分離工程第二章單級平衡過程(已修改)
2025-01-27 01:19 本頁面
【正文】 分離工程 青島科技大學(xué)化工學(xué)院第二章 單級平衡過程Chapter2 Single stage balance process 單級平衡分離是指兩相經(jīng)一次緊密接觸達(dá)到平衡后隨即引離的過程，由于平衡兩相的組成不同，因而可起到一個平衡級的分離作用。其相平衡用于闡述混合物分離原理、傳質(zhì)推動力和設(shè)計(jì)計(jì)算。167。21汽液相平衡（Vapourliquid phase equilibrium）所謂相平衡是指兩個或兩個以上的相處于平衡狀態(tài)?！捌胶狻钡囊馑际侵福涸诤暧^上系統(tǒng)的性質(zhì)隨時間而改變的趨勢已達(dá)到零。而所謂“相”，是指任何數(shù)量的物質(zhì)在其所占據(jù)的空間內(nèi)宏觀性質(zhì)是均勻一致的，沒有不連續(xù)的地方。一定數(shù)量的物質(zhì)，即使被分割成若干部分，但只要它們的性質(zhì)和組成完全一樣，則可把它們稱為一個“均相”。若有兩個或兩個以上的均相，雖然它們互相緊密接觸，但它們各自的性質(zhì)并不隨時間而改變，通常，就用“相平衡“這一詞來表達(dá)這一狀態(tài)。對于雙組分系統(tǒng)溫度—壓力—組成的平衡關(guān)系，常常利用實(shí)驗(yàn)來測得，而多組分系統(tǒng)的相平衡關(guān)系用實(shí)驗(yàn)方法來測定就比較復(fù)雜。隨著相平衡理論研究的深入，對雙組分和多組分系統(tǒng)的汽液相平衡已建立了一些定量的關(guān)系式，利用這些關(guān)系式，它只需用少量的雙組分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，這就大大地減輕了實(shí)驗(yàn)工作量。一、 汽液相平衡關(guān)系（Vapourliquid phase equilibrium）1. 基本關(guān)系式相平衡條件：組分i在汽液兩相中的化學(xué)位相等，也可表示為組分i在汽液兩相中的逸度相等， 或 2. 相平衡常數(shù)① 定義工程中常用相平衡常數(shù)來表示相平衡關(guān)系表示了i組分在平衡的汽液兩相中的分配情況，俗稱分配系數(shù)。②的計(jì)算方法⑴狀態(tài)方程法只要給出組分i的汽液兩相的分逸度系數(shù)，即可求出，而已知則可由求與之相平衡的。和均可用狀態(tài)方程來計(jì)算，但該狀態(tài)方程必須同時適用于汽液兩相，常見的有SRK、PR和BWR方程，此法適用于中壓下，液相非理想性不是很強(qiáng)的烴類系統(tǒng)。⑵活度系數(shù)法用于只能計(jì)算的狀態(tài)方程，如維里方程，RK方程，而則由活度系數(shù)模型來計(jì)算。該法用于壓力不高，液相非理想性強(qiáng)的系統(tǒng)。a. 可凝性組分基準(zhǔn)態(tài)逸度 當(dāng) 時，即純液體i在T、P下的逸度等于飽和蒸汽壓乘以兩個校正系數(shù)，為校正處于飽和蒸汽壓對理想氣體的偏差，指數(shù)校正（Poynting）因子是校正壓力偏離飽和蒸汽壓的影響。b. 不凝性組分基準(zhǔn)態(tài)逸度當(dāng)時，或亨利定律：③與的關(guān)系相對揮發(fā)度的定義是i，j兩組分的相平衡常數(shù)之比。固有分離因子：若，表示汽液兩相中i、j兩組分的濃度之比相等，因此不能用一般的精餾來分離，值越大，兩相平衡后的比值 二、 汽液平衡的分類與計(jì)算（Classification and calculation of vapourliquid phase equilibrium constant）1. 汽液平衡的分類基本關(guān)系式：忽略Poynting因子， 汽相液相理想氣體的混合物理想的氣體混合物真實(shí)氣體混合物理想溶液非理想溶液2. 汽液平衡常數(shù)的計(jì)算① 逸度系數(shù)的計(jì)算 計(jì)算逸度系數(shù)可以通過氣體狀態(tài)方程，PVT實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，普遍化關(guān)系，可根據(jù)情況任選一種，其基本關(guān)系為：⑴純組分的逸度系數(shù)當(dāng), 當(dāng), 可查圖。⑵二元混合物的逸度系數(shù) a. 維里方程 用混合規(guī)則求，即先求。見P34和化工熱力學(xué)。b. RK方程 書中給出了Vdw ，見P
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