化工原理（下）

前言

本書是根據(jù)教育部化學(xué)工程與工藝專業(yè)及大化工類《化工原理>>教學(xué)大綱的要求而編寫。本書以單元操作為主線， 以工程應(yīng)用為背景，借鑒美國的《Unit 0perations of Chemical Engineering》教科書以及我國的面向2l世紀(jì)《化工原理>>教材并結(jié)合中國國情，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際及工程觀，注重知識綜合運(yùn)用，如每章中的例題和習(xí)題部分選自近年來國內(nèi)研究生入學(xué)考試試題。本書重點(diǎn)介紹和討論化工及相近工業(yè)中最常用的單元操作基本原理、 “三傳”過程、計(jì)算方法及典型單元設(shè)備，使過程的原理與應(yīng)用設(shè)備有機(jī)結(jié)合。其次對一些特殊的和近年來發(fā)展起來的新分離技術(shù)基本原理及工業(yè)應(yīng)用也作了簡單介紹。 全書分為上、下兩冊， 下冊包括蒸餾、吸收、塔式氣液傳質(zhì)設(shè)備、液—液萃取、干燥和新分離技術(shù)、 本書既可作為高等理工科院?；瘜W(xué)工程與工藝及大化工相關(guān)專業(yè)的化工原理課程的本科生教材，也可作為化工及相關(guān)領(lǐng)域科技人員的參考書。  化工原理作為化學(xué)工程學(xué)科最重要的核心課程之一，已有近一個世紀(jì)的歷史?；ぴ硎且?923年問世的Unit Operations of Chemical Engineering（化工單元操作）理論為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，具有很強(qiáng)的理論與工程實(shí)踐性。隨著20世紀(jì)70年代化學(xué)工程學(xué)與其他學(xué)科的交叉滲透，出現(xiàn)了許多新的學(xué)科和邊緣學(xué)科，涉及單元操作的化工原理課程越來越與其他學(xué)科如生物工程、食品工程、材料科學(xué)與工程、制藥工程、環(huán)境工程、能源工程、精細(xì)化工及應(yīng)用化學(xué)等領(lǐng)域相互重疊，成為大化工類最重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程之一。為了適應(yīng)21世紀(jì)高層次化工技術(shù)人才的培養(yǎng)，本書根據(jù)化工類專業(yè)人才培養(yǎng)方案及教學(xué)內(nèi)容體系要求和不同學(xué)科發(fā)展需要，在編寫過程中力求使系統(tǒng)完整，注重理論與工程實(shí)際相聯(lián)系。本書的編寫以化學(xué)工程應(yīng)用為背景，以化工單元操作為主線，將動量、熱量與質(zhì)量傳遞的原理融合到化工原理及單元操作過程，參考與借鑒不同作者編寫的化工原理教材和第七版的Unit Operations of Chemical Engineering著作，突出工程觀點(diǎn)和分析方法的同時，本書還增加了反映化工過程發(fā)展的新單元操作和新分離技術(shù)內(nèi)容，并對傳統(tǒng)的單元操作與新的強(qiáng)化技術(shù)耦合進(jìn)行了介紹。為了便于學(xué)生的學(xué)習(xí)，各章末附有習(xí)題與思考題，并給出答案以便自學(xué)。除了少數(shù)習(xí)題需用計(jì)算機(jī)求解外，幾乎所有的習(xí)題都可以用計(jì)算器求解。本書可作為化學(xué)工程、石油化工、生物工程、食品工程、環(huán)境工程、制藥工程、材料、紡織、冶金、化工裝備及控制工程、應(yīng)用化學(xué)、精細(xì)化工、輕工造紙等學(xué)科化工原理課程的教材，也可供從事化學(xué)工程及相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)、科研、設(shè)計(jì)和生產(chǎn)單位的工程技術(shù)人員參考。全書分上下兩冊出版，由華南理工大學(xué)編寫。上冊由鐘理、伍欽、馬四朋任主編，其中鐘理編寫第1章流體流動、第4章傳熱與換熱設(shè)備，伍欽編寫緒論與第5章蒸發(fā)，馬四朋編寫第2章流體輸送機(jī)械，賴萬東和鐘理編寫第3章非均相物系分離。下冊由鐘理、伍欽、曾朝霞任主編，其中鐘理編寫第1章蒸餾，伍欽編寫第5章干燥及第6章新分離技術(shù)，曾朝霞編寫第2章吸收、第3章塔式氣液傳質(zhì)設(shè)備及第4章液液萃取。全書由鐘理統(tǒng)稿。本書在編寫過程中得到了華南理工大學(xué)教務(wù)處以及化學(xué)工業(yè)出版社的大力支持，編者的同事們給予了熱情的關(guān)心和支持，華南理工大學(xué)研究生張騰云、謝偉立、朱斌參加了資料收集和文字整理工作，謹(jǐn)在此一并表示衷心感謝。鑒于編者水平所限，書中可能出現(xiàn)錯漏，希望讀者不吝指正，使本教材在使用過程中不斷得到改進(jìn)和完善。

