2022化工原理各章知识点汇总.docx

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1、2022化工原理各章知识点汇总 化工原理各章学问点汇总化工原理各章学问点汇总（各专业依据已学章节对应复习）章次概念内容汇总（上册）定态流淌；边界层；志向流体；层流；湍流；雷诺准数；粘度的物理意义（及其影响因素）；剪应力；静压力；绝压；表压；当量直径；孔流系数；牛顿粘性定律；连续性方程（依据）；伯努利方程（依据）；静止流体平衡方程及其意义；直管阻力及其与流型关系；局部阻力的计算及其实质；阻力系数；孔板流量计和转子流量计测量原理；流量校正连续性方程（依据）：d1u11d2u22；对不行压缩流体，有：d1u1d2u22u12p2u2伯努利方程（依据）：gz1gz2hf（无输送机械管路）22基本理论（

2、或学问点）重要理论流体流淌p1lu2直管阻力：hf；阻力系数：fRe,dd2leu2u2;hf局部阻力：hfd22概念基本理论（或学问点）重要理论流体输送机械气缚；汽蚀；最大允许安装高度；管路水锤；压缩比；动风压；静风压；极限真空；抽气残率；离心泵工作点管路特征方程；离心泵主要构件；离心泵性能曲线；叶轮类型；泵效率主要影响因素；离心泵流量调整；离心泵组合特性曲线；最大允许安装高度；输送机械分类；往复泵流量特点、计算及其调整；管路特征方程：2pp1u12p2u22HzKqV;z1Hz2Hfgg2gg2g2离心泵性能曲线：HqV;P；aqV;qV;（HABqV）Pe100%;PegHqVPap0p

3、VHf(01)NPSHr0.5gg最大允许安装高度：Hg概念流体通过颗粒床层流淌基本理论（或学问点）重要理论比表面积；球形度（形态系数）；床层孔隙率；当量直径；滤饼的压缩性；间歇式过滤机的生产实力；动态过滤；洗涤速率；康采尼方程；欧根方程；恒压过滤；恒速过滤；过滤常数；数学模型法；床层密度与空隙率关系：p1恒压过滤：q22qqeK;V22VVeKA恒速过滤：qqqe概念基本理论（或学问点）重要理论颗粒沉降与流态化颗粒沉降速度：ut2KK;V2VVeA222曳力；表面曳力；形体曳力；离心分别因素；流化床；固定床；散式流化；聚式流化；沟流；腾涌；起始流化速度；固气比；曳力系数；颗粒沉降速度；降尘室

4、生产实力；分级器特点；旋风分别器分别效率；空隙率计算；流化床主要特性（及最大特性）；起始流化速度；4pgdp3du;pt;24;Rep2Rep斯托克斯区：ut2dppg18牛顿区：ut1.74dppg;0.44;Rep500降尘室生产实力；qVAut概念载热体；传热速率；热流量；温度梯度；强制对流；自然对流；定性温度；汽化核心；膜状冷凝；滴状冷凝；黑体；灰体；镜体；黑度；总传热系数；壳程；管程；逆流传热；并流传热；传热分类；傅里叶导热定律；导热系数；对流给热系数及其方程；总传热速率方程；热阻分析；黑体辐射热流量；傅里叶导热定律：QA基本理论（或学问点）重要理论dtQdt;qdnAdn0.8b传

5、热ducpa0.023对流给热系数及其方程（无相变管内对流给热）：d总传热速率方程：Qqm1cp1T1T2qm2cp2t2t1KAtm热阻分析：11d11d11d1d21d1=ln；A内d1lK内a内dma外d2a内2d1a外d2dd11d2d211d1=22ln2；A外d2lK外a内d1dma外a内d12d1a外蒸发概念基本理论（或学问点）重要理论温差损失；生产强度；蒸发操作的经济性；蒸发操作的特点；蒸发器类型；蒸发协助设备及其功能；单效蒸发计算；单效蒸发计算（不计浓缩热）：物料衡算：Fw0(FW)w热量衡算：QDr0Fc0(tt0)WrQ损QDr0KA(Tt)章次气体汲取概念基本理论（或学

6、问点）内容汇总（下册）平衡溶解度；分子扩散；对流传质；主体流淌；等分子反向扩散；单向扩散；漂流因子；最小液气比；亨利定律；亨利系数；相平衡与汲取过程的关系；费克定律；扩散系数（及影响因素）；对流传质速率；对流传质准数关联式（各准数的物理意义、影响因素等）；对流传质理论（有效膜理论、溶质渗透理论、表面更新理论）；相际传质速率；传质总系数；传质阻力的限制（液膜限制、气膜限制）；传质单元数；传质单元高度；汲取因素法；高含量气体汲取的特点；化学汲取的优点；亨利定律：peEx;peHc;yemx重要理论DppA1pA2RTpBm对流传质速率（单向扩散）：Dc液相：NAMcA1cA2cBm气相：NAduk

