浓度对传质系数的影响及多元物系传质-化工学报.PDF

维普资讯 第 54卷 第 5期 化 工 学 报 VoI．54 № 5 2003年 5月 Journal of Chemical Industry and Engineering (China) May 2003 浓度对传质系数的影响及多元物系传质 王维德 (华侨大学化工系，福建 泉州 362011) 摘 要 在筛板塔中对 甲醇一乙醇一水三元物系进行精馏传质过程实验，考虑浓度对传质系数的影响建立了一个数 学模型，对各组分在塔 中的浓度分布进行模拟计算 ，计算结果能正确反映各组分在塔 中浓度分布 的变化规律 ． 实验与计算结果都表明在某些浓度范围内乙醇呈现出比较复杂的变化规律． 关键词 传质系数 浓度 多元物系 中图分类号 TQ021．4 文献标识码 A 文章编号 O438—1157(2003)05—0601—05 EFFECT oFCoNCENTRATIoN oN M ASSTRANSFER CoEFFICIENTSAND M ULTICoM PoNENT M ASSTRANSFER WANG Weide (DepartmentofChemicalEngineering，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362011，Fujian，China) Abstract Distillationexperimentsformethanol—ethanol—watersystem inatraycolumnwerecarriedout．A mathematicsmodelthattakestheeffectsofconcentrationonmasstransfercoefficientsintoaccountiSset upforsimulationcalculationofconcentrationprofilesinthecolumn．Thepredictedvaluesagreewellwith theexperimentalvalues．Both ofexperimentalandpredictedvaluesshow thatethanolappearscomplex concentrationprofilesinsomeconcentrationrange． Keywords masstransfercoefficients，concentration，multicomponentsystem 践中通常也假定传质系数在整个传质分离塔中为常 引 言 数 ，这种处理对于非理想物系将会造成相 当大的 多元物系传质过程及传质机理与二元物系有着 偏差． 质的差别，在多元物系传质过程 中某一组分的传质 本文进行两方面问题的研究：首先开展传质系 通量除了与它本身浓度梯度有关外还与其他组分的 数与浓度 (指各组分的摩尔分数，下同)的关系研 浓度梯度有关．由于组分间的相互作用 ，多元物系 究，阐明浓度对传质系数的影响及其机理 ；在此基 中某些组分可能发生传质奇异现象[1-53． 础上考虑传质系数随浓度的变化建立一个数学模 描述多元物系扩散传质过程 的基本方程为 型，进行多元物系相间传质的模拟计算 ，创立一套 Maxwell-Stefan方程 ，该方程基于对扩散组分分子 较合乎实际的多元传质模拟计算方法 ，应用于工程 间相互作用力与传质推动力的关系分析得到 ，当将 实际． 其应用于相间传质过程时通常假定扩散系数在扩散 1 二元物系传质系数与浓度 的关系 路径 中为