1、會計學101-02學時學時一、學時安排一、學時安排緒論1第1章傳質(zhì)過程基礎(chǔ)9第2章氣體吸收8第3章蒸餾12第4章氣液傳質(zhì)設(shè)備6第5章液液萃取6第6章固體物料的干燥6第7章其他傳質(zhì)與分離過程1教學安排總學時 56授課 49期中考試 2習題課 3機動 2第1頁/共58頁緒論 通過緒論學習，應了解分離過程在化工中的應用；掌握相際傳質(zhì)過程與分離的關(guān)系、傳質(zhì)單元操作的主要類型及分離過程的分類方法。學習目的與要求第2頁/共58頁原料反應產(chǎn)物目的產(chǎn)物副產(chǎn)物分離過程反應過程一、分離過程在化工中的應用示例：三氯甲烷的制備。示例：煉油過程。原料目的產(chǎn)物副產(chǎn)物分離過程第3頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化

2、工裝置煉油生產(chǎn)裝置第4頁/共58頁大型化工裝置一、分離過程在化工中的應用乙烯生產(chǎn)裝置第5頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置聚酯生產(chǎn)裝置第6頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置合成氨生產(chǎn)裝置第7頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置農(nóng)藥生產(chǎn)裝置第8頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置己內(nèi)酰胺生產(chǎn)裝置第9頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置丙烯腈生產(chǎn)裝置第10頁/共58頁一、分離過程在化工中的應用大型化工裝置酒精生產(chǎn)裝置第11頁/共58頁二、相際傳質(zhì)過程與分離分離過程非均相物系分離均相物系分離可通過機械方法分離，易實現(xiàn)分離。不能

3、通過簡單的機械方法分離，需通過某種物理（或化學）過程實現(xiàn)分離，難實現(xiàn)分離。第12頁/共58頁均相物系的分離方法均相物系某種過程兩相物系根據(jù)不同組分在各相中物性的差異，使某組分從一相向另一相轉(zhuǎn)移：相際傳質(zhì)過程實現(xiàn)均相物系的分離相際傳質(zhì)過程均相物系分離二、相際傳質(zhì)過程與分離第13頁/共58頁空氣氨水空氣氨水示例：空氣和氨分離吸收塔二、相際傳質(zhì)過程與分離第14頁/共58頁三、傳質(zhì)單元操作的主要類型吸收分離物系：形成兩相體系的方法：傳質(zhì)原理：示例：氣體混合物引入一液相（吸收劑）各組分在吸收劑中溶解度不同水吸收空氣中的氨氣 （液相氣相） 第15頁/共58頁蒸餾分離物系：形成兩相體系的方法：傳質(zhì)原理：示例

4、：液體混合物多次部分汽化和冷凝各組分的揮發(fā)度（沸點）不同苯與甲苯的分離（液相汽相） 三、傳質(zhì)單元操作的主要類型第16頁/共58頁萃取分離物系：形成兩相體系的方法：傳質(zhì)原理：示例：液體混合物引入另一液相（萃取劑）各組分在萃取劑中溶解度不同用三氯乙烷萃取分離丙酮水溶液 （液相R液相E） 三、傳質(zhì)單元操作的主要類型第17頁/共58頁結(jié)晶分離物系：形成兩相體系的方法：示例：傳質(zhì)原理：液體混合物溶液冷卻過飽和產(chǎn)生晶體各組分的凝固點不同對苯甲酚、鄰苯甲酚、間苯甲酚分離 （液相固相） 三、傳質(zhì)單元操作的主要類型第18頁/共58頁干燥分離物系：形成兩相體系的方法：傳質(zhì)原理：示例：固體中的濕分引入一氣相（干燥介

5、質(zhì)）氣、固相中所含濕分的不同濕尿素干燥成尿素產(chǎn)品 （固相氣相） 三、傳質(zhì)單元操作的主要類型第19頁/共58頁四、傳質(zhì)分離方法的分類速率分離過程平衡分離過程分離過程氣液傳質(zhì)過程汽液傳質(zhì)過程液液傳質(zhì)過程氣固傳質(zhì)過程液固傳質(zhì)過程膜分離場分離吸收蒸餾萃取干燥結(jié)晶第20頁/共58頁四、傳質(zhì)分離方法的分類 磁化精餾實驗裝置 釹鐵硼永磁場第21頁/共58頁第1 章傳質(zhì)過程基礎(chǔ) 通過本章學習，應掌握傳質(zhì)的基本概念和傳質(zhì)微分方程的推導及簡化方法；能夠運用傳質(zhì)微分求解分子擴散及對流傳質(zhì)問題；掌握動量、熱量與質(zhì)量傳遞的三傳類比方法。學習目的與要求第22頁/共58頁一、混合物組成的表示方法1.質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度

