传质分离过程
传质分离过程原理
传质分离过程原理传质分离是一种利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异而对其进行分离的工艺。
它在化工、制药、食品等领域中得到广泛应用。
传质分离过程主要包括溶剂萃取、吸附、膜分离等方法，以下将详细介绍这几种方法的原理。
1.溶剂萃取。
溶剂萃取是一种通过溶剂对待分离物进行组分分布的过程。
它利用不同物质在溶剂中的溶解度差异，通过调整操作条件来实现物质的分离。
溶剂萃取的原理是将混合物溶解在适宜的溶剂中，然后加入萃取剂与混合物中的组分发生反应，形成混合物中不同组分的溶剂萃取化合物。
通过不同的操作条件，如温度、压力、pH值等来实现物质的分离。
溶剂萃取广泛应用于分离提纯金属离子、有机物等。
2.吸附。
吸附是一种利用吸附剂对待分离物进行吸附和解吸过程的分离方法。
其原理是根据不同物质在吸附剂表面的吸附性能差异，通过将混合物通过吸附剂来实现物质的分离。
吸附剂常用的有活性炭、分子筛等。
吸附分离的过程通常包括两个阶段，即吸附阶段和解吸阶段。
在吸附阶段，混合物通过吸附剂时，各个组分根据其在吸附剂表面的亲和力发生吸附，并在吸附剂上形成吸附相；在解吸阶段，通过改变操作条件，如温度、压力等，使被吸附的物质从吸附剂上解吸到溶液中，从而实现物质的分离。
3.膜分离技术。
膜分离是利用半透膜对混合物中组分进行分离的方法。
半透膜是一种具有选择性传递性能的材料，可以选择性地传递其中一种或几种组分，而阻止其他组分通过。
常用的膜分离技术包括渗透膜、离子交换膜和渗流膜等。
膜分离的原理主要包括渗透压差、电荷排斥和分子筛效应。
在渗透压差方面，通过通过半透膜形成的渗透压差来实现物质的传递与分离；在电荷排斥方面，通过半透膜上的电荷作用来实现电荷相同的离子的分离；在分子筛效应方面，通过半透膜上的孔径大小来实现分子大小的分离。
综上所述，传质分离是一种通过利用不同物质在物理性质或化学性质上的差异实现物质的分离的过程。
不同的传质分离方法有着不同的原理，通过调整操作条件来实现物质的分离。
传质分离过程
传质分离过程1.分离过程可以定义为借助于物理、化学、电学推动力实现从混合物中选择性的分离某些成分的过程。
2.分离过程可分为机械分离和传质分离两大类。
机械分离的对象是两相以上的混合物。
传质分离过程用于各种均相混合物的分离。
特点是有能量传递现象发生。
3.传质分离过程分为平衡分离过程和速率分离过程。
4.相平衡的准则为各相的温度、压力相同，各组分的逸度也相等。
5.相平衡的表示方法有相图、相平衡常数、分离因子。
6.维里方程用来计算气相逸度系数。
7.闪蒸是连续单级蒸馏过程。
8.指定浓度的组分成为关键组分，其中易挥发的成为轻关键组分，难挥发的成为重关键组分。
9.若溜出液中除了重关键组分外没有其他重组分，而釜液重除了轻关键组分外没有其他轻组分，这种情况称为清晰分割。
10.多组分精馏与二组分精馏在浓度分布上的区别可以归纳为：在多组分精馏中，关键组分的浓度分布有极大值；非关键组分通常是非分配的，即重组分通常仅出现在釜液中，轻组分仅出现在溜出液中；重、轻非关键组分分别在进料板下、上形成接近恒浓的区域；全部组分均存在于进料板上，但进料板浓度不等于进料浓度。
塔内各组分的浓度分布曲线在进料板处是不连续的。
11.最小回流比是在无穷多塔板数的条件下达到关键组分预期分离所需要的回流比。
12.特殊精馏分为萃取精馏（加入的组分称为溶剂）、共沸精馏、加盐精馏。
13.气体吸收是气体混合物一种或多种溶质组分从气相转移到液相的过程。
解吸为吸收的逆过程，即溶质从液相中分离出来转移到气相的过程。
14.吸收过程按溶质数可以分为单组分吸收和多组分吸收；按溶质与液体之间的作用性质可以分为物理吸收和化学吸收；按吸收温度状况可以分为等温吸收和非等温吸收。
15.吸收的推动力是气相中溶质的实际分压与溶液中溶质的平衡蒸气压力之差。
