传质与分离
大学_传质与分离工程试题及参考答案
![大学_传质与分离工程试题及参考答案](https://img.taocdn.com/s3/m/71d22139bb1aa8114431b90d6c85ec3a87c28b6d.png)
传质与分离工程试题及参考答案传质与分离工程试题1:填空题1、下列哪一个是速率分离过程( )a. 蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离2、下列哪一个是机械分离过程( )a. 蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离3、下列哪一个是平衡分离过程( )a.蒸馏b.吸收c.膜分离d.离心分离4、汽液相平衡K值越大,说明该组分越( )a.易挥发b.难挥发c.沸点高d.蒸汽压小5、气液两相处于平衡时( )a.两相间组份的浓度相等b.只是两相温度相等c.两相间各组份的逸度相等d.相间不发生传质6、当把一个气相冷凝时,开始产生液滴的点叫作( )a.露点b.临界点c.泡点d.熔点7、当物系处于泡、露点之间时,体系处于( d )a.饱和液相b.过热蒸汽c.饱和蒸汽d.气液两相8、闪蒸是单级蒸馏过程,所能达到的分离程度( )a.很高b.较低c.只是冷凝过程,无分离作用d.只是气化过程,无分离作用9、设计变量数就是( )a.设计时所涉及的变量数b.约束数c.独立变量数与约束数的和d.独立变量数与约束数的差10、约束变量数就是( )a.过程所涉及的变量的数目;b.固定设计变量的数目c.独立变量数与设计变量数的和;d.变量之间可以建立的方程数和给定的条件11、当蒸馏塔的回流比小于最小的回流比时( )a.液相不能气化b.不能完成给定的分离任务c.气相不能冷凝d.无法操作12、当蒸馏塔的产品不合格时,可以考虑( )a.提高进料量b.降低回流比c.提高塔压d.提高回流比13、如果二元物系,11,21,则此二元物系所形成的溶液一定是( )a.正偏差溶液b.理想溶液c.负偏差溶液d.不确定14、下列哪一个不是均相恒沸物的特点( )a.气化温度不变b.气化时气相组成不变c.活度系数与饱和蒸汽压成反比d.冷凝可以分层15、下列哪一个不是吸收的有利条件( )a.提高温度b.提高吸收剂用量c.提高压力d.减少处理的气体量16、平衡常数较小的组分是( )a.难吸收的组分b.最较轻组份c.挥发能力大的组分d.吸收剂中的溶解度大17、下列关于吸附剂的描述哪一个不正确( )a.分子筛可作为吸附剂b.多孔性的固体c.外表面积比内表面积大d.吸附容量有限18、下列哪一个不是等温吸附时的物系特点( )a.被吸收的组分量很少b.溶解热小c.吸收剂用量较大d.被吸收组分的浓度高19、吸收塔的汽、液相最大负荷处应在( )a.塔的底部b.塔的中商c.塔的顶部20、对一个恒沸精馏过程,从塔内分出的最低温度的恒沸物( )a.一定是做为塔底产品得到b.一定是为塔顶产品得到c.可能是塔项产品,也可能是塔底产品d.视具体情况而变传质与分离工程试题2:选择题1.分离过程:将一股或多股原料分成组成不同的两种或多种产品的过程。
化工原理(下)
![化工原理(下)](https://img.taocdn.com/s3/m/b8047129680203d8cf2f2481.png)
第七章 传质与分离过程概论3. 在直径为0.012 m 、长度为0.35 m 的圆管中,CO 气体通过N 2进行稳态分子扩散。
管内N 2的温度为373 K ,总压为 kPa ,管两端CO 的分压分别为 kPa 和 kPa ,试计算CO 的扩散通量。
解:设 A -CO ; B -N 2查附录一得 s m 10318.024AB -⨯=D()31.3kPa kPa 703.101A1B1=-=-=p p p 总().3kPa 49kPa 0.73.101A2B2=-=-=p p p 总kPa 12.57kPa 3.313.94ln 3.313.94ln B1B2B1B2 BM =-=-=p p p p p8. 有一厚度为8 mm 、长度为800 mm 的萘板。
在萘板的上层表面上有大量的45 ℃的常压空气沿水平方向吹过。
在45 ℃下,萘的饱和蒸汽压为 Pa ,固体萘的密度为1 152 kg/m 3,由有关公式计算得空气与萘板间的对流传质系数为 5 m/s 。
试计算萘板厚度减薄5%所需要的时间。
解:由式(7-45)计算萘的传质通量,即() Ab Ai L A c c k N -=式中Ab c 为空气主体中萘的浓度,因空气流量很大,故可认为0Ab =c ;Ai c 为萘板表面处气相中萘的饱和浓度,可通过萘的饱和蒸气压计算,即3Ai 5Ai 73.9kmol/m 2.795108314318p c RT -===⨯⨯kmol / m 3 22L Ai Ab 57A ()0.0165(2.795100)kmol/(m s) 4.61210kmol/(m s)N k c c --=-=⨯⨯-⋅=⨯⋅ 设萘板表面积为S ,由于扩散所减薄的厚度为b ,物料衡算可得A A A Sb N M S ρθ=2.168h s 10806.7s 12810612.41152008.005.037A A A1=⨯=⨯⨯⨯⨯==-M N b ρθ 第八章 气体吸收填空题试题——工业生产中的吸收操作以 流操作为主。
第七章__传质与分离过程概论
![第七章__传质与分离过程概论](https://img.taocdn.com/s3/m/2c71eed1360cba1aa811da00.png)
