《化工原理(下冊)/高等院校網(wǎng)絡教育系列教材》是高等學校化工類專業(yè)化工原理課程教材,以傳遞過程作為貫穿化工單元操作的主線,注意從典型實例的剖析中提煉若干重要的工程觀點,以期提高讀者處理實際工程問題的能力。全書分上、下兩冊出版。
下冊包括氣體吸收、液體精餾、氣液傳質(zhì)設備、液液萃取、其他傳質(zhì)分離方法、固體干燥等。每章均有例題和習題!痘ぴ恚ㄏ聝裕/高等院校網(wǎng)絡教育系列教材》內(nèi)容體系完整,概念論述清楚,突出工程特點。與本書有關的課堂教學錄像、課程大綱等配套教學資源。
齊鳴齋、熊丹柳、葉啟亮編著的《化工原理(下)》以傳遞過程作為貫穿化工單元操作的主線,注意從典型實例的剖析中提煉若干重要的工程觀點,以期提高讀者處理實際工程問題的能力。 下冊包括氣體吸收、液體精餾、氣液傳質(zhì)設備、液液萃取、結(jié)晶、吸附、膜分離、干燥等六章。每章均有例題和習題。本書內(nèi)容體系完整,概念論述清楚,突出工程特點。本書可作為理工院校有關專業(yè)的師生作教材使用,也可供化工部門從事科研、設計和生產(chǎn)的技術人員參考。
第7章 氣體吸收
第1節(jié) 概述
第2節(jié) 氣液相平衡
7.2.1 平衡溶解度
7.2.2 相平衡與吸收過程的關系
第3節(jié) 擴散和單相傳質(zhì)
7.3.1 雙組分混合物中的分子擴散
7.3.2 擴散系數(shù)
7.3.3 對流傳質(zhì)
7.3.4 對流傳質(zhì)理論
第4節(jié) 相際傳質(zhì)
7.4.1 相際傳質(zhì)速率
7.4.2 傳質(zhì)阻力的控制步驟與界面濃度
第5節(jié) 低濃度氣體吸收
7.5.1 吸收過程的數(shù)學描述
7.5.2 傳質(zhì)單元數(shù)的計算方法
7.5.3 吸收塔的設計型計算
7.5.4 吸收塔的操作型計算
7.5.5 理論板數(shù)的計算
第6節(jié) 高濃度氣體吸收和化學吸收
7.6.1 高濃度氣體吸收
7.6.2 化學吸收
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
第8章 液體精餾
第1節(jié) 蒸餾概述
第2節(jié) 雙組分溶液的氣液相平衡
8.2.1 理想物系的氣液相平衡
8.2.2 非理想物系的氣液相平衡
第3節(jié) 平衡蒸餾與簡單蒸餾
8.3.1 平衡蒸餾
8.3.2 簡單蒸餾
第4節(jié) 精餾
8.4.1 精餾過程
8.4.2 精餾過程數(shù)學描述的基本方法
8.4.3 塔板上過程的數(shù)學描述
8.4.4 塔段的數(shù)學描述
第5節(jié) 雙組分精餾的設計型計算
8.5.1 理論板數(shù)的計算
8.5.2 回流比的選擇
8.5.3 加料熱狀態(tài)的選擇
8.5.4 雙組分精餾過程的其他類型
8.5.5 平衡線為直線時理論板數(shù)的解析計算
第6節(jié) 雙組分精餾的操作型計算
8.6.1 精餾過程的操作型計算
8.6.2 精餾塔的溫度分布和靈敏板
第7節(jié) 間歇精餾
8.7.1 間歇精餾過程的特點
8.7.2 保持餾出液組成恒定的間歇精餾
8.7.3 回流比保持恒定的間歇精餾
第8節(jié) 恒沸精餾與萃取精餾
8.8.1 恒沸精餾
8.8.2 萃取精餾
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
第9章 氣液傳質(zhì)設備
第1節(jié) 板式塔
9.1.1 概述
9.1.2 篩板上的氣液接觸狀態(tài)
9.1.3 氣體通過篩板的阻力損失
9.1.4 篩板塔內(nèi)氣、液兩相的非理想流動
9.1.5 板式塔的不正常操作現(xiàn)象
9.1.6 板效率的各種表示方法及其應用
9.1.7 提高塔板效率的措施
9.1.8 塔板型式
9.1.9 篩板塔的設計
第2節(jié) 填料塔
9.2.1 填料塔的結(jié)構(gòu)及填料特性
9.2.2 氣、液兩相在填料層內(nèi)的流動
9.2.3 填料塔的傳質(zhì)
9.2.4 填料塔的附屬結(jié)構(gòu)
9.2.5 填料塔與板式塔的比較
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
第10章 液液萃取
第1節(jié) 概述
10.1.1 液液萃取過程
10.1.2 兩相的接觸方式
第2節(jié) 液液相平衡
10.2.1 三角形相圖
10.2.2 部分互溶物系的相平衡
10.2.3 液液相平衡與萃取操作的關系
第3節(jié) 萃取過程的計算
10.3.1 萃取級的數(shù)學描述
10.3.2 單級萃取
10.3.3 多級錯流萃取
10.3.4 多級逆流萃取
10.3.5 完全不互溶物系萃取過程的計算
第4節(jié) 萃取設備
10.4.1 萃取設備的主要類型
10.4.2 逐級接觸式萃取設備
10.4.3 微分接觸式萃取設備
10.4.4 液液傳質(zhì)設備的選擇
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
第11章 其他傳質(zhì)分離方法
