1、中國人民大學化學系第三章 傳質分離過程中國人民大學化學系第3章 傳質分離過程概述非均相物系分離：沉降，過濾，固體的干燥等均相物系分離：氣-液相：吸收和蒸餾液-液相：萃取液-固相：結晶中國人民大學化學系第3章 傳質分離過程概述物質以擴散的方式遷移叫做物質傳遞過程或稱傳質過程所有均相物系分離過程和部分非均相物系分離都涉及到相間傳質，因此又稱為傳質分離過程中國人民大學化學系3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備3. 1. 1 傳質過程的機理（一）單相中物質的傳遞物質在單相中的擴散有分子擴散和對流擴散兩種1. 分子擴散靜止流體中的擴散層流流體中垂直于流動方向的擴散固體中的擴散 (半導體摻雜，滲碳，滲鋁)

2、中國人民大學化學系：單位時間內通過主體內某一界面的物質的量-1-12-3-32-1Fickddmol s , kmol sm:mol m , kmol m:m/:msNcDAnNAcnNAD 分分分費克()定律：分子擴散速率正比于傳質面積和濃度在擴散方向上的梯度:分子擴散速率，:傳質面積，擴散組分的濃度，擴散方向上的坐標，擴散通量擴散系數，3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系dddd()d()dddd()d()ddddpppNcDAnuuuyyyc Tc TQTqaSncnn 分傳遞通量正比與各自的濃度梯度依靠分子熱運動傳遞3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備費克定律：費克定

3、律：牛頓粘性定律：牛頓粘性定律：傅里葉定律：傅里葉定律：中國人民大學化學系分子擴散系數D是物質的特性常數，表示物質在介質中的擴散能力。 擴散組分的性質 組分所在的介質 溫度 壓力3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系053/21/31/33/2001/31/304.36 1011()7.7 10-15()ABABTDp vvMMpTDDpTTDvv液=擴散組分A在氣體B中的擴散系數3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系2. 對流擴散分子擴散：在濃度差推動力的作用下，由于分子、原子等的熱運動所引起的物質在空間的

4、遷移現象對流擴散：依靠流體微團攜帶物質運動進行的擴散對流傳質：流體中的組分向固體壁或相界面擴散及其相反過程（1） 對流傳質機理3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系2. 對流擴散有濃度梯度的區域稱為傳質邊界層或流體膜。對流體膜可以進行合理簡化：假設全部擴散阻力集中在一層虛擬厚度的膜內，流體主體與界面之間的對流傳質等效于虛擬膜內的分子擴散，因此常把流體的對流傳質稱為膜傳質膜傳質（1） 對流傳質機理3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系12ee12-1-1e-3-312-1Fick:mol s , kmol s:m:mol m , kmol m:m sDNA ccD

5、kNkA ccNcck由定律積分可以得到定態對流傳質速率方程：令，有對流傳質速率，虛擬膜厚度或擴散距離，主體與界面濃度差，膜傳質系數或傳質分系數，3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系等分子反向傳質：任一截面處兩個組分的擴散速率大小相等，方向相反。物質有宏觀移動，一組份擴散，另一組份反向等量擴散，保證總濃度不變。單向傳質：設A、B組分的氣體混合物與液體接觸，在相界面處，只有組分A可溶于液相，而組分B不溶于液相。A溶于液相，留下空缺，混合氣體向液相表面遞補，A、B分子遞補運動成為“總體流動”。 B稱為停滯組分。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系（2） 對流傳質

6、系數的準數關聯式3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備（3） 柯爾本的j因子類似率中國人民大學化學系（二） 相間傳質流-固相間傳質：單相傳質-相變-單相傳質的過程氣-液相傳質3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系1. 氣-液相傳質機理（1）雙膜理論雙膜理論物質擴散到氣-液界面后溶于溶劑再擴散到液相中氣-液界面分別有存在濃度差的層流有效膜氣-液界面上氣相-液相互相平衡3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系 對于具有自由相界面的氣-液系統在界面上的湍流不會減弱，因而界面上沒有穩定的流體膜存在； 在湍流程度很高時在界面上產生旋渦，傳質主要靠旋渦進行； 此時傳質系數主要決