16.难溶组分即轻组分一般只在靠近塔顶的几级被吸收，而在其余级上变化很小。
易溶组分即重组分主要在塔底附近的若干级上被吸收，而关键组分才在全塔范围内被吸收。
传质分离过程的分类
传质分离过程的分类
以下是 7 条关于传质分离过程的分类：
1. 你知道吗，有一种传质分离过程叫精馏啊！就像我们分捡糖果一样，把不同的成分给分开。
比如说在石油化工中，通过精馏把各种油品精确地分离出来。
2. 还有吸收呀！这就好像海绵吸水一样，把需要的物质吸收进来。
像在废气处理中，用吸收的方法把有害物质给“抓住”。
3. 萃取可少不了呢！想象一下把精华从一堆混合物中“拎”出来，这就是萃取啦。
咖啡的提取不就是个很好的例子嘛。
4. 膜分离也很神奇哟！它就像是一道超级滤网，只让特定的物质通过。
在水处理中，膜分离可帮了大忙了。
5. 结晶不也挺有意思嘛！就如同冬天里的雪花慢慢形成一样，物质也能结晶分离出来。
制糖过程不就常常用到结晶吗？
6. 吸附也很重要哇！这就跟磁铁吸铁屑似的，把特定的物质紧紧吸附住。
空气净化常常会用到吸附哦。
7. 离子交换更是特别呢！它好像是一个聪明的小管家，把合适的离子给换来换去。
在水软化处理中，离子交换可是大显身手。
我觉得传质分离过程的分类真的超级有趣，而且每种都有着独特的作用和魅力呢！。
3.传质分离过程
精馏
气-液相通过一块塔板, 同时发生一次部分气 化和部分冷凝过程。当它们经过 多块塔板后, 即同时进行了多次部分气化和 部分冷凝的过程, 最后在塔顶气相中获得较 纯的易挥发组分, 在塔底液相中可获得较纯 的难挥发组分, 使混合液达到所要求的分离 程度
(二) 精馏装置及流程
原料液经预热到指定 温度后, 加入精馏塔内 某一块塔板上, 该塔板 称为加料板。加料板 将塔分成两部分: 上部 进行着蒸气中易挥发 组分的增浓, 称为精馏 段; 下部( 包括加料板) 进行着液体中难挥发 组分的提浓, 称为提馏 段。操作时, 连续地从 再沸器取出部分液体 作为塔底产品( 见釜残 液) , 部分液体气化, 产 生上升蒸气, 依次通过 各层塔板。塔顶蒸气 进入冷凝器中后被全 部冷凝, 并将部分冷凝 液送回塔顶作为回流 液, 其余部分经冷却器 后被送出作为塔顶产 品(馏出液) 。
传质分离过程
Mass transfer and separation process
Dr.潘传艺
Mass transfer and separation process
化工生产过程中的原料、中间产物、粗产品几乎都是多组分混合物, 这些物 料都需要通过一定的处理过程进行分离和纯化。 (1 ) 分离过程的种类 均相homogeneous phase物系的分离, 必须使某种组分形成新相或迁移到 另一相。根据涉及的相态主要可分为气-液相的如吸收和蒸馏, 液-液相的如萃 取, 气-固相的如吸附, 固-液相的如结晶等等。蒸馏过程又可分为简单蒸馏和 精馏等。非均相物系的分离主要包括沉降、过滤和固体的干燥等单元操作。 随着生产的发展, 对分离技术的要求越来越高, 出现了一些新型特殊分离方法, 如膜分离membrane separation technique 、超临界萃取supercritical extraction technique等, 分离技术的开发和应用有了长足的发展。,. (2 ) 传质分离过程 物质以扩散的方式迁移叫做物质传递过程或称传质过程。所有均相物系分离 过程和一些非均相物系分离(如干燥) 都涉及到相间传质, 因此又称为传质分 离过程。除此之外, 反应器中的混合和非均相反应过程中都存在传质问题, 因 此传质过程也是化学反应工程学的基础。
传质分离名词解释
传质分离名词解释
传质分离是一种用于分离混合物组分的过程，其基本原理是通过不同组分的传质速率差异来实现分离。
传质分离的过程可以分为以下几个步骤：
1.吸附：将混合物溶液加入到传质分离器内，混合物中的某些组分会被吸附到固定相表面上。
2.传质：将移动相（溶剂）通过固定相，移动相中的组分因为与固定相的亲和性不同而有不同的传质速率。
