2023年化工原理知识点总结.docx

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1、一、流体力学及其输送.单元操作：物理化学变化的单个操作过程，如过滤、蒸储、萃取。1 .四个基本概念:物料衡算、能量衡算、平衡关系、过程速率。2 .牛顿粘性定律：F=TA=|iAdu/dy ,（F:剪应力；A:面积；p：粘度；du/dy:速度梯度）。3 .两种流动形态：层流和湍流。流动形态的判据雷诺数Re= d up/M；层流2 0 23过渡40 0 0-湍流。当流体层流 时，其平均速度是最大流速的1 / 2。4 .连续性方程:Al ugA2u2;伯努力方程：gz+p/p+1 / 2 u 2=C大气压 表压二 绝压一大气压（2 ）被测流体的压力V 大气压 真空度=大气压-绝压=一表压10.管路总

2、阻力损失的TU2 21 1.离心泵的构件：叶轮、泵壳（蜗壳形）和轴封装置离心泵的叶轮闭式效率最高，合用于输送洁净的液体。半闭式和开式效率较低，常用于输送浆料或悬浮液。气缚现象：贮槽内的液体没有吸入泵内。汽蚀现象:泵的安装位置太高，叶轮中各处压强高于被输送液体的饱和蒸汽 压。因素（安装高度太高被输送流体的温度太高，液体蒸汽压过高；吸入管路阻力或压头损失太高）各种泵：耐 腐蚀泵:输送酸、碱及浓氨水等腐蚀性液体1 2.往复泵的流量调节 xn：第n块板下降的液体中易挥发组分的摩尔分数)，精馆段操作线方程:yn+l=Rxn/(R+l)+xD/ (R+1),(回流比 R= qn(L)/qn(D);提储段总

3、物料衡算:qn( L，)= q n (V，)+qn(W)；提储段易挥发组分衡算:qn (U)x，m=qn (V，)ym+1 + qn(W)xW ;(W:釜液量)，提馆段操作线方程:y，m+l= q n (f) x *m/qn( Vqn(W ) xW/q n (V总的物料衡算：qn(F) +qn(V，) + qn(L尸qn(V) +qn (L) 乘上各焙值H x即为热量衡算,q n(V)= q n (V)+(lq)q n (F),(精馀进料热状态参数q = (HV-HF) /(HV-HL),即单位原料液变为饱和蒸汽所需要的热量与单位原料液潜热 之比)；进料方程:y=qx/(q- 1 )-xF/(

4、q-l );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=1 g x D(l-xw) /xw(lxD)/! gam-1,( a m：全塔平均挥发度)；最小回流比 Rm i n=(xD-yq)/(yq-xq), ( x q,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；间歇精储：分批精储，一次进料待釜液达成指定组成后，放出残液，再次加料，用于分离最少而纯度规定高的物料，每批 精镭气化物质的量n(V )= (R+l)n (D),所需时间T=n (V)/qn (V);特殊精储：恒沸精储(加第三组分，形成

5、新的低恒沸物，增大相对挥发度)、萃取精储(加第三组分，增大相对挥发 度)、加盐萃取精储、分子蒸储(针对高分子量、高沸点、高粘度、热稳定性极差的有机物)。6.根据溶液的蒸汽压偏离拉乌尔定律的方向，般可将非抱负溶液提成两大类：1、正偏差溶液,2、负偏差溶液.精锵回流中，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，塔下半部分完毕了重组分的提 浓，叫做提储段。完整的精储塔涉及精循段和提储段。增长回流量，提高了上升蒸汽的量，但增长了能耗，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。只有提储段没有精缁段的叫 回收塔。7 .加入第三组分和原溶液中

6、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储(糠醛-水)，若加 入的第三组分仅改变各组分的相对挥发度叫做萃取精储(乙醇一水)。恒沸精镭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,新形成的恒沸物要便于分离，恒沸物中挟带剂的含量要少。萃取精饰添加剂要选择性高、挥发性小, 与原溶液可以很好的互溶。相比较，萃取精馄添加剂的选择范围广，不用形成汽化物从塔顶蒸出能耗少,但其需要连续 不断的加入,不能用于间歇精储。8 .多组分精福，获得n个产物需要n+1个塔。五、吸取.吸取剂的规定：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,