7、d0.023传质系数：D0.83D0.33相际传质速率：NAKy(yye);NAKx(xex)传质总系数：11m111;KykykxKxkxmkyy2y1汲取过程计算：物料衡算：Gy1y2Lx2x1;1相平衡方程：yefx;yemxy1y2LLL最小液气比与实际液气比：;(1.12)Gminx1ex2GGmin填料塔高度计算：HGy1dyLx1dyHNHHOLNOL;OGOG;yxKya2yyeKxa2xex1ymx211mGln11;11Ay2mx2ALA1A1传质单元数捷算法：NOG液体精馏概念基本理论（或学问点）轻组分；重组分；志向体系；挥发度；相对挥发度；回流比；精馏段；提馏段；理论板

8、；板效率；加料板；全回流；最少理论板数；灵敏板；蒸馏分别的依据；蒸馏操作的分类；拉乌尔定律；压强对相平衡的影响；相平衡方程；平衡蒸馏与简洁蒸馏的计算；连续精馏过程计算（物料衡算、热量衡算、操作线方程、q线方程）；逐板计算法；图解计算法；理论板数捷算法；回流比对精馏过程影响；原料热状态对精馏过程影响；最小回流比；干脆蒸汽加热精馏；多股加料精馏；侧线出料精馏；回收塔；特别精馏；相平衡方程：y重要理论ax1a1x连续精馏过程计算（物料衡算、热量衡算、操作线方程、q线方程、最小回流比）：物料衡算：FDW;FxFDxDWxW;热量衡算：QcVrc;QBVrb操作线方程：yn1yn1DxDDxFxW;Fx

9、FFxDxWxyexRxnD;RminD;R1.22RminR1R1yexeRDqFFDxnxWR1D1qFR1D1qFIiFLLxq;yqxqFIiFq1q1q值及q方程：q逐板计算法；气液传质设备概念基本理论（或学问点）重要理论液液萃取概念基本理论（或学问点）重要理论固体干燥概念液沫夹带；气泡夹带；漏液；夹带液泛；溢流液泛；板效率；返混；湿板效率；正系统；负系统；填料的特性（比表面积、空隙率、几何形态）传质设备分类；板式塔构件；填料塔构件；筛板塔气液接触状态分类；筛板塔阻力（组成、各自特点）；气液两相非志向流淌；负荷性能图（组成、操作弹性、调整）；液体成膜的条件；填料塔的持液量；填料塔液泛

10、；填料塔实际气速与液泛气速的关系；填料塔的附属机构；负荷性能图（组成、操作弹性、调整）；气液两相非志向流淌；萃取相；萃余相；选择性；和点；差点；萃取液；萃余液；选择性系数；萃取剂的特点：萃取操作的适应性；液液相平衡；溶解度曲线；共轭相；杠杆定律；互溶度对萃取影响；单级萃取计算；露点；湿度；相对湿度；湿球温度；干球温度；绝热饱和温度；湿空气的焓；湿空气的比体积；绝热增湿过程；结合水；非结合水；自由水分；干燥速率；恒速干燥；减速干燥；临界含水量；平衡含水量；干燥过程的热效率；固体去湿方法；对流干燥特点；间歇干燥过程计算；连续干燥的一般特性；志向干燥及其计算；基本理论（或学问点）重要理论干燥参数计算

11、：I1.011.88Ht2500H;H0.622p水汽p；=水汽pp水汽ps间歇干燥过程计算：1干燥及其计算：GcGXXX1Xc；2cclncANA恒ANA恒X2物料衡算：WGc(X1X2)VH2H1;H1H0预热器热量衡算：QV(I1I0)VcpH1(t1t0)实际干燥过程热量衡算：VI1Gccpm11Q补VI2Gccpm22Q损志向干燥过程特点：I2I1;Q补0；Q损=扩展阅读：化工原理学问点总结整理一、流体力学及其输送1.单元操作：物理化学改变的单个操作过程，如过滤、蒸馏、萃取。2.四个基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。3.牛顿粘性定律：F=A=Adu/dy，(F：剪应力

12、；A：面积；：粘度；du/dy：速度梯度)。4.两种流淌形态：层流和湍流。流淌形态的判据雷诺数Re=du/；层流201*过渡4000湍流。当流体层流时，其平均速度是最大流速的1/2。5.连续性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/+1/2u2=C。6.流体阻力=沿程阻力+局部阻力；范宁公式：沿程压降：pf=lu2/2d，沿程阻力：Hf=pf/g=lu2/2dg(：摩擦系数)；层流时=64/Re，湍流时=F(Re，/d)，(：管壁粗糙度)；局部阻力hf=u2/2g，(：局部阻力系数，状况不同计算方法不同)7.流量计：变压头流量计(测速管、孔板流量计、文丘里流量计)；变截面流量计。孔板流

