Chương 4.Truyền khối giữa hai pha

Truyền khối giữa hai pha Truyền khối xuyên pha Khái niệm „ Khái niệm „ Động lực - cân bằng „ Cơ chế „ Tốc độ quá trình... Truyền khối xuyên pha „ Khái niệm „ Khái niệm Truyền khối xuyên

Chương 4.

Truyền khối giữa hai pha

Truyền khối xuyên pha

Khái niệm

„ Khái niệm

„ Động lực - cân bằng

„ Cơ chế

„ Tốc độ quá trình

Truyền khối xuyên pha

„ Khái niệm

„ Khái niệm

Truyền khối xuyên pha là sự dịch chuyển vật chất từ

pha này sang pha khác thông qua sự tiếp xúc pha

„ Ví dụ.

9 Chưng cất, hấp thu

9 Trích ly

9 Sấy

Truyền khối xuyên pha

Truyền khối xuyên pha

Cơ cấu TK xuyên pha :

5 giai đoạn

Cơ chế TK xuyên pha

Khuếch tán

„ Khuếch tán

„ Đối lưu

Động lực QTTK xuyên pha

Cân bằng QTTK xuyên pha

Nồng độ các

cấu tử tại bề

mặt tiếp xúc

pha đạt cân

bằng g theo

quy luật

chung

Cân bằng pha

Φ y , yA Nồng độ cân bằng : Φ y yA

Φ x , xA=0

Cân bằng t=0

x* A

nồng độ lớn nhất của cấu

tử A mà pha Φx có thể chứa được trong điều kiện nhất định

Φ x

y* = f(x) hoặc x*= f (y)

Cân bằng t=0

y < y*: A di chuyển từ Φ x vào Φ y

y > y*: A di chuyển từ Φ y vào Φ x

Các định luật cân bằng pha

„ Định luật Henry ị ậ y

lệ với nồng độ phân mol của nó trong dung dịch

pi= H.xi ; H =const hay H thay đổi theo nồng độ

y*là nồng độ cân bằng của cấu tử i trong hỗn hợp khí

và áp suất tổng của hệ là P

pi = yi*.P

→yi*=(H/P).xi= m.xi Đường biểu diễn y*=mx gọi là đường cân bằng

Các định luật cân bằng pha

„ Định luật Raoul

„ Định luật Raoul

Áp suất riêng phần của cấu tử i trên dung dịch (pi) bằng tích

áp suất hơi bão hòa của cấu tử đó (ở cùng nồng độ; pibh) và

nồng độ phân mol của nó trong dung dịch

Với pi = yi*.P → yi*=(pibh/P).xi

2 1 1

x p x p P p

i

=∑

=

bh bh bh

bh

bh

i

p

p x

p

x

p

x p

y

2 1 2

1

1

) 1 (

− +

) 1 ( 1

*

− +

=

⇒

α

α

x

x

y i

: Độ bay hơi tương đối.

Động học quá trình TK

„ Khái niệm

„ Khái niệm

Động học quá trình truyền khối khảo sát mối quan hệ

giữa sự biến thiên nồng độ dung chất theo thời

gian và các thông số của quá trình : tính chất, cấu

trúc của vật chất… điều kiện thủy động lực của

dòng lưu chất

dòng lưu chất…

„ Mục đích

Xác định tốc độ truyền khối, thời gian truyền khối

Động học quá trình TK

„ Phương trình tốc độ truyền khối

„ Phương trình tốc độ truyền khối

Vận tốc TK = hệ số TK x động lực TK

= động lực quá trình / trở lực TK

Hệ số truyền khối là y lượng vật chất g truyền qua 1 y q đơn vị

Động học quá trình TK

N = K ΔC= ΔC

Truyền khối trong 1 pha: (Fick)

N= DAB(CA1 - CA2) = kC(C*

NA = Ky (yA – yA*) = Kx (xA* – xA)

Truyền khối xuyên pha

Hệ số truyền khối tổng quát

Theo pha khí Theo pha lỏng

Theo pha khí Theo pha lỏng

Hệ số trở lực truyền khối

Trở lực truyền khối

Ví dụ 4.2 trang 81

„ Quá trình hấp thu NH trong thiết bị truyền khối có hệ số

„ Quá trình hấp thu NH3trong thiết bị truyền khối có hệ số

truyền khối theo pha khí Ky= 1 kmol/h.m2.at Vào cùng

một một thời điểm, người ta đo được tại một vị trí trong

pha khí có nồng độ 8% mol NH3, và nồng độ NH3trong

pha lỏng CA= 0,065 kmol/m3 Nhiệt độ 20oC, áp suất 1

atm 85% trở lực truyền khối nằm trong pha khí Hằng số

Henry H =9,28.10y , -3atm/(kmol/m( 3) Tính hệ số truyền khối ) ệ y

trong mỗi pha và nồng độ NH3trong mỗi pha tại diện tích

tiếp xúc pha

Phương trình đường làm việc

y – y *= - K /K (x – x *)

Ph ơ t ì h đ ờ là iệ yA – yA = - Kx/Ky (xA– xA )

yA= - Kx/Ky xA+ (yA * + Kx/Ky xA *)

Phương trình đường làm việc