四川大学化工原理下册重点复习ppt课件.ppt

传质重点回顾 Key Points of Mass Transfer,任课教师：蒋 炜,学习提纲和重点 Outline and Emphases,质量守恒和传质微分方程,费克第一扩散定律 费克第一定律普遍表达式： 组分总传质通量=分子扩散通量+主体流动通量,无化学反应的常物性、稳态、一维分子扩散体系，扩散过程的传质微分方程,等摩尔反方向分子扩散 组分 A 通过静止组分 B 的分子扩散,漂流因子： c/cBm反映了主体流动对传质速率的影响，其值总是大于1。,气相扩散系数,赫希范特公式,固体扩散：分子扩散，努森扩散，过渡扩散，表面扩散,第九章 气体吸收,掌握内容： 1 气液相平衡关系：气体溶解度，相平衡关系的四种表达形式，相平衡系数及其影响因素，相际传质方向判断以及相际传质推动力计算；,温度、压强对E、H、m的影响: T：E , H , m ; 总P : E不变，H不变，m,气、液相浓度(y,x)在平衡线上方，则体系将发生从气相到液相的传质，即吸收过程，推动力为(y-y*)或(x*-x);在平衡线下方，则体系将发生从液相到气相的传质，即解吸过程，推动力为(y*-y) 或(x-x*)。,第九章 气体吸收,掌握内容： 2 相际传质步骤，双膜理论，相内传质速率方程，相内传质系数间的换算，相际传质速率方程，相际传质系数和相内传质系数间的关系，相际传质系数间的换算，气相扩散控制和液相扩散控制 ；,双膜理论：两流体间存在着稳定相界面，界面两侧各存在一个很薄的流体膜层。相界面没有传质阻力；相际的传质阻力集中在两个膜层内。 气相传质速率方程：,第九章 气体吸收,液相传质速率方程：,相际传质速率方程：,气膜控制过程：,液膜控制过程：,第九章 气体吸收,3 吸收塔的物料衡算及操作线方程，吸收塔的最小液气比，吸收剂用量的确定，低浓度吸收填料层高度的计算方法，传质单元高度传质单元数的概念，平衡线为直线时传质单元数的计算。 吸收塔物料衡算： 吸收塔操作线方程：,最小液气比：,第九章 气体吸收,填料层高度的计算,对数平均推动力法,吸收因子法,A=L/(MV),第九章 气体吸收,理解内容 ： 1 影响填料塔吸收效能的主要因素，填料吸收塔的操作与调节，操作型计算； 2 解吸塔的最小气液比，解吸气体用量的确定，解吸塔填料层高度计算； 3 传质系数的测定。 4 化学吸收的特点及计算。,第十章 蒸馏,掌握内容： 1 液体蒸馏分离原理； 利用液体混合物中各组分挥发性的差异，以热能为媒介使其部分汽化，从而在汽相富集轻组分，液相富集重组分，使液体混合物得以分离的方法。 2 理想溶液汽液相平衡关系，汽液相平衡图，汽液相平衡关系式，挥发度和相对挥发度；,拉乌尔定律,第十章 蒸馏,3 平衡蒸馏及其计算，简单蒸馏及其计算； 平衡蒸馏是液体的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸馏操作。 简单蒸馏也称微分蒸馏，加入蒸馏釜的原料液持续吸热沸腾汽化，产生的蒸汽由釜顶连续引入冷凝器得馏出液产品。 4 精馏操作原理，过程特点； 由塔釜上升的蒸汽与塔顶下流的回流液（包括塔中部的进料）构成了沿塔高逆流接触的汽、液两相。精馏段汽相中的重组分向液相（回流液）传递，而液相中的轻组分向汽相传递，从而完成上升蒸气的精制；提馏段：下降液体（包括回流液和料液中的液体部分）中的轻组分向汽相（回流）传递，而汽相中的重组分向液相传递，从而完成下降液体重组分的提浓。,5 理论板的概念，塔板效率定义及计算，等板高度的概念，恒摩尔流模型及成立的条件； 理论板： 汽、液两相在板上充分接触混合，塔板上不存在温度差和浓度差；离开塔板的汽、液两相达平衡，即离开理论板的两相温度相等，组成互成平衡。 塔板效率表征的是实际塔板的分离效果接近理论板的程度。 等板高度：分离效果相当于一块理论板填料层高度，即从 HETP 高的填料层流出的汽相与液相组成互为平衡。 恒摩尔流假定：每层板上升的蒸汽摩尔流率和下降的液体摩尔流率相等。恒摩尔流假设只适用于被分离组分的沸点和汽化潜热相差不大的情况。,6 精馏塔的物料衡算，精馏段和提馏段操作线方程及操作线；,总物料衡算,易挥发组分物料衡算,精馏段操作线方程,提馏段操作线方程,x,y,0,1.0,1.0,xD,a,b,xW,c,d,e,第十章 蒸馏,7 五种进料热状态，进料热状态对塔内摩尔流率的影响，进料热状态参数和进料线；,(1) 冷液体 q1, LL+F, VV,(2) 饱和液体 q=1, L=L+F, V=V,(3) 汽液混合物 0L, VV,(4) 饱和蒸汽 q=0, L=L, V=F+V,(5) 过热蒸汽 qF+V,进料热状态参数,q 线方程或进料方程,第十章 蒸馏,8 求解理论塔板数的逐板计算法和图解法； 9 适宜进料位置；,逐板计算法,第十章 蒸馏,实际操作的回流比应介于全回流与最小回流比两者之间。 