13、量计的特点；结构简洁，制造简单，安装便利，得到广泛的运用。其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘简单被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。转子流量计的特点恒压差、变截面。8.离心泵主要参数：流量、压头、效率（容积效率v：考虑流量泄漏所造成的能量损失；水力效率H：考虑流淌阻力所造成的能量损失；机械效率m：考虑轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。）、轴功率；工作点(供应与所需水头一样)；安装高度(气蚀现象，气蚀余量)；泵的型号(泵口直径和扬程)；气体输送机械：通风机、鼓风机、压缩机、真空泵。9.常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29kg/m31atm=101

14、325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被测流体的压力大气压表压=绝压大气压（2）被测流体的压力14.离心泵特性曲线：HH管路heqv1A泵Hqv泵qvAzOPqvqv图2-10离心泵的工作15.流体输送机械特点：速度式流体输送机器的特点(1)由于速度式流体输送机械的转动惯量小，摩擦损失小，适合高速旋转，所以速度式流体输送机械转速高、流量大、功率大。(2)运转平稳牢靠，排气稳定、匀称，一般可连续运转13年而不须要停机检修。(3)速度式流体输送机械的零部件少，结构紧凑。(4)由于单级压力比不高，故不适合在太小的流量或较高的压力（70MPa）下工作

15、。2.容积式流体输送机械的特点(1)运动机构的尺寸确定后，工作腔的容积改变规律也就确定了，因此机械转速变更对工作腔容积改变规律不发生干脆的影响，故机械工作的稳定性较好。(2)流体的吸入和排出是靠工作腔容积改变，与流体性质关系不大，故简单达到较高的压力。(3)容积式机械结构困难，易于损坏的零件多。而且往复质量的惯性力限制了机械转速的提高。此外，流体吸入和排出是间歇的，简单引起液柱及管道的振动。16.流体体积随压力改变而变更的性质称为压缩性。二、非均相机械分别1.颗粒的沉降：层流沉降速度Vt=(p-)gdp2/18，(p-：颗粒与流体密度差，：流体粘度)；重力沉降(沉降室，H/v=L/u，多层；增

16、稠器，以得到稠浆为目的的沉淀)；离心沉降(旋风分别器)。2.过滤：深层过滤和滤饼过滤(常用，助滤剂增加滤饼刚性和空隙率)；分类：压滤、离心过滤，间歇、连续；滤速的康采尼方程：u=(p/L)3/5a2(1-)2，(：滤饼空隙率；a：颗粒比表面积；L：层厚)。3过滤介质：过滤过程所用的多孔性介质称为过滤介质，过滤介质应具有下列特性：多孔性、孔径大小相宜、耐腐蚀、耐热并具有足够的机械强度。2g4.助滤剂：若滤浆中所含固体颗粒很小，或者所形成的滤饼孔道很小，又若滤饼可压缩，随着过滤进行，滤饼受压变形，都使过滤阻力很大而导致过滤困难。可采纳助滤剂以改善滤饼的结构，增加其刚性。常用的助滤剂有：硅藻土、纤维

17、粉末、活性炭、石棉等dqK2p5.过滤速率基本方程uKd2(qqe)r恒速过滤，恒压过滤222q2qqeKV2VVeKA6.过滤设备：板框压滤机（间歇操作，构造简洁，过滤面积大而占地省，过滤压力高（可达1.5MPa左右），便于用耐腐蚀性材料制造，便于洗涤。它的缺点是装卸、清洗劳动强度较大。）、叶滤机（叶滤机也是间歇操作设备，具有过滤推动力大、单位地面所容纳的过滤面积大、滤饼洗涤较充分等优点。其生产实力比板框压滤机大，而且机械化程度高，劳动力较省，密闭过滤，操作环境较好。其缺点是构造较困难、造价较高。）、厢式压滤机、转筒真空过滤机（操作连续、自动）7.自由沉降:单个颗粒在流体中的沉降过程称。干扰

18、沉降：若颗粒数量较多，相互间距离较近，则颗粒沉降时相互间会干扰，称为干扰沉降。8.影响因素：当颗粒浓度增加，沉降速度削减。容器的壁和底面，沉降速度削减。非球形的沉降速度小于球形颗粒的沉降速度。9.流态化是一种使固体颗粒通过与流体接触而转变成类似于流体状态的操作。分三个阶段：(1)固定床阶段：流体通过颗粒床层的表观速度u较低，使颗粒空隙中流体的真实速度u1小于颗粒的沉降速度ut，则颗粒基本上保持静止不动，颗粒层为固定床。流化床阶段：在肯定的表观速度下，颗粒床层膨胀到肯定程度后将不再膨胀，此时颗粒悬浮于流体中，床层有一个明显的上界面，与沸腾水的表面相像，这种床层称为流化床。（散式流态化，聚式流态化

