化工原理

內(nèi)容概要

　　《普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材：化工原理（下冊(cè)）（第2版）》全書以傳遞過(guò)程的理論和處理工程問(wèn)題的方法論為兩條主線，重點(diǎn)介紹化工單元操作的基本原理、過(guò)程計(jì)算、典型設(shè)備及其強(qiáng)化。全書共十二章，分上、下兩冊(cè)出版。上冊(cè)除緒論和附錄外，包括流體流動(dòng)、流體輸送機(jī)械、非均相混合物分離及固體流態(tài)化、液體攪拌、傳熱及蒸發(fā)；下冊(cè)包括傳質(zhì)與分離過(guò)程概論、氣體吸收、蒸餾、液-液萃取和液-固浸取、固體物料的干燥、其他分離方法。每章均有學(xué)習(xí)指導(dǎo)、例題、習(xí)題與思考題?！　　痘ぴ恚ㄏ聝?cè)）（第2版）》專業(yè)適用面寬，可供高等院校化工、石油、生物、制藥、食品、環(huán)境、材料等有關(guān)專業(yè)使用，也可供有關(guān)部門從事科研、設(shè)計(jì)、管理及生產(chǎn)等工作的科技人員參考。

書籍目錄

第七章 傳質(zhì)與分離過(guò)程概論7．1概述7．1．1傳質(zhì)與分離方法7．1．2相組成的表示方法7．2質(zhì)量傳遞的方式與描述7．2．1分子傳質(zhì)(擴(kuò)散)7．2．2對(duì)流傳質(zhì)7．2．3相際問(wèn)的傳質(zhì)7．3傳質(zhì)設(shè)備簡(jiǎn)介7．3．1傳質(zhì)設(shè)備的分類與性能要求7．3．2典型的傳質(zhì)設(shè)備7．4分離過(guò)程的研究重點(diǎn)習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明第八章 氣體吸收8．1概述8．1．1氣體吸收過(guò)程與流程8．1．2氣體吸收的分類8．1．3吸收劑的選擇8．2吸收過(guò)程的相平衡關(guān)系8．2．1氣體在液體中的溶解度8．2．2亨利定律8．2．3相平衡關(guān)系在吸收過(guò)程中的應(yīng)用8．3吸收過(guò)程的速率關(guān)系8．3．1膜吸收速率方程8．3．2總吸收速率方程8．3．3吸收速率方程小結(jié)8．4低組成氣體吸收的計(jì)算8．4．1物料衡算與操作線方程8．4．2吸收劑用量的確定8．4．3塔徑的計(jì)算8．4．4吸收塔有效高度的計(jì)算8．5吸收系數(shù)8．5．1吸收系數(shù)的測(cè)定8．5．2吸收系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式8．5．3吸收系數(shù)的量綱為一數(shù)群關(guān)聯(lián)式8．6其他吸收與解吸8．6．1高組成氣體吸收8．6．2化學(xué)吸收8．6．3解吸8．7填料塔8．7．1塔填料8．7．2填料塔的流體力學(xué)性能與操作特性8．7．3填料塔的內(nèi)件習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明第九章 蒸餾9．1概述9．2兩組分溶液的氣液平衡9．2．1兩組分理想物系的氣液平衡9．2．2兩組分非理想物系的氣液相平衡9．2．3氣液相平衡的應(yīng)用9．3單級(jí)蒸餾過(guò)程9．3．1平衡蒸餾9．3．2簡(jiǎn)單蒸餾9．4精餾-多級(jí)蒸餾過(guò)程9．4．1精餾原理9．4．2精餾操作流程9．5兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算9．5．1理論板的概念和恒摩爾流假定9．5．2物料衡算與操作線方程9．5．3理論板層數(shù)的計(jì)算9．5．4回流比的影響及選擇9．5．5簡(jiǎn)捷法求理論板層數(shù)9．5．6幾種特殊情況理論板層數(shù)的計(jì)算9．5．7連續(xù)精餾裝置的熱量衡算與精餾過(guò)程的節(jié)能9．5．8精餾過(guò)程的操作型計(jì)算和調(diào)節(jié)9．6間歇精餾9．6．1回流比恒定時(shí)的間歇精餾9．6．