2016年化工工程師備考復(fù)習(xí)氣液相際傳質(zhì)

　　【摘要】環(huán)球網(wǎng)校提醒：2016年化工工程師考試已進(jìn)入備考階段。根據(jù)學(xué)員對(duì)氣液相際傳質(zhì)難點(diǎn)的反饋，同時(shí)為進(jìn)一步加深大家對(duì)氣液相際傳質(zhì)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的了解，環(huán)球網(wǎng)校老師為大家整理了“2016年化工工程師備考復(fù)習(xí)氣液相際傳質(zhì)”，希望對(duì)大家有所幫助。

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　　氣液相際傳質(zhì)（環(huán)球網(wǎng)?；すこ處燁l道提供氣液相際傳質(zhì)復(fù)習(xí)資料）理論

　　一、傳質(zhì)過程的方向 液相濃度(y,x)在平 氣 、 液相濃度 在平 衡線上方(P點(diǎn) ： 衡線上方 點(diǎn))： 而言， 相對(duì)于液相濃度 x 而言， 氣相濃度為過飽和 (y>y*)，溶質(zhì) A 由氣相 ， 向液相轉(zhuǎn)移。 向液相轉(zhuǎn)移。 而言， 相對(duì)于氣相濃度 y 而言， 液相濃度欠飽和(x y y

　　釋放溶質(zhì) 吸收溶質(zhì)

　　P

　　y*=f(x)

　　y* o x

　　x* x

　　結(jié)論：若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)在平衡線上方， 則體系將 在平衡線上方， 結(jié)論 ： 若系統(tǒng)氣 、 液相濃度 在平衡線上方 發(fā)生從氣相到液相的傳質(zhì)，即吸收過程。 發(fā)生從氣相到液相的傳質(zhì)，即吸收過程。

　　化工與材料工程學(xué)院Department of Chemical and Materials Engineering

　　傳質(zhì)過程的方向

　　液相濃度(y,x)在平 氣 、 液相濃度 在平 衡線下方(Q點(diǎn))： 衡線下方 點(diǎn) ： 相對(duì)于液相濃度 x 而言 氣相濃度為欠飽和 (yx*)，故液相有釋放 ， 的能力。 溶質(zhì) A 的能力。

　　y y*

　　吸收溶質(zhì)

　　y*=f(x)

　　y

　　釋放溶質(zhì)

　　Q

　　o

　　x*

　　x

　　x

　　結(jié)論：若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)在平衡線下方， 則體系將 在平衡線下方， 結(jié)論 ： 若系統(tǒng)氣 、 液相濃度 在平衡線下方 發(fā)生從液相到氣相的傳質(zhì)，即解吸過程。 發(fā)生從液相到氣相的傳質(zhì)，即解吸過程。

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　　傳質(zhì)過程的方向 液相濃度(y,x)處于 氣 、 液相濃度 處于 平衡線上(R點(diǎn) ： 平衡線上 點(diǎn))： 相對(duì)于液相濃度 x 而言 氣相濃度為平衡濃度 (y=y*)，溶質(zhì) A 不發(fā)生 ， 轉(zhuǎn)移。 轉(zhuǎn)移。 相對(duì)于氣相濃度而言液 相濃度為平衡濃度 (x=x*)， 故液相不釋放 ， 或吸收溶質(zhì) A。 。

　　y y* y

　　y*=f(x) R

　　o

　　x* x

　　x

　　結(jié)論： 若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x)處于平衡線上 ， 則體系從 處于平衡線上， 結(jié)論 ： 若系統(tǒng)氣 、 液相濃度 處于平衡線上 宏觀上講將不會(huì)發(fā)生相際間的傳質(zhì)， 宏觀上講將不會(huì)發(fā)生相際間的傳質(zhì) ， 即系統(tǒng)處于平 衡狀態(tài)。 衡狀態(tài)。

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　　二、傳質(zhì)過程的限度

　　y y P y*=f(x)

　　y*

　　o

　　x

　　x* x

　　對(duì)吸收而言： 對(duì)吸收而言： 不變， 若保持液相濃度 x 不變，氣相濃度 y 最低只能降到與之相 平衡的濃度 y*，即 ymin=y*; ; 不變， 若保持氣相濃度 y 不變，則液相濃度 x 最高也只能升高到 與氣相濃度 y 相平衡的濃度 x*，即 xmax=x*。 ， 。