6、質(zhì)量濃度Vimi混合物的總質(zhì)量濃度Nii1kg/m3密度第23頁/共58頁物質(zhì)的量濃度混合物的總物質(zhì)的量濃度NiicC1Vincikmol/m3一、混合物組成的表示方法第24頁/共58頁質(zhì)量濃度與物質(zhì)的量濃度的關(guān)系 iiMicMC一、混合物組成的表示方法iiMxM平均摩爾質(zhì)量第25頁/共58頁2.質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù) 質(zhì)量分數(shù)mimiw 混合物的總質(zhì)量分數(shù)Niiw11一、混合物組成的表示方法第26頁/共58頁摩爾分數(shù) nnxii混合物的總摩爾分數(shù) 11iNixnnyii11iNiy一、混合物組成的表示方法液相氣相第27頁/共58頁質(zhì)量分數(shù)與摩爾分數(shù)的關(guān)系 iiNiiiMwMwxi/1iiNiii

7、iMxMxw1由質(zhì)量分數(shù)求摩爾分數(shù)一、混合物組成的表示方法由摩爾分數(shù)求質(zhì)量分數(shù)第28頁/共58頁3.質(zhì)量比與摩爾比質(zhì)量比iiimmmX質(zhì)量比與質(zhì)量分數(shù)的關(guān)系iiiwwX1一、混合物組成的表示方法第29頁/共58頁摩爾比iiinnnXiiinnnY摩爾比與摩爾分數(shù)的關(guān)系 iixxiX1iiiyyY1一、混合物組成的表示方法液相氣相第30頁/共58頁二、質(zhì)量傳遞的基本方式 由于分子的無規(guī)則熱運動而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象分子傳質(zhì)。v分子傳質(zhì)又稱為分子 擴散，簡稱為擴散v分子傳質(zhì)在氣相、液 相和固相中均能發(fā)生分子擴散現(xiàn)象第31頁/共58頁費克第一定律dzdDjAABAdzdcDJAABAkg/(m2 s)

8、kmol/(m2 s)二、質(zhì)量傳遞的基本方式質(zhì)量基準摩爾基準DABDAB 分子擴散系數(shù)，m2/s第32頁/共58頁(1)渦流擴散 由于流體質(zhì)點的湍動和旋渦而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象渦流擴散。 v 渦流擴散在湍流流體中發(fā)生二、質(zhì)量傳遞的基本方式v 在渦流擴散中時刻存在分子擴散第33頁/共58頁渦流擴散通量方程dzdjAMAedzdcJAMeA渦流擴散系數(shù)，m2/sM二、質(zhì)量傳遞的基本方式kg/(m2 s)kmol/(m2 s)質(zhì)量基準摩爾基準第34頁/共58頁(2)對流傳質(zhì) 運動流體與固體表面之間，或兩個有限互溶的運動流體之間的質(zhì)量傳遞過程對流傳質(zhì)。 描述對流傳質(zhì)的基本方程 對流傳質(zhì)系數(shù)，kmol/(

9、m2sc)ckAAcckNkmol/(m2 s)二、質(zhì)量傳遞的基本方式對流傳質(zhì)速率方程第35頁/共58頁練 習 題 目思考題作業(yè)題: 1、21.何為均相物系，如何實現(xiàn)均相物系的分離？2.傳質(zhì)過程與化工分離過程有何聯(lián)系？3.引出質(zhì)量比和摩爾比有何意義?4.質(zhì)量傳遞有哪些基本方式，用何定律進行描述？第36頁/共58頁 1.傳質(zhì)速率與傳質(zhì)通量三、傳質(zhì)的速度與通量傳質(zhì)速率：傳質(zhì)靜止平面kg/s單位時間傳遞物質(zhì)的量kmol/s傳質(zhì)通量：單位時間單位面積傳遞物質(zhì)的量kg/(m2s)kmol/(m2s)質(zhì)量速率摩爾速率質(zhì)量通量摩爾通量第37頁/共58頁速度濃度通量質(zhì)量通量摩爾通量速度速度(m/s)(m/s)

