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1、Lesson 1化学工程的发展过程、设计和运作的植物材料进行变化，物理或化学状态的一个技术规模。应用的整个过程、产业，它是建立在化学原理，物理，和数学。物理化学和物理规律支配的实用性和效率的化学工程业务。能量的变化，产生从热力学考虑，是特别重要的。数学是一个基本工具优化与建模，优化手段安排材料，设施，和能量的产量为生产和经济运行的。建模是建设原型理论数学模型的复杂过程系统，通常借助计算机.化学工程是一样古老的过程工业。其遗产的日期从发酵和蒸发过程的早期文明。现代化工工程的发展出现一规模大，化学一制造业务在下半场的第十九个世纪。它的发展作为一个独立的学科，化学工程是针对解决问题的设计和经营大型工

2、厂连续生产，制造化学品在中期第九世纪由温和的工艺操作。需求的增加，关注在排放有害废水，与竞争竞争对手的过程提供刺激更大的效率。这导致了结合资源出现较大的行动，造成过渡到工艺科学一产业。结果是一个化学家与知识需求制造过程，称为工业化学家和化学工作者。术语化学工程师是在一般使用的大约1900。尽管它出现在传统化学品的制造，它增值通过其作用，石油工业的发展化学工程成为坚定地确立为一个独特的学科。需求植物能够操作物理分离过程持续在高水平效率是一个挑战哈无法满足传统的化学或机械工程师。一个划时代的发展化学工程是出版1901第一个关于教科书问题，由乔治戴维斯，一个英国化学顾问，这集中于设计的植物项目的具体

3、操作。这一概念的处理植物包括一些业务，如混合，蒸发，和过滤，和这些行动基本上是类似的，不论产品，导致概念股操作的。这是最早由美国化学工程师亚瑟小1915的基础上形成一个分类的化学工程的主宰主题下的40年。一些单元操作一的基础化工厂一不是很大。产生的复杂的各种条件下该单元操作进行。在相同的方式，一个复杂的植物可分为基本单元操作，所以参与化学反应的过程可以分为若干组，或单元过程（例如，聚合反应，酯化，和硝化），具有共同的特点。这一分类单元过程带来合理化的研究过程工程.该单位的做法受到固有缺陷分类：一限制前景的基础上现有的实践。二战以来，仔细审查的基本现象有关的各种单元操作显示这些依赖基本和传质，传

4、热，流体流动。这给了统一的不同的单元操作，导致了化学工程科学发展的自己的权利；因此，许多应用中都已经发现的领域以外的传统化学工业。研究的基本现象，化学工程是有必要的数学形式，导致了更复杂的数学技术。数字化的到来使勤劳的设计计算计算进行迅速，开放的方式精确优化产业过程。变化是由于不同的参数，如能量源，工厂布局，环境因素，可以预测的准确和迅速使最好的组合可以选择。化学工程的功能。化学工程师是受雇于设计和双方的发展过程和植物产品。在每一种情况下，数据和预测往往要获得或确认试验。设备的操作和控制越来越多的领域而非化学家，化学工程师。化学工程提供了一个理想的背景，经济评价的新项目，在该厂建设部门，营销。

5、化学工程分公司。基本化学原理工程的基础处理扩大远远超出国界的化学工业，化工工程师是受雇于一个范围以外的业务传统领域。塑料，聚合物，和合成纤维是化学反应工程问题的制造，与流体流动和传热的因素支配的制备方法。染色的纤维是一种质量一转移问题。制浆造纸涉及考虑流体流动和传热。而规模和材料不同的是，这些再次被发现在现代连续生产的食品，制药行业提出了化学工程问题的解决方案，其中已基本可用的现代药物。核工业类似要求化学工程师，特别是燃料制造和加工。化学工程师参与了许多行业的金属加工行业，其中从钢铁制造分离稀有金属。进一步应用化学工程是在燃料工业。在下半年的第二十世纪，相当数量的化学工程师一直参与太空探索，从

6、设计到制造燃料电池的推进剂。展望未来，它可能是化学工程将提供解决在至少两家世界重大问题：供应充足的淡水中地区海水脱盐和环境控制污染预防。Lesson 2传统模式的化学工程所有科学学科的特点设置的问题和系统的方法获得他们的解决方案，即，其范式。化学工程也不例外。自它诞生于上个世纪，其基本知识模式经历了一系列戏剧性的变化。当麻省理工学院（麻省理工学院）化学工程开始计划在1888个作为一个选项，在化学系的课程，主要描述工业业务和组织的具体产品。缺乏一个范式一些变得明显。一个更好的知识基础知识是因为需要从一个化学工业往往是不同的细节，从其他行业，如化学硫酸是非常不同，润滑油。第一范式为化学工程学科的基