7、定于流體力學條件，而與流體性質的關系極小。（2）界面動力狀態理論界面動力狀態理論3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系（3）溶質滲透溶質滲透-表面更新理論表面更新理論溶質滲透理論：液體在流動過程中每隔一定時間發生一次完全的混合,使液體的濃度均勻化,在t時間內,液相中發生的不再是定態的擴散過程,而是非定態的擴散過程. 表面更新理論：液體在流動過程中表面不斷更新,即不斷地有液體從主體轉為界面而暴露于氣相中,這種界面不斷更新使傳質過程大大強化,其原因在于原來需要通過緩慢的擴散過程才能將溶質傳至液體深處,現通過表面更新,深處的液體就有機會直接與氣體接觸以接受傳質.3. 1. 傳質過程的

8、機理及傳質設備中國人民大學化學系2. 氣-液相傳質速率方程iiii*,:*:*:GLGLGLGLNkppkccApckkNKppKccAKKpcpcc根據雙膜理論，溶質依次通過氣膜和液膜的傳質通量：:界面處氣相分壓； :界面處液相濃度；， :氣膜、液膜傳質系數用通式表示：推動力傳質通量=傳質系數 推動力=阻力傳質推動力可以用氣-液相總推動力表示：分別為氣相總傳質系數和液相總傳質系數能與液相(主體)濃度 平衡的氣相分壓，即與 平衡能與氣相(主體*pcp)分壓 平衡的液相濃度，即與 平衡3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系iiiiiii*:*,11111*GLLGLGGLGLLG

9、LGLcccHHpppNkppkHpHpHkppAppppkHkKkHkHKHKKkkNK A ppKcc（溶質的溶解度常數）總推動力為氣相推動力和液相推動力之和氣膜和液膜的阻力分別為1/和1/則傳質總阻力為：同理可得：，因此有總速率方程可寫為：3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 1. 2 氣液相傳質設備傳質接觸面，湍流強度、傳質推動力p連續接觸式：填料塔，湍球塔p分級接觸式：板式塔生產能力大分離效率高操作彈性大流體阻力小結構簡單、造價低、運行可靠*GLNK A ppKcc3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備要求要求中國人民大學化學系（一）填充塔1. 填料塔特點：結構簡

10、單，流體阻力小填料選擇：陶瓷、木材、鋼填料要求：較大比表面積，浸潤性好，自由空間大，密度小，機械強度高，價格便宜3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系中國人民大學化學系2. 湍球塔特點：在上升高速氣流的沖力、液體的浮力和自身重力等各種力的相互作用下，球形填料懸浮起來形成湍動旋轉和相互碰撞，引起氣、液的密切接觸，有效地進行傳質、傳熱。優點：氣速高、處理能力大、氣液分布比較均勻、結構簡單且不易被堵塞。缺點：小球較易變形和破裂，只適于傳質單元數（或理論板數）不多的操作過程。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系（二

11、）板式塔板塔式：塔內裝有一層層的塔板(或稱塔盤)，氣體以鼓泡、噴射方式通過液相時，形成氣泡、液滴、泡沫等乳濁狀態，為傳質提供了很大的相界面，且表面不斷更新，因此具有很高的傳質效率。氣-液的傳質、傳熱過程是在各個塔板上進行的。型式：泡罩塔，篩板塔，浮閥塔和浮舌塔。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系塔板鉆有許多均勾分布的小孔，形似篩孔，所以稱為篩板。液體的溢流及塔板上液面的調節借助于溢流管。液體經溢流裝置逐級下降，與通過篩孔吹入液層的氣體呈錯流接觸。鼓泡層、泡沫層、霧沫層霧沫夾帶液泛1. 篩板塔3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系2. 泡罩塔氣體是以鼓泡的方式

12、通過塔板上的液層進行物質交換和熱交換的3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 浮閥塔分離效率高、允許變動的操作范圍廣、節約金屬等優點生產能力大、塔板壓力降小，能處理較臟、粘的物料等特點。而且構造較泡罩塔簡單、效率比泡罩塔高。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 浮舌塔在塔板上用浮動舌片代替浮閥。氣流主要以噴射方式斜穿液層，氣-液相處于一種近乎乳化的泡沫狀態，因此傳質效率非常高。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系（三）噴射式傳質裝置噴射吸收器采用氣-液并流操作，流速不受限制。這樣不僅可提高生產能力，而且高速氣流也易將液滴打碎乳化，造成