3.脱附：移动相带走了部分组分，离开固定相后，这些组分会逐渐被分离出来。
如果需要分离多个组分，则需要进行多次传质过程，每次使用不同的移动相。
常见的传质分离方法包括：
1.气相色谱（Gas Chromatography，GC）：适用于分离挥发性有机化合物，利用化合物在固定相表面的亲和力不同来实现分离。
2.液相色谱（Liquid Chromatography，LC）：适用于分离不挥发性有机化合物和生物大分子等，通过液相将混合物分离成不同的组分。
3.电泳（Electrophoresis）：适用于分离大分子，如DNA、RNA和蛋白质等。
该方法利用大分子在电场中的运动速度差异实现分离。
传质分离方法的选择取决于需要分离的混合物的性质和要求。
传质分离在化学、生物学、制药等领域有广泛的应用。
传质分离过程_绪论
●采用生产装置的闭路循环技术；
●处理生产中的副产物和废物，使之减少和消除 对环境的危害； ●研究、开发和采用低物耗、低能耗、高效率的 “三废”治理技术。
闭路循环系统： 将过程所产生的废物最大限度地回收和循环 使用。
原 料 产品 1 废 物 1 废 物 1
2
2
2
排除
1—单元过程；2—处理
实现分离与再循环系统使废物最小化的方 法： ●废物直接再循环
超滤（UF）：
目的：溶液脱大分子，大分子溶液脱小分子，大 分子分级。
进料
胶体大分子
溶剂、水
推动力：压力差（100～1000kPa）
传递机理：筛分
反渗透（RO）：
目的：溶剂脱溶质，含小分子溶质溶液浓缩。
进料
溶质、盐 溶剂、水
推动力：压力差（1000～10000kPa） 传递机理：扩散模型
渗析（D）：
先修课程：
物理化学、化工热力学、化工原理
同时进行的课程：
化工工艺学、化工过程分析与模拟
教材：
刘家祺 主编.传质分离过程.高等教育出版社,2005.
参考书：
邓修，吴俊生.化工分离工程. 科学出版社，2000.
陈洪纺 刘家祺.化工分离过程。化学工业出版社, 1995.
刘家祺 主编. 分离过程。化学工业出版社, 2002.
第7章 分离过程的节能优化与集成
第1章 绪论
1.1 概述 1.2 分离因子 1.3 分离过程的集成化 1.4 过程开发及方法 1.5 分离方法的选择
第1章 绪论
基本要求： 1)了解分离操作在化工生产中的重要性; 2)熟悉分离过程的分类; 3)掌握分离因子的概念及意义; 4)了解分离方法的选择;
化工传质与分离过程
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。
传质分离过程名词解释
传质分离过程名词解释
传质分离是指通过在物质间传质的过程来实现分离的一种方法。
传质分离过程中，通常使用一种称为传质剂的物质来提高物质间的传质速率。
这些传质剂可以是液体或者气体，常见的传质剂包括溶剂、吸附剂、萃取剂、膜等。
传质分离过程包括以下几个重要的名词解释：
1. 传质速率：指物质在分离过程中由一处传到另一处的速度。
传质速率受到多种因素的影响，包括传质剂的性质、物质的性质以及温度等。
2. 溶剂萃取：是一种通过在溶剂中将物质溶解来实现分离的方法。
在溶剂萃取过程中，理论上可以通过适当选择溶剂来实现目标物质的选择性分离。
3. 吸附剂：是指用于吸附物质的固体或液体材料，通常以颗粒状或多孔状存在。
物质会与吸附剂之间通过吸附作用产生作用，从而实现物质的分离。
4. 萃取剂：是指用于将物质从一个相转移至另一个相的化学物质。
常见的萃取剂包括有机溶剂、离子液体等。
通过选择性地与目标物质反应或溶解，可以实现目标物质的提取和分离。
5. 膜分离：是一种利用特殊的薄膜将混合物分离成两个或多个组分的方法。
膜可以是多孔膜、纳滤膜、渗透膜等，根据不同物质的渗透性差异，可以实现物质的选择性分离。
这些名词解释涉及了传质分离过程中的一些基本概念和方法，用于描述不同的传质分离方法和过程。
传质分离过程的特征与分类
1.2.2速率分离过程