7、础是统一的概念“单元操作”提出的亚瑟小1915。它演变惯性响应需要大规模制造的商品经济的概念股。经营中所持有的任何化学制造过程可以分解成一个协调一系列的操作如粉碎，干燥，焙烧，结晶，过滤，蒸发，蒸馏，电解，等等。因此，例如，学术研究的具体松节油制造方面可以代替遗传研究蒸馏，一过程中常见的许多其他行业。一个单元操作概念的定量形式出现了大约1924，只是在时间为第一次石油危机由于迅速增长汽车的数量。化学工程师的能力的定量表征单元操作使得合理设计的第一个现代炼油厂。第一个繁荣的就业化学工程师的石油工业是。 在这一时期的密集发展单位经营，其他经典工具化学工程分析的介绍或广泛发展。这些包括研究过程中材料

8、和能量平衡的基础多组分系统的热力学研究。二战后，逐渐枯竭的问题传统的单元研究经营被视。这导致另一个范式的化学工程，首创的工程科学运动。满意实证描述工艺设备性能，化学工程师开始重新审视单元操作一个更根本的角度。这种现象发生在单元操作分解到分子事件。定量机理模型对这些事件开发和利用，分析现有的设备，以及设计新的工艺设备。数学模型的过程和反应器的开发和应用资本密集型产业一商品等石化产品。Lesson 3单元操作化学工程已做的工业过程中，原材料改变或分离成有用的产品。化学工程师必须开发，设计，和工程师完成工艺和设备的使用；选择合适的原材料；经营植物的高效，安全，经济；确保产品符合按客户要求。化学工程是

9、一门艺术和科学。当科学可以帮助工程师解决问题，科学应该用。当，像是通常情况下，科学并没有给一个完整的答案，有必要使用经验与判断。专业地位取决于技能的工程师利用所有来源信息处理桃实际解决问题。范围和各种进程和产业，称为服务化工工程师都是伟大的。这个字段不是一个容易定义。过程描述标准论文化学工艺和技术行业提供最好的想法的化学工程领域。因品种和复杂的现代进程，这是不可行的盖所有的化工领域下的一个单头。棒球场分为方便，但任意，部门。这个文本涵盖化学工程部分已知为单位的行动。一个经济组织方法大部分题材的化学工程是基于以下两点：（1）虽然一些个人的过程是伟大的，每一个都可以分解成一系列步骤，称为操作，每一

10、个又出现在后处理过程；（2）的操作都是基于技术和相同的科学原理。例如，在大多数过程要转移固体和液体，热或其他形式的能量必须从一个物体传递到另一个，和任务干燥，减小尺寸，蒸馏，和蒸发必须执行的单元操作。概念是这样的：通过系统的学习，这些行动本身一作业明确跨行业和生产线一治疗全过程的统一。严格的化学方面的处理研究中的一个伴侣化工区工程称为反应动力学。单元操作主要是用来进行主要的物质制备反应，分离和净化产品，回收未反应物，和控制能量转移进或运出的化学反应器。单元操作适用于许多物理过程和化学过程。例如，用于制造食盐含有下列顺序单元操作：运输固体和液体，传热，蒸发，结晶，干燥，和筛选。没有化学反应出现在

11、这些步骤。论另一方面，石油裂化，或不援助的催化剂，是一个典型的化学反应进行的一个规模巨大的。这里的单元操作一运输液体和固体，蒸馏，和各种机械分离一是至关重要的，和裂化反应不能使用，没有他们。化学步骤本身通过控制物质和能量的流动和从反应区。因为单元操作工程的一个分支，它们是基于科学和经验。理论与实践的结合产生设计设备可以制造，组装，操作，维护。一个平衡的讨论每个操作需要理论和设备一起考虑。大量的科学原理和技术的基本处理单元操作。一些基本物理和山楂等化学物质与能量守恒，物质平衡，动力学，和某些物质的性质。他们一般使用描述，这个文本的剩余物。其他特殊技术重要的化学工程被认为是在适当的地方在文本。5课

12、 过滤 分离固体从液体中悬浮通过一个多孔介质或屏幕保留固体，允许液体支付称为过滤。 一般来说，介质的孔隙将大于粒子，是删除，和过滤器将有效地工作，只有在经过最初的存款已被困在中。在化学实验室，过滤是经常进行的一种形式，毕希纳funnelz，和液体是通过吸薄layex的粒子使用真空源：在简单的情况下暂停倒入锥形漏斗安装一个过滤器纸。在工业相当等操作，困难参与机械处理如此大量的悬浮固体。厚层的固体有形式，从而实现率高，通过液体通过固体高压力将是必要的，这将是有必要提供一个更大的地区的一个典型。过滤介质过滤操作显示，其支持和层的固体，或滤饼，这已经形成。 该卷的悬浮液是将不同的非常大的数量在净化水和