13、很大的接觸面和強烈的湍動，從而大大提高傳質效果。3. 1. 傳質過程的機理及傳質設備中國人民大學化學系3. 2 液體的精餾蒸餾：利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化并隨之使蒸氣部分冷凝，從而實現其所含組分的分離間歇蒸餾連續蒸餾簡單蒸餾平衡蒸餾精餾特殊精餾常壓加壓減壓中國人民大學化學系3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡2,FCtpy xpxytxy平衡體系的自由度溫度:壓強:一組分在氣液相的組成:（一）相律和組成相律:平衡體系中組分數、相數和自由度數之間關系3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（二）理想溶液氣-液相平衡關系的基本算式*;,;,AAABBBABABAAAB

14、BBAABBABABABppxppxpppppypp yypp ypppxpxyypppp拉烏爾定律：道爾頓定律：對理想溶液：3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾苯-甲苯甲醇-乙醇烴類同系物中國人民大學化學系（三）氣-液平衡相圖3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系非理想溶液: 恒沸點和恒沸組成（三）氣-液平衡相圖3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（四）相對揮發度和氣-液平衡關系()(),( )( )( )()ln;( )()ln()ln()ln()()lngliiTTABABABgli Ti

15、 Tggllii TiTi TiTigliiTiTigliiTiTiuuiRTiippxxuupuuRTuuRTxppuRTuRTxppuup xRTpp ex 揮發度：某組分在兩相中的化學勢相等：3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（四）相對揮發度和氣-液平衡關系 */1,11/ 111AAABBBAAAABBBBAAAAABBBBBAABABAAAAAApxpxpxppxppxyxpxyxyxxxyyxyxyx 相對揮發度：對理想溶液：若平衡氣體為理想氣體：由于，所以（氣-液平衡方程）3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民

16、大學化學系（五）理想二組分溶液相平衡數據的估算3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（五）理想二組分溶液相平衡數據的估算1. 由正常沸點估算任意溫度時純組分的飽和蒸氣壓VbVV2*1*212*12125*2288dln1,lnd8811ln8811lglg2.3038811lg(1.013 10 )lg2.303bbbbHTHHPPCTRTRTTppRTTTppR TTTpR TT 特魯頓規則：克拉修斯克拉貝龍公式：3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系2. 相對揮發度的估算0*0*00*888811ln1888811

17、ln188lnlnln88ln88lg2.303bbbAAAAbAbbbBBBBbBbbAABBABbbABbbABTTTppRTTRTTTTppRTTRTTTppppppRTTTTRTTTRT （五）理想二組分溶液相平衡數據的估算3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系21.1699.17888ln288 2ln21.169lg9.17810bbbbABABbbbbABABbbABbbABbbbbABABbbbbABABbbABbbABTTTTTTTTTTRTTTTTTTTRTTTTTTTTe 取（五）理想二組分溶液相平衡數據的估算3. 2. 1 雙組分溶

18、液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（六）非理想二組分溶液氣-液相平衡數據的估算*22*,ABlgA2(B-A)lgB2(A-B)A,B/AAAABBBBABABABAAAAAAAAAAABBBBBBBBBppxppxxxxxpxpxxppxpxxp 拉烏爾定律修正：,：組分 、 的活度系數馬古利斯公式：為端值常數非理想溶液的相對揮發度:3. 2. 1 雙組分溶液的氣-液平衡3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系簡單蒸餾3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 2 精餾原理和流程裝置（一）精餾原理3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 2 精餾原理和流程裝置（

19、一）精餾原理3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程（一）全塔物料衡算,n Fn Dn Wn Ffn Ddn Wwn Dddn Ffn Dn Fqqqqxqxqxqxqxqq總物料：某組分：易揮發組分回收率：塔頂采出率：3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系中國人民大學化學系（ 二）操作線方程假若把精餾塔內某一橫截面以上或以下作為物料衡算的區域，并對該區域內的組分進行物料衡算，就可得到經過該截面的上升蒸氣和回

