相平衡，溶解度，挥发度等.pptVIP

* 5.2.2 相平衡关系在吸收过程中的应用 一、判断过程进行的方向 平衡状态 实际状态 xA xA * y ? y* A由气?液传质，吸收 平衡状态 A由液?气传质，解吸 吸收过程： x* x 或 xA* xA 或 或 xA* = xA xA* xA 或 * y1* y x · A x1 y1 x1* · B y2 x2 x2* y2* A点：平衡线上方，吸收 B点：平衡线下方，解吸 * 二、指明过程进行的极限——相平衡 1）逆流，塔高无限(相界面无限） V，y2 V，y1 L，x2 L，x1 2）逆流，塔高无限 对于一定的分离任务,若所需塔高为无限,则塔的某截面(通常在塔顶或塔底)达到了平衡 * 三、确定过程的推动力 1) 表达式 ?y=y - y* ?x=x*- x 气相： 液相： ?Y=Y -Y* ?X=X*-X 吸收过程 * 2）在x～y图 B C · A y y* x x* 推动力为状态点在水平或垂直方向上与平衡线间的距离 * 例5-2-3 二氧化碳分压为50.65 kPa的二氧化碳－空气混合气体与二氧化碳摩尔浓度为0.01 kmol/m3的水溶液接触，系统温度为25℃，气液平衡关系为 pA*（kPa）=1.665×105 x,问 （1）指出上述情况下过程是吸收还是解吸？并以气相分压差和液相摩尔浓度差表示过程的推动力 （2）若将上述混合气体与二氧化碳摩尔浓度为 0.005 kmol/m3的水溶液接触，以液相摩尔浓度差表示的过程推动力为多少？ （3）若系统温度为50℃，气液平衡关系为pA*（kPa）=2.87×105 x ，以液相摩尔浓度差表示过程的推动力 * ● 温度、压力或组成的变化均会引起过程推动力的变化，甚至传质的方向！ * * * 见天津大学习题集 * 见天津大学习题集 * 化 工 原 理（Ⅱ） -教材第三版：第5、6、7章 重点复习：《物理化学》：相平衡，溶解度，挥发度等 教师：黄 雄 斌 Office: 东区：工程楼219室；手机 * 具有一个化学反应的一般化工过程结构 副产物或杂质 原料 预处理 反应 分离 产品（指定纯度） 未反应原料循环 达到反应所需的浓度、温度、压力、状态等条件 反应过程中的能量输出和输入 根据产物、副产物和杂质之间物性的差异选择分离方法 (提纯) (三传一反） 前 言 * 气 体 吸 收 液 体 蒸 馏 气（汽）- 液 传 质 设 备 固 体 干 燥 传 质 传质 传热 本课内容： 传质？ * 传质过程导论 传质过程：物质从一相到另一相的转移过程 传质分离过程的依据： 利用平衡时混合物中各组分在两相间分配不同 气体吸收 液体蒸馏 固体干燥 ——混合气体在溶剂中溶解度的差异,气→液 ——供热，汽化、移走液体，液→汽 ——混合液体间挥发性的差异，汽 液 * 吸收过程为例： （1）气相主体 气液相界面 （2）组分A在界面溶解 （3） 气液相界面 液相主体 终点： 分离过程起点 (推动力)： 两相组成满足平衡关系 某组分在一相(如：液)中的组成与另一相(如：气)组成所对应的在该相(液相)中的平衡组成产生了偏离（见图） * t=0（打开隔板） t=1s t=10s t=∞ 平衡状态=最终状态 氨气 空气+氨气 氨（溶质）+水 空气+氨气（+水汽） 空气 水 相界面 气相主体 液相主体 y1=0.1 x*1=0.02 y1=0.4 y1=0.3 y1=0.2 x*1=0.08 x*1=0.06 x*1=0.04 氨液相浓度为饱和浓度or溶解度 氨气分压(pA=p·y1)为平衡分压 y1=0.1 x1=0 y1=0.1 y1=0.1 y1=0.2 y1=0.2 y1=0.2 x1=0.06 x1=0.04 x1=0.02 推动力（同相实际状态与最终状态的差别） 谁最小？最大？（y1恒定） 状态（压力、温度、组成？） y1=0.2 x*1=0.04 对应平衡状态 实际状态1 实际状态2 实际状态3 推动力:x1-x*1=? * 相组成表示方法（双组分） 一、浓度 质量浓度： 摩尔浓度： 总： 总： 二、分数 质量分数： * 摩尔分数： 气 液 三、比值 质量比：混合物中某组分质量与惰性组分质量之比。 * 摩尔比： 气： 液： 四、压力——总压和分压(用于理想气体) * 5. 气体吸收 5.1 概述 5.2 气液相平衡关系及应用 5.3 分子扩散及单相传质 5.4 相际对流传质及传质速率方程 5.5 吸收塔的计算 5.6 解吸塔的计算 * 5.1.1 气体吸收过程简介 一、过程原理 依据：气体混合