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四、質量傳遞基礎 1.質量傳遞(簡稱傳質)是指物質從一處向另一處轉移,包括相內傳質和相際傳質兩類,前者發生在同一個相內,后者則涉及不同的兩相。
2.(1)氣(汽)-液系統: 吸收:混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過程。解吸:為吸收的逆過程。 蒸餾:不同物質在氣液兩相間的相互轉移。氣體增(減)濕:濕分由液相(氣相)向氣相(液相)轉移。 (2)液-液系統:萃取:溶質由一液相轉入另一液相。這是在液體混合物中加入另一不相溶的液相物質,使原混合物組分在兩液相中重新分配的過程。 (3)氣(汽)-液系統:吸收:混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過程。解吸:為吸收的逆過程。 蒸餾:不同物質在氣液兩相間的相互轉移。氣體增(減)濕:濕分由液相(氣相)向氣相(液相)轉移。 (4)氣-固系統:干燥:加入熱量使液體氣化,從固體的表面或內部轉入氣相。吸附:物質由氣相趨附于固體表面(主要是多孔性固體的內表面),吸附平衡是過程進行的極限。
3.費可定律: 實驗表明,在二元混合物(A+B)中,組分的擴散通量與其濃度梯度成正比,這個關系稱為費克(Fick)定律。
4.化學反應可分為兩類: 一類是在整個相內均勻發生的反應,稱為均相反應; 另一類則是局限在某個特定區域內的反應,它可以是在相的內部,也可以在邊界上,稱為非均相反應。
5. 對流傳質通常指運動流體與固體壁面(或兩股直接接觸的流體之間)間的質量傳遞,是相際傳質的基礎。一般情況下,傳質設備中流體的流動形態多為湍流。
6. 傳質過程應用的設備有多種類型,其主要功能是給傳質的兩相(或多相)提供良好的接觸機會,包括增大相界面面積和增強湍動強度,主要有填料塔和板式塔。
7.板式塔: 有害因素:空間上的反向流動:泡沫夾帶(增大板間距)、氣泡夾帶(增大降液管長度);空間上的不均勻流動:氣體,液體。如何提高效率: 《1》合理選擇塔板孔徑和開口率造成適宜氣液接觸狀態; 《2》設置傾斜的進氣裝置 塔板壓降:塔板上下對應位置的壓力差(新型:泡罩塔板、浮閥塔板、篩孔塔板、舌型塔板、網型塔板、垂直塔板)
8.填料塔: 主要特性數據:比表面積、孔隙率、添填料的幾何形狀(拉西環、鮑爾環、矩鞍型填料、階梯環添料)
9.填料塔操作范圍小,對液體負荷變化敏感;不易處理易聚合或含有固體懸浮物的物料;反應過程中需要冷卻時,填料塔復雜,有側線出料時,填料塔不如板式塔方便;板式塔設計簡便安全;填料塔小時結構簡單,造價低;易起泡物系、腐蝕性物系、熱敏性物系,填料塔更合適;填料塔壓降比板式塔小,真空操作方便。
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