利用溶液中不同组分在某种推动力（如压差、
浓度差、电位差）作用下经过某种介质（如半 透膜）时的传质速率（透过率、迁移率、扩散 速率）差异而实现分离。如微滤、超滤、反渗 透、电渗析等。
特点：所处理的物料和产品属于同一相态， 仅有组成的差别
速率分离
膜分离 场分离
1.2.1平衡分离过程
平衡分离过程： 借助分离剂使均相或非均相混合物变成两相
系统，再利用混合物中各组分在处于相平衡的 两相中的不等同分配而实现分离。 气液传质过程 : 如吸收、气体的增湿和减湿 汽液传质过程 : 如液体的蒸馏和精馏 液液传质过程 : 如萃取 液固传质过程 : 如结晶、浸取、吸附、离子 交换、色层分离、参数泵分离等 气固传质过程 : 如固体干燥、吸附等
原料 （混合物）
分离剂（物质或能量）
分离设备
பைடு நூலகம்
产品1 产品2
（一）分离过程的分类
级数： 单级、多级
相态：固—固、固—液、固—气、气—液液—液、气— 气
有无传质发生： 机械分离、传质分离
处理两相以上的混合物 如过滤 、沉降、离心分离等。
处理均相混合物
按分离过程中有无物质传递现象发生 1、机械分离过程 对象：非均相混合物 特点：用机械法将非均相物系分离，而相 间并无物质传递发生 2、传质分离过程 特点：相间有质量传递现象
传质与分离过程
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。
第三章传质分离过程
N A,G
= kG A( pA −
pi ) =
pA − pi 1 kG A
L( A)
N
A,L
=
kL A(ci
−
cA
)
=
ci 1
− cA kLA
L(B)
传质速
率
=
传质推动力 传质阻力
3
2.物质通过双膜的传递过程为稳态过程， 没有积累，即
N A,G = N A, L
N A = kG A( pA − pi ) = kL A(ci − cA )
N A = kG A( p A1 − p A2 )
NA
=
kL A(cA1
−
cA2 ) =
c A1 1
−
cA2
kLA
NA
= kG A( pA1 −
pA2 ) =
pA1 − 1
pA2
kG A
（cA1- cA2）、（pA1- pA2）称为传质推动力
1/kLA、1/kG A 称为传质阻力
传质速
率
=
传质推动力 传质阻力
x, y
苯 — 甲苯物系的 t-x-y 相图(1 atm)
t /oc
t /oc
相图组成：两条曲线：
下方：t-x 线，液相曲线，泡点线 上方：t-y 线，气相曲线，露点线 两线交汇于左右 t 轴上两点：
左点：纯组分B（难挥发组分）的沸点。
x = 0, y = 0
右点：纯组分A（易挥发组分）的沸点。
N ′A
=
NA A
=
−
D dcA dn
传质速度(质量通量):单位时间单位面积传质量
从
N
A
=
名词解释传质分离过程
名词解释传质分离过程
传质分离过程是一种通过物质传递来分离混合物的技术。
在传质分离过程中，混合物中的不同组分会通过直接接触或化学反应的方式被传递到另一侧，从而实现混合物的分离。
传质分离过程可以应用于多种领域，例如化学、生物、石油和化工等。
在化学和生物领域中，传质分离过程通常用于分离样品中的不同分子或细胞。
在石油和化工领域中，传质分离过程则被用于分离液态混合物，例如石油馏分和化工原料。
传质分离过程的主要优点是高效、快速和分离度高。
与其他分离技术相比，传质分离过程不需要使用化学剂或加热/冷却等措施，因此具有更高的分离效率。
此外，传质分离过程还可以在常温和常压下进行，因此不需要大量的能量和设备成本。
不过，传质分离过程也存在一些缺点，例如需要较长的处理时间、对设备材料有较高的要求、容易受到外界环境的影响等。
因此，在选择传质分离过程时，需要根据具体情况综合考虑。
第4章 液液传质分离过程
4.2 超临界流体萃取
超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体 或液体中提取出待分离的高沸点或热敏性物质的新型萃取