內(nèi)容概要

　　《化工原理》是根據(jù)教育部化學(xué)工程與工藝專業(yè)及大化工類《化工原理>>教學(xué)大綱的要求而編寫?！痘ぴ怼芬詥卧僮鳛橹骶€， 以工程應(yīng)用為背景，借鑒美國的《Unit 0perations of　　Chemical Engineering》教科書以及我國的面向2l世紀(jì)《化工原理>>教材并結(jié)合中國國情，強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實(shí)際及工程觀，注重知識綜合運(yùn)用，如每章中的例題和習(xí)題部分選自近年來國內(nèi)研究生入學(xué)考試試題?！痘ぴ怼分攸c(diǎn)介紹和討論化工及相近工業(yè)中最常用的單元操作基本原理、 “三傳”過程、計(jì)算方法及典型單元設(shè)備，使過程的原理與應(yīng)用設(shè)備有機(jī)結(jié)合。其次對一些特殊的和近年來發(fā)展起來的新分離技術(shù)基本原理及工業(yè)應(yīng)用也作了簡單介紹。　　全書分為上、下兩冊，　　下冊包括蒸餾、吸收、塔式氣液傳質(zhì)設(shè)備、液—液萃取、干燥和新分離技術(shù)、　　《化工原理》既可作為高等理工科院校化學(xué)工程與工藝及大化工相關(guān)專業(yè)的化工原理課程的本科生教材，也可作為化工及相關(guān)領(lǐng)域科技人員的參考書。

