化工原理

前言

由清華大學出版社出版的《化工原理》（1992）及《化工原理》第2版（2002）已由清華大學多個院系及十余所兄弟院校使用多年，反映良好。1997年，《化工原理》被評為全國優(yōu)秀教材二等獎（化工類）。2005年，《化工原理》第2版被評為北京市精品教材。根據(jù)化學工程與工藝的學科發(fā)展需要及“化工原理”課程講授的要求，第3版對部分內容做了進一步修訂?！痘ぴ怼肥腔ゎ惣跋嚓P專業(yè)的重要技術基礎課程教材，其主要內容是講授化工單元操作的基本原理、典型設備的結構、操作性能和設計計算?！痘ぴ怼纷裱罢莆栈驹怼⑼怀鲞^程強化、激發(fā)交叉興趣、增強創(chuàng)新能力”的講授邏輯，內容體現(xiàn)掌握基本理論與激發(fā)創(chuàng)新意識并重，既突出基本理論，又重視聯(lián)系實際、豐富工程性內容，以啟發(fā)學生的創(chuàng)新思維和意識，引導學生從掌握基本原理出發(fā)，注重培養(yǎng)創(chuàng)新能力。《化工原理》將化工單元操作按照過程共性歸類。以動量傳遞為基礎，闡述流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離；以熱量傳遞為基礎，闡述傳熱及蒸發(fā)操作；以質量傳遞為基礎，闡述吸收、精餾、萃取、干燥、吸附、膜分離和其他分離方法等單元操作?！痘ぴ怼烦藦娬{流動、傳熱、傳質等概論方面的描述外，還注意引入過程強化和新型分離技術的研究現(xiàn)狀等內容，并通過思考題或討論題，培養(yǎng)學生綜合能力和分析解決問題能力。教材可讀性強，易于自學?！痘ぴ怼贩稚?、下兩冊。上冊包括流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章，書末有26個附錄；下冊包括傳質分離過程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質設備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離和其他分離方法等9章。本書可作為高等院?；ゎ惣跋嚓P專業(yè)學生的“化工原理”、“化學工程基礎”等課程的教材，也可作為從事化工、生物化工、環(huán)境、食品加工、輕工、制藥和材料等行業(yè)的工程技術人員的學習參考書?！痘ぴ怼返趌版各章分別由蔣維鈞（緒論，第3、4、6、7、9章）、戴猷元（第1、2章）、顧惠君（第5章）、雷良恒（第10、11章）和劉茂林（第8、12、13章）編寫，最后由蔣維鈞修改，統(tǒng)一定稿。

內容概要

本書為清華大學精品課程“化工原理”的教材，在清華大學多個系所使用多年。全書分上、下兩冊。上冊包括流體流動、流體輸送機械、流體流過顆粒和顆粒層的流動、非均相混合物的分離、傳熱和蒸發(fā)等6章，書末有26個附錄；下冊包括傳質分離過程概論、吸收、蒸餾、氣液傳質設備、液液萃取、干燥、吸附分離、膜分離和其他分離方法等9章。    本書可供高等院?；?、生物化工、環(huán)境、食品、輕工、制藥和材料等專業(yè)的師生作教材使用，也可作為從事上述專業(yè)的設計、開發(fā)和運行的工程技術人員的學習參考書。    本書可與《化工原理習題解析(上、下冊)》配套使用。