芬斯克方程 11 理论塔板数的简捷计算法。,吉利兰图,10 最小回流比和适宜回流比的确定，全回流操作最少理论板数的确定； 最小回流比：两操作线交点 d 落在平衡线上。,第十章 蒸馏,理解内容 ： 1 提馏塔型式及适用场合，物料衡算，操作线方程，理论塔板数的确定； 2 直接水蒸汽加热精馏塔型式及适用场合，物料衡算，操作线方程，理论塔板数的确定； 3 多股进料和侧线出料精馏塔型式及适用场合，物料衡算，操作线方程，理论塔板数的确定； 4 精馏塔分离效能及其影响因素，精馏塔的操作与调节，操作型计算，精馏塔灵敏板的概念。,第十一章 气液传质设备,掌握内容： 1 气液传质设备的性能指标； 生产能力，分离效率，操作弹性，压强降，结构繁简及制造成本。 2 各种塔板的结构形式和作用原理； 溢流塔板，逆流塔板，泡罩塔板，筛孔塔板，浮阀塔板，舌形塔板，浮舌塔板 ，斜孔塔板，网孔塔板，垂直筛板 3 浮阀塔的结构、气液流程和塔板压降，不正常操作的现象、原因和防止措施； 鼓泡区，降液管区，受液盘区， 液体安定区，边缘区，溢流堰 气液流程：塔板上气液主体流向 为错流流动 塔板压降： 不正常操作现象：漏液，液沫夹 带，气泡夹带，液泛,第十一章 气液传质设备,4填料的性能参数； 比表面积，空隙率，填料因子，堆积密度 ， 5填料塔流体力学性能，载点和泛点。 流体力学性能：压降、液泛气速、持液量及气液分布。,载点：填料层持液量和压降显著增加的转折点。 泛点：液泛开始发生，是填料塔的操作极限。,第十一章 气液传质设备,理解内容 ： 1浮阀塔工艺尺寸的设计方法； 2浮阀塔的流体力学校核及负荷性能图，操作弹性的确定； 3 填料层塔高和塔径的计算。,第十二章 干燥,掌握内容： 1 对流干燥的特点，加热干燥的类别； 加热干燥的类别：传导干燥、对流干燥和辐射干燥 对流干燥特点：温度为 t、湿份分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面，物料表面温度 ti 低于气体温度 t。由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使湿份汽化；在分压差的作用下，湿份由物料表面向气流主体扩散，并被气流带走。该过程是热、质同时传递的过程，气体充当了载热体和载湿体的角色，被称为干燥介质。,第十二章 干燥,2 湿气体的九个性质：干球温度，湿球温度，露点温度，绝热饱和温度，湿度，相对湿度，湿比热，湿比容，湿焓，它们的定义、计算式和影响因素，湿度图的用法；,绝对湿度,相对湿度,湿比热,湿比容,湿焓,第十二章 干燥,干球温度：湿气体的真实温度,湿球温度:,露点温度,绝热饱和温度,不饱和湿空气： t tw = tas td 饱和湿空气： ttw = tas td,第十二章 干燥,第十二章 干燥,掌握内容： 3 物料湿分的表示方法及其换算，湿分在气体和固体间的平衡关系，结合水分、非结合水分、自由水分和平衡水分的概念；,结合水分：与物料存在某种形式的结合，其汽化能力比独立存在的水要低，蒸汽压或汽化能力与水分和物料结合力的强弱有关。,非结合水分：与物料没有任何形式的结合，具有和独立存在的水相同的蒸汽压和汽化能力。,平衡水分：低于平衡湿含量 X* 的水分。自由水分：高于平衡湿含量 X* 的水分。,第十二章 干燥,4 干燥速率和干燥通量，干燥曲线和速率曲线，恒速干燥段和降速干燥段的特点及理论解释，临界湿含量，影响干燥过程的主要因素；,干燥速度,干燥速率,第十二章 干燥,恒速干燥段特点：物料表面湿润，X Xc，汽化的是非结合水分。 降速干燥段特点：X Xc 临界湿含量： Xc 是恒速段和降速段的分界湿含量，与物料的厚度、大小以及干燥速率有关，所以不是物料本身的性质。 影响干燥过程的主要因素：物料尺寸，气固接触方式 ，干燥介质条件 ，物料本性,第十二章 干燥,5 干燥过程的物料衡算和热量衡算，绝干气体用量的确定，热效率定义及计算。 物料横算： 热量横算： 绝干气体用量： 热效率定义：,第十一章 干燥,理解内容 ： 1 恒速干燥段的干燥速率和干燥时间计算，降速干燥段的干燥速率和干燥时间计算； 2 干燥过程中物料温度的变化规律，气体状态的变化规律。,