技术。
超临界流体萃取技术的起源:1879年，J.B.Hannay等发现无 机物在高压乙醇或乙醚中溶解度异常增加的现象,用高压的 乙醇可溶解金属卤化物，压力越高，溶解能力越强。而当 压力降低到一定程度以后，溶解的无机物又从乙醇或乙醚
二、萃取体系的分类
(1) 简单分子萃取体系
(2) 中性络合体系 (3) 酸性络合萃取体系 (4) 离子缔合萃取体系 (5) 胺类萃取体系
4.1.2 多级逆流萃取的计算
集团法:
定义ΦU为进料中组分i进入萃余相中的分数
ΦU v N 1 v1 v N 1
1 ΦU ue
N 1
ue
N 1 N 1
案例
苯中分离链烃。苯在罗宾斯表中属于第11组，而所选的链烃—庚烷属
于第12组。由罗宾斯表可见，第8组（伯胺、氨、无取代基的氨基化 合物）与芳烃形成的物系对拉乌尔定律产生负偏差，与链烃形成的物 系产生正偏差。 尽管胺或氨基化合物在分离该混合物上很可能是有效的，没有迹象 表明是否一定分层。罗宾斯表也指出，第4组（具有活性氢原子的多 环链烃）、第7组（仲胺）和第9组（醚、氧化物、亚砜）均与链烃形 成正偏差物系，与芳烃形成理想物系。这类溶剂同样可认为是可行的 溶剂。但没有表明形成的液相数目。
y0*－y0 = 0.01699－ 0.0115= 0.00549 kmol/m3
y1*－y1 = －.01687－ 0.00397= 0.01290 kmol/m3
对数平均浓度差为：
( y y ) ln
*
( y 0 y 0 ) ( y1 y1 )
气固、液固传质分离过程
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污水处理
01
02
03
去除有害物质
污水处理过程中，传质分 离技术可以用于去除废水 中的有害物质，如重金属 离子、油类物质等。
回收有价值资源
通过传质分离过程，可以 回收废水中的有价值资源， 如氮、磷等营养元素，实 现资源的循环利用。
提高水质
对于需要处理后直接排放 或回用的废水，传质分离 技术可以降低废水中的污 染物浓度，提高水质。
气固、液固传质分离过程
• 气固传质分离过程 • 液固传质分离过程 • 传质分离过程的应用 • 传质分离过程的挑战与解决方案 • 传质分离过程的发展趋势
01
气固传质分离过程
吸附分离
总结词
利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差异实现分离 。
详细描述
吸附分离是利用固体吸附剂对气体中不同组分的吸附性能差 异实现分离的过程。在吸附过程中，吸附剂对不同组分的吸 附能力不同，从而实现选择性吸附。常用的吸附剂包括活性 炭、分子筛、硅胶等。
详细描述
静电分离是利用高压电场使气体电离，气体中的固体颗粒物在电场力作用下被分 离出来的过程。静电分离具有分离效率高、处理量大等优点，但设备投资和维护 成本较高。
02
液固传质分离过程
沉降分离
总结词
利用颗粒在液体中的重力作用进行分离。
详细描述
沉降分离是利用颗粒在液体中的重力作用进行分离的方法。颗粒在液体中受到重力作用而逐渐下沉， 最终实现固液分离。根据颗粒的密度和粒径差异，可以采用不同的沉降方式，如自然沉降和离心沉降 。
过滤分离
总结词
通过多孔介质拦截颗粒实现分离。
详细描述
过滤分离是利用多孔介质拦截颗粒实现分离的方法。多孔介质可以是滤布、滤纸、砂滤器等。当含有颗粒的液体 通过多孔介质时，颗粒被拦截下来，从而实现固液分离。过滤分离广泛应用于工业废水处理、饮用水处理等领域。
化工原理资料 西北大学
第七章吸收概述：一、传质分离过程1. 概念：也称物质传递过程，指依靠物系中组分间的某种物性的差异，使组分从一相到另一相传递过程。
2. 传质分离的依据：混合物各组分在两相间平衡分配的不同二、传质单元操作的类型1. (气体)吸收：选择一定溶剂(外界引入第二相) 造成两相，来处理气体混合物。