書籍目錄

7  傳質分離過程概論  7.1  傳質分離過程  7.2  混合物組成的表示方法    7.2.1  質量濃度與物質的量濃度    7.2.2  質量分數(shù)與摩爾分數(shù)    7.2.3  質量比與摩爾比    7.2.4  氣體的總壓與組分的分壓  7.3  傳質分離過程的熱力學基礎——組分在兩相間的平衡  7.4  傳質分離過程的兩種基本類型  7.5  傳質分離過程的基本操作方法    7.5.1  單級接觸操作和理論級的概念    7.5.2  并流接觸操作    7.5.3  逆流接觸操作    7.5.4  錯流接觸操作  7.6  分析、處理傳質分離過程的兩種方法和兩類設備    7.6.1  分級接觸式設備    7.6.2  微分接觸式設備  7.7  傳質分離過程的動力學    7.7.1  單相中物質的傳遞    7.7.2  兩相間的傳質  習題  符號說明8  吸收  8.1  吸收過程的氣液平衡關系    8.1.1  氣液平衡關系    8.1.2  亨利定律    8.1.3  用氣液平衡關系分析吸收過程    8.1.4  吸收劑的選擇  8.2  吸收過程機理和吸收速率方程    8.2.1  雙膜理論    8.2.2  吸收速率方程  8.3  吸收塔的設計與計算    8.3.1  吸收塔的物料衡算與操作線方程    8.3.2  吸收劑用量的確定    8.3.3  塔徑的確定    8.3.4  填料層高度的計算    8.3.5  理論級數(shù)與塔高的計算    8.3.6  吸收的操作型計算  8.4  吸收系數(shù)和傳質單元高度    8.4.1  吸收系數(shù)與傳質單元高度的實驗測定    8.4.2  經(jīng)驗公式    8.4.3  特征數(shù)關聯(lián)式  8.5  其他類型的吸收    8.5.1  高濃度氣體吸收    8.5.2  化學吸收  習題  思考題  符號說明  參考文獻9  蒸餾  9.1  氣液平衡    9.1.1  混合物氣、液兩相平衡的條件和諸參數(shù)的關系    9.1.2  氣、液兩相平衡關系的確定    9.1.3  氣液平衡關系的表示方法  9.2  平衡蒸餾與簡單蒸餾    9.2.1  平衡蒸餾    9.2.2  簡單蒸餾  9.3  精餾    9.3.1  精餾過程原理    9.3.2  兩組分體系連續(xù)精餾的計算    9.3.3  加料狀態(tài)的影響與加料位置    9.3.4  回流比的影響和選擇    9.3.5  簡捷法求理論板數(shù)    9.3.6  連續(xù)逆流精餾塔的計算    9.3.7  兩組分精餾的操作型計算與操作    9.3.8  兩組分精餾過程的幾種特殊情況    9.3.9  精餾塔、冷凝器和再沸器的工藝設計    9.3.10  間歇精餾  9.4  多組分精餾    9.4.1  多組分物系的氣液平衡    9.4.2  多組分精餾的工藝流程    9.4.3  多組分精餾的計算  9.5  特殊蒸餾    9.5.1  恒沸精餾    9.5.2  萃取精餾    9.5.3  加鹽精餾和加鹽萃取精餾    9.5.4  水蒸氣蒸餾  習題  思考題  符號說明  參考文獻10  氣液傳質設備  10.1  板式塔    10.1.1  概述    10.1.2  塔板上的流體力學現(xiàn)象分析    10.1.3  氣體通過塔板的流體力學計算    10.1.4  塔板結構及對塔板的要求    10.1.5  篩板塔的設計    10.1.6  板式塔的傳質與塔板效率    10.1.7  各種塔板簡介與比較  10.2  填料塔    10.2.1  填料塔與填料    10.2.2  填料塔的流體力學特性    10.2.3  填料塔的傳質與塔高的計算    10.2.4  填料塔的主要附件    10.2.5  板式塔與填料塔的比較  習題  符號說明  參考文獻11  液液萃取  11.1  液液相平衡    11.1.1  三角形相圖    11.1.2  液液平衡關系在三角形相圖上的表示法    11.1.3  液液相平衡在直角坐標上的表示法——分配曲線    11.1.4  萃取過程在三角形相圖上的表示法  11.2  萃取的分離效果與萃取劑    11.2.1  萃取的分離效果    11.2.2  萃取劑的選擇  11.3  萃取過程的流程和計算    11.3.1  單級萃取的流程與計算    11.3.2  多級錯流萃取的流程與計算    11.3.3  多級逆流萃取的流程與計算    11.3.4  多級逆流萃取的最小萃取劑用量    11.3.5  連續(xù)逆流萃取的流程與計算    11.3.6  回流萃取——兩組分的萃取分離  11.4  液液萃取設備    11.4.1  液液萃取設備的基本條件與分類    11.4.2  混合澄清器    11.4.3  塔式萃取設備    11.4.4  離心式萃取設備  11.5  