对流传质速率方程为: NA=kL(cAi-cAo) 比较可得:
3、表面更新模型 表面更新模型的要点: ① 该模型同样认为溶质向液相内部的传质为非稳态 分子扩散过程; ②否定表面上的流体单元有相同的暴露时间,而认为 液体表面是由具有不同暴露时间(或称“年龄”)的液面 单元所构成。 为此,丹克沃茨提出了年龄分布的概念,即界面上各 种不同年龄的液面单元都存在,只是年龄越大者,占据的 比例越小; ③不论界面上液面单元暴露时间多长,被置换的概率 是均等的。单位时间内表面被置换的分率称为表面更新率, 用符号S表示。
②随着接触时间的延长,溶质A通过不稳态扩散方式 不断地向流体单元渗透。 ③流体单元在界面处暴露的时间是有限的,经过时间 后θc,旧的流体单元即被新的流体单元所置换而回到液 相主体中去。在流体单元深处,仍保持原来的主体浓度不 变。 ④流体单元不断进行交换,每批流体单元在界面暴露 的时间都是一样的。
按照溶质渗透模型,溶质 A在流体单元内进行的是一 维不稳态扩散过程,可导出组分A的传质通量为:
JA-组分A的扩散质量通量(即单位时间内,组分A通 过与扩散方向相垂直的单位面积的质量),kg/(m2·s); DAB-组分A在组分B中的扩散系数,m2/s; dcA-组分A扩散方向的质量浓度梯度,(kg/m3)/m。
该式表示在总质量浓度不变的情况下,由于组分A (B)的质量浓度梯度所引起的分子传质通量,负号表明 扩散方向与梯度方向相反,即分子扩散朝着浓度降低的方 向进行。 费克第一定律仅适用于描述由于分子传质所引起的传 质通量,但一般在进行分子传质的同时,各组分的分子微 团常处于运动状态,故存在组分的运动速度。为了更全面 地描述分子扩散,必须考虑各组分之间的相对运动速度以 及该情况下的扩散通量等问题。
上述扩散过程将一直进行到整个容器中A、B两种物质 的浓度完全均匀为止,此时,通过任一截面物质A、B的净 的扩散通量为零,但扩散仍在进行,只是左、右两方向物 质的扩散通量相等,系统处于扩散的动态平衡中。 J=JA+JB=0 (7-18)
江南大学---传质与分离工程教学大纲
![江南大学---传质与分离工程教学大纲](https://img.taocdn.com/s3/m/b2fcb47427284b73f24250da.png)
《传质与分离工程》教学大纲适合专业:化工类、化工机械等相关专业学时:56 学分:3一、课程性质、目的、要求本课程是化工及相关专业的一门专业基础课。
通过本课程的教学使学生掌握传质的基础理论和主要传质单元操作过程的基本原理和典型设备的构造、工艺设计计算。
本课程课内外学时比为1:2。
二、先修课程先修课程为高等数学、普通物理、物理化学、力学、工程制图及计算机算法语言、流体力学与传热等课程。
三、各单元的时数分配l、蒸馏 12 学时2、吸收 12 学时3、蒸馏和吸收塔设备 6 学时4、干燥 12 学时5、液液萃取及其他选讲内容 6 学时6、新型分离技术 8 学时以上1-4内容为各专业必修内容,5-6可结合专业选讲内容。
总结、习题课和期中测验时间不包括在上述学时内。
四、课程考核方式本课程考核方式:期中测验由任课教师自定和课程结束前全校统考。
五、所用教材天津大学姚玉英等编《化工原理》下册六、课程的基本要求和各单元具体内容第一章蒸馏精馏过程的主要问题:Δ精馏原理;双组分溶液的气液相平衡(理想溶液与非理想溶液,拉乌尔定律;气液平衡图;t-x(y)图与x-y图;总压对x-y图的影响;恒沸点概念;挥发度与相对挥发度;平衡蒸馏、简单蒸馏及精馏的区别;利用t-x(y)图说明精馏原理。
Δ双组分连续精馏塔的计算:全塔物料衡算;理论塔板的概念;求取理论塔板数的途径;精馏段操作线方程;提馏段操作线方程;两操作线交点的轨迹——q线方程;逐板法及图解法求理论塔板数;不同进料状态的比较;回流比的确定(最小回流比,全回流与操作回流比);进料装置的热量衡算;确定操作压强的原则;多侧线精馏塔的操作线;塔釜采用直接蒸汽加热时的操作线;理论塔板数的捷算法;等板高度;分凝器应用场所。
间歇精馏的基本概念:特殊精馏,萃取精馏与恒沸精馏的原理、流程、应用和场合;水蒸汽蒸馏的基本概念及适用场合。
多组分精馏的特点。
第二章吸收概述:吸收在化工中的应用;吸收剂、吸收质与惰性气体;填料塔的构造;吸收过程的主要问题。
化工原理 第七章 传质与分离过程概论
![化工原理 第七章 传质与分离过程概论](https://img.taocdn.com/s3/m/f9b935f376a20029bd642d5c.png)
渗 析
点渗析
三、传质分离方法
(2)场分离 场分离是指在外场(电场、磁场等)作用下, 利用各组分扩散速度的差异,而实现混合物分离 的单元操作过程。
电 泳
场分离
热扩散 高梯度磁场分离
三、传质分离方法
钕铁硼永磁场
磁化精馏实验装置
三、传质分离方法
3.分离方法的选择 分离方法选择的考虑因素
被分离物系的相态 被分离物系的特性 产品的质量要求 经济程度
第七章 传质与分离过程概论
7.1 概述 7.1.1 传质分离过程 7.1.2 相组成的表示方法
一、质量浓度与物质的量浓度
1.质量浓度 质量浓度定义式
A
mA
V
N
kg /m3
密度
混合物的总质量浓度
总
i 1
i
一、质量浓度与物质的量浓度
二、相际传质过程与分离
均相物系的分离方法 均相物系 某种过程 两相物系