19、）。(3)颗粒输送阶段：假如接着提高流体的表观速度u，使真实速度u1大于颗粒的沉降速度ut，则颗粒将被气流所带走，此时床层上界面消逝，这种状态称为气力输送。10.气力输送的优点（1）系统封闭，避开物料飞扬，削减物料损失，改善劳动条件。（2）输送管路不限制，即使在无法铺设道路或安装输送机械的地方，运用气力输送更加便利。（3）设备紧凑，易于实现连续化、自动化操作，便于同连续化工生产相连接。（4）在气力输送过程中可同时进行粉料的干燥、粉碎、冷却、加料等操作。三、传热1.传热方式：热传导(傅立叶定律)、对流传热(牛顿冷却定律)、辐射传热(四次方定律)；热交换方式：间壁式传热、混合式传热、蓄热体传热(对

20、蓄热体的周期性加热、冷却)。2.傅立叶定律：dQ=-dA，(Q：热传导速率；A：等温面积；：比例系数；：温度梯度)；与温度的关系：=0(1+at)，(a：温度系数)。3.不怜悯况下的热传导：单层平壁：Q=(t1-t2)/b/(CmA)=温差/热阻，(b：壁厚；Cm=(1-2)/2)；多层平壁：Q=(t1-tn+1)/bi/(iA)；单层圆筒：Q=(t1-t2)/b/(Am)，(A：圆筒侧面积，C=(A2-A1)/ln(A2/A1)；多层圆筒：Q=2L(t1-tn+1)/1/iln(ri+1/ri)。4.对流传热类型：强制对流传热(外加机械能)、自然对流传热、(温差导致)、蒸汽冷凝传热(冷壁)、

21、液体沸腾传热(热壁)，前两者无相变，后两者有相变；牛顿冷却定律：dQ=hdAt，(t0；h：传热系数)。5.汲取率A+反射率R+透射率D=1；黑体A=1，镜体R=1，透热体D=1，灰体A+R=1；总辐射能E=Ed，(E：单色辐射能；：波长)；四次方定律：E=C(T/100)4=C0(T/100)4，(C：灰体辐射常数；C0：黑体辐射常数；=C/C0：放射率或黑度)；两物体辐射传热：Q1-2=C1-2A(T1/100)4-(T2/100)4，(：角系数；A：辐射面积；C1-2=1/(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)6.总传热速率方程：dQ=KmdA，(dQ：微元传热速率；Km：总传热系数；

22、A：传热面积)；1/K=1/h1+bA1/Am+A1/h2A2，(h1，h2：热、冷流体表面传热系数)。7.换热器：夹套换热器、蛇管式换热器、套管式换热器、列管式换热器。8、（1）强化传热为了使物料满意所要求的操作温度进行的加热或冷却，希望热量以所期望的速率进行传递；（2）减弱传热：为了使物料或设备削减热量散失，而对管道或设备进行保温或保冷。39.热传导物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热量传递称为热传导，又称导热。10.对流传热：对流仅发生于流体中，它是指由于流体的宏观运动使流体各部分之间发生相对位移而导致的热量传递过程。11.无相变对流传热有

23、相变内部流淌强制对流传热外部流淌大空间自然对流自然对流传热有限空间自然对流混合对流传热沸腾传热冷凝传热大容器沸腾管内沸腾管外冷凝管内冷凝12.传热的基本方式:（1）热传导（2）对流传热热对流（3）辐射传热13.影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化流体物性：冷凝液、；潜热r温差：液膜层流流淌时，t=tstW，,不凝气体：不凝气体的存在会导致（1%不凝气可使60%），所以应当定期排放蒸汽流速与流向(u10m/s)：蒸汽与液膜同向时u,；反向时u,；u时(无论方向)。因此蒸汽进口一般设在换热器上部，以避开蒸汽与液膜逆向流淌使。蒸汽过热：包括冷却和冷凝两个过程。冷凝面的形态和位置：以削减冷凝液膜的厚度并

24、作为目的。垂直板或管：可开纵向沟槽；水平管束：可采纳错列。14.导热系数的物理意义：表示温度梯度为1K/m或1/m时，单位时间通过单位面积的热量。即：单位温度梯度下0为固体在0(10kt)的热通量。时的导热系数，k为温度系数，1/,对大多数金属材料为负值，对大多数非金属固体材料为正值。15.在物体边界上，传热边界条件可分为以下三类：(1)已知物体边界壁面的温度，称为第一类边界条件；(2)已知物体边界壁面的热通量值，称为其次类边界条件；已知物体壁面处的对流传热条件，称为第三类边界条件。L16.准数的定义与物理意义：努塞尔准数（Nusselt），Nu:对流传热与厚度为L的流体层内的热传导之比。努塞

