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化工原理第二版下册复习资料(天大)
西华
传质与分离
3、双膜理论的原理
(1)相互接触的气,液流体间存在着定态的相界面,界面两侧分别存在气膜和
液膜,吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。
(2)在相界面处,气液两相处于平衡。
(3)膜内流体呈滞流流动,膜外流体呈湍流流动,全部组成变化集中在两个有
效膜层内。
4、传质设备的性能要求,主要种类
性能要求:(1)单位体积中,两相的接触面积应尽可能大。
(2)两相分布均匀,避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生。
(3)流体的通量大,单位设备体积的处理量大。
(4)流动阻力小,运转时动力消耗低 。
(5)操作弹性大,对物料的适应性强。
(6)结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行安全可靠 。
主要种类:(1)所处理物系相态分类:气液、液液、气固、液固传质设备。
(2)按两相的接触方式分类:逐级、微分接触式设备。
(3)按促使两相混合与接触动力分类:有、无外加能量式设备。
吸收
1、 吸收的概念、基本原理、推动力,吸收的用途。
吸收概念:使混合气体与适当的液体接触,气体中的一个或几个组分便溶解
于液体内而形成溶液,于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组组分溶解
度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。
吸收的基本原理:当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压
时,溶质便由气相向液相转移,即吸收。利用混合气体中各组分在液体中溶解度
差异,使某些易溶组分进入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍留在气相,从而实
现混合气体的分离。
吸收的推动力:气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气
相和液相内由浓度差推动的传质过程。
吸收操作的用途:(1) 制取产品 用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产
品。如硫酸吸收SO3制浓硫酸,水吸收甲醛制福尔马林液,碳化氨水吸收 CO2
西华
制碳酸氢氨等。(2) 分离混合气体 吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到
分离目的。如从焦炉气或城市煤气中分离苯,从乙醇催化裂解气中分离丁二烯等。
(3) 气体净化 一类是原料气的净化,即除去混合气体中的杂质,如合成氨原料
气脱H2S、脱CO2等;另一类是尾气处理和废气净化以保护环境,如燃煤锅炉烟
气,冶炼废气等脱除SO2,硝酸尾气脱除NO2等。
2、 吸收剂、吸收液、解吸(脱吸)、物理吸收、化学吸收的概念。
吸收剂:吸收操作中所用的溶剂,以S表示。
吸收液(溶液):吸收操作后得到的溶液,主要成分为溶剂S和溶质A。
解吸或脱吸:与吸收相反的过程,即溶质从液相中分离而转移到气相的过程。
物理吸收:吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应,可视为单纯的气体
溶解于液相的过程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸
收芳烃等。
化学吸收:溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠或碳酸钠溶液
吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能
吸收的气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生较难。
2、 填料特性参数(比表面、空隙率、填料因子)的定义
2 3
比表面积 a:单位体积填料层所具有的表面积(m/m)。被液体润湿的填料表
面就是气液两相的接触面。大的a 和良好的润湿性能有利于传质速率的提高。
对同种填料,填料尺寸越小,a 越大,但气体流动的阻力也要增加。
3 3
ε
ε
空隙率 εε:单位体积填料层所具有的空隙体积(m/m)。代表的是气液两相流
动的通道,ε 越大,气、液通过的能力大,气体流动的阻力小。 ε=0.45~0.95。
φ 3
φ
填料因子 φφ:填料比表面积与空隙率三次方的比值(1/m),a/ε,表示填料
的流体力学性能,值越小,流动阻力越小。液泛速度可以提高。
蒸馏
3、挥发度,相对挥发度的概念。
挥发度:溶液中各组分的挥发性由挥发度来量衡,其定义为组分在气相中的平衡
蒸气压(分压)与在液相
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