根据不同 组分在各 相中物性 的差异, 使某组分 从一相向 另一相转 移:相际 传质过程
实现均相物系的分离 相际传质过程
均相物系分离
二、相际传质过程与分离
示例:空气和氨分离 空气
水
吸 收 塔
空气+氨 氨水
三、传质分离方法
1.平衡分离过程 (1)气液传质过程 气液传质过程是指物 质在气、液两相间的转移, 它主要包括气体的吸收 (或脱吸)、气体的增湿 (或减湿)等单元操作过 程。
ij Ki / K j
通常将 K 值大的当作分子,故一般大于 1 。当 偏离 1 时,便可采用平衡分离过程使均相混合物得 以分离,越大越容易分离。
三、传质分离方法
传质与分离课后练习题
![传质与分离课后练习题](https://img.taocdn.com/s3/m/50c361d3cd22bcd126fff705cc17552707225ed7.png)
传质与分离课后练习题一、填空题1. 传质过程主要包括________、________和________三种基本方式。
2. 在气体吸收过程中,根据溶质与溶剂的接触方式,可分为________和________两种类型。
3. 蒸馏操作中,将混合液加热至沸腾,产生的蒸汽通过________冷却后,可得到纯净的液体。
4. 萃取过程中,常用的萃取剂应具备________、________和________等特点。
5. 吸附分离技术中,根据吸附剂与吸附质之间的作用力,可分为________和________两种类型。
二、选择题1. 下列哪种传质方式属于质量传递?()A. 动量传递B. 能量传递C. 质量传递D. 热量传递2. 在下列吸收操作中,属于物理吸收的是()。
A. 氨气吸收B. 二氧化硫吸收C. 丙酮吸收D. 氯气吸收3. 下列哪种蒸馏方法适用于分离沸点相近的液体混合物?()A. 简单蒸馏B. 蒸馏C. 蒸馏D. 分子蒸馏A. 萃取剂的性质B. 混合液的温度C. 萃取剂的浓度5. 下列哪种吸附剂属于物理吸附剂?()A. 活性炭B. 离子交换树脂C. 氢氧化钠D. 氧化铝三、判断题1. 传质过程中,质量传递速率与浓度梯度成正比。
()2. 在气体吸收过程中,气膜控制表示溶质在气相中的扩散速率较慢。
()3. 蒸馏过程中,塔板数越多,分离效果越好。
()4. 萃取操作中,萃取剂的选择对萃取效果具有重要影响。
()5. 吸附分离过程中,吸附剂的选择与吸附质的性质无关。
()四、简答题1. 简述传质过程的基本原理。
2. 请列举三种常见的气体吸收设备,并简要说明其工作原理。
3. 蒸馏操作中,如何提高塔板的效率?4. 萃取过程中,影响萃取效果的因素有哪些?5. 简述吸附分离技术的应用领域。
五、计算题1. 某混合液中含有甲、乙两种组分,其摩尔分数分别为0.4和0.6。
现将该混合液进行蒸馏分离,求在塔顶和塔底得到的馏分中甲、乙组分的摩尔分数。
第7章传质与分离过程概论
![第7章传质与分离过程概论](https://img.taocdn.com/s3/m/508c151efad6195f312ba678.png)
则
令
pBm
pB 2 pB1 p ln B 2 pB1
D p NA ( )( p A1 p A2 ) RT pBm
p Bm
─扩散初、终截面处组分B分压的对数平均值,kPa; ─漂流因子,无因次。
p p Bm
例题
如图所示,氨气(A)与氮气(B)在长0.1m的直
径均匀的联接管中相互扩散。总压p=101.3kPa,温 度T=298K,点1处pA1=10.13kPa、点2处
如图7-2所示的分子扩散现象,在任一截面,处于动 态平衡中的物质A、B的净扩散通量为零,即:
J JA JB 0
3.费克定律(Fick’s law)
7-18
在恒温恒压下,A在混合物中沿Z方向作稳定分 子扩散时,其扩散通量与扩散系数及在扩散方向的 浓度梯度成正比。
dc A J A D AB dz
物质以扩散方式从一处转移到另一处的过程,称为质
量传递过程,简称传质。在一相中发生的物质传递是单
相传质,通过相界面的物质传递为相际传质。 质量传递的起因是系统内存在化学势的差异,这种 化学势的差异可以由浓度、温度、压力或外加电磁场等 引起。 传质过程广泛运用于混合物的分离操作;它常与化 学反应共存,影响着化学反应过程,甚至成为化学反 应的控制因素。掌握传质过程的规律,了解传质分离
的工业实施方法,具有十分重要的意义。
7.1 概述
7.2 质量传递的方式与描述
7.3传质设备简介
7.1概述
7.1.1传质分离方法
我们依据分离原理的不同,可以将传质分离过程 分为平衡分离和速率分离两大类: 一、平衡分离过程 平衡分离指借助分离媒介(如热能、溶剂、吸附 剂等)使均相混合物变为两相体系,再以混合物中 各组分处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而 实现分离的过程。 不难看出,平衡分离属于相际传质过程。相际传 质是我们后面重点学习讨论的内容。
化工传质与分离过程
![化工传质与分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/8445d93558eef8c75fbfc77da26925c52cc59101.png)
化工传质与分离过程
一、化工传质与分离过程
1. 定义
化工传质与分离过程指的是通过物理、化学或其他方式将原料中的物
质从一种物料中分离出来的过程,而另一种物料就是传质该物质的媒介。
2. 目标
将原料通过不同方式分离,将其形成符合工艺要求的单一物质料或多