20、流液濃度與各操作條件之間的關系，這種關系的數學表達式就是精餾塔的操作線方程。3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系 1. 恒摩爾流假定：在精溜塔內，無中間加料或出料的情況下，各層塔板的上升蒸氣摩爾流相等(恒摩爾氣流)，下降液體的摩爾流量相等(恒摩爾液流)。混合液中各組分的摩爾氣化熱相等塔設備保溫良好，熱損失可以忽略3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾在精榴塔塔板上氣-液兩相接觸時，假若有l kmol/h蒸氣冷凝，同時相應有l kmol/h的液體氣化,V,1,V,2,V,3,V,L,1,L,2,L,3,L,V,1,V,2,V,3,V,L,1,L

21、,2,L,3,Lnnnnnnnnnnnnnnnnqqqqqqqqqqqqqqqq精餾段：常數常數提餾段：常數常數中國人民大學化學系2. 精餾段操作線方程,V,L,D,V1,L,D,L,D1,L,D,L,D,L,D1111nnnnnnnndnnnndnnnnnnnndqqqqyqxqxqqyxxqqqqqRqRyxxRR總物料：易揮發組分：令：（精餾段操作線方程）3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 提餾段操作線方程,L,V,W,L,V1,W,L,W1,L,W,L,Wnnnnmnmnwnnmmwnnnnqqqqxqyqxqqyxxqqqq總物（提餾料：易揮

22、發組段操作分：線方程）3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（1）料液的預熱情況冷液進料冷液進料：料液溫度低于泡點的冷液體：飽和液體進料飽和液體進料：料液溫度為泡點的飽和液體，又稱泡點進料；氣氣- -液混合物進料液混合物進料：原料溫度介于泡點和露點之間的氣-液混合物飽和蒸氣進料飽和蒸氣進料：原料溫度為露點的飽和蒸氣，又稱露點進料；過熱蒸氣進料過熱蒸氣進料：原料溫度高于露點的過熱蒸氣。原料的五種熱狀態4. 加料處的操作線方程3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系V1molqH氣化料液所需熱量料液摩爾氣化焓進參數：變料狀態3. 2

23、. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（2）加入料液情況對上升蒸氣量和回流液量的影響,n Ln Ln Fn Vn Vqqqqq,n Ln Ln Fn Vn Vqqqqq,n Ln Ln Ln Fn Vn Vqqqqqq3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系,n Ln Ln Vn Vn Fqqqqq,n Ln Ln Vn Vn Fqqqqq（2）加入料液情況對上升蒸氣量和回流液量的影響3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系（3）加料板處的物料衡算、熱量衡算及加料處的操作線方程,F,V,L,V,L,FF,

24、VV,LL,VV,LLVVLL,L,LVF,FVL,L,L,F,V,V,F,1nnnnnnnnnnnnnnnnnnnqqqqqqHqHqHqHqHHHHHqqHHqqHHqqqqqqq q物料衡算：熱量衡算：假設：得：上式代入物料衡算方程：()3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾V1molqH氣化料液所需熱量料液摩爾氣化焓變中國人民大學化學系,Ff,V,L,V,L,L,L,F,V,V,Ff,1111nnnnnnnnnnnyy xxqxqyqxqyqqxqqqqqqq qqyxxqq對易揮發組分作物料衡算：由于通過該區域的氣-液組成的改變無限小即：則有：(加料處的操作線方將和(

25、)代入上式：程或 線方程)3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(三) 操作線方程在y-x相圖上的表示1f,L,W1,L,W,L,111111nndnnmmwnnnn WRyxxRRqyxxqqqqyxxqqqq3. 2. 2 精餾原理和流程裝置3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(四) 回流比對操作線的影響及選擇1. 回流比與傳質過程推動力的關系yyyy與經過塔內任一截面回流液成平衡的氣相濃度:經過同一截面上升蒸氣濃度:傳質推動力：3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(四) 回流比對操作線的影響及選擇2. 最

26、大回流比全回流：qn,D = 0qn,F = 0qn,L = 0n,Lmaxn,D qRq 最大回流比：11111nndnnRyxxyxRR3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(四) 回流比對操作線的影響及選擇3. 最小回流比minmin0min1dqdqdqqqxyRahRd hxxxyRyx3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(四) 回流比對操作線的影響及選擇當采用飽和液體進料時*min*1 (1)qffqffdfffxxxyyxxyRyx3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程3. 2