13、矿在采矿业比较小批量的精细化工行业，各种固体会很大。在大多数情况下，在化学工业是固体，就需要和他们的身体尺寸和性能是至关重要的。因此主要考虑因素时选择设备和操作条件：一）性能的液体，特别是其粘度，密度和腐蚀性能。二）性质的固体一其颗粒大小和形状，大小分布，和包装特点。三）浓度的悬浮固体。四）的数量要处理的材料，及其价值。五）是否有价值的产品是固体，液体，或两者。六）清洗的固体过滤。七）是否非常轻微污染造成的暂停或滤液各组成部分的设备是不利于产品。八）是否会被加热的料液。九）是否有任何形式的预处理将是有益的 过滤基本上是一个机械操作，要求较低的能量比蒸发或烘干而高潜在的热的液体，通常是水，有提供

14、。在典型操作蛋糕逐步建立在介质和流动阻力逐渐增加。在初始时期东风流动，颗粒沉积在表面层布形成的过滤介质。这初始保证金可能是形成了从一个特殊的初始流量的预涂材料的最重要的因素。该过滤速度则取决于将：一个）的压力下降从饲料到远侧的过滤介质。乙）面积的过滤表面。三）粘度滤液，四）抵抗的过滤器蛋糕。五）过滤介质的阻力和初始层蛋糕。 该过滤式上面所描述的是通常被称为ltration蛋糕的比例固体悬浮液中大，大部分粒子被收集在滤饼可随后脱离中的比例固体。很小，例如在空气或水过滤，颗粒往往会很大小于过滤介质的孔隙和渗透深度较大之前被抓获；这一过程被称为深床过滤的。在下一节课的类型过滤设备将被考虑。lesso

15、n6 heart transfer热传导 几乎所有的行动所进行的化学工程师参与生产或吸收的能量以热的形式的管理和转让。热量和类型的装置，其主要目的是控制热流因此非常重要的。 当物体在不同温度下被带进接触热，热流量从对象在较高的温度，在较低的temperahire净流量。总是方向的温度下降。该机制，热可流程三：传导，对流，辐射。 传导 如果一个传导温度梯度存在于一个连续的物质，热流量没有任何看得见的物质运动。热流量的这种电缆传导。在金属固体热传导的结果，从运动约束电子，并有密切的对应关系和热导率传导的结果从动量输送的个别分子沿温度梯度。气体传导发生分子的随机运动，热是“扩散”从炎热地区寒冷的。最

16、常见的例子传导热流量在不透明的固体，如在砖炉壁或金属壁管。 对流 当电流或宏观粒子的流体穿过一个特定的表面，这样的为边界的控制量，它与龋齿它一定量的焓。这样的流焓称为对流热或只是由于对流对流。一种宏观现象，它可以发生只有当力作用的粒子或河流中，流体和维持其运动的反对势力的摩擦对流是密切相关的。流体力学。事实上，热力学，对流是不被视为热流量但随着通量焓。热对流的识别是一个问题方便的，因为在实践中很难。单独的对流传导时真的都被集中在一起的名义下，对流。例子对流转让焓的旋涡湍流流动的暖流从下面，一个普通的散热器 自然对流和强制对流 部队用于创建流体对流电流2类型。如果电流是由于浮力的力量产生的差异密

17、度的差异和密度又是所造成的温度梯度的流体大规模的行动，被称为自然对流。空气流加热散热器是例子自然对流。如果电流是在运动的行动，一个机械设备如泵或搅拌器，流量是独立的密度梯度和被称为强制对流。热流量的流体泵通过加热管是一个例子，强迫对流。2种力可能是积极的，同时在相同的液体，和自然对流和强制然后一起出现。 辐射 辐射是以转移能源通过空间电磁波。如果辐射是通过在空间中，它是没有转化成热或任何其他形式的能源也不会偏离其路径。如果，然而，事情出现在其路径，辐射传输，反射，或是只吸收吸收。能量，表现为热，而这一转变是定量的。例如，熔融石英将几乎所有的辐射罢工这一不透明表面或抛光；镜子反映了辐射最大冲击它

18、；一个黑色或磨砂表面会吸收大多数辐射收到并将它变换，能量吸收定量为热。 单和双原子气体是透明的热辐射，这是相当常见的发现热气体流经群众都辐射和一convection.the传导机制是相互独立的，发生在平行，因此，一个类型的热流量被控制或不同的独立于其他。传导一对流和辐射可以单独研究和各自的effecas加在一起的情况下，两者都是重要的。在很一般的条件，成为重要的高温度和独立的情况下流动的导电流体。一对流是敏感的流量条件和相对不受温度水平lesson7 absorption of gases 气体的吸收 清除一个或多个选定的组分混合气体的吸收到一个合适的液体是二楼主要经营化学工程为基础相间传质控

19、制主要由扩散率”。因此，可将丙酮从丙酮一空气混合物通过气流中的水丙酮溶解在空气中传递出来。同样，氨可以去掉氨与空气的混合物在水中的吸收。在这些例子中的每一个过程吸收液体中的气体可以被视为一种物理过程，化学反应没有升值寓言效果。然而，当氮氧化物被吸收在水给硝酸，或当吸收二氧化碳的氢氧化钠溶液，化学反应发生，性质，影响了实际的吸收率吸收。因此，方便信息过程分2组，其中的过程完全物理和那些产生了化学反应。在考虑设计设备实现气体吸收，主要要求是，气体被纳入亲密接触的液体，和有效性的设备将在很大程度上确定的成功，促进了两国之间的联系阶段。 最有用的概念，吸收的过程是由2一电影理论。根据这一理论，材料转移