种物质料。
3. 方法
(1)蒸馏:即利用不同沸点液体的差别,用蒸汽来将高沸点液体蒸发,得到更高沸点或低沸点液体;
(2)萃取:即利用萃取剂把溶解物从溶液中萃取出来分离;
(3)透析:即利用分子过滤的原理,将分子的大小作为界限,把分子
大的物质离开分子小的物质,得到分离的结果;
(4)聚类:即利用物料聚合的方法,将多种物料按照一定的聚类规则,聚合成一定形态一致的多种物料,进行分离;
(5)沉淀:即利用水溶液的pH值或溶质的活性,把有溶解或悬浮的
物质分离为比较纯净的物质。
4. 作用
(1)物料的分解:将原料中的物质按照一定的分离过程,分解成多种
物质;
(2)物料的提纯:将原料中的物质通过分离过程,可以提纯成单种物料,使之更加纯净;
(3)物料的精制:将原料中中的物质通过传质分离,可以使溶液中的物质增添成分,以达到高精度处理;
(4)物料的控制:通过传质分离,可以控制几种物料中比例、浓度和均匀性,以达到高效率工艺。
5. 应用
化工传质分离过程用于各种化工行业中,如原油加工,把原油分成石油气体、石油液体和各类残渣,并可获得更多的油产品;在电解废水处理中,能有效分离废水中的铁离子和阴离子,使铁离子含量尽可能降低;在食品饮料行业中,能有效把原料中的活性成分分离出来,以符合食品饮料行业的要求。
传质与分离过程
![传质与分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/c54f00524531b90d6c85ec3a87c24028915f85c8.png)
传质与分离过程
传质与分离过程是化学和物理学中的两个重要概念。
它们在许多领域中都有着广泛的应用,包括生物学、环境科学、工程学等等。
传质是指物质在不同相之间的传递过程,而分离过程则是将混合物中的组分分开的过程。
传质过程是物质从高浓度区域向低浓度区域的传递。
在自然界中,许多物质通过传质过程进行扩散。
例如,当我们在一间屋子里点燃一支香烟时,香烟中的微小分子会通过空气中的传质过程扩散到整个屋子里,使得整个屋子充满了香烟的味道。
传质过程的速度与浓度梯度有关,浓度梯度越大,传质速度越快。
分离过程是将混合物中的组分分开的过程。
我们在日常生活中经常用到分离过程。
例如,水可以通过蒸发和凝结的分离过程从盐水中分离出来。
另一个例子是用筛子将沙子和石子分离开来。
分离过程可以根据不同组分的性质和分离方法的原理来选择最适合的分离方法。
在化学工程中,传质与分离过程被广泛应用于各种工业过程。
例如,化工厂中的蒸馏塔就是利用不同组分的沸点差异通过蒸发和冷凝的分离过程从混合物中分离出纯净的组分。
另一个例子是在制药工业中,通过传质过程将溶液中的药物从溶剂中提取出来。
在环境科学中,传质与分离过程也起着重要作用。
例如,土壤中的污染物可以通过传质过程迁移到地下水中,导致地下水污染。
因此,了解传质过程可以帮助我们更好地管理和修复环境。
总之,传质与分离过程在许多领域中都有重要的应用。
它们是化学和物理学中的基本概念,对于我们理解和应用科学知识具有重要意义。
通过研究传质与分离过程,我们可以更好地了解物质的传递与分离规律,并运用这些知识解决实际问题。
传质与分离过程概论
![传质与分离过程概论](https://img.taocdn.com/s3/m/5e0a700dcc175527072208f8.png)
平衡分离过程(举例) 借助分离媒介(热能、溶剂、吸附剂)使均 相混合物系统变为两相体系,再以各组分在 平衡两相分配关系的差异为依据而实现分离。 属于相际传质过程。
速率分离过程(举例)
借助某种推动力(温度差、压力差、电位差) 的作用,利用各组分扩散速率的差异来实现混 合物分离的单元操作过程。物料和产品属同一 相态,仅有组成差别。
分子扩散现象 由于分子的无规则热运动而形成的物质传递 现象—分子传质 费克(Fick)定律 混合物的总体流动
J A D AB dc A dz
等分子反方向扩散(无总体流动)
一组分通过另一停滞组分的扩散(有总体流动)
NA
D
AB 总
p
RTzp BM
( p A1 p A2 )
由于流体质点的湍动和旋涡而形成的物质传递现象 —涡流扩散 双膜模型
停滞膜模型的要点
① 当气液两相相互接触时,在气液两相间存在着稳 定的相界面,界面的两侧各有一个很薄的停滞 膜—气膜和液膜,溶质A经过两膜层的传质方式 为分子扩散。 ② 在气液相界面处,气液两相处于平衡状态,无 传质阻力。 ③ 在气膜、液膜以外的气、液两相主体中,由于流 体强烈湍动,各处浓度均匀一致,无传质阻力。
化工单元操作之传质与分离选择、判断题库
![化工单元操作之传质与分离选择、判断题库](https://img.taocdn.com/s3/m/ac4b9289a26925c52dc5bfec.png)
吸收1 当吸收剂需循环使用时,吸收塔的吸收剂入口条件将受到解吸操作条件的制约。
√2 对一定操作条件下的填料吸收塔,如将塔填料层增高一些,则塔的H OG将增大,N OG将不变。
×3 根据相平衡理论,低温高压有利于吸收,因此吸收压力越高越好。
×4 亨利定律是稀溶液定律,适用于任何压力下的难溶气体。
√5 亨利系数随温度的升高而减小,由亨利定律可知,当温度升高时,表明气体的溶解度增大。
×6 目前用于进行吸收计算的是双膜理论。
√7 难溶气体的吸收阻力主要集中在气膜上。
×8 双膜理论认为相互接触的气,液两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各有一个很薄的滞流膜层。