7、吸取率(mA除/mA进)x1 0 0%= (y 1 -y2)/yl xl 0 0 %,(yl,y2:进塔和出塔混合气中A的摩尔分 数)。1 .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：液相中溶质摩尔 分数：E：亨利系数)；y*=mx,(平衡常数m=E/ p ) ;E=ps/HMs, (p s , Ms：纯溶剂密度和相对分子质量)。六、干燥.绝对湿度6 = 0. 622pV/(p-p V),(pV冰蒸汽分压)湘对湿度(p= pV / pS,(pS：水蒸汽饱和分压)；湿焰1= I g+8Iv,(Ig：绝干空气的焰;Iv:水蒸汽

8、的玲)。1 .物料的干基湿含量X=m水/m绝干，是基湿含量s=m水/m总x 1 00%,(o=X/( 1 +X);物料分类:非吸湿毛细孔物 料、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。2 .干燥过程物料衡算:qm, c (Xl-X2)=qm, L (828 1 )=qm,W,(qm, c：绝对干料的质量流量;qm,干绝干空气质量 流量;qm, W:干料蒸发出水分的质量流量)，即湿物料减少水分等于干空气中增长的水分；热量衡算：q=qD+qP=qm, L(I 2 -I0) + qm, c (2 - I ”)+qL, (qD：单位时间干燥器热量;qP

9、：单位时间预热气热 量;qL：单位时间热损失；12：出干燥器的空气的烯；I 0 ：进预热器的空气的燧；I，2 J1：进出干燥器物料的焰),qD二 qm,L (I1-I0) =qm,L (1.0 1 + 1.8 880)(t 1 - t 0), qD= qm, L (12 -Il)+qm, c (I2 - Il)+q L;干燥器热效率:i=qd/qPx 1 00%, (qd = qm, L( 1 . 01 + 1.8 880) (t 1 - t 2)。3 .干燥速率U=h(l-lW)/t w,(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

10、热)；恒速干燥阶段时间:il=qm,c(XlXc)/UcS,(Xc：临界湿含量;S:干燥面积)， 降速干燥阶段时间：x2 = q m,c(Xc-X*) In (Xc-X*)/ ( X2-X*) /UcS。4 .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、新型分离技术.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 择性和溶解能力,传质速率大；流程可分为：等温法、等压法和吸附吸取法。1 .膜分离技术:微滤、超滤、纳滤、反渗透、透析、电渗析、气膜膜分离、渗

11、透气化(溶质发生相变化,再透过侧以气 相状态存在）。2 .液液萃取（石油储分氧化的稀醋酸提浓）：与分离液体混合物的整流方法比较，下列情况采用是可取的：（1）溶质A的浓度很小而稀释剂的浓度B易挥发组分时，直接用蒸储的方法能耗是很大，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储，如以氯仿为萃取剂从咖啡因水溶液中分离咖啡因。（2）恒沸物或沸点相近组分的分离，此时普通整流方法不合用，如催化重整油中芳烧与烷烧的分离因沸点相近而需要 塔板数太多，工业上常用环丁飒为萃取剂融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳煌衍生物。（3）需分离的组分不耐热，蒸储时易分解、聚合或发生其他变化，如从发酵液中提取青

12、霉素时采用醋酸丁酯为萃取剂进 行萃取。溶剂需满足:溶剂不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶;溶剂对A、B两种组分有不同的溶解能力，有选择 性。对被分离组分A相对挥发度高。混合液相对挥发度小，浓度稀，含热敏物质宜采用液液萃取。（两相接触方式分微分接触，级式接触）（三角形图、溶解度曲线）重要设备：筛板塔、填料塔、脉冲填料塔脉冲筛板塔、转盘塔等。八、结晶.由蒸汽、溶液或熔融物中析出固体晶态的操作叫结晶。1 .吸附多孔性固体表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表面能，当流体中的某些物质碰撞固体表面时，受到 这些不平衡力的作用就会停留在固体表面上。具有吸附作用的物质，称为吸附剂，被吸附的物质称为吸

