西昌学院：《食品工程原理》课程教学资源（PPT课件）第五章 吸收与蒸馏

第五章 吸收与蒸馏 5.2 吸收与解吸 5.6 板式塔 5.4 蒸馏 5.1 传质学基础 5.5 两组分连续精馏塔的计算 5.3 吸收塔（或脱吸）的计算 5.7 其他蒸馏简介

第五章 吸收与蒸馏 5.2 吸收与解吸 5.6 板式塔 5.4 蒸馏 5.1 传质学基础 5.5 两组分连续精馏塔的计算 5.3 吸收塔（或脱吸）的计算 5.7 其他蒸馏简介

重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方 程、理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进 料方程、 回流比 难点：双膜理论、操作线方程、进料方程、 精馏设备

重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方 程、理论塔板、恒摩尔流、操作线方程、进 料方程、 回流比 难点：双膜理论、操作线方程、进料方程、 精馏设备

传质分离操作在生产中的应用 在含有两个或两个以上组分的混合体系中，如果存 在浓度梯度，某一组分（或某些组分）将有高浓度区向 地浓度区移动的趋势，该移动过程称为传质过程。 分离过程包括机械分离和传质分离。 ➢机械分离：压榨、过滤、沉降等 ➢传质分离：吸收、蒸馏、干燥、萃取、膜分离等

传质分离操作在生产中的应用 在含有两个或两个以上组分的混合体系中，如果存 在浓度梯度，某一组分（或某些组分）将有高浓度区向 地浓度区移动的趋势，该移动过程称为传质过程。 分离过程包括机械分离和传质分离。 ➢机械分离：压榨、过滤、沉降等 ➢传质分离：吸收、蒸馏、干燥、萃取、膜分离等

界面 气相 主体 组分 组分 液相 主体 1） 扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）； 2） 在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）； 3） 进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的扩散）； 物质传递的三个步骤： 5.1 传质学基础

界面 气相 主体 组分 组分 液相 主体 1） 扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的扩散）； 2） 在界面上的扩散物质从一相进入另一相（相际间传质）； 3） 进入另一相的扩散物质从界面向该相的主体扩散（单相中的扩散）； 物质传递的三个步骤： 5.1 传质学基础

物质在单相中的传递靠扩散，发生在流体中的扩 散有分子扩散和涡流扩散两种。 分子扩散：依靠分子的无规则热运动，主要发生在静止或 层流流体中。 涡流扩散：依靠流体质点的湍动和旋涡而传递物质，主要 发生在湍流流体中。 5.1.1 物质在单相中的扩散

物质在单相中的传递靠扩散，发生在流体中的扩 散有分子扩散和涡流扩散两种。 分子扩散：依靠分子的无规则热运动，主要发生在静止或 层流流体中。 涡流扩散：依靠流体质点的湍动和旋涡而传递物质，主要 发生在湍流流体中。 5.1.1 物质在单相中的扩散

AA B B A B A B 分子扩散：在一相内部存在浓度差（或浓度梯度）的情 况下，由于分子的无规则运动而导致的物质传递现象。 分子扩散是物质分子微观运动的结果。 扩散通量：扩散速率，单位时间内单位面积上扩散传递的物质 量，其单位为mol/(m2·s)。 （1）分子扩散与菲克Fick定律

AA B B A B A B 分子扩散：在一相内部存在浓度差（或浓度梯度）的情 况下，由于分子的无规则运动而导致的物质传递现象。 分子扩散是物质分子微观运动的结果。 扩散通量：扩散速率，单位时间内单位面积上扩散传递的物质 量，其单位为mol/(m2·s)。 （1）分子扩散与菲克Fick定律

dz dC J D A A = − AB 式中 JA——物质A在z方向上的分子扩散通量，kmol/(m2 s) dCA/dz——物质A的浓度梯度，kmol/m4 DAB——物质A在介质B中的分子扩散系数，m2 /s 负号——表示扩散是沿着物质A浓度降低的方向进行的。 当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通 量与该位置上A的浓度梯度成正比，即： 菲克（Fick）定律

dz dC J D A A = − AB 式中 JA——物质A在z方向上的分子扩散通量，kmol/(m2 s) dCA/dz——物质A的浓度梯度，kmol/m4 DAB——物质A在介质B中的分子扩散系数，m2 /s 负号——表示扩散是沿着物质A浓度降低的方向进行的。 当物质A在介质B中发生扩散时，任一点处物质A的扩散通 量与该位置上A的浓度梯度成正比，即： 菲克（Fick）定律

假定：pA1> pA2 pB1< pB2 pA1+ pB1= pA2 + pB2 =P pA1 pB1 pA2 pB2 p P A B 1 2 在总压相同的情况下，联通管内任一截面上单位 时间单位面积上向右传递的A分子的数量与向左传递 的B分子的数量必定相等，此现象称为等分子反向扩 散。 （2）等摩尔逆向扩散（等分子反向扩散）

假定：pA1> pA2 pB1< pB2 pA1+ pB1= pA2 + pB2 =P pA1 pB1 pA2 pB2 p P A B 1 2 在总压相同的情况下，联通管内任一截面上单位 时间单位面积上向右传递的A分子的数量与向左传递 的B分子的数量必定相等，此现象称为等分子反向扩 散。 （2）等摩尔逆向扩散（等分子反向扩散）

在任一固定的空间位置垂直于扩散方向的截面上，单位时 间通过单位面积的A物质的量，称为A的传递速率，以NA表示。 对于等分子反向扩散 JA= - JB 对于单纯的等分子反向扩散，物质A的传递速率应等于A的 扩散通量。 dz dp RT D dz dC N J D A A A = A = − = − 注意：在上述条件下，扩散为稳定过程，NA为常数； pA—z呈线性关系

在任一固定的空间位置垂直于扩散方向的截面上，单位时 间通过单位面积的A物质的量，称为A的传递速率，以NA表示。 对于等分子反向扩散 JA= - JB 对于单纯的等分子反向扩散，物质A的传递速率应等于A的 扩散通量。 dz dp RT D dz dC N J D A A A = A = − = − 注意：在上述条件下，扩散为稳定过程，NA为常数； pA—z呈线性关系

上式分离变量并积分， 积分条件为：z1=0，pA=pA1；z2=z，pA=pA2 ( ) A pA1 pA2 RTz D N = − P pA1 pB1 z1 P pB2 pA2 z2

上式分离变量并积分， 积分条件为：z1=0，pA=pA1；z2=z，pA=pA2 ( ) A pA1 pA2 RTz D N = − P pA1 pB1 z1 P pB2 pA2 z2