吸收质以涡流扩散方式通过此二膜层。
在相界面处,气,液两相达到平衡。
×9 提高吸收剂用量对吸收是有利的。
当系统为气膜控制时,K y a值将增大。
×10 填料塔的液泛仅受液气比影响,而与填料特性等无关。
×11 填料吸收塔正常操作时的气体流速必须大于载点气速,小于泛点气速。
√12 脱吸因数的大小可反映溶质吸收率的高低。
×13 物理吸收操作是一种将分离的气体混合物,通过吸收剂转化成较容易分离的液体。
√14 物理吸收法脱除CO2时,吸收剂的再生采用三级膨胀,首先解析出来的气体是CO2。
×15 吸收操作的依据是根据混合物的挥发度的不同而达到分离的目的。
×16 吸收操作是双向传质过程。
√17 吸收操作线方程是由物料衡算得出的,因而它与吸收相平衡、吸收温度、两相接触状况、塔的结构等都没有关系√18 吸收操作中,增大液气比有利于增加传质推动力,提高吸收速率。
√19 吸收塔的吸收速率随着温度的提高而增大。
×20 吸收塔中气液两相为并流流动。
×1 当气体溶解度很大时,可以采用提高气相湍流强度来降低吸收阻力。
√αααα2 当吸收剂的喷淋密度过小时,可以适当增加填料层高度来补偿。
传质与分离实验报告
![传质与分离实验报告](https://img.taocdn.com/s3/m/b3d82f4dba68a98271fe910ef12d2af90242a83d.png)
传质与分离实验报告本实验旨在通过传质与分离实验探究物质的传质机制和分离方法,进一步理解与应用物质的传质与分离原理。
实验原理:物质的传质是指不同物质之间通过各种传质方式的传递与交换。
物质的传质机制主要有扩散、渗透、溶解等。
分离方法则是通过物质的性质和传质机制的特点来进行分离与纯化。
本实验主要涉及扩散、渗透与色谱法。
实验操作:1. 扩散实验:实验装置为两个相邻的詹井玻璃U型管,中间隔以一片指示纸,两管分别装有水和蓝色墨水。
观察一段时间后,发现蓝色墨水开始扩散至水中,指示纸上出现颜色变化,证明发生了物质的扩散传质。
2. 渗透实验:使用黄砂饼干来模拟半透膜,将其分别放置于盛有浓盐水和纯净水的容器中。
观察一定时间后,发现黄砂饼干与浓盐水接触的一侧颜色变深,说明盐水向饼干内部渗透,发生了物质的渗透传质。
3. 色谱法实验:实验装置为一条有孔纸带,带有不同颜色的标记点。
将纸带端部浸入水中,观察颜色标记点的运动情况。
结果发现,不同颜色的点随纸带上行的速度不同,证明了物质的分离。
实验结果与分析:通过扩散实验,我们可以观察到墨水的扩散。
扩散是一种物质从高浓度到低浓度自发传播的过程,是一种无机能消耗的传质方式。
这说明了扩散是由于分子自身的热运动造成的,分子的移动趋向于平衡浓度。
通过渗透实验,我们可以观察到盐溶液向黄砂饼干内部渗透,这是由于溶液的浓度不同所致,盐溶液中的水分子会向浓度较高的溶液扩散,从而发生渗透传质。
这一实验结果说明了渗透是液体之间或液体与固体之间的传质方式。
通过色谱法实验,我们可以观察到色谱纸上不同颜色点的迁移速度不同,从而实现了对颜色的分离。
色谱法是一种重要的物质分离技术,其原理是通过物质在固相与流动相之间不同的相互作用力,使得不同物质在色谱柱中的速度不同,从而实现物质的分离纯化。
结论:通过本次实验,我们进一步了解了物质的传质与分离机制和应用。
扩散、渗透和色谱法等传质与分离方法的应用广泛且重要。
在实际应用中,我们可以根据物质的传质特性和分离需求来选择合适的传质与分离方法,以实现纯化、提纯等目的。
化工传质与分离 第一章(02)传质过程基础
![化工传质与分离 第一章(02)传质过程基础](https://img.taocdn.com/s3/m/776ecd7f6f1aff00bfd51e25.png)
物理 模型 数学 模型
小结:一维稳态分子传质问题求解方法
注意问题
❖NA与 NB 的关系 ❖沿传质方向面积的变化
练习题目
思考题 1.何为主体流动现象? 2.求解分子传质问题的基本方法是什么? 3.何为“漂流因子”,与主体流动有何关系? 作业题: 6、7
液体中扩散的特点
❖组分A的扩散系数随浓度而变 ❖总浓度在整个液相中并非到处保持一致
液体中扩散的处理原则
❖扩散系数以平均扩散系数代替 ❖总浓度以平均总浓度代替
一、液体中的扩散通量方程
NA
D
AB
dcA dz
cA Cav
(NA
NB)
平均
总浓 度
其中
C
av
(
M
)
av
1 (
2
1
M1
2
M2
)
D 1 (D D )
2.浓度分布方程
Cav cA
( C av
c A2
( zz1 ) ) z2 z1
Cav c A1 Cav c A1
停滞组分 B 的对数平均 摩尔浓度
小结:一维稳态分子传质问题求解方法
求解思路
❖对所求解的传质问题进行分析 ❖对费克第一定律进行分析 ❖找出边界条件 ❖求解数学模型
传质通量表达式 浓度分布方程
一、传质速率的表示方法
1.传质速率
传质速率:单位时间传递物质的量
kg /s
质量速率
kmol /s
摩尔速率
传质 GA
摩
尔
静止平面
速 率
一、传质速率的表示方法
2.传质通量
传质通量:单位时间单位面积传递物质的量
kg /(m2·s)
传质与分离工程 培养方向简介
![传质与分离工程 培养方向简介](https://img.taocdn.com/s3/m/172399c5bdeb19e8b8f67c1cfad6195f302be868.png)