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　　傳質(zhì)過程的限度

　　y y* y*=f(x)

　　y

　　Q

　　o

　　x*

　　x

　　x

　　對(duì)解吸而言： 對(duì)解吸而言： 不變， 若保持液相濃度 x 不變，氣相濃度 y 最高只能升到與之相 平衡的濃度 y*，即 ymax=y*; ; 不變， 若保持氣相濃度 y 不變，則液相濃度 x 最低也只能降到與 氣相濃度 y 相平衡的濃度 x*，即 xmin=x*。 ， 。

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　　三、傳質(zhì)過程的推動(dòng)力 未達(dá)平衡的兩相接觸會(huì)發(fā)生相際間傳質(zhì)(吸收或解吸 ， 未達(dá)平衡的兩相接觸會(huì)發(fā)生相際間傳質(zhì) 吸收或解吸)，離平 吸收或解吸 衡濃度越遠(yuǎn)，過程傳質(zhì)推動(dòng)力越大，傳質(zhì)過程進(jìn)行越快。 衡濃度越遠(yuǎn)，過程傳質(zhì)推動(dòng)力越大，傳質(zhì)過程進(jìn)行越快。 方法： 方法 ： 用氣相或液相濃度遠(yuǎn)離平衡的程度來表征氣液相際 傳質(zhì)過程的推動(dòng)力。 傳質(zhì)過程的推動(dòng)力。 對(duì)吸收過程： 對(duì)吸收過程： (y-y*)：以氣相摩爾分?jǐn)?shù) ： 差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力; 差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力; ( x*-x)： 以 液 相 摩 爾 分 ： 數(shù)差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力。 數(shù)差表示的傳質(zhì)推動(dòng)力 。 傳質(zhì)推動(dòng)力的表示方法 可以不同，但效果一樣。

　　y y (y-y*) y* (x*-x) o x x* x P y*=f(x)

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　　四、吸收傳質(zhì)理論

　　吸收過程是溶質(zhì)由氣相向液相轉(zhuǎn)移的相際傳質(zhì)過程， 吸收過程是溶質(zhì)由氣相向液相轉(zhuǎn)移的相際傳質(zhì)過程 ， 可分 為三個(gè)步驟： 為三個(gè)步驟： 溶質(zhì)由氣相主體擴(kuò)散至兩相界面氣相側(cè)(氣相內(nèi)傳質(zhì)) (1 ) 溶質(zhì)由氣相主體擴(kuò)散至兩相界面氣相側(cè)(氣相內(nèi)傳質(zhì) ) ; 溶質(zhì)在界面上溶解(通過界面的傳質(zhì)) (2) 溶質(zhì)在界面上溶解(通過界面的傳質(zhì)); (3) 溶質(zhì)由相界面液相側(cè)擴(kuò)散至液相主體(液相內(nèi)傳質(zhì))。 溶質(zhì)由相界面液相側(cè)擴(kuò)散至液相主體(液相內(nèi)傳質(zhì))

　　相界面 氣相主體 溶解 氣相擴(kuò)散 液相擴(kuò)散 液相主體

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　　雙膜理論

　　在上世紀(jì)二十年代提出， 由W.K.Lewis 和 W.G.Whitman 在上世紀(jì)二十年代提出， 是最早出現(xiàn)的傳質(zhì)理論。雙膜理論的基本論點(diǎn)是： 是最早出現(xiàn)的傳質(zhì)理論。雙膜理論的基本論點(diǎn)是：

　　(1) 相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一 相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面， 個(gè)很薄( 的流體膜層。 個(gè)很薄(等效厚度分別為 δ1 和 δ2 )的流體膜層。溶質(zhì)以分子擴(kuò) 散方式通過此兩膜層。 散方式通過此兩膜層。 氣 液 相界面 液相主體 氣相主體 膜 膜 (2) 相界面沒有傳質(zhì)阻力 ， 即 相界面沒有傳質(zhì)阻力， pi = ci / H p 溶質(zhì)在相界面處的濃度 處于相平衡狀態(tài)。 處于相平衡狀態(tài)。 ci (3) 在膜層以外的兩相主流區(qū) 由于流體湍動(dòng)劇烈， 由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì) 速率高， 速率高，傳質(zhì)阻力可以忽 略不計(jì)， 略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力 集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。

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