第1節(jié) 結(jié)晶
11.1.1 概述
11.1.2 溶解度及溶液的過飽和
11.1.3 結(jié)晶機理與動力學
11.1.4 結(jié)晶過程的物料和熱量衡算
11.1.5 結(jié)晶設備
11.1.6 其他結(jié)晶方法
第2節(jié) 吸附分離
11.2.1 概述
11.2.2 吸附相平衡
11.2.3 傳質(zhì)及吸附速率
11.2.4 固定床吸附過程分析
11.2.5 吸附分離設備
第3節(jié) 膜分離
11.3.1 概述
11.3.2 反滲透
11.3.3 超濾
11.3.4 電滲析
11.3.5 氣體混合物的分離
11.3.6 膜分離設備
第4節(jié) 常規(guī)分離方法的選擇
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
第12章 固體干燥
第1節(jié) 概述
12.1.1 固體去濕方法
12.1.2 對流干燥流程及經(jīng)濟性
第2節(jié) 干燥靜力學
12.2.1 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)
12.2.2 濕空氣狀態(tài)的變化過程
12.2.3 水分在氣、固兩相間的平衡
第3節(jié) 干燥速率與干燥過程計算
12.3.1 物料在定態(tài)空氣條件下的干燥速率
12.3.2 間歇干燥過程的計算
12.3.3 連續(xù)干燥過程的一般特性
12.3.4 干燥過程的物料衡算與熱量衡算
12.3.5 干燥過程的熱效率
12.3.6 連續(xù)干燥過程設備容積的計算方法
第4節(jié) 干燥器
12.4.1 干燥器的基本要求
12.4.2 常用對流式干燥器
12.4.3 非對流式干燥器
習題
思考題
本章符號說明
參考文獻
附錄
一、氣體的擴散系數(shù)
二、幾種氣體溶于水時的亨利系數(shù)
三、某些二元物系的氣液平衡組成
四、某些三元物系的液液平衡數(shù)據(jù)
五、填料的特性 顯示部分信息
溶劑的選擇 吸收操作是氣、液兩相之間的接觸傳質(zhì)過程,吸收操作的成功與否在很大程度上決定于溶劑的性質(zhì),特別是溶劑與氣體混合物之間的相平衡關系。根、據(jù)物理化學中有關相平衡的知識可知,評價溶劑優(yōu)劣的主要依據(jù)應包括:
。1)溶劑應對混合氣中被分離組分(下稱溶質(zhì))有較大的溶解度,或者說溶質(zhì)的平衡分壓要低。這樣,處理一定量混合氣體所需的溶劑量較少,氣體中溶質(zhì)的極限殘余濃度亦可降低;就過程速率而言,溶質(zhì)平衡分壓低,過程推動力大,傳質(zhì)速率快,所需設備的尺寸小。
。2)溶劑對混合氣體中其他組分的溶解度要小,即溶劑應具有較高的選擇性。如果溶劑的選擇性不高,它將同時吸收氣體混合物中的其他組分,不能實現(xiàn)較為完全的分離。
。3)溶質(zhì)在溶劑中的溶解度應對溫度的變化比較敏感,即不僅在低溫下溶解度要大,平衡分壓要小,而且隨溫度升高,溶解度應迅速下降,平衡分壓應迅速上升。這樣,被吸收的氣體容易解吸,溶劑再生方便。
。4)溶劑的蒸氣壓要低,以減少吸收和再生過程中溶劑的揮發(fā)損失。
除上述諸點以外,溶劑還應滿足:
。5)溶劑應有較好的化學穩(wěn)定性,以免使用過程中發(fā)生變質(zhì)。
。6)溶劑應有較低的黏度,且在吸收過程中不易產(chǎn)生泡沫,以實現(xiàn)吸收塔內(nèi)良好的氣液接觸和塔頂?shù)臍庖悍蛛x。在必要時,可在溶劑中加入少量消泡劑。
。7)溶劑應盡可能滿足價廉、易得、無毒、不易燃燒等經(jīng)濟和安全條件。
實際上很難找到一個理想的溶劑能夠滿足所有這些要求,因此,應對可供選用的溶劑作全面的評價以作出經(jīng)濟合理的選擇。
物理吸收和化學吸收 氣體中各組分因在溶劑中溶解度的不同而被分離的吸收操作稱為物理吸收。在物理吸收中溶質(zhì)與溶劑的結(jié)合力較弱,解吸比較方便。但是,一般氣體在溶劑中的溶解度不高。利用適當?shù)幕瘜W反應,可大幅度地提高溶劑對氣體的吸收能力。例如,硫化氫在水中的溶解度甚低,但若以二乙醇胺溶液吸收硫化氫時,則在液相中發(fā)生下列反應:從而使溶液具有較高的吸收H,S的能力。同時,化學反應本身的高選擇性使吸收操作具有很高的選擇性?梢,化學反應使吸收操作的應用范圍得以擴展,此種利用化學反應而實現(xiàn)吸收的操作稱為化學吸收。
吸收操作的經(jīng)濟性 吸收的操作費用主要包括:
。1)氣、液兩相流經(jīng)吸收設備的能量消耗;
。2)溶劑的揮發(fā)損失和變質(zhì)損失;
。3)溶劑的再生費用,如解吸操作費。此三者中尤以再生費用所占的比例最大。
常用的解吸方法有升溫、減壓、吹氣,其中升溫與吹氣較常用,特別是升溫和吹氣同時使用最為常見。溶劑在吸收與解吸設備之間循環(huán),其間的加熱與冷卻、泄壓與加壓需消耗較多的能量。如果溶劑的溶解能力差,離開吸收設備的溶劑中溶質(zhì)濃度低,則所需的溶劑循環(huán)量大,再生時的能量消耗也大。
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