萃取設備的流動和傳質特性與設計    11.5.1  萃取塔的液泛與泛點速度的計算    11.5.2  液滴的形成與聚結及其傳質特性    11.5.3  萃取塔內液相的軸向混合    11.5.4  萃取塔高的確定    11.5.5  萃取設備的選擇  11.6  液膜分離和膜萃取    11.6.1  液膜分離    11.6.2  膜萃取  習題  符號說明  參考文獻12  干燥  12.1  濕空氣的性質及濕焓圖    12.1.1  濕空氣的性質及其狀態(tài)參數(shù)    12.1.2  濕含量的測定方法    12.1.3  濕空氣的濕度圖(T-H圖)    12.1.4  濕空氣的濕焓圖(H-I圖)    12.1.5  H-I圖的應用  12.2  干燥平衡關系    12.2.1  物料含水量的表示方法    12.2.2  干燥平衡及干燥平衡曲線    12.2.3  影響平衡水分的因素    12.2.4  平衡曲線的應用  12.3  干燥曲線和干燥速度    12.3.1  影響干燥速度的因素    12.3.2  干燥實驗和干燥曲線以及干燥速度曲線    12.3.3  干燥過程分析及干燥速度關系式  12.4  干燥設備的設計計算    12.4.1  干燥流程設計    12.4.2  干燥過程的物料衡算    12.4.3  干燥過程熱量衡算及干燥器的熱效率    12.4.4  干燥時間計算    12.4.5  干燥介質和物料在干燥系統(tǒng)內狀態(tài)變化的分析及干燥操作參數(shù)的確定  12.5  干燥器    12.5.1  工業(yè)上常用的干燥器    12.5.2  干燥器的選擇  12.6  干燥器的設計計算  習題  符號說明  參考文獻13  吸附分離  13.1  吸附劑及其特性    13.1.1  吸附劑的種類及用途    13.1.2  吸附劑的選擇  13.2  吸附平衡    13.2.1  吸附等溫線的類型    13.2.2  等溫吸附公式  13.3  吸附動力學    13.3.1  外擴散    13.3.2  內擴散    13.3.3  總傳質速率方程  13.4  吸附操作及設備計算    13.4.1  液體接觸過濾操作及計算    13.4.2  固定床吸附器  習題  符號說明  參考文獻14  膜分離  14.1  微濾  14.2  超濾  14.3  納濾和反滲透  14.4  氣體分離  14.5  滲透汽化  14.6  電滲析  14.7  膜器  習題  符號說明  參考文獻15  其他分離方法  15.1  其他分離方法介紹    15.1.1  溶液結晶    15.1.2  熔液結晶    15.1.3  浸取    15.1.4  氣體擴散分離    15.1.5  色譜分離    15.1.6  利用生物反應的分離    15.1.7  反應精餾    15.1.8  離子交換    15.1.9  氣體離心分離  15.2  分離方法的選擇    15.2.1  總的選擇原則    15.2.2  選擇分離方法時需要考慮的因素  習題  符號說明  參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：7.4  傳質分離過程的兩種基本類型混合物中諸組分在兩相間的分配，根據(jù)其相對量的不同可以分為兩種情況，與此相對應的分離方法也可以分為兩類。1.混合物中諸鈕分在兩相間的分配相差很大例如氨和空氣的混合氣在氣相與水相間的分配。此體系兩相平衡時，水相中溶解的空氣相對于NH3來說很少，實際上可以認為只有氨溶人水相，空氣幾乎不溶于水相。這就是說，當水相與氣相接觸時只有一種組分（氨）進入水相，從而使氨與空氣得到分離。吸收、簡單萃取、浸取、干燥以及簡單吸附等分離過程屬于這種類型。這種分離方法的特點是只需引入一股物流，形成兩相接觸體系即可實現(xiàn)組分的分離。2.混合物中諸組分在兩相間的分配相差真不大苯-甲苯混合物的氣、液兩相平衡屬于這類情況。平衡時，氣相中苯的相對含量較液相中高（或者說液相中甲苯的相對含量較氣相中高），但是高得不多。例如與含苯0.5摩爾分數(shù)（含甲苯也是0.5）的液體呈平衡的氣相中苯的含量為0.7摩爾分數(shù)（含甲苯為0.3）。對于這類情況只引入一股物流已不可能實現(xiàn)苯與甲苯的完全分離。為了使這兩個組分完全分離，必須再加入另一股物流，譬如，對于精餾是回流與上升氣流。精餾、回流萃取、分餾吸附、同位素化學交換等分離過程屬于這種類型。這類分離方法的特點是需要引入兩股物流，分段形成兩相接觸體系，整個過程可以同時分段進行（如精餾、回流萃?。部梢灾芷谛缘剌啌Q進行（如色層分離等）。

編輯推薦

《化工原理(第3版)下冊》：普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材，清華大學化學工程系列教材

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