单向扩散 ( one-way diffusion ) 一组分通过相对停滞的其它组分而产生的扩散称为单向扩散。以气体吸收为例,选择吸收剂要使溶质的溶解度大,而吸收剂不易挥发。在吸收进行时,可以简化为气液相界面只允许溶质分子通过,不允许惰性气体分子通过,也不允许液体分子逆向通过。移至界面的 A 分子穿过相界面被吸收,留下空位,因相界面不允许液体分子逆向通过,留出的空位只能由混合气体来填补,因而产生混合气体向界面的流动,此流动称为主体流动或总体流动。总体流动的气体包含三部分,一是填充的 A,二是填充的B三是等摩尔分子扩散的A。 对于组分 B ,其分子被界面阻滞,随总体流动而来的 B 分子便在界面附近富集,故组分 B 在界面处的浓度高于气相主体中的浓度, B 组分将按分子扩散原理反向扩散。
C.
在稳态条件下,总体流动携带 B 组分的速率,必等于 B 组分反向扩散的传质速率,这样 B 组分宏观上通过任一垂直于扩散方向的截面的通量为 0 ,故称 B 组分为 “ 停滞组分 ” ,吸收过程成为 A 通过停滞 B 的单向扩散。因为微小的压差即可造成必要的总体流动,传质方向上的各截面处的总浓度仍视为相等,故JA=-JB 仍然近似成立。总体流动是因为分子扩散而引起的伴生流动,故包括总体流动在内的组分 A 的总传递通量 N A 仍可认为是分子扩散造成的宏观结果。综上所述,在单向扩散时 有: ① 溶质 A 的传质速率等于在任一截面的组分 A 的分子扩散通量与总体流动 中 A 组分的 分通量之和; ② 任一截面上组分 B 的分子扩散通量与总体流动 中 B 的 分通量大小相等,方向相反,故通过任一截面的 B 组分的净传质为 0 ; ③ 总体流动通量 N M 与传质速率 N A 相等,且这是由稳态的概念得到的。