25、尔数越大，对流传热的传热强度也越大。它反映了固体壁面处的无因次温度梯度的大小。uLuL雷诺准数（Reynold），Re:惯性力与粘性力之比。雷诺数小，表示流体的粘性力起限制作用，抑制流层的扰动，随着雷诺数的增大，流体中流体微团的扰动加剧，壁面处的温度梯度增大，对流传热系数增大。cp普朗特准数（Prandtl），Pr:动量扩散与热量扩散之比。它表征了流体的动量传递实力与热量传递实力的格拉晓夫准数（Grashof），Gr:a浮升力与粘性力之比。它反映了由于流体中温度差引起密度差所导致的浮升力对对流传热的影响。它在自然对流中的作用与强制对流中雷诺数的作用相当。17.蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有膜

26、状冷凝和珠状冷凝两种18.影响沸腾传热的因素及强化途径：液体的性质：温差：操作压强：加热面：19.辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。热辐射：物体由于热的缘由以电磁波的形式向外放射能量的过程。20.热辐射=反射+汲取+穿透（黑体，白体，透热体，灰体）E21.物体的黑度：指同温度下物体与黑体辐射实力之比。仅与自身特性有关。22.斯蒂芬波尔茨曼定律)323gtLgLt1000黑体辐射常数，=5.6710-8W/(m2.K4)；克希霍夫定律：22E0oT4C0(T4E0EC0黑体辐射系数，=5.67W/(m2.K4)角系数落到表面Aj上的由表面Ai发出的辐射能ij由表面Ai发出的总辐射能23.气体

27、的热辐射具有以下两个主要特点：E11Ebf(T)（1）气体的辐射和汲取对波长具有剧烈的选择性（2）气体的辐射和汲取是在整个容积内进行24.传热三步（:1）热流体以对流传热方式将热量传给固体壁面；（2）热量以热传导方式由间壁的热侧面传到冷侧面；（3）4冷流体以对流传热方式将间壁传来的热量带走。25.热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中温度改变的相互关系。依据能量守恒原理，在传热过程中，若忽视热损失，单位时间内热流体放出的热量等于冷流体所汲取的热量。Qmh(Hh1Hh2)mc(Hc2Hc1)热量衡算方程26.传热过程的平均温差计算：恒温差传热，变温差传热27.根据冷、热流体之间的相对流淌方向，

28、流体之间作垂直交叉的流淌，称为错流；如一流体只沿一个方向流淌，而另一流体反复地折流，使两侧流体间并流和逆流交替出现，这种状况称为简洁折流。28.不同流淌排布型式的比较：进出口温度条件相同时，逆流的平均温差最大，并流的平均温差最小，对于其他的流淌排布型式，其平均温差介于两者之间。在实际的换热器中应尽量采纳逆流流淌，而避开并流流淌。但是在一些特别场合下仍采纳并流流淌，以满意特定的生产工艺须要。采纳折流和其他困难流淌的目的是为了提高传热系数，然而其代Q价是减小了平均传热温差。Qmax29.换热器传热效率e的定义为实际传热速率Q与理论上可能的最大传热速率Qmax之比四、质量传递基础1.质量传递（简称传

29、质）是指物质从一处向另一处转移，包括相内传质和相际传质两类，前者发生在同一个相内，后者则涉及不同的两相。2.（1）气（汽）液系统：汲取：混合气体中可溶组分由气相传递到液相溶剂中的过程。解吸：为汲取的逆过程。蒸馏：不同物质在气液两相间的相互转移。气体增(减）湿：湿分由液相（气相）向气相（液相）转移。（2）液-液系统：萃取：溶质由一液相转入另一液相。这是在液体混合物中加入另一不相溶的液相物质，使原混合物组分在两液相中重新安排的过程。（3）气（汽）液系统：汲取：混合气体中可溶组分由气相传递到液相溶剂中的过程。解吸：为汲取的逆过程。蒸馏：不同物质在气液两相间的相互转移。气体增(减）湿：湿分由液相（气相

30、）向气相（液相）转移。（4）气固系统：干燥：加入热量使液体气化，从固体的表面或内部转入气相。吸附：物质由气相趋附于固体表面（主要是多孔性固体的内表面），吸附平衡是过程进行的极限。3.费可定律：试验表明，在二元混合物（A+B）中，组分的扩散通量与其浓度梯度成正比，这个关系称为费克（Fick）定律。4.化学反应可分为两类：一类是在整个相内匀称发生的反应，称为均相反应；另一类则是局限在某个特定区域内的反应，它可以是在相的内部，也可以在边界上，称为非均相反应。5.对流传质通常指运动流体与固体壁面（或两股干脆接触的流体之间）间的质量传递，是相际传质的基础。一般状况下，传质设备中流体的流淌形态多为湍流。6