2. (液体)蒸馏：对于液体混合物加热，使混合物内部造成两相，利用不同组分挥发性的差异，使得液体混合物分离3. (固体)干燥：对含一定湿分的固体提供一定的热量，使溶剂汽化，利用湿分压差，使湿分从固体表面或内部转移到气相，从而将含湿分的固体物料得以净化。
一、吸收1. 概念：也称气体吸收，指藉气体中各组分在液体中溶解度的差异使气体中的不同组分分离的操作。
溶质或吸收质:气体中能被液体溶解的组分称为溶质或吸收质，不被溶解的部分称惰性组分或载体。
吸收时惰性组分保留在气相中，吸收过程就是溶质在气液相间的传质过程。
2. 吸收的分类：①物理吸收和化学吸收②单组分吸收和多组分吸收③等温吸收和非等温吸收④高浓度吸收和低浓度吸收2. 吸收的依据混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异。
3. 吸收的目的①分离混合气体以获得一定的组分；②除去有害组分以净化或精制气体；③制备某种气体的溶液；④工业废气的治理。
二、解吸1. 概念：也称脱吸，是吸收的逆过程，指使溶液中的易挥发性溶剂释放出来的操作过程。
一个完整的吸收流程应包括吸收和解吸两部分。
3. 解吸方法与解吸剂常用解吸方法有升温、减压和吹气。
常用解吸剂又称载体，有空气、水蒸汽及惰性气体等。
3. 实现吸收操作的方法①溶剂的选择，使其可选择地溶解分离某种有效成②提供气液两相传质接触设备，使溶质从g→l；③再生溶剂，将解吸溶质后的溶剂循环使用。
4. 吸收剂(溶剂)的选择标准①溶解度大；②选择性高；③再生容易；④挥发性小；选择原则：经济、合理。
⑤粘度低；⑥化学稳定性高；⑦腐蚀性低；⑧无毒、无害、价廉等。
7.1.3 吸收设备吸收设备中以塔设备最为常用，主要有两种：1. 板式塔：液体从塔顶流下，气体从板间孔内逐板上升，每板的气液接触使溶质溶于吸收剂，溶质浓度( g、l 相)则成阶跃式变化。
传质分离过程原理
比如：当离子交换达到平衡时，两种反荷离子（counter ion，与交换 剂表面电荷符号相反的交换性离子） 在离子交换剂中的浓度比与在溶 液中的浓度比的比值称为选择性系数，式中，y，x分别为反荷离子在 离子交换剂和溶液中的平衡浓度分率，下标A，B分别表示反荷离子A和 反荷离子B。选择性系数是离子交换剂的重要特性参数之一，它反映对 一子种B优离先子交亲换和。力的大小，当αBA>1时，离子A优先交换，当αBA<1时，离
D A D
DAB2 A
rA
式中，rA——A组分的生成速率。
若混合物的总密度恒定，用物质的量浓度作单位，在无化学反 应的情况下，得到著名Fick第二定律，它是计算分子扩散的基 本方程：
cA
DAB
2cA x2
2cA y 2
2cA z 2
DAB2cA
27
Fick定律含义
表示扩散方向与浓度梯度方向相反
8
借助于流体在填充柱内的流向同某个明 显影响平衡关系的热力学参数（温度、 压力或酸度等）同步地作周期变化，实 现气体或液体混合物组分间的分离，是 一种属于传质分离过程的新分离技术。 参数泵分离能在小设备内连续操作，使 溶质在填充柱两端的浓度比达到很高的 数值。此分离技术目前尚处于实验室试 验阶段。
J A,
DAB
dC A dz
A 在 B 中的扩散系数 m2/s
扩散通量，kmol/m2s
相界面 气相
液相 传质方向
传质分离过程
本课程是高等学校化学工程及工艺专业（本科）的一门专业基础课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学等技术基础知识后的一门专业主干课。
本课程主要讲授化工生产实际中复杂物系的分级、分离、浓缩、提纯等技术。
通过该课程的学习，使学生掌握各种常用分离过程的基本理论，操作特点，简捷和严格计算方法以及强化改进操作的途径，并对一些新型分离技术有一定的了解，能够根据具体的分离任务和分离要求，选择适宜的分离方法，设计合理的分离序贯。
