天津大学化工传质分离资料第二章传质分离过程的热力学基础.pptVIP

传 质 分 离 过 程 第二章 传质分离过程的热力学基础 Chapter 2 Thermodynamics of Separation Operation For mass transfer separation processes, the separation is achieved by enhancing the rate of mass transfer by diffusion of certain species relative to mass transfer of all species by bulk movement within a particular phase. Chapter 2 Thermodynamics of Separation Operation The driving force and direction of mass transfer by diffusion is governed by thermodynamics, with the usual limitations of equilibrium. Thus, both transport and thermodynamics considerations are crucial in separation operations. The rate of separation is governed by mass transfer, while the extent of separation is limited by thermodynamics equilibrium. 极限程度------ 热力学 分离速率------ 动力学 Extent = Thermodyanmics Rate = Transport Contents 2.1 相平衡基础 2.1.1气液平衡 2.1.2液液平衡 2.2 多组分物系的泡点和露点计算 2.2.1 泡点温度和压力的计算 2.2.2 露点温度和压力的计算 2.3 多组分闪蒸计算 2.3.1 等温闪蒸和部分冷凝过程 2.3.2 绝热闪蒸过程 2.4 液液平衡过程的计算 2.5 多相平衡过程 2.6共沸系统和剩余曲线 2.1 Phase Equilibria 2.1.1 Vapor-Liquid Equilibrium 2.1.2 Liquid-Liquid Equilibrium 2.2 Bubble-point, and Dew-point Calculation for Multicomponent Mixtures 2.2.1 Bubble-point Temperature and Pressure Calculation 2.2.2 Dew-point Temperature and Pressure Calculation 2.3 Flash Calculation 2.3.1 Isothermal Flash and Partial Condensation 2.3.2 Adiabatic Flash 知识点 1. 相平衡常数计算：状态方程法，活度系数法 2. 泡点、露点计算 （1）泡点计算：在一定P（或T）下，已知xi，确定Tb（或Pb）和yi。 （2）露点计算 3. 等温闪蒸和绝热闪蒸计算：给定物料的量与组成，计算在一定P和T下闪蒸得到的汽相量与组成，以及剩余的液相量与组成。 2.1 相平衡基础（Phase Equilibria） 一、相平衡关系 二、相平衡常数的计算 常见的化工单元操作，如精馏、吸收、萃取、结晶等都是有相变化的过程，其研究和设计基础是相平衡、物料平衡和传递速率。相平衡在传质分离过程中占有重要地位，实际系统与平衡状态的差距是相间传质过程的推动力。相平衡是阐述混合物分离原理和计算传质推动力的基础数据。 一、相平衡关系 （1）什么是相平衡？ 混合物所形成的若干相保持物理平衡而共存的状态。 热力学：整个物系的自由能最小。 At equilibrium, the total Gibbs free energy (G) for all phases is a minimum. 动力学：相间表观传递速率为零。 The apparent rate of mass transfer across the phase interface is zero. 一、相平衡关系 （2）相平衡条件（准则）： 各相的温度相等、压力相等，每个组分的化学位相等。 Chemical potential cannot be expresse