31、.传质过程应用的设备有多种类型，其主要功能是给传质的两相（或多相）供应良好的接触机会，包括增大相界面面积和增加湍动强度，主要有填料塔和板式塔。7.板式塔：有害因素：空间上的反向流淌：泡沫夹带（增大板间距）、气泡夹带（增大降液管长度）；空间上的不匀称流淌：气体，液体。如何提高效率：1合理选择塔板孔径和开口率造成相宜气液接触状态2设置倾斜的进气装置塔板压降：塔板上下对应位置的压力差（新型：泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板、舌型塔板、网型塔板、垂直塔板）8.填料塔：主要特性数据：比表面积、孔隙率、添填料的几何形态（拉西环、鲍尔环、矩鞍型填料、阶梯环添料）9.填料塔操作范围小，对液体负荷改变敏感；不易处理

32、易聚合或含有固体悬浮物的物料；反应过程中须要冷却时，填料塔困难，有侧线出料时，填料塔不如板式塔便利；板式塔设计简便平安；填料塔小时结构简洁，造价低；易起泡物系、腐蚀性物系、热敏性物系，填料塔更合适；填料塔压降比板式塔小，真空操作便利。五、气体汲取1.汲取是将气体混合物与适当的液体接触，利用个组。分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分别的操作。混合气体中，能够溶解于液体中的组分称为汲取质或溶质；不能溶解的组分称为惰性气体；汲取操作所用的溶剂称为汲取剂；溶有溶质的溶液称为汲取液或简称溶液；派出的气体称为汲取尾气。（分物理汲取煤气脱苯，化学汲取二氧化碳碳酸钾）2.汲取操作是气体混合物的主要分别方

33、法，化工生产。中它有以下几种详细的应用：化工产品分别气体混合物5从气体中回收有用组分气体净化(原料气的净化和尾气、废气的净化)生化工程。一个完整地汲取分别过程一般包括汲取和解吸两部分。3.溶剂的选择：（1）溶剂应对气体中被分别组分有较大溶解度；（2）溶剂对其他组分的溶解度要小（3）溶质在溶剂中的溶解度对温度改变敏感（4）容积蒸汽压低，削减回收时的损失（5）溶剂有较好的化学稳定性（6）溶剂有较低的粘度（7）溶剂价廉，无腐蚀性、无毒不易燃。汲取率=(mA除/mA进)100%(y1-y2)/y1100%，(y1，y2：进塔和出塔混合气中A的摩尔分数)。4.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：

34、溶解度；H：溶解度系数；pA：气相分压)；p*A=ExA，(xA：液相中溶质摩尔分数；E：亨利系数)；y*=mx，(平衡常数m=E/p)；E=s/HMs，(s，Ms：纯溶剂密度和相对分子质量)。5.费克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：扩散速率；DAB：组分A在组分B中的扩散系数；dcA/dz：组分A在扩散方向z上的浓度梯度)；等分子扩散速率：NA=jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；单向扩散：NA=D(pA,1-pA,2)p/RTzpB,m，(p/pB,m：漂流因子，pB,m=(pB,2-pB,1)/ln(pB,2/pB,1)，即对数平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)

35、c/zcB,m。6.汲取塔操作线方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V)：二元混合气摩尔流量；qn(L)：液相摩尔流量；x，y：随意一截面液气相摩尔流量)；最小液气比qn(L)/qn(V)min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.12.0)qn(L)/qn(V)min；低浓度时填料塔高度h=qn(V)dy/(y-y*)/KyaS=qn(L)dx/(x*-x)/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K：传质系数；S：塔截面积；a：单位体积填料有效接触面积；NOG=dy/(y-y*)：气相总传质单元数；HOG=qn(V)/KyaS：

36、气相总传质单元高度)；相平衡线为直线时：NOG=ln(1-S)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S/(1-S)，NOL=ln(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A/(1-A)，(汲取因数：A=1/S=qm(V)/mqm(V)。7.填料塔：液体上进下出，气体下进上出，其中设有液体在分布器，可使其匀称分布于填料表面，塔顶可按转除末器。填料塔是一种应用广泛的气液两相接触并进行传热、传质的塔设备，可用于汲取（解吸）、精馏和萃取等分别过程。填料塔不仅结构简洁，而且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点，尤其适用于塔直径较小地情形及处理有腐蚀性的物料或要求压强较小的真空蒸馏系统，此外，对于某些