13、附质。常见的吸 附剂有活性炭、磺化煤、焦碳、木炭、白土、炉渣及大孔径吸附树脂等。2 . 吸附的应用（1）气体和液体的深度干燥；（2）食品、药品和有机石油产品的脱色、除臭；（3）有机烷烧的分离和精 制；（4 ）气体的分离和精制；（5 ）从废水或废气中除去有害的物质。3 .膜分离是以对组分具有选择性透过功能的膜为分离截至，通过在膜两侧施加（或存在）一种或多种推动力，使原 料中的膜组分选择性地优先透过膜，从而达成混合物分离，并视线产物地提取、浓缩、纯化等目的的一种新型分离过 程。(1)正位移泵 流量只与泵的几何尺寸和转速有关，与管路特性无关，压头与流量无关，受管路的承压能力所限制，这种特性称为正位移

14、性，这种泵称为正位移泵。往复泵是正位移泵之一。正位移泵不能采用出口阀门来调节流量，否则流量急剧上升，导致示损坏。 (2)往复泵的流量调节 第一，旁路调节，如图2-28所示，采用旁路阀调节主管流量，但泵的流量是不变的。第二，改变曲柄转速和活塞行程。使用变速电机或变速装置改变曲柄转速，达成调节流量，使用蒸汽机则更为方便。改变活塞行程则不方便。13 .流体输送机械分类工作原理液体输送机械气体输送机械速度式点心式离心泵、旋涡荣离心风机、离心 压缩机轴流式轴流泵轴流式通风机喷射式喷射泵容积式往震式在复家、隔族家、if量泵在复式压缩机回转式卤轮泵、螺杆泵罗茨风机、液环 压缩机14 .离心泵特性曲线:oav

15、 av图210 离心泵的工作5.流体输送机械特点： 速度式流体输送机器的特点(I)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 )运转平稳可靠，排气稳定、均匀，一般可连续运转13年而不需要停机检修。 (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。 2.容积式流体输送机械的特点（1）运动机构的尺寸拟定后，工作腔的容枳变化规律也就拟定了，因此机械转速改变对工作腔容积变化规律不 发生直接的影响,故机械工作的稳定性较好。 （ 2 ）流体的吸入和排出

16、是靠工作腔容积变化，与流体性质关系不大，故容易达成较高的压力。 （3）容积式机械结构复杂，易于损坏的零件多。并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，容易引起液柱及管道的振动。1 6.流体体积随压力变化而改变的性质称为压缩性。二、非均相机械分离.颗粒的沉降：层流沉降速度V t = （pp-p）gdp2/18M, （pp-p：颗粒与流体密度差，内流体粘度）；重力沉降（沉降室,H/v =L/u,多层；增稠器，以得到稠浆为目的的沉淀）;离心沉降（旋风分离器）。1 .过滤:深层过滤和滤饼过滤（常用，助滤剂增长滤饼刚性和空隙率）；分类:压滤、离心过滤,间歇、连续;滤速的康采

17、尼 方程：u= （Ap/L|i）E3 / 5 a 2（ 1 e） 2依滤饼空隙率;a：颗粒比表面积;L：层厚）。2 .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、孔径大小适宜、耐腐蚀、耐 热并具有足够的机械强度。3 .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末、活性炭、石棉等使过滤阻力很大而导致过滤困难末、活性炭、石棉等-嘴饼的结g,增强其刚性。常用的助滤剂有：硅藻土、纤维粉 di 2（1 + %）.过滤速率基本方程恒速过滤入恒压用虑q+2qqe = KTV2-2W

