华中衣业大学《食品工程原理》毅研室 第七章 气体吸收 重点：双膜理论、传质基本方程、操作线方程 难点：双膜理论 (食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程系理教精室 第一节 物质传递原理 传质分离操作在生产中的应用 分离过程包括机械分离和传质分离。 →机械分离：过滤、沉降等 >传质分离：吸收、蒸馏、干燥、萃取、膜分离等 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）将有高浓度区向低浓度区 移动的趋势，该移动过程称为传质过程。 《食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理教两室 物质在两相间从一相转移到另一相的传递过程一般要经过 三个步骤： 1、扩散物质从一相的主体扩散到两相界面（单相中的传质）； 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 的传质)； 界面 气相组分 组分→ 液相 主体 主体 (食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理》研室 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。 渴流扩散：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。 《食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理教研室 一、分子扩散与菲克定律 1、分子扩散 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：单位时间内单位面积上扩散传递的物质量，其单 位为kmol/(m2-s)。 (食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理)教室 2、菲克(Fick)定律 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： JA=-D 式中J—物质A在z方向上的分子扩散通量，kmol/(ms) 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，mS 负号—表示扩散是沿着物质A浓度降低的方向进行的。 《食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理)研室 二、气相中的稳定分子扩散 1、等分子反向扩散 PAZ 假定：PAIPA2 B PB1<PB2 PAI+PBI=PA2 +PB2=P 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。 (食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理)教室 对于等分子反向扩散JA=-JB 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N表示。 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。 N4=J,=-DdC4=-D中 dz RT dz 注意：在上述条件下，扩散为稳定过程，NA为常数； PA一z呈线性关系。 《食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大学《食品工程原理研室 P P PAI PB2 PBI PA2 上式分离变量并积分 积分条件为：Z1=0,PA=PA1;Z2=Z,PA=PA2 NA= RT (PA-PA2) 《食品工程原理》第七章气体吸收
华中衣业大举《食品工程原理)教室 2、单向扩散 界面 在气体吸收中溶质A溶 PA 总压p 解于溶剂中，惰性气体B不 PB. 溶解于溶剂中，则液相中 Q9 不存在组分B,此过程为组 分A通过另一“静止”组分B 的单向扩散。 相 J 液相 分子扩散： 总体流动： 0 《食品工程原理》第七章气体吸收