2餾出液組成恒定時(shí)的間歇精餾9．7特殊精餾9．7．1共沸精餾9．7．2萃取精餾9．7．3鹽效應(yīng)精餾9．8多組分精餾概述9．8．1流程方案的選擇9．8．2多組分物系的氣液平衡9．8．3物料衡算及關(guān)鍵組分9．8．4簡(jiǎn)捷法確定理論板層數(shù)9．9板式塔9．9．1塔板的類型及性能評(píng)價(jià)9．9．2塔高和塔徑的計(jì)算9．9。3塔板的結(jié)構(gòu)9．9．4板式塔的流體力學(xué)性能和操作特性習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明第十章 液-液萃取和液-固浸取10．1液-液萃取概述10．2液-液相平衡10．2．1三角形坐標(biāo)圖及杠桿規(guī)則10．2．2三角形相圖10．2．3萃取劑的選擇10．3液-液萃取過(guò)程的計(jì)算10．3．1單級(jí)萃取的計(jì)算10．3．2多級(jí)錯(cuò)流萃取的計(jì)算10．3．3多級(jí)逆流萃取的計(jì)算10．3．4微分接觸逆流萃取的計(jì)算10．4液-液萃取設(shè)備10．4．1萃取設(shè)備的傳質(zhì)特性10．4．2萃取設(shè)備的基本要求與分類10．4．3萃取設(shè)備的主要類型10．4．4萃取設(shè)備的選擇10．5其他萃取技術(shù)簡(jiǎn)介10．5．1超臨界流體萃取10．5．2液膜萃取10．5．3回流萃取10．5．4化學(xué)萃取10．6液-固浸取10．6．1液-固浸取概述10．6．2浸取過(guò)程中的平衡關(guān)系10．6．3單級(jí)浸取10．6．4多級(jí)逆流浸取10．6．5浸取設(shè)備習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明第十一章 固體物料的干燥11．1濕空氣的性質(zhì)及濕度圖11．1．1濕空氣的性質(zhì)11．1．2濕空氣的H～J圖11．2干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算11．2．1濕物料的性質(zhì)11．2．2干燥過(guò)程的物料衡算與熱量衡算11．2．3空氣通過(guò)干燥器時(shí)的狀態(tài)變化11．2．4干燥系統(tǒng)的熱效率11．3干燥速率與干燥時(shí)間11．3．1物料中水分的性質(zhì)11．3．2恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算11．3．3變動(dòng)條件下的干燥過(guò)程11．4真空冷凍干燥11．4．1真空冷凍干燥原理11．4．2冷凍干燥過(guò)程11．4．3凍干程序與凍干曲線11．5干燥器11．5．1干燥器的主要型式11．5．2干燥器的設(shè)計(jì)11．6增濕與減濕11．6．1增濕與減濕過(guò)程的傳熱、傳質(zhì)關(guān)系11．6．2空氣調(diào)濕器與水冷卻塔習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明第十二章 其他分離方法12．1結(jié)晶12．1．1結(jié)晶的基本概念12．1．2相平衡與溶解度12．1．3結(jié)晶機(jī)理與動(dòng)力學(xué)12．1．4工業(yè)結(jié)晶方法與設(shè)備12．1．5結(jié)晶過(guò)程的計(jì)算12．2膜分離12．2．1膜材料與膜組件12．2．2膜分離過(guò)程的傳遞現(xiàn)象12．2．3各種膜過(guò)程簡(jiǎn)介12．3吸附12．3．1吸附現(xiàn)象與吸附劑12．3．2吸附平衡與吸附速率12．3．3工業(yè)吸附方法與設(shè)備12．4離子交換12．4．1離子交換原理與離子交換劑12．4．2離子交換平衡與交換速率12．4．3工藝方法與設(shè)備習(xí)題思考題本章主要符號(hào)說(shuō)明附錄一、擴(kuò)散系數(shù)二、常用填料的特性參數(shù)三、塔板結(jié)構(gòu)參數(shù)系列化標(biāo)準(zhǔn)(單溢流型)參考書目