10、(kmol/m3)(kg/m3)濃度濃度kg/(m2s)kmol/(m2s)通量通量三、傳質(zhì)的速度與通量第38頁/共58頁 2.傳質(zhì)速度的表示方法 設(shè)系統(tǒng)由 A、B兩組分組成，在傳質(zhì)過程中各組分均以不同的速度運動，各組分的運動是由分子擴散和主體流動兩部分組成。傳質(zhì)三、傳質(zhì)的速度與通量A 組分擴散B 組分擴散混合物主體流動第39頁/共58頁傳質(zhì)的速度傳質(zhì)uAuBudAudBuf組分組分A總傳質(zhì)速度總傳質(zhì)速度（絕對速度）（絕對速度）混合物移動速度混合物移動速度（主體流動速度（主體流動速度）組分組分A分子擴散速度分子擴散速度（擴散速度）（擴散速度）靜止平面三、傳質(zhì)的速度與通量第40頁/共58頁各速度

11、的關(guān)系為 即絕對速度擴散速度主體流動速度fdAAuuufdBBuuu三、傳質(zhì)的速度與通量第41頁/共58頁 (1)以絕對速度表示的傳質(zhì)通量AAAunBBBun組分A的總質(zhì)量通量組分B的總質(zhì)量通量kg/(m2s)kg/(m2s) 3.傳質(zhì)通量的表示方法 總傳質(zhì)總傳質(zhì)通量通量三、傳質(zhì)的速度與通量第42頁/共58頁混合物的總質(zhì)量通量uuunnnBBAABA由此可得質(zhì)量平均速度的定義式為)(1BBAAuuu三、傳質(zhì)的速度與通量第43頁/共58頁AAAucN組分A的總摩爾通量BBBucN組分B的總摩爾通量kmol/(m2s)kmol/(m2s)三、傳質(zhì)的速度與通量第44頁/共58頁混合物的總摩爾通量mB

12、BAABACuucucNNN由此可得摩爾平均速度的定義式為)(1BBAAmucucCu三、傳質(zhì)的速度與通量第45頁/共58頁 (2)以擴散速度表示的傳質(zhì)通量擴散速度udA =uAuf udB =uBuf 混合物的主體流動速度即為平均速度uuf （umuf ） 擴擴散散通通量量三、傳質(zhì)的速度與通量第46頁/共58頁udA =uAu 組分A的擴散速度udA =uAum udB =uBu 組分B的擴散速度udB =uBum 質(zhì)量基準摩爾基準質(zhì)量基準摩爾基準三、傳質(zhì)的速度與通量第47頁/共58頁)(uujAAA組分A的擴散質(zhì)量通量組分B的擴散質(zhì)量通量)(uujBBBkg/(m2s)kg/(m2s)三、

13、傳質(zhì)的速度與通量第48頁/共58頁組分A的擴散摩爾通量)(mAAAuucJ組分B的擴散摩爾通量)(mBBBuucJkmol/(m2s)kmol/(m2s)三、傳質(zhì)的速度與通量第49頁/共58頁設(shè)0BAJJJBAJJ組分A通過組分B擴散A、B兩組分混合物組分B通過組分A擴散1z2zconstccCBA1Ac2Ac1Bc2BcAJBJ三、傳質(zhì)的速度與通量第50頁/共58頁dzdcDJAABAdzdcDJBBAB0dzdcdzdcBABAccC由費克第一定律BAABDD三、傳質(zhì)的速度與通量第51頁/共58頁(3)以主體流動速度表示的傳質(zhì)通量 組分A的主體流動質(zhì)量通量)()(1BAABBAAAAnnw

14、uuu組分B的主體流動質(zhì)量通量)(BABBnnwu主體主體流動流動通量通量三、傳質(zhì)的速度與通量第52頁/共58頁組分A的主體流動摩爾通量組分B的主體流動摩爾通量)(BABmBNNxuc)()(1BAABBAAAmANNxucucCcuc三、傳質(zhì)的速度與通量第53頁/共58頁4.各傳質(zhì)通量間的關(guān)系dzdDuujAABAAA)()(BAAAABAnnwdzdDn由故udzdDuAAABAA三、傳質(zhì)的速度與通量第54頁/共58頁由dzdcDuucAABmAAAJ)(故)(BAAAABANNxdzdcDNmAAABAAucdzdcDuc三、傳質(zhì)的速度與通量第55頁/共58頁費克第一定律通用表達式組分的總