18、e = KA2T.过滤设备:板框压滤机（间歇操作，构造简朴，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。它的缺陷是装卸、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、滤饼洗涤较充足等优点。 其生产能力比板框压滤机大，并且机械化限度高，劳动力较省，密闭过滤，操作环境较好。其缺陷是构造较复杂、造价较 高。）、厢式压滤机、转筒真空过滤机（操作连续、自动）.自由沉降：单个颗粒在流体中的沉降过程称。干扰沉降：若颗粒数量较多，互相间距离较近，则颗粒沉降时互相间会干 扰，称为干扰沉降。4 .影响因素：当颗

19、粒浓度增长，沉降速度减少。容器的壁和底面，沉降速度减少。非球形的沉降速度小于球形颗粒 的沉降速度。5 .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U 1小于颗粒的沉降速度II t ,则颗粒基本上保持静止不 动，颗粒层为固定床。流化床阶段：在一定的表观速度下，颗粒床层膨胀到一定限度后将不再膨胀，此时颗粒悬浮于 流体中，床层有一个明显的上界面，与沸腾水的表面相似，这种床层称为流化床。(散式流态化，聚式流态化)。(3)颗粒 输送阶段：假如继续提高流体的表观速度u,使真实速度ul大于颗粒

20、的沉降速度u(,则颗粒将被气流所带走,此时床 层上界面消失，这种状态称为气力输送。6 .气力输送的优点(1)系统封闭，避免物料飞扬，减少物料损失，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，使用气力输送更加方便。(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衔接。(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.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);热互换方式:间壁式传热、混合 式传热、蓄热体传热(对蓄热体的周期性加热、冷却)。1 .傅立叶定律:dQ=d A , (Q:热传

21、导速率；A：等温面积；Q比例系数；：温度梯度)；九与温度的关系:九=入0( 1+at), ( a ：温度系数)。2 .不同情况下的热传导：单层平壁:Q=(tl-t 2)/b/(CmA)上温差/热阻，(比壁厚;51=。,1-入2) /2)；多层平壁:Q=(tltn+l)/ bi /(Xi A)；单层圆筒:Q =( t 1-1 2)/b / 多 Am) , (A:圆筒侧面积,C= (A2-Al)/In(A 2/A1);多层圆筒:Q=2 兀L (t 1 -t n+1)/1/Zi ln(ri+1/ri) b.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G冷壁)、液

22、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=hdAAt, (At0;h：传热系数).3 .吸取率A+反射率R+透射率D=l;黑体A=1 ,镜体R=1 ,透热体D=l,灰体A+R= 1 ；总辐射能E=E入d入,(E入:单色辐射能人波长)；四次方定律:E=C(T/10 0 ) 4=CO(T/10 0)4, (C:灰体辐射常数；C 0 ：黑体辐射常数；=C/C0:发射率或黑度)；两物体辐射传热:Q 1-2= C 1 -2(pA(Tl / 100) 4-(T2/100)4,(p：角系数;A:辐射面积;Cl-2=l/ (1/C1) +(1 /C2)-(1 /C0)l) 6 .总

23、传热速率方程:dQ=KmdA,(dQ:微元传热速率;Km：总传热系数;A:传热面积)； l/K=l/hl+bAl/XAm+A 1/h2A2, （hl,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、列管式换热相。8、（ 1 ）强化传热 为了使物料满足所规定的操作温度进行的加热或冷却，希望热量以所盼望的速率进行传递；（2）削弱传热：为了使物料或设备减少热量散失，而对管道或设备进行保温或保冷。9 .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

24、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。对流传热*无相变强制对流传热自然对流传热混合对流传热内部流动外部流动大空间自然对流、有限空间自然对流11.心必大容器沸腾有相变沸腾传喉内沸腾冷凝传热鳖葬管内冷凝12 .传热的基本方式：（1 ）热传导（2）对流传热一热对流（3）辐射传热.影响冷凝传热的因素和冷凝传热的强化流体物性：冷凝液pT 、讨、的- at ；潜热抑 一 aT温差：液 膜层流流动时，日s-tWT,bT, a 1不凝气体:不凝气体的存在会导致aJJ （1%不凝气可使内60%）,所以应当定期排放 蒸汽流速与流向（u 10m/s）：蒸汽与液膜同向时u T- d J,