围绕本课程的实验教学、仿真实习、工程案例教学环节使分离理论与实践有机结合，显著增强了课程的工程实践特色，符合工科创新性人才的培养目标。
（1）课程的重点、难点化工分离过程属于理论性较强的课程，综合运用化工原理、物理化学、化工热力学、传递过程等课程的理论知识，针对化工生产中经常遇到的多组分非理想性物系，从分离过程的共性出发，讨论各种分离方法的特征。
本课程着重基本概念的理解，为分离过程的选择、特性分析和计算奠定基础。
在以基础知识、基本理论为重点的基础上，强调将工程与工艺相结合的观点，以及设计和分析能力的训练；强调理论联系实际，以提高解决实际问题的能力。
另外，在讲授传统分离技术的同时，还不断引进新型分离技术的有关内容，并逐渐加强其重要性，以拓宽学生在分离工程领域的知识面，从而适应多种专业化方向的要求。
难点在于本课程中应用到很多化工热力学和传递过程理论，内容较为深奥和抽象。
（2）解决办法1）采用多媒体课件与传统教学方式相结合的方法授课2）注重启发式教学，课堂上与学生互动，开展讨论式教学，培养学生的思维能力。
3）安排专门的实验教学和工程案例教学，加深学生对课程内容的理解和体会。
4）开发CAI教学课件，将课程中的重点、难点形象化，动画，兴趣化，帮助和有利于学生学习、掌握课程重、难点内容。
5）让学生走进教授实验室，进行科技创新实践，学以致用。
教学大纲课程名称：化工分离过程英文名称：Chemical Separation Processes学分：3学时：48教学对象：化学工程与工艺专业四年级本科生预修课程：物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程。
化工传质与分离过程
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。
传质分离过程在化工生产中的应用及意义
简述传质分离过程在化工生产中的应用及意义，并举例说明。
答：传质分离过程是指一类以质量传递为主要理论基础、用于各种均相混合物分离的单元操作。
按物理化学原理，工业常用的传质分离操作可分为平衡分离过程和速率分离过程两大类。
传质分离过程在化工生产过程中占有极其重要的地位。
无论是从天然物料中提取产品，还是人们通过化学反应制取所需要的产品都离不开分离过程，通过分离过程从混合物中提取需要的产品，除去其中有害的杂质。
在很多情况下，一个新产品的生产过程能否实现并不取决于是否能够实现其化学合成，而是取决于能否用有效的方法从反应生成的混合物中将该产品提取出来。
一个产品的使用价值与价格常常因其中杂质的去除、纯度的提高而成倍甚至成10倍地提高。
生产过程中未反应原料的回收利用、反应副产物的分离与利用以及生产中“三废”的处理对于降低产品成本，保护环境将起重要作用。
这些都需要通过采用适当的分离方法来实现。
因此，分离过程常成为生产过程成败与提高经济效益的关键。
早在公元前，人们就知道从矿石中提取金属和从植物中提取药物的方法，这些是传质分离过程最早的应用。
在近代化学工业的发展过程中，传质分离过程起了特别重要的作用。
例如：经传质分离制得纯净的氮氢混合气,使合成氨的工业生产成为可能;将原油分离制得各种燃料油、润滑油和石油化工原料，后者是石油化工的基础。
同样，没有分离提纯制得高纯度的乙烯、丙烯、丁二烯等单体，就不可能生产出各种合成树脂、合成橡胶和合成纤维。
几乎没有一个化工生产过程是不需要对原料或反应产物进行分离和提纯的。
用来作为传质分离装置的高耸塔群是化工厂最醒目的标志，而且传质分离过程的应用不限于化学工业的范围，例如核工业用各种分离方法提取核燃料，并对其废弃物进行后处理。
可以说在现代生活中，从航天飞机到核潜艇、从生物化工到环境保护，都离不开对混合物的分离。
下面就按照平衡分离过程和速率分离过程两大类分别加以介绍：1、平衡分离过程借助分离媒介（如热能、溶剂和吸附剂），使均相混合物系统变成两相系统，再以混合物中各组分在处于相平衡的两相中不等同的分配为依据而实现分离。