文档介绍：传质分离过程 (Mass Transfer & Separation)
吴卫生博士
上海交通大学化工系
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本章内容
概述
蒸馏
吸收
其它传质单元操作
概述
相(phase):体系内部物理性质和化学性质完全均匀的一部分
均相物系的分离:吸收、蒸馏、萃取等
非均相物系的分离:筛分、沉降、过滤等
相际传质:
<1>物质从一个相转移到另一个相
<2>过程涉及两个相内的传质以及相界面的传质
<3>过程的极限是达到相平衡
分子扩散(Fick’s Law):
概述(续一)
对流扩散(涡流扩散)
扩散系数D:
物质的特性常数,与扩散组分以及介质的性质有关,还与温度、压力有关。
双膜理论(Double-Film Theory):
<1>气液界面两侧,存在停滞的气膜和液膜;
<2>每一相的传质阻力集中于膜内;
<3>相界面传质阻力可忽略,即气液两相成平衡。
传质速率=推动力/阻力=传质系数×推动力
概述(续二)
填料塔:连续接触式
填料:传质面积大、湍动程度高、传质充分
几个参数:
比表面积
空隙率
填料几何形状
填料的分类:乱堆(散装)填料、整砌(规整)填料
常见填料
填料塔的附属结构:
填料支撑结构、液体分布和再分布装置、除沫装置
概述(续三)
板式塔:逐级接触式
气液流动方式:总体上呈逆流、单块板上呈错流。
评价塔设备性能的主要指标:
<1>生产能力<2>塔板效率<3>操作弹性<4>塔板压降
几种水力学现象:
<1>液泛(淹塔)<2>液沫夹带<3>气泡夹带<4>漏液
塔板负荷性能图
蒸馏(Distillation) ——液态均相混合物的分离
蒸馏的依据
不同组分的挥发性(沸点)差异
易挥发组分——低沸点组分——轻组分
难挥发组分——高沸点组分——重组分
蒸馏的分类
按操作流程:
间歇蒸馏、连续蒸馏
按蒸馏方式:
简单蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏、特殊蒸馏
按操作压强:
常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏
按组分多少:
双组分(二元)蒸馏、多组分(多元)蒸馏
蒸馏中的质量传递
汽相与液相之间的双向传质过程
部分汽化、部分冷凝
易挥发组分往汽相富集
难挥发组分往液相富集