《传质过程导论》课件.pptVIP

*******************传质过程导论课程概述介绍传质过程的基本概念、理论和应用。涵盖传质过程中的基本原理、机理和方程。结合实例分析传质过程在化学工程、生物工程等领域的应用。传质基本概念物质传递传质是指物质在不同相之间或同一相内不同部位之间发生的转移过程。浓度梯度传质过程受浓度梯度的驱动，物质总是从高浓度区域向低浓度区域移动。传质速率传质速率是指单位时间内通过单位面积的物质传递量，受传质系数和浓度梯度影响。传质机理分子扩散由于浓度梯度引起的物质分子运动，从高浓度区域向低浓度区域移动。对流扩散流体宏观运动引起的物质传递，通常与分子扩散相结合。膜传质利用选择性膜分离不同物质，实现物质传递。传质方程传质方程描述了物质在不同相之间传递速率的数学关系，是传质过程研究的重要基础。溶质向量与驱动力1浓度梯度浓度差异是驱动力。2溶质向量溶质移动方向是向量。3驱动力大小浓度梯度越大，驱动力越强。扩散传质分子扩散物质分子在浓度梯度下，由高浓度区域向低浓度区域迁移的现象。对流扩散物质在流体中通过对流运动和分子扩散共同作用进行的传质过程。有效扩散系数考虑了分子扩散和对流扩散的综合影响，反映了实际传质速率。对流传质1流体流动流体流动是导致对流传质的主要因素。2边界层流体与固体表面之间形成的边界层，会影响传质速率。3对流系数对流系数是衡量对流传质速率的指标。吸收与脱附吸收吸收是指一种气体组分从气相转移到液相的过程。它通常用于分离气体混合物，例如从空气中去除二氧化碳。脱附脱附是指一种溶质从液相转移到气相的过程。它通常用于回收溶质，例如从溶液中去除溶解的溶质。膜分离分离原理利用半透膜选择性地透过不同物质，实现混合物的分离。应用领域广泛应用于水处理、食品加工、医药、化工等领域。优势特点能耗低、操作简单、分离效率高、环境友好。结膜传质膜结构结膜传质涉及通过选择性膜进行物质分离，膜是具有选择性渗透性的薄层材料。驱动力传质过程是由膜两侧的浓度差或压力差驱动的，导致物质从高浓度区域向低浓度区域移动。应用广泛结膜传质应用广泛，包括海水淡化、医药分离、食品加工、气体分离等领域。沉淀与结晶1沉淀从溶液中分离出溶质的过程，通常用于分离和纯化物质。2结晶溶质从溶液中析出形成固体晶体的过程，可以得到高纯度的物质。3应用沉淀和结晶广泛应用于化学工业，如制药、化工、食品等领域。蒸发与蒸馏1蒸发液体表面发生的汽化现象2蒸馏利用液体沸点差异进行分离3应用海水淡化，酒精生产干燥从湿物料中除去水分的过程。降低水分含量，提高物料的稳定性和可加工性。蒸发水分，需要提供能量，通常采用加热方式。吸附活性炭吸附利用活性炭的多孔结构和表面性质，吸附溶液或气体中的特定物质。离子交换吸附利用离子交换树脂的离子交换特性，吸附溶液中的特定离子。膜吸附利用膜的孔径大小和表面性质，吸附溶液或气体中的特定物质。离子交换定义离子交换是一种分离过程，其中溶液中的离子被固体离子交换剂上的离子取代。应用离子交换广泛应用于水处理、化学工业和制药工业等领域。原理离子交换剂通常是具有带电基团的固体材料，例如树脂或沸石。反应传质催化反应催化剂的存在加速了反应速率，提高了传质效率。反应器设计反应器类型和操作条件对传质过程有重大影响。反应动力学反应动力学方程描述了反应速率和影响因素。相变传质蒸发液体转化为蒸气的过程。影响因素包括温度、压力、表面积和气相浓度。凝结蒸气转化为液体的过程。影响因素包括温度、压力、表面积和气相浓度。升华固体直接转化为蒸气的过程。影响因素包括温度、压力和表面积。凝华蒸气直接转化为固体的过程。影响因素包括温度、压力和表面积。多相传质1气液相传质吸收、脱附、蒸馏、干燥等过程2液液相传质萃取、溶解、结晶等过程3固液相传质浸出、吸附、离子交换等过程4固气相传质吸附、催化反应等过程传质过程中的传热传热是传质过程中常见的现象，传热过程与传质过程相互影响，相互耦合。传热过程会影响传质速率，例如，加热溶液会加快溶质的扩散速度。传热过程也会受传质过程影响，例如，物质蒸发会吸收热量，降低体系温度。传质过程中的粉碎与分级粉碎粉碎是将固体物料颗粒尺寸减小的过程，可以提高传质效率，增加物料的表面积。分级分级是将粉碎后的物料按粒度大小进行分离，可以控制传质过程中的粒径分布，提高产品的质量。传质设备吸收塔吸收塔用于将气相中的溶质转移到液相中。蒸馏塔蒸馏塔用于分离液体混合物，利用不同组分的沸点差异进行分离。