活度系数 ?i??ixi
则 fi``??i``fi``0yi 气相中，理想系中，?i?1 fi`??i`fi`0xi 液相中 二、气液平衡系的分类
1、完全理想系???气相为理想气体混合物液相为理想溶液（服从道尔分压定律（服从拉乌尔定律））
2、理想系 气相和液相均为理想溶液 （服从拉乌尔定律）（逸度规律） 3、非理想系 有一相为非理想溶液，用活度系数考虑其修正。， 三、气液相平衡表示
相平衡常数 ki?yixi?fi``i````0yfi?yififi```0
yifiyfi``i`0```0平衡时，气液中，T，p，g，均相同，则fi?fiyixiyiki```ki?
（1）xi??xi???1，露点方程
已知yi，假定T?ki?xi?（2）yi?xiki?xi?1 则T?TD
?yi??kxii?1，泡点方程
已知xi,假定T?ki?yi?
§4-6 溶液基本热力（工作）过程 一、混合
?y2?1则T?TB
m1,t1,h1,?1
m,t,h,? m2,t2,h2,?2
总质量守恒：m1?m2?m 总能量守恒：m1h1?m2h2?mh 溶质质量守恒：?1m1??2m2??m
h?h2?m2m(h2?h1)?h2????1?2??2(h2?h1)?[q][q]如果混合过程有热效应
二、蒸发与冷凝
蒸发：质量守恒：m`?m``?m
溶质质量守恒：?`m`??``m``??m 气化量效，杠杆规则 在p一定时，T??图
（1） 蒸发起始温度与终止温度不同 （2） 液相——气相中成分变化连续 凝结的过程按相反方向进行。 三、节流
前后：h1?h2?1??2p1?p2
节流前p1，状态为过冷液体 节流后p2，状态为湿蒸气
通过温蒸汽的t2线上，可以确定气化率，节流前过冷度越大，节流后气化率越小。 四、吸收
气体溶于溶液之中叫吸收（气体溶于固体中叫吸附） 溶液的温度低于蒸气温度导致蒸气液化——冷凝 溶液的饱和蒸气压低于蒸气压力导致蒸气液化——吸收 类似于一股蒸气与一股溶液的简单混合 所以溶液对蒸气最大吸收使得溶液达到饱和 溶液 m1,?1,h1,t1 m2,?2,h2,t2
气体D,?r,hr,tr
1点的溶液+d点的蒸气→2点的饱和溶液 （t1） （tu） （t2）
1d线上的12线表示吸收的蒸气量比例
m1Dg?吸收每kg蒸气所需溶液量即 g?2d12
可见过冷度越大，所需溶液量越少，吸收蒸气量越大。如果吸收过程有热量排出，则吸收量增加：
如g?m1D?dM1M，排热过程为M2`
QaD根据能量守恒关系，Qa?Dhv?m1h1?m2h2m1Dm2Dm2?DDm2Dqa?，则：
qa?hv?h1?m2Dh2?hv?h1?h2?hv?h1?(h1?h2)?hv?h1??v??1?2??1
(h1?h2)
第五章 气体的精馏原理与设备
气体混合物的分离：空气，天然气，焦炉气?? 气体的分离与气体的液化相关，低温分离是主要手段。
气体分离方法：（1）精馏，多次的蒸发与冷凝，适用于沸点相近物质 （2）分凝，部分蒸发与冷凝，适用于沸点较远物质。 （3）吸收（4）吸附（5）薄膜渗透法---常温法 以下以空气为例
§5-1空气组成及其主要成分间的气液平衡
表3-2：
O2: 20.95%, 90.188K, N2:78.084%, 77.36K, 二元气液平衡：O2:20.9%N2:79.1%
Ar: 0.93%, 87.29K, 其它
近似认为：气体为理想气体，液体为理想溶液 （道尔顿） （拉乌尔）
?pO2?pyO2 ?
p?pyN2?N20??pO2?pO2xO2?0p?pxN2?NN2?2 且 p?pN?pO
22则yO?2pO2p?pO2pO2?pN2?pO2pO2xO2?pN2xN200
相平衡图：T?x?y图，p为参变量，O2浓度
y?x 图，p为参变量，N2浓度
T?p?h?x?y图，以T?h为坐标，p为参变量，N2浓度，x，y分开作图。
Ar:0.93%N2:78.12%
三元系气液平衡 O2:20.95%三个自由度T,p, 加一个浓度
平衡图：（压力一定）x1?y1,y2参变量和x2?y2,y1参变量图
§5-2 空气的精馏
以二元组成为例在高压下进行。 一、液空部分蒸发与空气部分冷凝
蒸气不断引出后，液相中的氧浓度不断增加，最后获得高浓度O2，但量很少。 空气凝结后不断把凝液取走，剩余蒸气中的N2浓度增加，最后获得高浓度的N2气。
二、空气精馏（多次蒸发+多次冷凝）
部分蒸发使得液体量越来越少，必须补充液体才能连续进行，获得纯O2，而部分冷凝气体量越来越少，必须补充气体才能连续进行获得N2把部分蒸发与部分冷凝连结起来。 三、精馏塔
筛板塔：高温的气体穿过低温的液体层，热质交换 填料塔：气体与液体连续双向热质交换，大量交换面积。 单级塔：高纯氮制取，高纯氧制取。
双级塔：由两上单级塔叠加而成。下塔提N2，上塔提O2 塔板数越多，精馏效果越高，阻力损失越大。 提馏段越高，O2纯度越高； 精馏段越高，N2纯度越高。 气液比，
LV之比，液体量越大，N2纯度越高；
气体量越大，O2纯度越高。
制冷：系统维持低温需补充冷量，由膨胀机提供，在全低压系统中，膨胀后的气体压力↓，无法再进下塔，直接送入上塔（20%左右）
拉赫曼原理：上塔精馏所需气液比应小些，即气体量可以更大些，精馏效果更好。
要制取高纯氮，需除去Ar等其它成分（污氮排出），增加辅塔。
§5-3 精馏过程计算 一、塔板上工作过程
?质量守恒：V1?L2?V2?L1??氮组分守恒：V1y1?L2x2?V2y2?L1x1?能量守恒：Vh``?Lh`?Vh``?Lh`11222211?
得L1?L2?L，V1?V2?V