20、，大部分的阶段的对流电流，和浓度的差异被视为微不足道除了在附近的接口之间的阶段。其中任何一方的这一接口这是假设的电流死亡和存在一薄层流体通过它传递的方式是完全由分子扩散。本公司将比略厚的子层，因为它提供了一种等效电阻，整个边界层。根据菲克定律转移的速度扩散是成正比的浓度梯度和地区界面的扩散发生。 一般形式的设备类似描述蒸馏，和包装和塔一般用于驳船设施。手术方法是不同样，在吸收，饲料是一种气体，介绍在列的底部，和溶剂是美联储的顶部，作为一种液体吸收气体和溶剂；在底部，和未被吸收的部分离开从顶部之间的本质区别。蒸馏和吸收是在前者的蒸气必须在每个生产阶段部分汽化的液体，因此在其沸点，而在吸收液体是远

21、远低于其沸点蒸馏。有一个扩散的分子两个方向，使为一个理想的系统equimotecular反扩散的存在，但inabsorption气体分子扩成液体，和运动的反方向是微不足道的。 一般来说，比例的液体，气体流量是相当大的吸收在蒸馏与结果，布局的托盘是不同的2例。此外，有较高的液体在填料塔吸收，更常用的。 由于各种目的和具体佳能的吸收剂，大量比较不同类型的已建成使用。各类气体一吸收设备可大致分为三组：1）填料塔，2）泡沫一盖塔，3）混合类型，包括喷雾室和搅拌容器。 每一个设计的目的，但是，是提供亲密接触的气体和液体在大相间表面；低成本和低廉的运行和维护费用。第一成本包括基础；塔壳；包装材料；溶剂电荷

22、，水泵，风机，管道管，辅助加热器，冷却器，换热器；和溶剂回收系统，如果需要。经营成本包括功率循环气体和溶剂，维修，劳务，蒸汽再生溶剂，冷却水，使一溶剂，和材料的价值，它仍然未被吸收和丢失。缩写的方法选择经济最佳操作条件和设备的尺寸必要的。8蒸馏操作 蒸馏是一种在其中两种或两种以上物质的液体或气体混合物分离成所需的纯度及其分离的应用和散热的过程。这是众所周知的，纯液体表现在一个给定的的温度下有不同的波动，因此，如果热量被应用到这些物质的液体混合物，因此产生的蒸汽将丰富更多的挥发性物质，这些具有较高的蒸气压力。如果这种蒸汽冷 凝，它应该清楚，金额将达到一定的净化。这是蒸馏操作的基本原则。 蒸馏过程

23、中，有两种方式可分为：二进制蒸馏是指两种物质的分离和多组分蒸馏涉及两个以上的物质。 一个典型的舞台型精馏塔由一个与它里面装的等距托盘的垂直的空壳。每个托盘包含两个管道，每边一个，所谓downcomers。通过这些downcomers液体流动，靠重力从每个托盘下面的一个。一个堰上托盘的一侧保持在合适的高度上，托盘的液位。市面上的各种托盘类型。最简单的是一个筛板，包含提供蒸汽流的穿孔金属板材。蒸汽的流量必须足够高防止液体通过孔的哭泣。多年来，泡罩托盘是最知名的汽液接触的化学工业和石油工业设备。近年来，阀塔盘浮阀塔板获得蒸馏操作的欢迎。 垂直的外壳是通过适当的管道连接到加热装置称为reboller，

24、它提供了必要的汽化蒸馏操作，冷凝器，凝结架空蒸汽。有许多不同类型的再沸器和冷凝器在使用。垂直外壳，冷凝器和再沸器共同构成一个精馏塔。我们来考虑列的运作。为简单起见，假设饲料是一个二进制的液体混合物，是被分隔成两个相对较纯的产品。饲料进入重心从纸盒，并在这个过程中接触到每个蒸汽上升从下面托盘的托盘上。从纸盘1成列的基础，然后进入再沸器的流量，它是部分汽化的液体。 unvaporized液体蒸馏操作的产品之一。这就是所谓的底部的产品，并从再沸器中删除。底部产品至少挥发性物质的浓度最高，因此其温度，这也是温度在再沸器产生的水汽，是最高的列中的任何位置。由于在蒸馏过程中所涉及的两个物质的波动是不同的，

