
mmaAA mmaBB mmaCC „„„.
......CBAmmmm
A,B两组分 a a1
nnxAA nnxBB nnxCC „„.
......CBAnnnn
.......1CBAxxx
互换
AAAAAmmammx
BBBmmax „„.
iiiBBAAmammmamman...... ....,,CBAi
故 iiiAAAAmamannx
iiiAAAmxmaa
2.质量比和摩尔比
质量比 BAmma/
摩尔比 BAnnX
aaa1
xxX1 XXx1
3．浓度
质量浓度 VmCAA 3/mkg
摩尔浓度 VnCAA 3/mkmol
均相混合物的密度即为各组分质量浓度的总和（体积与混合物相等）
iBACCC........
AVmaVmCAAA
CxVnxVnCAAAA
混合气体 RTpVnCAAA
RTpMVnMVmCAAAAAA
气体总摩尔浓度 RTpVnC
课程名称 传递过程与单元操作（一）
英文名称 Transport Processes and Unit Operations(Ⅰ)
课程编号 开课学期 第 7 学期学分/周学时4/4
课程类型学科类通修课程
先修课程 高等数学、物理化学、工程数学、大学物理、计算机基础
选用教材 柴诚敬、张国亮编：《化工流体流动与传热》,化学工业出版社，2000 年9 月
主要参考书1.陈敏恒、丛德滋、方图南 编:《化工原理》(上),化学工业出版社，1985 年9 月
2.《化学工程手册》编委会 编：《化学工程手册》，1977
3.McCabe, Smith, Harriott：《Unit Operations of Chemical Engineering(sixth
edition)》，McGRAW-HILL，2001 年
4.姚玉英 主编：《化工原理例题与习题》(第二版）,化学工业出版社，1990 年6 月
5.王绍亭、陈涛 编：《化工传递过程基础》，化学工业出版社，1987 年11 月
本课程通过课堂教学、习题课、讨论课、课外作业等对学生进行系统的训练，培养学生的工程观点和
解决工程实际问题的能力，培养学生的自学能力和独立工作能力。本课程主要以动量传递和热量传递的基
本理论体系为主线，论述了流体流动基础、流体输送、颗粒与流体之间的相对运动（包括颗粒的沉降分离、
过滤分离）、传热过程基础及设备等操作。主要内容包括：
1．流体流动基础。流体的重要性质及流体流动的基本概念；流体静力学及其应用；流体流动的总衡算
方程（包括管路积分连续性方程与机械能衡算方程）的应用；动量传递与流动阻力的概念，流体流动的微
分衡算方程及其简单应用（包括管内层流与湍流）；量纲分析及管流阻力计算；管路计算与流量测量。
2．流体输送机械。离心泵的工作原理、性能参数与特性曲线、流量调节以及安装；其他液体输送机械
简介；气体输送机械简介。
3．颗粒与流体之间的相对运动。颗粒与颗粒床特性；重力沉降与离心沉降的原理和操作；过滤分离原
化学工程导论
化学工程导论
化学工程是一门基于物理、化学和生物化学，旨在改善人类生活品质和生命福祉的工程科学，其理论知识不仅广泛应用于传统的石油和化学工业、生物化工、材料加工，而且在21世纪还拓展到制药、医疗器械、药物释放、半导体制造、纳米技术、可再生能源和环境控制等领域。本书是化学工程的入门课程是Morton M.Denn教授继1972年与T.W.Fraser Russell教授合著《化学工程分析导论》（Introduction to
Chemical Engineering Analysis）一书后，全新改写推出的又一佳作。
全书共分为15章：1.引论；2.分析的基本概念；3.平衡方程；4.组分的质量平衡；5.膜分离；6.化学反应系统；7.设计反应器；8.生物反应器和非线性系统；9.克服平衡；10.两相系统和界面传质；11.平衡阶段化的过程；12.能量平衡；13.热交换；14.多组分系统的能量平衡；15.反应系统能量衡算。
化学工程导论是为了让学生从基础课程和数学课程顺利过渡到化学工程的专业核心课程的学习，以适应工程科学与技术的学习和研本文由收集整理究，并为学生提供化学工程的完整图像和愿景。化学工程导论课程经常也被称为物料和能量平衡，或化学过程原理，通常将重点放在流程的合成、总的质量平衡和能量平衡计算，以及热化学在过程中的应用等，很少触及现代化学工程面临的真正而有趣的挑战。经典的教材是Felder 和 Rousseau所著的《化学进程的基础原理》（Elementary Principles of Chemical Processes）以及Regina M Murphy著的《化学过程简介：原则，分析和合成》（Introduction to Chemical
Processes： Principles，Analysis，Synthesis）。
本书采用了与现有教材完全不同、别具匠心的讲述方法，使读者了解和领略现代化学工程的范畴，尤其是涉及液相过程，令人耳目一新。读者会从本书中接触到反馈控制器的设计，膜分离和血液透析，集成有化学反应和分离的过程优化设计，生物反应器的非线性行为，两相反应器中的动力学和传质极限，应用膜反应器克服平衡转化率限制等化学工程的重要思想，各章内容如下：1.对现代化学工程的前沿领域的生动介绍；2-4.平衡方程，包括经济平衡和净现值的概念；5.用膜分离血液透析来引用分离的概念，强调逆流操作这一重要的化学工程范式；6-8.连续理想搅拌反应器的概念，化学动力学和反应器的优化设计，通过生物反应器介绍非线性反应器行为；9.通过膜反应器的实例，讲解利用移除反应产物来克服反应平衡的理念；10-11.利用两相系统和界面传质来介绍另一个化学工程的范式：平衡级，并引入两相间传质速率极限的概念；12-15.关于能量衡算的内容，不需要热力学的前期知识，重点是化学反应系统的能量衡算，特别关注反应的热效应。每章后还有内涵丰富的文献目录及附录，习题数量相对较少。
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第八章 传质过程导论
第一节 概述
8-1 物质传递过程(传质过程)
传质过程
• 相内传质过程
• 相际传质过程
相内传质过程：物质在一个物相内部从浓度(化学位)高的地方向浓度(化学位)高的地方转移的过程。
实例：煤气、氨气在空气中的扩散，食盐在水中的溶解等等。
相际传质过程：物质由一个相向另一个相转移的过程。
相际传质过程是分离均相混合物必须经历的过程，其作为化工单元操作在工业生产中广泛应用，如蒸馏、吸收、萃取等等。
几种典型的相际传质过程
● 吸收： 物质由气相向液相转移，如图8-1所示
相界面
气相 液相
A+B S+A
A
图 8-1 吸收传质过程
● 蒸馏：不同物质在汽液两相间的相互转移，如图8-2所示。
相界面
气相 液相
A+B S+A
A
B
图 8-2 蒸馏传质过程
● 萃取，包括液-液萃取和液-固萃取
液-液萃取：物质从一个相向另一个相转移。例如用四氯化碳从水溶液中萃取碘。
液-固萃取：物质从固相向液相转移。 2 ●干燥：液体(通常为水)由固相向气相转移
其它相际传质过程：如结晶、吸附、气体的增湿、减湿等等。
