第12，13，14，15次课，8学时：教学目的和教学要求：传质学基础，吸收的基本概念与理论，以及填料吸收塔的计算，蒸馏的基本概念与理论，双组分连续精馏的计算。重点和难点：重点讲授双膜理论、亨利定律、传质基本方程、气液平衡相图、精馏的原理和计算。第7章吸收与蒸馏1传质学基础1.1混合物组成的表示方法两组分（A+B）混合物的组成换算：①已知A的质量分数αA，换成摩尔分数x:αA/MAαA/ MAXA =α/M+αg/M-αA/M+(1-α)/MB②已知A的摩尔分数x，换成质量分数αA：x,MX.MAαA=xM+xMxM+(1-x)MB③已知A的摩尔分数XA，换成摩尔比XA:
第 12，13，14，15 次课，8 学时： 教学目的和教学要求： 传质学基础，吸收的基本概念与理论，以及填料吸收塔 的计算，蒸馏的基本概念与理论，双组分连续精馏的计算。 重点和难点： 重点讲授双膜理论、亨利定律、传质基本方程、气液平 衡相图、精馏的原理和计算。 第 7 章 吸收与蒸馏 1 传质学基础 1.1 混合物组成的表示方法 两组分（A+B）混合物的组成换算： ①已知A的质量分数αA，换成摩尔分数xA： AA BA AA BBAA AA A M M M M M M x /)1(/ / // / α α α αα α −+ = + = ②已知A的摩尔分数xA，换成质量分数αA： AA BA AA BBAA AA A MxMx Mx MxMx Mx −+ )1( = + α = ③已知A的摩尔分数xA，换成摩尔比XA：
XA=XAXA=-1-xAXB式中：M、M分别为组分A和B的相对分子质量。其它的见表7-1，2。1.2扩散现象与分子扩散速率计算分子扩散：在同一相内有浓度差异时，因分子的无规则热运动而造成的物质传递现象。1．2．1分子扩散与Fick定律扩散通量J：单位时间内通过单位面积传递的物质的量，kmo1/(m.s)。费克定律：当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处的扩散通量与该位置上的浓度梯度成正比，即:dCAJA=--DanC式中：DAs-A组分在A和B的混合物中的扩散系数，m2/s。同样，对B组分有dCBJ,=-Danac
B A A A A x x x x X = − = 1 式中：MA、MB分别为组分A和B的相对分子质 量。 其它的见表 7-1，2。 1．2 扩散现象与分子扩散速率计算 分子扩散：在同一相内有浓度差异时，因分 子的无规则热运动而造成的物质传递现象。 1．2．1 分子扩散与 Fick 定律 扩散通量J：单位时间内通过单位面积传递 的物质的量，kmol/(m2 .s)。 费克定律： 当物质 A 在介质 B 中发生扩散时，任一点处 的扩散通量与该位置上的浓度梯度成正比， 即： dz dC DJ A A −= AB 式中：DAB-A组分在A和B的混合物中的扩散系 数，m2 /s。 同样，对B组分有 dz dC DJ B B −= BA
式中：DB-B组分在A和B的混合物中的扩散系数。当扩散发生在理想气体或理想溶液中时，有DAB=DBx=D，故以后用D表示双组分物系的扩散系数。1．2．2稳定分子扩散速率传递速率NA：单位时间内通过单位面积的A物质的量，kmo1/(m2.s)。(1)等摩尔逆向扩散如图所示，两容器内有浓度不同的A，B两种气体的混合物，其中PAi>P2，PB<PB2，P，T相同
式中：DBA-B组分在A和B的混合物中的扩散系 数。 当扩散发生在理想气体或理想溶液中时， 有DAB=DBA=D，故以后用D表示双组分物系的扩 散系数。 1．2．2 稳定分子扩散速率 传递速率NA：单位时间内通过单位面积的A 物质的量，kmol/(m2 .s)。 (1)等摩尔逆向扩散 如图所示，两容器内有浓度不同的A，B两种 气体的混合物，其中PA1＞PA2，PB1＜PB2，P，T 相同
88JAPAPAI0PB2OJB(a)pPB2PAlPA2PBIZ2Z1(b)由费克定律，得：dcs-DNA=JA=dz稳定条件下，N=J=常数，对上式积分，有AN.jdz =-DJaccanNA = D(Ca-Ca)或z对于理想气体，有n-PaCA=RT
由费克定律，得： dz dC DJN A AA −== 稳定条件下，NA=JA=常数，对上式积分，有 ∫ ∫ −= z C C A A A A dCDdzN 0 2 1 或 z CCD N AA A )( − 21 = 对于理想气体，有 RT P V n C AA A ==
代入上式，可得：N, = D(Pau-Pa)RTz式中R为通用气体常数,R=8.314J/(mo1.K)。注意：由于N（J）的单位用kmol/(m2.s），为与之相对应，气体的压强需用kPa(2)单向扩散如图所示，在密闭容器中放上一定的碱液，上方为含CO2（A）的空气(B)，气体压强一定（盖子可上下自由滑动），则在汽液相界面上A组分会不断向液相中扩散、溶解。i卫MI传递的基本情况：由于A组分不断通过气、液相界面进入液相，则在周围不断地留下相应的空缺，这样就有其它的A，B分子来充填，从而形成“整体流动
代入上式，可得： RTz PPD N AA A )( − 21 = 式中 R 为通用气体常数，R=8.314J/(mol.K)。 注意：由于NA（JA）的单位用kmol/(m2 .s)， 为与之相对应，气体的压强需用kPa。 (2)单向扩散 如图所示，在密闭容器中放上一定的碱液， 上方为含CO2（A）的空气(B)，气体压强一定 （盖子可上下自由滑动），则在汽液相界面 上A组分会不断向液相中扩散、溶解。 传递的基本情况： 由于 A 组分不断通过气、液相界面进入液相， 则在周围不断地留下相应的空缺，这样就有 其它的 A，B 分子来充填，从而形成“整体 流动