传质与分离工程培养方向简介以传质与分离工程为培养方向的简介传质与分离工程是化学工程领域的一个重要研究方向,主要研究物质在不同相之间的传质现象以及利用传质现象进行物质分离的工程技术。
传质与分离工程在化工领域具有广泛的应用,涉及到化工过程的优化、废水处理、新能源开发等多个领域。
在传质与分离工程的研究中,首先需要了解物质在不同相之间的传质机制。
传质是指物质在不同相之间沿着浓度梯度进行自由扩散的过程。
传质机制可以通过浸出、吸附、渗透、蒸发等方式实现。
传质过程受到多种因素的影响,包括物质性质、相互接触方式、传质介质等。
在传质与分离工程中,物质分离是一项重要的技术,广泛应用于工业生产和环境保护。
物质分离的目的是将混合物中的不同组分分离出来,以便获得所需的纯净产物或处理废物。
物质分离技术包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离、离心等多种方法。
不同的分离方法适用于不同的混合物以及分离要求。
在传质与分离工程的研究中,还需要掌握相关的传质与分离设备的设计与操作。
传质与分离设备包括塔式设备、膜分离设备、萃取设备等。
这些设备的设计与操作需要考虑传质与分离的效率、能耗、操作性等因素。
同时,还需要考虑设备的安全性和可持续性。
传质与分离工程的研究还涉及到传质与分离过程的模拟与优化。
通过建立传质与分离过程的数学模型,可以预测传质与分离过程的效果,并进行优化。
优化的目标可以是提高分离效率、降低能耗、减少废物生成等。
传质与分离工程的研究还与其他领域有着紧密的联系。
比如,在新能源开发领域,传质与分离技术可以用于提取、分离和纯化生物质能源、太阳能能源等。
在废水处理领域,传质与分离技术可以用于去除废水中的有害物质和重金属离子。
传质与分离工程是化学工程领域的重要研究方向,涉及到物质传递和分离的基本原理、设备设计与操作、过程模拟与优化等方面。
通过深入研究传质与分离工程,可以为化工过程的优化、废水处理、新能源开发等领域提供有效的解决方案。
简述平衡分离和传质分离的异同
![简述平衡分离和传质分离的异同](https://img.taocdn.com/s3/m/5c298624cd7931b765ce0508763231126edb77d4.png)
简述平衡分离和传质分离的异同一、引言平衡分离和传质分离是化学工程中常用的两种分离技术,它们在分离原理、应用范围、操作方式等方面存在差异。
本文将从这些方面对平衡分离和传质分离进行详细的比较和总结。
二、平衡分离与传质分离的定义1. 平衡分离平衡分离是指通过调节物质在不同相之间的平衡浓度来实现物质的分离。
常见的平衡分离包括萃取、蒸馏、结晶等。
2. 传质分离传质分离是指利用物质在不同相之间的传递过程,通过物理或化学手段将混合物中不同组成部分进行有效地隔离。
常见的传质分离包括吸附、膜过滤、电渗析等。
三、平衡分离与传质分离的原理1. 平衡分离原理平衡是指当两个或多个相接触时,它们之间会形成一种状态,使得各相中溶解物浓度达到一个稳定值。
平衡浓度受到温度和压力等因素的影响。
平衡分离就是通过调节不同相之间的平衡浓度来实现物质的分离。
2. 传质分离原理传质是指混合物中不同组成部分在不同相之间通过扩散、对流、电渗等方式传递的过程。
传质分离就是利用这种传递过程,通过物理或化学手段将混合物中不同组成部分进行有效地隔离。
四、平衡分离与传质分离的应用范围1. 平衡分离应用范围萃取、蒸馏、结晶等平衡分离技术广泛应用于制药、精细化工、石油化工等领域。
例如,在制药领域,常用乙酸乙酯作为溶剂进行萃取,以提取目标物质。
2. 传质分离应用范围吸附、膜过滤、电渗析等传质分离技术广泛应用于环保、食品加工、制药等领域。
例如,在环保领域,常用活性炭吸附处理废水中的有机污染物。
五、平衡分离与传质分离的操作方式1. 平衡分离操作方式平衡分离通常需要进行多次萃取、蒸馏、结晶等过程,以达到预期的分离效果。
操作过程中需要控制温度、压力、溶剂选择等因素。
2. 传质分离操作方式传质分离通常需要借助特殊设备进行,例如吸附柱、膜过滤器等。
操作过程中需要控制流速、温度等因素。
六、平衡分离与传质分离的优缺点比较1. 平衡分离优点平衡分离技术成熟,应用广泛;可对混合物中不同组成部分进行有效隔离;适用于多种物质。
化工传质与分离过程
![化工传质与分离过程](https://img.taocdn.com/s3/m/6eca86505e0e7cd184254b35eefdc8d377ee1472.png)
化工传质与分离过程化工传质与分离过程指的是在化工行业中,通过传质过程和分离过程实现物质的转移和分离操作。
传质过程是指物质在不同相(包括气相、液相和固相)之间的传递过程,分离过程则是将混合物中的不同组分进行分离的过程。
本文将对传质与分离过程的基本原理以及常用的传质与分离技术进行详细介绍。
一、传质过程传质过程主要包括质量传递和能量传递两个方面,其中质量传递是指物质在不同相之间的传递过程,能量传递是指通过传质过程实现能量的转移。
传质过程的基本原理为溶质在物理力场的作用下从高浓度处向低浓度处传递,经典的传质过程有扩散、对流和反应等。
1.扩散:扩散是指溶质由高浓度处向低浓度处自发传递的过程,其主要原理是在浓差梯度作用下,溶质由高浓度区域经过空间的携带和碰撞,向低浓度区域移动,直到达到平衡。
扩散过程可以分为分子扩散、界面扩散和体扩散等。
2.对流:对流是指溶质在流体介质中由于流场的存在而引起的传递过程。