25、aT;反向时uTST, ai； uTT时aT （无论方向）。因 此蒸汽进口一般设在换热器上部，以避免蒸汽与液膜逆向流动使ak蒸汽过热：涉及冷却和冷凝两个过程。冷 凝面的形状和位置：以减少冷凝液膜的厚度并Ta作为目的。垂直板或管：可开纵向沟槽;水平管束：可采用错列。13 .导热系弊皙谆在济达温度梯度为1K/m或lC/m时，单位时间通过单位面积的热量。即:单位温度梯度下的 热通量。筋为固体在0时的导热系数，k为温度系数,1/C,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。14 .在物体边界上，传热边界条件可分为以卜三类:（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

26、界 壁面的热通量值，称为第二类边界条件;已知物体壁面处的又僚传热条件，称为第三类边界条件。1 6 .准数的定义与物理意义：努塞尔准数（Nussclt）,Nu： 对流传热与厚度为L的流体层内的热传导之比。努塞尔数越大，对流传热的传雄粤鹿也越大。它反映了固体壁面处的无因次温度梯度的大小。N v雷诺准数（Reyn old）, Re:惯性力与粘性力之比。雷诺数小，表达流体的粘性力起控制作用，克制流层的扰动,随着雷诺数的增大,流体中流体雌锵动加剧，壁面处的温度梯度增大，对流传热系数增大。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能力与热量传递能力的格拉晓夫准数

27、（G r ash of） , G r ：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 数的作用相称。1 7.蒸汽与低于饱和温度的壁面接触时有膜状冷凝和珠状冷凝两种.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：18 .辐射：物体通过电磁波来传递能量的过程。热辐射：物体由于热的因素以电磁波的形式向外发射能量的过程。2 0.热辐射=反射+吸取+穿透（黑体，白体，透热体，灰体） e =21.物体的黑度琰指同温度下物体与黑体辐射能力马比。权与自身特性有关。（而）4-= = /(n a a.-= = /(n

28、 a a.2 2.斯蒂芬波尔茨曼定律100且外以2 gg-22S 0黑体辐射常数,= 5.67x 10-8W/ （m2 .K4）; V克希霍夫定律C0黑体辐射系数,=5 .67W/（m2.K4）落到表面勺上的由表面用发出的辐射能角系数由表面4发出的总辐射能.气体的热辐射具有以下两个重要特点：（1）气体的辐射和吸取对波长具有强烈的选择性（2 ）气体的辐射和吸取是在整个容积内进行.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）冷流体以对流传热方式将间壁传来的热量带走。23 .热量衡算方程反映了冷、热流体在传热过程中温度变化的互相关

29、系。根据能量守恒原理，在传热过程中，若忽略热损失，单位时间内热流体放出的嫩量等苏杉通南城破联的飙登62 - 4#热量衡算方程.传热过程的平均温差计算:恒温差传热，变温差传热24 .按照冷、热流体之间的相对流动方向，流体之间作垂直交叉的流动，称为错流;如一流体只沿一个方向流动，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，这种情况称为简朴折流。25 .不同流动排布型式的比较: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，对于其他的流动排布 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用逆流流动，而避免并流流动。但是在一些特殊场合下仍 Q采用并流流动，以满足特定

30、的生产工艺需要。采用折流和其他复杂流动的目的是为了提蒿传瞬数，然而其代价是减小 之max了平均传热温差。26 .换热器传热效率e的定义为实际传热速率Q与理论上也许的最大传热速率Qmax之比四、质量传递基础1 .质量传递（简称传质）是指物质从一处向另一处转移，涉及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：吸取: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:为吸取的逆过程。蒸储:不同物质在气液两相间的互相转移。气体增（减）湿：湿分由液相（气相）向气相（液相）转移。液一液系统：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

31、不相溶的液相物质，使原混合物组 分在两液相中重新分派的过程。（3）气（汽）-液系统：吸取：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：为吸取的逆过程。蒸馄：不同物质在气液两相间的互相转移。气体增（减）湿:湿分由液相（气相）向气相（液相）转移。（4）气一固系统: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（重要是 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：实验表白,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 .化学反映可分为两类:一类是在整个相内均匀发生的反映，称为均相

