四、质量传递基础
1.质量传递(简称传质)是指物质从一处向另一处转移,包括相内传质和相际传质两类,前者发生在同一个相内,后者则涉及不同的两相。
2.(1)气(汽)-液系统: 吸收:混合气体中可溶组分由气相传递到液相溶剂中的过程。解吸:为吸收的逆过程。 蒸馏:不同物质在气液两相间的相互转移。气体增(减)湿:湿分由液相(气相)向气相(液相)转移。 (2)液-液系统:萃取:溶质由一液相转入另一液相。这是在液体混合物中加入另一不相溶的液相物质,使原混合物组分在两液相中重新分配的过程。 (3)气(汽)-液系统:吸收:混合气体中可溶组分由气相传递到液相溶剂中的过程。解吸:为吸收的逆过程。 蒸馏:不同物质在气液两相间的相互转移。气体增(减)湿:湿分由液相(气相)向气相(液相)转移。 (4)气-固系统:干燥:加入热量使液体气化,从固体的表面或内部转入气相。吸附:物质由气相趋附于固体表面(主要是多孔性固体的内表面),吸附平衡是过程进行的极限。
3.费可定律: 实验表明,在二元混合物(A+B)中,组分的扩散通量与其浓度梯度成正比,这个关系称为费克(Fick)定律。
4.化学反应可分为两类: 一类是在整个相内均匀发生的反应,称为均相反应; 另一类则是局限在某个特定区域内的反应,它可以是在相的内部,也可以在边界上,称为非均相反应。
5. 对流传质通常指运动流体与固体壁面(或两股直接接触的流体之间)间的质量传递,是相际传质的基础。一般情况下,传质设备中流体的流动形态多为湍流。
6. 传质过程应用的设备有多种类型,其主要功能是给传质的两相(或多相)提供良好的接触机会,包括增大相界面面积和增强湍动强度,主要有填料塔和板式塔。
7.板式塔: 有害因素:空间上的反向流动:泡沫夹带(增大板间距)、气泡夹带(增大降液管长度);空间上的不均匀流动:气体,液体。如何提高效率: 《1》合理选择塔板孔径和开口率造成适宜气液接触状态; 《2》设置倾斜的进气装置 塔板压降:塔板上下对应位置的压力差(新型:泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板、舌型塔板、网型塔板、垂直塔板)
8.填料塔: 主要特性数据:比表面积、孔隙率、添填料的几何形状(拉西环、鲍尔环、矩鞍型填料、阶梯环添料)
9.填料塔操作范围小,对液体负荷变化敏感;不易处理易聚合或含有固体悬浮物的物料;反应过程中需要冷却时,填料塔复杂,有侧线出料时,填料塔不如板式塔方便;板式塔设计简便安全;填料塔小时结构简单,造价低;易起泡物系、腐蚀性物系、热敏性物系,填料塔更合适;填料塔压降比板式塔小,真空操作方便。
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