对流传质主要分为强迫对流和自然对流两种类型。
强迫对流是通过外加的外力使得流体产生不均匀速度场,从而引起的传质;自然对流则是由于温度和密度的差异,引起流体的密度变化,进而形成流体的自然循环。
3.反应:反应传质是指传质过程中 beginspace 同时 Beginspace 进行化学反应的传质过程。
在反应传质过程中,溶质通过扩散或对流到达反应界面,参与反应之后再分散到溶液中。
传质过程的研究对于理解物质转移和分离过程的机理、改进传质分离过程的性能和优化操作条件具有重要的意义。
二、分离过程分离过程是指将混合物中的不同组分分离出来的操作过程,常用的分离技术有凝固、蒸馏、萃取、吸附和膜分离等。
以下将详细介绍其中的几种分离技术。
1.凝固:凝固是指物质由液体状态转变为固体状态的过程。
这种分离方法常用于分离固体颗粒和溶液之间的混合物,通过凝固可以将溶液中的固体颗粒分离出来。
2.蒸馏:蒸馏是一种利用物质的沸点差异进行分离的方法。
通过加热混合液体,使其中沸点较低的组分先从液体中蒸发出来,然后再冷凝成液体,从而实现分离不同沸点组分的目的。
分离技术与传质过程
![分离技术与传质过程](https://img.taocdn.com/s3/m/59634a24fd4ffe4733687e21af45b307e871f915.png)
分离技术与传质过程在化学工程领域,分离技术和传质过程是两个核心概念。
分离技术是指将复杂混合物中的组分分离出来的工艺过程,而传质过程则是指物质在不同相之间的传输现象。
这两个概念的密切联系,决定了化学工程的发展方向和应用范围。
在传质过程中,分子扩散和质量传递是两个基本概念。
分子扩散是指物质在同种相中从高浓度区域向低浓度区域传输的现象,而质量传递是指物质在不同相中由高浓度向低浓度传输的现象。
这两个过程都是重要的传质现象,在化工生产中有广泛的应用。
分离技术一般是指将混合物中的成分分离出来,以达到纯化产品、回收价值元素或去除有害物质的目的。
分离技术主要包括物理分离和化学分离两种方法。
物理分离方法包括蒸馏、萃取、吸附、膜分离等,而化学分离方法主要是指离子交换、铁矾吸附、化学凝聚等。
在化学工程的实践中,分离技术和传质过程密不可分。
许多分离技术的实现都需要传质过程的支持。
例如,蒸馏是利用液体和气体之间的相互传质现象而实现的。
萃取法是利用不同物质在溶剂中的溶解度差异而实现的。
吸附技术是利用吸附剂与被吸附物质之间的物理吸附作用而实现的。
而利用膜分离技术分离物质,也是利用物质在膜中的传质现象实现的。
另一方面,传质过程的研究和发展也推动了分离技术的进步。
例如,膜分离技术的发展和广泛应用,大大促进了分离技术的提高和创新。
膜分离技术是利用膜的半透性质将混合物中的物质分离出来,这种技术具有分离效果好、操作简便、能耗低等优点。
目前,膜分离技术在饮用水净化、废水处理、食品饮料加工等领域中得到了广泛的应用。
总之,分离技术和传质过程是化学工程中两个重要的概念,相辅相成的关系决定了化工生产的成败。
在化学工程实践中,我们需要充分发挥两个概念的优点,相互融合,进行创新。
同时,我们也需要加强研究和推广分离技术和传质过程的发展,为化学工程的可持续发展做出新的贡献。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
二、生产中常见的除沫器
(3)丝网除沫器的优点 能回收小于10μm的雾沫,捕集效率达98%~99.8%,而气体通
过除沫器的压力降却很小,只有250~500Pa,有利于提高设备的生 产效率。
(4)丝网除沫器的用途 除沫器用于分离蒸发器中气体夹带的液滴,能降低有价值的物
料损失和改善蒸发器后压缩机的操作。一般多在蒸发器顶设置丝网 除沫器。可有效去除3~5μm的雾滴。
蒸发器中除沫器
在《传质与分离》学习领域课程中,已经学习了蒸发器的 主要结构。
蒸发器的辅助装置主要包括除沫器、冷凝器、真空装置、 冷凝水排除器等,本节知识点主要介绍蒸发器中的除沫器。
一、蒸发中除沫器的作用及分类
1.除沫器的作用
问题1:蒸发系统中为什么要加除沫器?
回答——在蒸发器的上部需有较大空间的分离室,该分离室可以使液 滴借重力下降,使二次蒸汽夹带的液滴减少。但二次蒸汽中仍夹带 有许多液沫,这些液沫会造成产品损失、堵塞管道等问题,故在分 离室的上部与二次蒸汽出口处要设除沫装置。
(2)球形除沫器的优点 各片排列整齐而峰谷之间空隙大,气流阻力小;波纹间通道的 方向频繁改变,气流滑动加剧;片与片之间以及盘与盘之间网 条交错,促使液体不断再分布;丝网细密,液体可在网面形成 稳定薄膜,即使液体喷淋密度小,也易于达到完全润湿,能除 去中等尺寸(10~30μm)的雾滴,除沫效果好。
、生产中常见的除沫器
3.丝网除沫器 (1)丝网除沫器的结构 丝网除沫器主要是由丝网、格栅组成丝网块和固定丝网块的支承 装置构成,该丝网除沫器不但能滤除悬浮于气流中的较大液沫,而 且能滤除较小和微小液沫,除蒸发器内使用外,还广泛应用于其他 化工生产过程的气液分离装置中。
(2)丝网除沫器的原理 当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时,由于雾沫上升的 惯性作用,雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。细丝表 面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降,使雾沫形成较大的液滴沿着细 丝流至两根丝的交接点。细丝的可润湿性、液体的表面张力及细丝 的毛细管作用,使得液滴越来越大,直到聚集的液滴大到其自身产 生的重力超过气体的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从细 丝上分离下落。气体通过丝网除沫器后,基本上不含雾沫。