25、在再沸器产生的蒸汽是丰富的易挥发组分。这种蒸汽上升，进入接触与每个托盘上的流的液体降，与上纸盒1开始。回暖的易挥发组分和凝结热同等数额的波动较小的组成部分的水蒸气汽化混合。因此，饲料是“剥离”，其更多的挥发性物质。进纸盘和它下面的托盘的构成什么是所谓的剥离部分。进纸托盘和进纸托盘带有一个较为集中的液体，在每个托盘上接触到与每个托盘上的液体是多集中在较为集中在挥发性物质的挥发性物质接触到一些更多的挥发性物质气化牺牲一些不易挥发的物质，它凝结。因此，蒸气变成“丰富”，在更多的挥发性物质，因为它流动列。蒸汽从顶部托盘包含一个比列中的任何其他地方更多的挥发性物质的浓度较高。它是在一个总的冷凝器冷凝，馏

26、分油产品，被删除的部分，而其余则返回列作为回流。这种液体，这是最纯净的易挥发组分，联系人升蒸汽从进纸盘和传热传质过程上升出现前面描述的。回流流与饲料相结合，在剥离部分的液相。从蒸馏操作的基本步骤，包括反复接触蒸汽和液相纸盘描述，它应该清楚。在思想观念的情况下，液态和气态的阶段，留下一个给定的纸盘将在热力学平衡。9课 溶剂萃取分离2个或更多的液体成分的解决方案是一种常见的化工问题。最常用的程序进行蒸发，结晶，和蒸馏分离，这是通过利用不同的溶解度或波动的成分。另外，它往往是可能实现理想的分离使液体接触一次液体，有选择地删除一个或更多的组成部分的解决方案。分离是因为某些组件比其他更容易溶解。溶液和溶

27、剂不需要完全互溶，其目的是要求通过两种液相的机械分离来完成。分离无汽化，因为蒸发或蒸馏通常需要恢复两种液态中已经分离的组分。溶剂萃取指的是从溶剂中提取某一物质，例如提取棉籽油。目前的案文，然而，将限于溶剂萃取过程中，液体处理解决方案是液体溶剂阶段（称为液液萃取）。一个常见的应用是在提取分离化合物不同化学型蒸馏分离困难的因为它们的波动性没有很大的不同。一个例子是分离芳香烃的溶剂精制润滑油。在其他情况下，溶剂萃取是由于部分热敏感，在常温下能分解蒸馏或蒸发。从稀溶液中制取青霉素和链霉素或其他生物制品，可先通过溶剂萃取的方法来浓缩和提纯，以便在分步结晶和沉析中获得纯净产品。在某些情况下，提取可能证明经

28、济情况下也是完全可行的蒸馏。othmer和trueger认为溶剂萃取丙酮和乙醇稀水溶液，与标准相比这些分离的精馏实践更节约热能。这种说法是基于事实，适度集中提取物可以通过使用适当的溶剂和节拍要求蒸馏从这些提取物可以低于蒸馏的稀水溶液。溶剂萃取过程涉及四个操作：一）使溶剂和溶液的亲密接触；乙）两相分离；三）去除和回收溶质从提取阶段；四）去除和回收溶剂从每一个阶段，通常是通过蒸馏。接触可以完成任何的几种类型的设备，如挡混合器，混频器采用撞击飞机的液体流，搅拌容器含有液体，板式塔，填料，塔，或离心式接触器。分离可能是由简单的沉淀池或利用离心机。当各相在接触设备中高度分散后，再进行各相的分离通常是十分

29、困难的。大密度之间的差别往往使两相分离容易，但在场的乳化剂可能造成更多的麻烦，在分离过程比小密度差。分离后的阶段，溶剂通常是由普通蒸馏的溶剂层，称为“萃取液”，和治疗方案，称为“提余液”。10课干燥的固体讨论干燥在这个文本是以去除水工艺材料和其他物质。长期干燥也用来指去除其他有机溶剂，如苯或有机溶剂，从固体。许多类型的设备和计算方法讨论了去除水也可以用于去除有机液体。 湿的固体是由干穿过气流加热或穿过它。热气体用于热转移的固体通过对流和蒸发的水蒸气去除。如果热气体供应系统在恒定的温度和湿度，这是观察到的干燥过程发生在不同的阶段。最初的干燥速率是常数，然后在一些水分含量开始减少，继续这样做逐步直

30、到它零当材料完全干燥。水分，干燥速度来减少被称为关键水分含量的变化，但总体上趋向逐渐发生一个游侠的水分内容。在某些情况下，初始含水率可能低于临界和干燥然后完全没有恒定速率的研究和理论。该faring-rate曲线本身可能凹或凸或近似直线；他们是屈折变化时物理形态occurs-for时收缩和开裂发生或当皮肤形式在表面的部分干燥材料。恒定速率干燥阶段对应的情况时，表面的固体潮与液体和一个特定系统的干燥速度的控制完全由干燥条件；而在案件纯对流干燥是简单的速度，温度，湿度的干燥气体。因此，如果这些常数干燥速度常数；迁移率内液体固体的表面上蒸发时是这样，它不以任何方式限制过程。在研究和理论期间迁移率液表