37、液气比较大的蒸馏或汲取操作，也宜采纳填料塔。（气液逆流流淌，增加传质推动力）表征填料特性的主要参数有：1比表面积；2空隙度；3单位堆体积内的填料数目n；4积累密度；5干填料因子及填料因子；6机械强度及化学稳定性8.六、蒸馏1.蒸馏分类：操作方式：连续蒸馏、间歇蒸馏；对分别的要求：简洁蒸馏、平衡蒸馏(闪蒸)、精馏、特别精馏（精馏还包括水蒸气精馏、间歇精馏、恒沸精馏、萃取精馏、反应精馏）；压力：常压蒸馏、加压蒸馏、减压蒸馏；组分：双组分蒸馏和多组分蒸馏(精馏)，常用精馏塔。精馏，加压提高蒸汽冷凝温度，降压降低沸点温度。2.双组分溶液气液相平衡：液态泡点方程：xA=p-pB(t)/pA(t)-pB(

38、t)，(xA：液态组分A的摩尔分数；p(t)：压强关于温度的函数)；气态露点方程：yA=pA/p=pA(t)/pp-pB(t)/pA(t)-pB(t)；平衡常数KA=yA/xA，志向溶液：KA=pA/p，即组分饱和蒸气压和总压之比；挥发度：A=pA/xA，相对挥发度：AB=A/B，最终可导出气液平衡方程：y=x/1+(a-1)x；气液平衡相图：p-x图(等温)、t-x(y)图(等压)、x-y图。3.平衡蒸馏：qn(F)，xF加热至泡点以上tF，减压气化，温度达到平衡温度te，两相平衡qn(D)，yD和qn(W)，xW；物料衡算：yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1)，(液化率：q=qn(W

39、)/qn(F)；热量衡算：tF=te+(1-q)/Cp,m，(Cp,m：原液的摩尔定压热容；：原液的摩尔气化潜热)；平衡关系：yD=xW/1+(-1)xW。4.简洁蒸馏：持续加热至釜液组成和馏出液组成达到规定时停止；关系式：lnn(F)/n(W)=ln(xF/xW)-ln(1-xF)/(1-xW)/(-1)；6总物料衡算：n(F)=n(W)+n(D)；易挥发组分衡算：n(F)xF=n(W)xW+n(D)xD；推出：xD=n(F)xF-n(W)xW/n(F)-n(W)。5.精馏：多次部分气化部分冷凝(连续、间歇)，泡点不同实行不同的压力操作，塔板数从上至下记；塔顶易挥发组分回收率：D=qn(D)

40、xD/qn(F)xF100%，釜中不易挥发组分回收率：W=qn(W)(1-xW)/qn(F)(1-xF)100%；精馏段总物料衡算：qn(V)=qn(D)+qn(L)；精馏段易挥发组分衡算：qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn；(V：各层上升蒸汽量；D：塔顶馏出液量；L：各板下降的液量；yn+1：第n+1块板上升的蒸汽中易挥发组分的摩尔分数；xn：第n块板下降的液体中易挥发组分的摩尔分数)，精馏段操作线方程：yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)，(回流比R=qn(L)/qn(D)；提馏段总物料衡算：qn(L)=qn(V)+qn(W)；提馏段易挥发组分衡算：qn(L)xm

41、=qn(V)ym+1+qn(W)xW；(W：釜液量)，提馏段操作线方程：ym+1=qn(L)xm/qn(V)-qn(W)xW/qn(V)；总的物料衡算：qn(F)+qn(V)+qn(L)=qn(V)+qn(L)，乘上各焓值Hx即为热量衡算，qn(V)=qn(V)+(1-q)qn(F)，(精馏进料热状态参数q=(HV-HF)/(HV-HL)，即单位原料液变为饱和蒸汽所须要的热量与单位原料液潜热之比)；进料方程：y=qx/(q-1)-xF/(q-1)；理论塔板的计算逐板法和图解法，回流比R增大理论塔板数减小，解析法：全回流理论塔板数Nmin=lgxD(1-xw)/xw(1-xD)/lgam-1，(

42、am：全塔平均挥发度)；最小回流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)，(xq，yq：进料时)，R实=(1.12.0)Rmin；全塔效率ET为理论塔板数与实际塔板数之比；间歇精馏：分批精馏，一次进料待釜液达到指定组成后，放出残液，再次加料，用于分别量少而纯度要求高的物料，每批精馏气化物质的量n(V)=(R+1)n(D)，所需时间=n(V)/qn(V)；特别精馏：恒沸精馏(加第三组分，形成新的低恒沸物，增大相对挥发度)、萃取精馏(加第三组分，增大相对挥发度)、加盐萃取精馏、分子蒸馏(针对高分子量、高沸点、高粘度、热稳定性极差的有机物)。6.依据溶液的蒸汽压偏离拉乌尔定律的方向，一般可将非志向