二、生产中常见的除沫器
4.离心式除沫器 离心式除沫器是依据离心分离原理实现相间的分离,具有
结构简单、能耗低、质量轻、应用方便等优点。
三、几种常见除沫器的性能比较
折流板除沫器对大尺寸(30~150μm)和中等尺寸 (10~30μm)雾滴捕获效果好,压降较低;球形除沫器气 流阻力小,除沫效果好;丝网除沫器对小尺寸(小于10μm) 的雾滴捕获效果好,应用广泛;离心式除沫器结构简单,应 用方便,除雾效果一般。对于除沫效果要求不高的场合可以 使用折流板除沫器和离心式除沫器;在要求较高的场合,一 般使用丝网除沫器和球形除沫器。常见除沫器的性能比较见 表1。
二、生产中常见的除沫器
〖新课展开〗
(2)折流板除沫器的优点
折流板除沫器具有结构简单、对大尺寸(30~150μm)和中 等尺寸(10~30μm )雾滴的捕获效率高,压降比较低、易于冲 洗,具有敝开式结构便于维修和费用较低等特点。
二、生产中常见的除沫器
2.球形除沫器 (1)球形除沫器的结构 球形除沫器是将若干网条并排成较蒸发器内截面略小的一圆盘, 盘高与条宽相等,许多盘在蒸发器内叠成所需的高度。若蒸发 器内径大,则将一盘分成几份,安装时再并合。一盘之内,左 右相邻两盘的网条又互成90°交叉。
三、几种常见除沫器的性能比较
表1 常见除沫器的性能比较
性能比较 除雾尺寸
折流板除沫器
大尺寸(30~ 150μm)和中 等尺寸(10~
30μm )
球形除沫器
中等尺寸( 10~30μm)
丝网除沫器
小尺寸(小 于10μm)
离心式除沫 器
大尺寸(30 ~150μm)
气流阻力
低
很低
很低
低
适用场合 要求
压降比较低、 易于冲洗,便 于维修和费用 较低,除沫效
除沫器的作用是进一步除去离开蒸发器的二次蒸汽中夹带的液 沫,避免造成产品损失、污染冷凝液和堵塞管道。
一、蒸发中除沫器的作用及分类
2.除沫器的类型 常用的除沫器有两类: (1)蒸发器内除沫器 直接安装在蒸发器顶部。由于结构形式 不同而有折流板式、球形、丝网、离心式除沫器四种,如图1 所示。 (2)蒸发器外除沫器 安装在蒸发器的外部。其形式有:隔板 式除沫器、旋风式除沫器。
果一般。
球形除沫器 气流阻力小 ,除沫效果
好。
能除小尺寸 的雾滴,除 沫效果好, 应用广泛。
结构简单、 能耗低、质 量轻、应用 方便,除沫 效果一般。
三、几种常见除沫器的性能比较
问题2:折流式除沫器和丝网除沫器有什么区别?
回答——两种除沫器主要区别在于,折流板除沫器压力降 小,不易堵塞,但只能过滤比较大的液滴或者汽沫,而丝网 除沫器的过滤效果要好于折流板除沫器,但是如果介质含粉 尘则会堵塞,需要定期清洗或由喷淋装置。两者相比丝网除 沫器的造价要高于折流板除沫器。
〖课堂小结 〗
1.蒸发器中除沫器的作用是进一步除去离开蒸发器的二次蒸汽中夹带的液沫, 避免造成产品损失、污染冷凝液和堵塞管道。
2.常用的除沫器有:折流板式、球形、丝网、离心式除沫器四种。 3.折流板除沫器的工作原理:当含有雾沫的气体以一定速度流经除沫器时,由 于气体的惯性撞击作用,雾沫与波形板相碰撞而被附着在波形板表面上。折流板 除沫器的特点:结构简单、对大尺寸(30~150μm)和中等尺寸(10~30μm ) 雾滴的捕获效率高,压降比较低、易于冲洗,便于维修和费用较低等特点。 4.球形除沫器的结构:若干网条并排成较蒸发器内截面略小的一圆盘,盘高与 条宽相等,许多盘在蒸发器内叠成所需的高度。球形除沫器的优点:能除中等尺 寸(10~30μm)的雾滴、气流阻力小、除沫效果好。 5.丝网除沫器结构:由丝网、格栅组成丝网块和固定丝网块的支承装置构成。 工作原理:当带有雾沫的气体以一定速度上升通过丝网时,由于雾沫上升的惯性 作用,雾沫与丝网细丝相碰撞而被附着在细丝表面上。优点:能除小尺寸的雾滴, 除沫效果好。 6.离心式除沫器特点:结构简单、能耗低、质量轻、应用方便等。 7.几种常见除沫器的性能比较:折流板除沫器对大尺寸(30~150μm)和中 等尺寸(10~30μm)雾滴捕获效果好,压降较低;球形除沫器对中等尺寸 (10~30μm)的雾滴捕获效果好;丝网除沫器对小尺寸(小于10μm)的雾滴捕 获效果好,应用广泛;离心式除沫器结构简单,应用方便,除雾效果一般。
一、蒸发中除沫器的作用及分类
图1 蒸发器内除沫器
二、生产中常见的除沫器
1.折流板式除沫器 (1)折流板除沫器原理
当含有雾沫的气体以一定速度流经除沫器时,由于气体 的惯性撞击作用,雾沫与波形板相碰撞而被附着在波形板表面 上。波形板表面上雾沫的扩散、雾沫的重力沉降使雾沫形成较 大的液滴并随气流向前运动至波形板转弯处,由于转向离心力 及其与波形板的摩擦作用、吸附作用和液体的表面张力使得液 滴越来越大,直到集聚的液滴大到其自身产生的重力超过气体 的上升力与液体表面张力的合力时,液滴就从波形板表面上被 分离下来。除沫器波形板的多折向结构增加了雾沫被捕集的机 会,未被除去的雾沫在下一个转弯处经过相同的作用而被捕集 ,这样反复作用,从而大大提高了除雾效率。气体通过波形板 除沫器后,基本上不含雾沫。除沫器系统由除沫器本体及冲洗 系统组成。