31、面下降，控制率干燥。现在表面不再完全润湿和迁移率降低影响的外部条件逐步减少，率仅仅是反映缺乏统一的迁移率的液体的表面。临界含水量内容是各种水分的迁移率的表面等于蒸发率的表面和平均值可以采取计算的目的。临界湿含量取决于外部干燥条件。干燥方法和程序可以在几个不同的分类方法。干燥过程可分为一批，其中材料是插入到烘干设备和烘干所得，对于一个给定的时间内，或连续，那里的物质材料是不断增加的干燥机和干燥的材料不断删除。干燥过程也可以被归类根据物理条件使用增加热量和去除水蒸气：（1）在第一类，热量被添加的直接接触加热的空气在大气压力和水蒸气形成的被删除的空气；（2）在真空干燥，水分蒸发，收益更迅速地在低压力

32、，和热添加间接接触金属哭或辐射（低温度也可以用于真空条件下的某些材料可能变色或分解（高温度）；和（3）冷冻干燥升华，水是从冷冻材料。11课填料塔最常见的类型是填料塔吸收装置。它是一个立式壳上设置一个适当的基础和充满许多类型的惰性包装材料。运作通常是逆流，溶剂被分布在包装在塔顶和传承的包装在薄液膜，当气体通过自由空间之间的湿颗粒包装。在一个地方很高的塔这是习惯使用几种短塔串联，气体通过从顶部的第一塔的底部二，等等，而酒泵在相反方向，从底部到顶部的二第一，等等。这种类型的手术是常见的做法在低压吸收一氧化氮的制造硝酸。在某些情况下，出酒率必然是比较小的气体流量，如果塔有一个截面足够的处理气体，可能没

33、有足够的液体弄湿包装彻底。一种克服这个困难的方法是再循环的酒通过使酒数量循环每小时几倍的实际净每小时产量。当这是在一个单一的塔，利用逆流作用主要是失去了，和个较短的塔是诉诸努力在模拟真实逆流作用。这种设计的液从塔的塔，逆流对气体的流动。如果酒吞吐量是比较小的循环的酒，改变溶液浓度从上至下的任何一塔将是小，而不是重要的是，通过通过每个塔。为了节省煤气管在这种情况下气体可能允许通过交替，然后通过连续towers3。 这是可取的有直径较小的填充高度，并在径高比大于20 %，必须特别注意确保他了适当的初始分布的气体和液体流量通过起搏。即使在被均匀分布在顶部的包装液体流动的趋势走向塔壁。在尾塔可能需要分

34、几个部分包装信息与上述设备将每一个收集的液体从墙壁和重新分配的包装。包装有砖格子或金属网格，在其中的气体介绍。一部分的重量的包装可由壳体支撑在高塔上，但包装应足以承受全部重量。原包装支持可由堆叠几大块包装对方。包装可压碎的交替收缩和扩张的外壳，如果循环发生温度变化。 以上的包装是liquor-feed分配器，它可以是任何的几个类型。如果进入的液体通过相同的开口，叶片气体，横断面地区提供的气体流量必须足以防止洪水的分销商。一个更好的计划是提供单独的开口的液体和气体。有足够的初始分布，液体应分为一个单独的流阻塞。这是可以做到的系统的安装槽和堰或引入到一个主要的液体流水平托盘有几个liquid-ov

35、erflow管延伸通过托盘。上衣这些管子必须平整精心制作、安装过程中，但是调整不那么关键，如果每个管缺口的顶部，其中液体溢出。 自吸收塔找到广泛的应用在化工厂，特别是酸制造，一个共同的建筑材料耐酸陶瓷洁具。耐酸砖为物流的大塔是保税与耐酸砂浆，通常有一个硅酸钠基。在一般的多孔材料，更耐温变化，致密的材料更能抵抗酸。除了包装材料贝壳较小的塔，它可能获得chemical-stoneware耐酸管，liquor-distributing板，阀门，水泵，鼓风机。管道，阀门，和其他小件也可以在硬质橡胶。Reading11混合的基本原理在设计和运行一个全面的工厂，搅拌设备往往起着重要的作用，优化整体过程。达

36、到总体目标，重要的是确定的重大混合参数（县）将知识转化为成功的工业设计。经济效益，如最低功耗和成本低，可以实现采用保证的方式，具体过程是心灵中的优化设计。影响搅拌过程的结果是建立了评价如下：1工艺设计要求。2搅拌机叶轮流动和剪切的发展。3搅拌机械设计考虑。4容器和搅拌器支持结构要求。消耗功率的混频器与一个特定的叶轮几何，在一个特定的进程和船只的环境，没有关系，实现理想的过程的结果。流和剪切搅拌机叶轮产生的，在具体的船只的限制，达到预期结果的进程或应用程序在手。适当的流动与剪切发展，在与混频器涡轮的设计和选择提供适当的平衡的最低功率需求，保证最佳的搅拌设计。作为一个可能期望，有各种各样的流动和剪