43、溶液分成两大类：、正偏差溶液，、负偏差溶液7.精馏回流中，下降也体重的轻组分向气相传递，上升正其中的重组分向液相传递，塔下半部分完成了重组分的提浓，叫做提馏段。完整的精馏塔包括精馏段和提馏段。增加回流量，提高了上升蒸汽的量，但增加了能耗，突出最小回流比，回流比是塔顶回流量比塔顶产品量的比值。板式塔加料位置在第五块板效率最高。只有提馏段没有精馏段的叫回收塔。8.加入第三组分和原溶液中的某一组份形成最低恒沸物，以新恒沸物的形式从塔顶蒸出叫做恒沸蒸馏（糠醛-水），若加入的第三组分仅变更各组分的相对挥发度叫做萃取精馏（乙醇-水）。恒沸精馏的挟带剂要符合能与混合组分钟至少一个形成最低恒沸物，新形成的恒沸

44、物要便于分别，恒沸物中挟带剂的含量要少。萃取精馏添加剂要选择性高、挥发性小，与原溶液可以很好的互溶。相比较，萃取精馏添加剂的选择范围广，不用形成汽化物从塔顶蒸出能耗少，但其须要连绵不断的加入，不能用于间歇精馏。9.多组分精馏，获得n个产物须要n+1个塔。五、汲取1.汲取剂的要求：对溶质的溶解度大，对其他成分溶解度小、易于再生、不易挥发、粘度低、无腐蚀性、无毒不易燃、价低，汲取率=(mA除/mA进)100%(y1-y2)/y1100%，(y1，y2：进塔和出塔混合气中A的摩尔分数)。2.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系数；pA：气相分压)；p*A=ExA，(xA：

45、液相中溶质摩尔分数；E：亨利系数)；y*=mx，(平衡常数m=E/p)；E=s/HMs，(s，Ms：纯溶剂密度和相对分子质量)。六、干燥1.肯定湿度=0.622pV/(p-pV)，(pV：水蒸汽分压)；相对湿度=pV/pS，(pS：水蒸汽饱和分压)；湿焓I=Ig+Iv，(Ig：绝干空气的焓；Iv：水蒸汽的焓)。2.物料的干基湿含量X=m水/m绝干，是基湿含量=m水/m总100%，=X/(1+X)；物料分类：非吸湿毛细孔物料、7吸湿多孔物料和胶体无孔物料；物料与水分：总水分、平衡水分、自由水分、非结合水分、结合水分。3.干燥过程物料衡算：qm,c(X1-X2)=qm,L(2-1)=qm,W，(q

46、m,c：肯定干料的质量流量；qm,L：绝干空气质量流量；qm,W：干料蒸发出水分的质量流量)，即湿物料削减水分等于干空气中增加的水分；热量衡算：q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I2-I1)+qL，(qD：单位时间干燥器热量；qP：单位时间预热气热量；qL：单位时间热损失；I2：出干燥器的空气的焓；I0：进预热器的空气的焓；I2，I1：进出干燥器物料的焓)，qD=qm,L(I1-I0)=qm,L(1.01+1.880)(t1-t0)，qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I2-I1)+qL；干燥器热效率：=qd/qP100%，(qd=qm,L(1.01+1.880)(t1-t

47、2)。4.干燥速率U=h(t-tW)/rtw，(h：对流表面传热系数；t：恒定干燥条件下空气平均温度；tW：初始状态空气湿球温度；r：饱和蒸汽冷凝潜热)；恒速干燥阶段时间：1=qm,c(X1-Xc)/UcS，(Xc：临界湿含量；S：干燥面积)，降速干燥阶段时间：2=qm,c(Xc-X*)ln(Xc-X*)/(X2-X*)/UcS。5.干燥器分类：厢式干燥器、隧道干燥器、转筒干燥器、带式干燥器、转鼓干燥器、喷雾干燥、流化床干燥器、气流干燥器、微波高频干燥。七、新型分别技术1.超临界萃取：以超临界流体作萃取剂(密度接近于液体，而粘度接近于气体，扩散系数位于两者之间)，其具有很强的选择性和溶解实力，

48、传质速率大；流程可分为：等温法、等压法和吸附汲取法。2.膜分别技术：微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、气膜膜分别、渗透气化(溶质发生相改变，再透过侧以气相状态存在)。3.液液萃取（石油馏分氧化的稀醋酸提浓）：与分别液体混合物的整流方法比较，下列状况采纳是可取的：（1）溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，干脆用蒸馏的方法能耗是很大，这时可以先萃取，使溶质A富集于萃取剂S中，然后对萃取相进行蒸馏，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分别咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分别，此时一般整流方法不适用，如催化重整油中芳烃与烷烃的分别因沸点相近而须要塔板数太多，工业上常用环丁砜为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烃衍生物。（3）需分别的组分不耐热，蒸馏时易分解、聚合或发生其他