32、反映；另一类则是局限在某个特定区域内的反 映，它可以是在相的内部，也可以在边界上，称为非均相反映。5 .对流传质通常指运动流体与固体壁面（或两股直接接触的流体之间）间的质量传递，是相际传质的基础。一般情况 下，传质设备中流体的流动形态多为湍流。6 .传质过程应用的设备有多种类型，其重要功能是给传质的两相（或多相）提供良好的接触机会，涉及增大相界面面 积和增强湍动强度，重要有填料塔和板式塔。7 .板式塔：有害因素:空间上的反向流动：泡沫夹带（增大板间距）、气泡夹带（增大降液管长度）；空间上的不均匀 流动:气体,液体。如何提高效率：1合理选择塔板孔径和开口率导致适宜气液接触状态2设立倾斜的进气装置

33、 塔板压降：塔板上下相应位置的压力差（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）.填料塔:重要特性数据：比表面积、孔隙率、添填料的几何形状（拉西环、鲍尔环、矩鞍型填料、阶梯环添料）8 .填料塔操作范围小，对液体负荷变化敏感;不易解决易聚合或具有固体悬浮物的物料；反映过程中需要冷却时，填料塔 复杂，有侧线出料时，填料塔不如板式塔方便；板式塔设计简便安全;填料塔小时结构简朴，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，真空操作方便。五、气体吸取.吸取是将气体混合物与适当的液体接触，运用个组。分在液体中溶解度的差异而使气体中不同组分分离的

34、操作。混合 气体中，可以溶解于液体中的组分称为吸取质或溶质；不能溶解的组分称为惰性气体；吸取操作所用的溶剂称为吸取 剂;溶有溶质的溶液称为吸取液或简称溶液;派出的气体称为吸取尾气。(分物理吸取一一煤气脱苯，化学吸取一一二 氧化碳碳酸钾)1 .吸取操作是气体混合物的重要分离方法，化工生产。中它有以卜.几种具体的应用：1 .化工产品2.分离气体混合物.从气体中回收有用组分4.气体净化(原料气的净化和尾气、废气的净化)5.生化工程。一个完整地吸取分离过程一 般涉及吸取和解吸两部分。3.溶剂的选择：(I)溶剂应对气体中被分离组分有较大溶解度;(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

35、对温度变化敏感(4 )容积蒸汽压低，减少回收时的损失(5)溶剂有较好的化学稳定性溶剂有较低的粘度(7)溶 剂价廉，无腐蚀性、无毒不易燃。吸取率n= (mA除/ mA进)x 1 ()()% ( y I y2)/y 1 xl 0 0%, (yl,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=Hp A,(c*A：溶解度;H:溶解度系数；pA：气相分压)；p*A=ExA, ( x A:液相中溶质摩 尔分数;E:亨利系数);y *=m x ,(平衡常数m=E/p) ； E=ps/HMs, (p s , Ms：纯溶剂密度和相对分子质量)。5 .费克定律:jA=-DABdcA/dz

36、, (j A:扩散速率；DAB:组分A在组分B中的扩散系数；d c A/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,p A,2)/RTz;单向扩散:N A=D (pA,lpA, 2 )p/RTz pB,m, (p/pB,m：漂流因子,pB,m= (pB,2-pB, 1 ) /ln(pB, 2 /pB, I),即对数平均值)；同理,NA = D(c A, 1 - c A,2) c / zcB,m.6 .吸取塔操作线方程：q n (L)/qn(V)=( y 1- y 2)/(xl-x2), (qn(V):二元混合气摩尔流量：qn(L)：液相摩尔流量； x，y:

