化_工_原_理期末复习..docVIP

化 工 原 理 第7章 传质与分离过程概论 1、掌握平衡分离与速率分离的概念（基本原理）及各自有哪些主要类型。 传质 是体系中由于物质浓度不均匀而发生的质量转移过程（推动力为浓度差）。分相内传质和相际传质。 平衡分离：借助分离媒介（热能、溶解、吸附 剂）使均相混合物变为两相，两相中，各组分达到某种平衡。 速率分离 ：借助推动力（压力、温度、点位差）的作用，利用各组扩散速度的差异，实现分离。 平衡分离的分类 （1）气液传质过程 （2）汽液传质过程 （3）液液传质过程 （4）液固传质过程（5）气固传质过程 相平衡状态:在一定的温度和压力下,气液两相之间达到平衡状态时, 两相组成 之间的关系称为气液平衡关系. 平衡常数（分配系数）i组分在互成平衡的两相中的组成关系常用平衡常数K表示 xi、yi分别表示组分在两相中的组成; 分配因子: 通常将K值大的当作分子，故一般大于1。当偏离1时，便可采用平衡分离过程使均相混合物得以分离，越大越容易分离。 速率分离过程的分类 膜分离 膜分离是指在选择性透过膜中，利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作过程。 场分离 场分离是指在外场（电场、磁场等）作用下，利用各组分扩散速度的差异，而实现混合物分离的单元操作过程。 2、了解质量传递的两者方式（分子扩散和对流扩散）。 分子扩散现象：由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象，分子扩散在气相、液相和固相中均能发生。 涡流扩散 由于流体质点的湍动和旋涡而形成的物质传递现象。涡流扩散在湍流流体中发生且时刻存在分子扩散，涡流扩散的通量远大于分子扩散的通量 对流传质 运动流体与固体表面之间，或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程 双膜模型的要点 (1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄的流体膜层（气膜和液膜）。溶质以分子扩散方式通过此两膜层 (2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。 (3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内。 3、掌握双膜理论（双膜模型）的论点（原理）。 基本论点如下：（1）在相互接触的气液两相间存在一个稳定的相界面，界面的两侧各有一个很薄的停止膜，即“气膜”和“液膜”。气液两相间的传质为通过两停滞膜内的分子扩散过程。（2）在气膜、液膜以外的气、液两相主体中，由于流体的强烈湍动，各处浓度均匀一致，无处安置阻力存在。（3）在气液相界面处，气液两相处于平衡状态，也无传质阻力存在。 4、掌握对传质设备的性能要求、主要种类。 对传质设备的基本要求 单位体积中，两相的接触面积应尽可能大 两相分布均匀，避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生 流体的通量大，单位设备体积的处理量大 流动阻力小，运转时动力消耗低 操作弹性大，对物料的适应性强 结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行安全可靠 对流传质设备的主要种类 板式塔 板式塔为逐级接触式的气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液盘等部件构成。 填料塔 填料塔为连续接触式的气液传质设备，它主要由圆柱形壳体、液体分布器、填料支承板、塔填料、填料压板及液体再分布装置等部件构成。 .气体扩散系数与哪些因素有关？ 扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。对于双组分气体混合物，组分的扩散系数在低压下与浓度无关，只是温度及压力的函数。 第8章 吸收 1、掌握吸收的概念、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。 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