書籍目錄

第1章 蒸餾1 1.1 概述1 1.2 雙組分溶液的汽液平衡關(guān)系2 1.2.1 雙組分汽液平衡時的自由度2 1.2.2 雙組分理想物系汽液平衡2 1.2.3 雙組分理想物系汽液平衡相圖4 1.2.4 雙組分非理想物系的汽液平衡7 1.3 平衡蒸餾和簡單蒸餾9 1.3.1 平衡蒸餾9 1.3.2 簡單蒸餾原理及其計(jì)算10 1.4 精餾原理與流程12 1.4.1 精餾原理12 1.4.2 精餾塔和精餾操作流程13 1.5 雙組分混合液連續(xù)精餾計(jì)算15 1.5.1 理論板的概念與恒摩爾流的假設(shè)15 1.5.2 物料衡算和操作線方程16 1.5.3 進(jìn)料熱狀況的影響與q線方程19 1.5.4 理論板數(shù)的求法22 1.5.5 幾種特殊情況時理論板層數(shù)的計(jì)算26 1.5.6 回流比的影響及其選擇33 1.5.7 理論板層數(shù)簡捷法求算38 1.5.8 板效率、實(shí)際塔板數(shù)和塔高與塔徑的計(jì)算40 1.5.9 連續(xù)精餾過程再沸器和冷凝器的工藝計(jì)算43 1.5.10 精餾塔操作分析46 1.6 雙組分間歇精餾48 1.6.1 間歇精餾的過程與特點(diǎn)48 1.6.2 塔頂餾出液組成xD恒定的間歇精餾計(jì)算49 1.6.3 操作回流比R恒定的間歇精餾計(jì)算50 1.7 多組分精餾基礎(chǔ)52 1.7.1 多組分精餾流程的選擇52 1.7.2 多組分的汽液平衡53 1.7.3 多組分精餾的關(guān)鍵組分及物料衡算57 1.7.4 回流比的確定61 1.7.5 簡捷法確定理論板層數(shù)62 1.8 特殊精餾64 1.8.1 恒沸精餾64 1.8.2 萃取精餾65 1.8.3 熔鹽精餾和加鹽萃取精餾66 習(xí)題67 思考題69 第2章吸收70 2.1 吸收過程的汽液平衡71 2.1.1 氣體的溶解度71 2.1.2 亨利定律72 2.1.3 汽液平衡在吸收過程的應(yīng)用75 2.1.4 吸收劑的選擇75 2.2 吸收過程的傳質(zhì)動力學(xué)76 2.2.1 物質(zhì)在單一相內(nèi)的傳遞機(jī)理76 2.2.2 對流傳質(zhì)82 2.2.3 兩相間的傳質(zhì)83 2.3 吸收過程的數(shù)學(xué)模型與速率方程84 2.3.1 雙膜理論84 2.3.2 溶質(zhì)滲透理論84 2.3.3 表面更新理論85 2.3.4 吸收速率方程式85 2.4 吸收塔的計(jì)算90 2.4.1 吸收塔的物料衡算與操作線方程90 2.4.2 吸收用量的決定91 2.4.3 塔徑的計(jì)算94 2.4.4 填料層高度計(jì)算94 2.4.5 理論級數(shù)及其與塔高的關(guān)系103 2.5 吸收系數(shù)106 2.5.1 吸收系數(shù)的測定106 2.5.2 吸收系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式107 2.5.3 吸收系數(shù)的特征數(shù)關(guān)聯(lián)式108 2.6 解吸及其他條件下的吸收111 2.6.1 解吸111 2.6.2 高濃度氣體吸收112 2.6.3 非等溫吸收114 2.6.4 化學(xué)吸收114 習(xí)題115 思考題117 第3章 塔式氣液傳質(zhì)設(shè)備118 3.1 板式塔118 3.1.1 概述118 3.1.2 塔板類型及板上的流體流動現(xiàn)象119 3.1.3 常見溢流式塔板的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)121 3.1.4 板式塔的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及流體力學(xué)驗(yàn)算126 3.1.5 板式塔的塔板效率145 3.2 填料塔147 3.2.1 概述147 3.2.2 填料的特性參數(shù)與種類147 3.2.3 填料塔的流體力學(xué)特性151 3.2.4 填料塔的計(jì)算155 思考題157 第4章 液液萃取158 4.1 萃取的相平衡與物料衡算的圖解規(guī)則159 4.1.1 液液相平衡159 4.1.2 溫度對相平衡關(guān)系的影響163 4.1.3 萃取過程在三角形相圖上的表示164 4.1.4 萃取劑的選擇165 4.2 萃取過程的計(jì)算168 4.2.1 單級萃取的計(jì)算168 4.2.2 多級錯流接觸萃取的計(jì)算171 4.2.3 多級逆流接觸萃取的計(jì)算175 4.3 液液萃取設(shè)備181 4.3.1 混合澄清槽182 4.3.2 塔式萃取設(shè)備183 4.3.3 離心式萃取設(shè)備185 4.3.4 液液傳質(zhì)設(shè)備的流體流動和傳質(zhì)特性186 4.3.5 萃取設(shè)備的選擇187 習(xí)題188 思考題190 第5章 干燥191 5.1 概述191 5.1.1 干燥的目的191 5.1.2 干燥方法191 5.1.3 對干燥過程的影響因素192 5.2 濕空氣的性質(zhì)和濕物料的性質(zhì)192 5.2.1 濕空氣的性質(zhì)192 5.2.2 濕空氣的焓濕圖及應(yīng)用199 5.3 濕物料的性質(zhì)203 5.3.1 物料的濕含量203 5.3.2 物料的分類203 5.3.3 物料與水分的結(jié)合狀態(tài)203 5.4 干燥過程的物料衡算和熱量衡算205 5.4.1 物料衡算206 5.4.2 熱量衡算206 5.4.3 空氣通過干燥器時的狀態(tài)變化209 5.4.4 干燥器的熱效率和干燥器節(jié)能212 5.5 干燥動力學(xué)及干燥時間214 5.5.1 干燥動力學(xué)試驗(yàn)215 5.5.2 干燥時間的計(jì)算217 5.6 干燥器224 5.6.1 干燥器的分類和選擇224 5.6.2 隧道干燥器和廂式干燥器225 5.6.3 轉(zhuǎn)筒干燥器228 5.6.4 帶式干燥器230 5.6.5 轉(zhuǎn)鼓干燥器231 5.6.6 噴霧干燥232 5.6.7 流化床干燥235 5.6.8 氣流干燥237 5.6.9 微波和高頻干燥238 習(xí)題240 思考題241 第6章 新分離技術(shù)243 6.1 膜分離243 6.1.1 各種膜分離技術(shù)的介紹243 6.1.2 膜組件246 6.1.3 氣體分離過程250 6.1.4 液體分離過程259 6.1.5 膜污染和控制278 6.2 超臨界萃取283 6.2.1 概述283 6.2.2 超臨界萃取技術(shù)的應(yīng)用283 6.2.3 超臨界萃取設(shè)計(jì)概要285 6.2.4 超臨界流體萃取的流程289 6.2.5 SCFE主要設(shè)備的研究現(xiàn)狀291 6.3 分子精餾292 6.3.1 分子精餾的操作原理及特點(diǎn)292 6.3.2 設(shè)計(jì)問題294 6.3.3 分子蒸餾器類型及發(fā)展趨勢296 參考文獻(xiàn)299

章節(jié)摘錄

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編輯推薦

《普通高等教育規(guī)劃教材?化工原理(下)》由化學(xué)工業(yè)出版社出版。

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