2010年 5月 14日 1/120
绪 论
一、概述
质量传递：在混和物系中，当某组分存在浓度梯度时，
该组分将由高浓度区向低浓度区进行迁移的过程。
?质量传递过程又称扩散过程。因物质的传递过程凭借扩
散作用（分子扩散和涡流扩散）。
?质量传递可以在一相内进行，也可以在相际进行。
?质量传递的起因是系统内存在化学势的差异。化学势的
差异由浓度、温度、压力或外加电磁场引起。
?质量传递是均相混合物分离的物理基础，也是反应过程
中几种反应物互相接触及反应产物分离的基本依据。
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二、传质分离方法的分类
依据物理化学原理的不同，传质过程可分为平衡分离和
速率分离。
1.平衡分离过程：借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂
等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组
分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而实现分离
的方法。
据两相状态的不同，分为：
?气液传质过程。吸收、气体的增湿和减湿等
?汽液传质过程。蒸馏、精馏等
?液液传质过程。萃取等
?液固传质过程。结晶、浸取、吸附等
?气固传质过程。干燥、吸附等
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?分配系数（相平衡比） Ki,i组分在两相中的组分比。
Ki＝ yi/xi
?分离因子 aij,i,j组分的分配系数比。
aij＝ Ki/Kj
?混合物系中用 aij判断是否可用平衡分离方法分离及分离的
难易程度：
?aij＝ 1：无法用平衡分离方法分离
?aij>1：可用平衡分离方法分离。其值愈大，愈易分离
?研究传质过程涉及两个问题：
?相平衡：决定传质过程进行的方向和极限
?传递速率：决定在一定接触时间内传递物质的量（过
程进行的快慢）。
2010年 5月 14日 4/120
2.速率分离过程：借助某种推动力（浓度差、压力差、电
位差等）的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，
利用各组分扩散速度的差异而实现混合物分离的操作。
特点：所处理的物料和产品常属于同一相态，仅有组成
的差别。
分为：
?膜分离：利用选择性透过膜分割组成不同的两股流体。
?场分离：
3.分离方法的选择
原则：技术上先进、经济上合理、有利于可持续发展
因素：被分离物系的相态、特性，对分离产品的质量要
求，经济程度，当地环境条件，环境保护等。
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三、传质设备
功能：
?提供两相密切接触的条件；
?提供相际传质面积；
?分离两相。
要求：
?单位体积中，两相的接触面积应尽量大，两相分布均
匀，避免或抑制短路及返混；
?流体的通量大，单位设备体积的处理量大；
?流动阻力小，运转时动力消耗低；
?操作弹性大，对物料的适应性强；
?结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行可靠安全。
2010年 5月 14日 6/120
分类：
按所处理物系的相态分：
?气（汽）液传质设备。如蒸馏、吸收设备
?液液传质设备。如萃取设备
?气固传质设备。如干燥设备
?液固传质设备。如吸附设备
按两相接触方式分：
?分级接触设备。如板式塔
?微分接触设备。如填料塔
按提供动力分：
?依靠一种流体自身所具有的能量分散到另一相中去的
设备。如板式塔、填料塔
?依靠外加能量促使两相密切接触的设备。如搅拌式混
和－澄清槽
2010年 5月 14日 7/120
THE END
Thanks
绪 论
一、概述
质量传递：在混和物系中，当某组分存在浓度梯度时，
该组分将由高浓度区向低浓度区进行迁移的过程。
?质量传递过程又称扩散过程。因物质的传递过程凭借扩
散作用（分子扩散和涡流扩散）。
?质量传递可以在一相内进行，也可以在相际进行。
?质量传递的起因是系统内存在化学势的差异。化学势的
差异由浓度、温度、压力或外加电磁场引起。
?质量传递是均相混合物分离的物理基础，也是反应过程
中几种反应物互相接触及反应产物分离的基本依据。
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二、传质分离方法的分类
依据物理化学原理的不同，传质过程可分为平衡分离和
速率分离。
1.平衡分离过程：借助分离媒介（如热能、溶剂、吸附剂
等）使均相混合物系统变为两相系统，再以混合物中各组
分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据而实现分离
的方法。
据两相状态的不同，分为：
?气液传质过程。吸收、气体的增湿和减湿等
?汽液传质过程。蒸馏、精馏等
?液液传质过程。萃取等
?液固传质过程。结晶、浸取、吸附等
?气固传质过程。干燥、吸附等
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?分配系数（相平衡比） Ki,i组分在两相中的组分比。
Ki＝ yi/xi
?分离因子 aij,i,j组分的分配系数比。
aij＝ Ki/Kj
?混合物系中用 aij判断是否可用平衡分离方法分离及分离的
难易程度：
?aij＝ 1：无法用平衡分离方法分离
?aij>1：可用平衡分离方法分离。其值愈大，愈易分离
?研究传质过程涉及两个问题：
?相平衡：决定传质过程进行的方向和极限
?传递速率：决定在一定接触时间内传递物质的量（过
程进行的快慢）。
2010年 5月 14日 4/120
2.速率分离过程：借助某种推动力（浓度差、压力差、电
位差等）的作用，某些情况下在选择性透过膜的配合下，
利用各组分扩散速度的差异而实现混合物分离的操作。
特点：所处理的物料和产品常属于同一相态，仅有组成
的差别。
分为：
?膜分离：利用选择性透过膜分割组成不同的两股流体。
?场分离：
3.分离方法的选择
原则：技术上先进、经济上合理、有利于可持续发展
因素：被分离物系的相态、特性，对分离产品的质量要
求，经济程度，当地环境条件，环境保护等。
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三、传质设备
功能：
?提供两相密切接触的条件；
?提供相际传质面积；
?分离两相。
要求：
?单位体积中，两相的接触面积应尽量大，两相分布均
匀，避免或抑制短路及返混；
?流体的通量大，单位设备体积的处理量大；
?流动阻力小，运转时动力消耗低；
?操作弹性大，对物料的适应性强；
?结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行可靠安全。
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分类：
按所处理物系的相态分：
?气（汽）液传质设备。如蒸馏、吸收设备
?液液传质设备。如萃取设备
?气固传质设备。如干燥设备
?液固传质设备。如吸附设备
按两相接触方式分：
?分级接触设备。如板式塔
?微分接触设备。如填料塔
按提供动力分：
?依靠一种流体自身所具有的能量分散到另一相中去的
设备。如板式塔、填料塔
?依靠外加能量促使两相密切接触的设备。如搅拌式混
和－澄清槽
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