37、任意一截面液气相摩尔流量)；最小液气比qn (L) /qn(V)min= (y 1 -y 2 ) / (x*l- x 2 ), qn(L)/qn ( V ) =(1.1-2.0) q n (L)/ q n( V ) min； 低浓度时填料塔高度 h=qn(V) d y / (y-y *) J / KyaS=qn( L) d x/(x* x ) / KxaS=NOG HOG=NOLHOL,(K ： 传质系数;S：塔截面积;a ：单位体积填料有效接触面积;N。G= dy/(y-y *):气相总传质单元数;HOG =q n (V)/Ky a S：气相总传质单元高度)；相平衡线为直线时:NOG=ln(

38、l-S D (y 1 - mx2) / ( y 2-m x 2)+S,/(l-S,) ,NOL=ln ( 1 -A) (y 1 -m x 2) / (y2- mx2)+A/( 1 -A),(吸取因数：A= 1 /S*= q m(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，可使其均匀分布于填料表面,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，可用于吸取(解吸)、精储和萃取等分离过程。填 料塔不仅结构简朴，并且具有阻力小和便于用耐腐蚀材料制造等优点,特别合用于塔直径较小地情形及解决有腐蚀性的 物料或规定压强较小的真空蒸储

39、系统，此外，对于某些液气比较大的蒸储或吸取操作，也宜采用填料塔。(气液逆流流动，增长传质推动力)表征填料特性的重要参数有：1.比表面积；2.空隙度;3.单位堆体积内的填料数目n;4.堆积密度；5.干填料因子及填料因子6机械强度及化学稳定性8 .六、蒸储.蒸储分类:操作方式：连续蒸储、间歇蒸储;对分离的规定:简朴蒸储、平衡蒸储(闪蒸)、精储、特殊精储(精储还涉及 水蒸气精窗、间歇精储、恒沸精储、萃取精储、反映精饱)；压力：常压蒸储、加压蒸储、减压蒸窗;组分：双组分蒸 储和多组分蒸储(精储),常用精储塔。精储，加压提高蒸汽冷凝温度，降压减少沸点温度。1 .双组分溶液气液相平衡:液态泡点方程：x A

40、 = p-pB( t ) / pA(t) pB(t), ( x A ：液态组分A的摩尔分数；p (0：压强关于温度的函数)；气态露点方程:yA= p A/p=p A (t)/px p -pB(t) / p A(t) -pB(t);平衡常数KA=yA/xA ,抱负溶液:K A =p0A / p,即组分饱和蒸气压和总压之比；挥发度:uA=pA/xA,相对挥发度：aAB=uA/uB,最终可导出气液平衡方程:y=ax / l+(a-l)x：气液平衡相图：p-x图(等温)、t-x(y)图(等压)、x-y图.2 .平衡蒸储:q n(F),xF加热至泡点以上t F ,减压气化，温度达成平衡温度te,两相平衡

41、qn( D ),yD和q n (W), xW；物料衡算：y D =qxW / (q-1) -x F/ (q-1),(液化率:q= q n(W)/q n ( F);热量衡算：tF=t e + ( 1 - q力/ Cp,m, (Cp,m：原液的摩尔定压热容;y:原液的摩尔气化潜热);平衡关系:yD=a x W/ 1+ (a-l)xVo3 .简朴蒸镯：连续加热至釜液组成和储出液组成达成规定期停止；关系式：lnn(F)/n(W)= 1 n ( xF/xW ) -aln(l-xF) / (1-xW) / (a-1);总物料衡算:n(F)=n(W) +n(D);易挥发组分衡算：n ( F)xF=n(W)

42、xW+n(D)xD;推出:xD= n(F) xF-n (W) xW/n(F)-n(W)o4 .精储:多次部分气化部分冷凝(连续、间歇)，泡点不同采用不同的压力操作,塔板数从上至下记；塔顶易挥发组分回收率:r)D=qn (D) xD/ q n (F) xFxl 0 0 %,釜中不易挥发组分回收率：tW=q n (W) (1-x W)/ qn(F) (1-xF) x 1 00%；精福段总物料衡算:qn (V)=qn(D) +qn(L)；精馈段易挥发组分衡算:qn(V)yn+l=qn (D)xD+qn ( L )x n ; (V：各层上升蒸汽量;D:塔顶储出液量；L：各板卜.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;