27、液體的精餾中國人民大學化學系(四) 回流比對操作線的影響及選擇4. 適宜回流比3. 2. 3 精餾過程的物料衡算和操作線方程3. 2 液體的精餾,V,D,V,V,F(1)(1)nnnnnqRqqqqqmin(1.1 2)RR適宜回流比中國人民大學化學系中國人民大學化學系3. 2. 4 理論塔板和理論塔板數理論塔板：在其上氣-液兩相都充分混合，且傳熱及傳質過程阻力均為零的理想化塔板。離開該板時氣-液兩相達到平衡狀態。經過一個理論板達到平衡的氣-液兩相，再分別和上一板的液相及下一板的氣相接觸，會形成新的平衡。對于給定的分離要求，這種由不平衡到平衡的過程，往往要經過若干次，最終才能達到所要求的塔頂、

28、塔底組成。這種由不平衡到平衡的次數，稱為理論塔板數。(一) 理論塔板的概念3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 4 理論塔板和理論塔板數3. 2 液體的精餾(一) 理論塔板的概念實際塔板上氣液兩相難以達到平衡，理論板是不存在的，僅用做衡量實際板分離效率的依據和標準。 原料液組成 進料熱狀態 操作回流比 要求分離程度p 氣氣-液相平衡關系液相平衡關系p操作線方程操作線方程逐板計算法，圖解法，芬斯克公式-吉利蘭圖中國人民大學化學系(二) 逐板計算法求理論塔板數111111121222(1),1 (1)(1)1(2)11(1)(3)()()1(4),12ddnfnqmwxyyxyxxyR

29、yxxRRyxyxxxxnxxmnm塔頂采用全凝器計算至飽和液體進料 或其他進料狀態精餾段理論塔板數：使用提留段操作線方程和氣液相平衡方程計算至提留段理論塔板數：精餾塔所需總理論塔板數為:3. 2. 4 理論塔板和理論塔板數3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(三) 圖解法求理論塔板數3. 2. 4 理論塔板和理論塔板數3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系(四) 用芬斯克公式和吉利蘭圖計算理論塔板數0/lg/1lgABdABwxxxxn3. 2. 4 理論塔板和理論塔板數3. 2 液體的精餾全回流條件下的理論塔板數(芬斯克公式)中國人民大學化學系3. 2. 5 板效率和實際塔板數塔板效率：

30、實際板上的傳質傳熱一般不能達到平衡1. 單板效率1*1nnMGnnyyEyy3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 5 板效率和實際塔板數2. 全塔板效率100%TTTTNENNNE實際塔板數：3. 2 液體的精餾流體的物理性質（密度、粘度、表面張力、擴散系數）流體的流動情況踏板尺寸和結構中國人民大學化學系3. 2. 6 塔高、塔徑和塔板壓力降的計算(一) 塔高的計算減少霧沫夾帶，小于10%溢流管中液面控制，防止淹塔3. 2 液體的精餾HNh塔高中國人民大學化學系(二) 塔徑的計算244VVqd uqdu減少霧沫夾帶防止液泛現象3. 2. 6 塔高、塔徑和塔板壓力降的計算3. 2 液

31、體的精餾空塔線速度 u中國人民大學化學系(三) 塔板的壓力降1220()1,22dLdLWpphhguhhhg3. 2. 6 塔高、塔徑和塔板壓力降的計算3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 7 間歇蒸餾特點：只有精餾段而無提餾段非定態操作裝置簡單，操作靈活分類： 回流比恒定，餾出液組成逐漸下降1. 餾出液組成恒定，回流比不斷增大3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 8 其他精餾簡介多組分精餾共沸精餾萃取精餾反應精餾3. 2 液體的精餾中國人民大學化學系3. 2. 8 其他精餾簡介多組分精餾3. 2 液體的精餾分離三個或三個以上組分混合物的精餾重關鍵組分輕關鍵組分中國人