37、切的特点可以从一些可能的叶轮和涡轮配置，必须针对特定的过程的结果和混合的要求。众所周知的混合技术应用于搅拌器的结构设计和选择过程，有许多配料，传热和固体悬浮液。扩大这一基本技术是需要应用涉及具体的传质的需要和许多复杂的反应器系统。在某些情况下，试验工厂试验必须继续发展数据，过程优化，混频器放大的标准，和最佳的设计与选择。液体混合可以是一个简单的过程，每一个方面的混合器性能容易评价。它也可以是非常复杂的，与许多独立的步骤，涉及多种流体现象。搅拌机性能通常表示的散装液体速度产生，剪切速率，总抽水能力的叶轮，总流量的船只，或根据所需的混合的结果（即，混合时间，固体悬浮政权，等。）。如果应用程序是相对

38、简单的评估，彻底审查复杂的流体力学搅拌罐将不是必要的。如果这个过程是复杂的，然而，一个完整的调查流体剪切速率和应力，流量，湍流，及其对混合的结果可能需要。这种程序是最好的进行中试试验程序控制。它可能会表达一个复杂的混合的过程中只有一个或几个，简单，速度和抽水能力的关系。如果是这样的控制因素的过程中，设计一个适当的混合系统将变得很简单。问题通常可以明确区分的过程中出现的相对简单的物理和视觉概念可以应用和那些为更详细的定性方面必须探索。例如，考虑一个混合过程需要的悬浮固体在液体，其中发生化学反应的组成部分之间的液体和固体阶段。如果工艺工程师决定的反应动力学时发生一定程度的固体悬浮液已经实现，工程师

39、应颁发工艺规范要求只为一个特定的悬浮固体。如果混合系统指定完成所需的过程的结果，搅拌器的设计是可以接受的。相反的是，但是，如果观察之间的关系，分固体悬浮在坦克和完成反应不如预期。12课动量，热量和质量传递，在大多数的单元操作中遇到的化学和石油工业中，一或多个进程的动量，热量和质量传递，参与。因此，在流动一种流体绝热条件下的颗粒床颗粒，压力梯度建立在流动方向和速度梯度发展大约垂直的方向白痴爱尔兰每个流体流；动量转移之间发生流体元素，正以不同的速度。如果有一个温度差之间的流体和管壁或颗粒，传热将采取的地方，以及，和对流部分的传热会直接受影响的流动模式流体，在这里，然后，是一个典型的过程中同时动量和

40、热量传递在相同的基本机制是影响过程。分馏和气体吸收是经常进行填充柱中的气体或蒸汽河流counter-cooling塔。功能的包装是在这种情况下提供了大量界面之间的阶段和促进内湍流流。在一个非常动荡的流体转移率每单位面积的动量与质量高；当压力上升率的传输动量和质量的增加在一起。在某些情况下，动量，热量和质量传递，所有发生的同时，为例如，在一个冷却塔，进行合理的热转移和蒸发两个以从表面的水珠。现在将显示不仅的过程目前，热，传质的物理相关，但也定量关系它们之间可以开发。另一种形式之间的相互作用的转移过程负责热扩散现象的混合物组分的作用下移动一个温度梯度。虽然这些都是重要的应用的热扩散，规模效应通常是

41、小相对于产生浓度梯度。当流体流动的简化条件下表面上，一部分速度是叠加在随机速度分布的分子，和移动成直角表面发生的结果完全随机运动的分子的。因此，如果相邻2层流体的运动速度不同，会有是一个趋势，移动速度拉是弱智的电子和电力运行层是加速凭借连续通过分子在每个方向。有因此，净转移的势头从快速到缓慢的小溪。同样的，分子运动往往减少任何温度或浓度梯度如果流体组成的混合物或多个元件，在边界的影响分子转移均衡的拖曳力在表面。如果运动的流体湍流，流体输送运动是由涡流叠加在分子转移过程。在这种情况下，转移率的表面野生的函数，湍流度。当流体是非常动荡，率转移的分子运动可以忽略不计相比，通过涡流运动。小程度的动荡的

42、可能是相同的命令。除了动量，热量和质量可以转移的分子扩散单独或通过分子扩散结合涡流扩散，因为影响涡流扩散一般远高于分子扩散，发生，因此，主要的流动阻力的热量和质量的表面层内的子模层。子层的厚度几乎是成反比的雷诺兹为充分发展的湍流管。因此，传热和传质系数非常高，在高雷诺兹数。12课 reading 两相之间的传质理论 最重要的应用传质材料转移到一个阶段的边界。因此，在蒸馏蒸汽和液体接触带来的分馏柱和更多的挥发性物质是从液体到蒸汽而减少挥发性成分是向相反的方向转移；这是一个例子，等分子的反扩散。气体吸收可溶性气体扩散到表面，溶解在液体，然后传递到液体散装；在这种情况下，承运人不转移。在这两个例子，