章節(jié)摘錄

插圖：應(yīng)予指出，相際傳質(zhì)過(guò)程的進(jìn)行是以其達(dá)到相平衡為極限的，而兩相平衡的建立往往需要經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的接觸時(shí)間。在實(shí)際操作中，相際的接觸時(shí)間一般是有限的，某組分由一相遷移到另一相的量則由傳質(zhì)速率所決定。因此，在研究傳質(zhì)過(guò)程時(shí)，一般都要涉及兩個(gè)主要問(wèn)題，其一是相平衡，決定物質(zhì)傳遞過(guò)程進(jìn)行的極限，并為選擇合適的分離方法提供依據(jù)；其二是傳遞速率，決定在一定接觸時(shí)間內(nèi)傳遞物質(zhì)的量，并為傳質(zhì)設(shè)備的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。只有將相際平衡與傳遞速率二者統(tǒng)一考慮，才能獲得最佳工程效益。二、速率分離過(guò)程速率分離過(guò)程是指借助某種推動(dòng)力（如壓力差、溫度差、電位差等）的作用，利用各組分?jǐn)U散速率的差異而實(shí)現(xiàn)混合物分離的單元操作過(guò)程。這類過(guò)程的特點(diǎn)是所處理的物料和產(chǎn)品通常屬于同一相態(tài)，僅有組成的差別。速率分離過(guò)程主要分為以下兩類。1.膜分離膜分離是指在選擇性透過(guò)膜中，利用各組分?jǐn)U散速率的差異而實(shí)現(xiàn)混合物分離的單元操作過(guò)程，它主要包括超濾、反滲透、滲析和電滲析等。2.場(chǎng)分離場(chǎng)分離是指在外場(chǎng)（如電場(chǎng)、磁場(chǎng)等）作用下，利用各組分?jǐn)U散速度的差異而實(shí)現(xiàn)混合物分離的單元操作過(guò)程，它主要包括電泳、熱擴(kuò)散、高梯度磁場(chǎng)分離等。應(yīng)予指出，傳質(zhì)分離過(guò)程的能量消耗通常是構(gòu)成單位產(chǎn)品成本的主要因素之一，因此降低傳質(zhì)與分離過(guò)程的能耗，受到全球性普遍重視。膜分離和場(chǎng)分離是一類新型的分離操作，由于其具有節(jié)約能耗，不破壞物料，不污染產(chǎn)品和環(huán)境等突出優(yōu)點(diǎn)，在稀溶液、生化產(chǎn)品及其他熱敏性物料分離方面，有著廣闊的應(yīng)用前景。三、分離方法的選擇對(duì)于一種均相混合物，有時(shí)可采用不同的方法進(jìn)行分離，選擇分離方法時(shí)應(yīng)考慮以下主要因素：（1）被分離物系的相態(tài)通常，不同的分離方法適用于不同相態(tài)（氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)）混合物的分離。譬如，吸收方法用于氣體混合物的分離，萃取方法用于液體混合物的分離等，故選擇分離方法時(shí)應(yīng)考慮被分離物系的相態(tài)。（2）被分離物系的特性被分離物系的特性通常是指熱敏性、流動(dòng)性、可燃性、揮發(fā)性及毒性等，這些特性對(duì)分離方法的選擇往往具有決定性的作用。譬如，對(duì)熱敏性（物料受熱易分解、聚合或氧化等）物系的分離，不宜采用蒸餾方法等。（3）產(chǎn)品的質(zhì)量要求大多數(shù)化工產(chǎn)品都是經(jīng)過(guò)分離過(guò)程獲得的，產(chǎn)品的質(zhì)量（包括純度、外觀等）通常與采用的分離方法密切相關(guān)。譬如，對(duì)某些沸點(diǎn)差較小而熔點(diǎn)差較大的物系，若采用精餾方法分離，一般很難獲得高純度的產(chǎn)品，而采用結(jié)晶方法分離，則可獲得高純度的產(chǎn)品。（4）經(jīng)濟(jì)程度分離過(guò)程的經(jīng)濟(jì)程度主要取決于設(shè)備投資及操作費(fèi)用等，選擇分離方法時(shí)應(yīng)予以充分考慮。譬如，對(duì)某些液體混合物的分離，采用精餾方法通常能耗高，操作費(fèi)用較高。

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