32、民大學化學系3. 2. 8 其他精餾簡介共沸精餾3. 2 液體的精餾對于具有共沸點的非理想溶液，在液相濃度達到共沸組成以后，就不能一般的精餾方法將其分離。若加入第二組分可以和原溶液中某一組分形成沸點更低的共沸物，使組分間相對揮發度增大，則在精餾過程中該組分就和第三組分（夾帶劑）以共沸物的形式由塔頂蒸出。這種特殊精餾方法稱為共沸精餾或恒沸精餾。中國人民大學化學系3. 2. 8 其他精餾簡介萃取精餾3. 2 液體的精餾在相對揮發度接近于1的溶液中加入第三組分后，若第三組分與原溶液中某一組分有較強的作用力，則可以提高原溶液組分間的相對揮發度，從而使原溶液得到分離的方法稱為萃取精餾。加入的第三組分稱為

33、萃取劑。中國人民大學化學系3. 2. 8 其他精餾簡介反應精餾3. 2 液體的精餾化學反應與分離操作同時進行的精餾可逆平衡反應異構體混合物分離中國人民大學化學系第3章 傳質分離過程 3. 3 吸收 吸收：利用適當液體溶解氣體混合物中的有關組分(有時還伴有化學反應)，以分離氣體混合物的一種操作 吸收劑 吸收質（吸收組分） 惰性組分v物理吸收 (傳質速率)v化學吸收 (傳質速率、反應速率)水吸收氯化氫生產鹽酸水除去合成氨原料氣中二氧化碳洗油回收焦爐氣中的芳烴水除去工廠廢氣中二氧化硫丙酮吸收乙烯/乙炔中的乙炔中國人民大學化學系3. 3 吸收第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系解吸：又稱脫吸，是吸收

34、的逆過程，是使溶解于吸收液中的溶質釋放出來的過程。 減壓解吸 升溫解吸 升溫-減壓解吸 氣提解吸第3章 傳質分離過程3. 3 吸收中國人民大學化學系3. 3. 1 吸收的氣-液平衡(一) 氣-液平衡關系式亨利定律：p*=Ex （稀溶液）p*:氣相中溶質的平衡分壓x ：液相中溶質的摩爾分數E ：亨利常數E：表示溶解的難易程度，隨溫度變化第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系(一) 氣-液平衡關系式*(1),(2),()(3),1-1-()1 (1)ccpHHEpEEyx ymx mpppxyXYxymXYYmXm X總總總總、液相濃度用物質的量表示、氣-液相濃度均用摩爾分數表示、摩爾比表示濃度3

35、. 3. 1 吸收的氣-液平衡第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系(二) 氣-液平衡曲線3. 3. 1 吸收的氣-液平衡第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系3. 3. 2 吸收過程的物料衡算,2,2,22,12,12ddd()()()()()An Bn Cn Bn Cn Cn Bn Bn CNqYqXqYYqXXqYXXYqqYYqXX第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系3. 3. 3 吸收塔中吸收的計算（一）吸收劑的用量第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系3. 3. 5 化學吸收簡介()()ALAiALAiANk S cck S cc化學吸收的優點：加快吸收速率，提高了設備容量在吸收

36、過程中，溶質氣體與溶劑中某一個(或一個以上)組分可能發生化學反應，這種伴有化學反應的吸收過程稱為化學吸收化學吸收傳質速率方程：化學反應使物理吸收通量增大的倍數第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系化學吸收的特點： 吸收質因與溶劑中反應組分起化學反應而消耗，使得與此液相成平衡的吸收質的分壓降低，從而提高了吸收的推動力 如果反應進行得很快，以至在氣-液界面附近吸收質已完全反應，則吸收質在液膜內擴散需要克服的阻力便大大降低例如用水吸收二氧化硫的過程速率原是氣膜與液膜共同控制的，若改用NaOH溶液來吸收，便變成幾乎完全是氣膜控制(此時液膜傳質系數相對極大)。3. 3. 5 化學吸收簡介第3章 傳質分離過程中國人民大學化學系3. 4 膜分離利用固體膜對流體混合物中各組分的選樣性滲透分離各利用固體膜對流體混合物中各組分的選樣性滲透分離各組分的方法稱為組分的方法稱為膜分離膜分離特點： 多數膜分離過程中組分不發生相變化，所以能耗較低； 膜分離在常溫下進行，對食品及生物藥品的加工特別適合； 膜分離過程不僅可除去病毒、細菌等微粒，而且也可除去溶液中大分子和無機鹽，還可分離共沸物或沸點相近的組分； 由于以壓差及電位差為推動力，因此裝置簡單，操作方便。第3章 傳質分離過程中國人民大