43、一个阶段是一个液体和其他气体。然而，在液液萃取，溶质是从一个到另一个液体溶剂阶段的边界，并在解散晶体溶质传输从固体到液体。 以上的各种工艺的特点是材料转移之间的接口。因为没有物质积累，传输速率的每一侧的接口必须是相同的，因此，浓度梯度的自动调整自己使它们是成正比的抗转移的特定阶段。此外，如果没有抗转移的接口，该浓度每边将彼此相关的相平衡关系。存在或其他抗转移的相边界是subjust意见冲突。它的出现，它可能不高，但如果结晶，并在随后的治疗之间的平衡阶段将假定存在的界面。 传质速率之间的流体阶段将取决于物理性能的双相，浓度差，界面，和湍流度。传质设备是设计给大面积之间的联系阶段和促进湍流流体的每

44、个。在大多数植物中，两相流连续逆流的方式。在一个稳定状态的过程，因此，虽然每一个组成元素，因为它通过改变流体的设备条件，在任何给定的点不随时间变化。在大多数工业设备，流量模式是如此复杂，它不能被表达在数学方面，界面是不确切的知道。 双膜理论 最早的理论是由怀特曼提出的双膜理论在1923。他建议，抗转移的每个阶段可以被视为在一个薄膜接近界面。传质被视为一个稳定状态的过程，因此，分子扩散理论可以只适用于如果时间采取的浓度梯度，成为建立相比是很小的转移时间，或者如果能力的电影是微不足道的。湍流在散装液体被认为灭绝的界面上的薄膜和层状存在于一个流体。在层流，湍流漩涡补充行动所造成的随机运动的分子，和抗

45、转移变得越来越小。 渗透理论 渗透理论，提出了1935种由希格比。工作希格比奠定了基础的理论，它是假定在流体旋涡使流体单元的接口，它暴露在第一阶段的一个明确的时间间隔后，其表面元素混合体再次。因此，流体的成分相对应的是散装液体从远程接口突然暴露在二期。这是假定wquilibrium立即实现由表面层和一个过程的非稳态扩散，然后发生分子元素混音在固定时间间隔的时间。 表面更新理论丹克沃茨建议修改的渗透理论认为物质带到表面会有不同的时间段。他假定概率的任何元素的表面成为破坏和混合与大部分流体是独立于年龄的元素。后来他讨论了随机的年龄分布情况等内容的传输是由一个非稳态过程，二期和发展的年龄分布的表面元

46、素。 随后，或与Marchello已经提出了一个更一般的理论，该膜渗理论，并表明每个的earilar理论是特定的限制情况下自己。其他一些治疗的理论也得到，包括那些与Kishinevskij巴克科斯基。13 过程的总氨合成所有的方法使氨基本上是fine一tuned版本的过程开发和I3osch封锁,Nernst在德国就在第一次世界大战。原则上,反应氢和氮之间容易,它是放热和平衡位于正确的极低的温度。不幸的是,大自然赋予维氮不强,使分子三重债券以拇指它的鼻子在,热力学第二定律。从科学角度上看分子是惰性,而芯严重反应条件进行必要得到的反应率。一个主要的来源的“固定”(意思是,矛盾的是,“无功”)有效氮

47、在自然是闪电,在酷暑就足以创造产生的氮氧化物氮气和氧气。得到一个受人尊敬的产量在一个化工厂氨。我们需要使用一个催化剂。发现什么,仇敌他赢得诺贝尔奖,就是有些铁化合物的可接受的催化剂。虽然极端压力催化剂(600大气压早期的过程)和温度400)也许是必要的。压力驱动平衡向前,四分子的气体被转化在较高的温度,但两个周淑金、驱动平衡错误的方式,虽然他们反应更快;条件必须选择一个妥协方案,给出了一个可接受的转换以合理的速度。精确的选择依赖于其他经济因素的影响并对具体的催化剂。现代植物往往在较低的压力和操作较高的温度(回收材料)比nearer-ideal得救,因为早期的计划资本和能源成本上涨已经变得更为重

48、要。生物固定也使用含钼催化剂(或钒)和在一个非常大的铁嵌入蛋白质、详细的化学家直到躲过结构1992年晚些时候它工作。sti11不了解细节。所有的共同特征的不同种类的是合成氨装置合成气体混合物加热,压缩,然后传递到一个反应堆含有催化剂。反应的基本方程,是简单的N2+3H2=2NH3什么Indus仰needs实现过程中是一种可接受的结合反应速度和反应收率。不同的妥协一直寻求在不同时间和无关紧要的经济情况而定。早期的植物选择了很高的压力得到。在一个one一pass反应器产量),但许多人最先进的植物已经接受了太多低产量低的压力下,one一pass也选择了较低的温度下工作节省能源。ICI的LCA(龙头概念)过程中,氨例如,工作非常好低压力的拟合最佳)和回收氨厂气体,注意-的能量流在这个过程中,产生的能量在一个阶段是不会浪费溶解到大气中,但是用于其他阶段需要能量input.The LCA过程也采用了高活性催化剂是long一fife防止毒物非常小心的输入气体净化。为确保最高产量在核反应堆冷却气体通常是合