化工原理知识点整理高等教育工学高等教育大学课件.pdf

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1、 相平衡方程 全塔物料衡算 FxF DxD WxW 塔顶产品采出率 D xF xW F xD xW 塔釜产品采出率 W xD xF F xD xW 易挥发组分回收率 DxD FxF 难挥发组分回收率 Wxw F(1 xF)精馏段物料衡算 L yn 1 xn n 1 V n V xD R 1 xn xD R1 R L/D R 1 D=L+D 提馏段物料衡算 L L qF V(1 q)F yn 1 VL xn Wx V xW RD qF x(R 1)D(1 q)F FD(R 1)D(1 q)F xW 进料线方程（q 线方程）y xF 理想溶液最小回流比的计算 Rmin xD ye Rmin 1 x

2、D xe 对于不同的进料热状况，xq、yq与xF的L与 L,V与V 的关系为 1）冷液进料：xq xF，yq xF，q1,L L+F,V xF；q 1,xe xF L L+F,V=V；3）气液混合物进料：xq xF 0q L,V V；4）饱和蒸汽进料 露点进料）：xq xF，yqxF q=0,ye xF L=L,V=V+F；5）过热蒸汽进料：xq xF，yqxF；q0,L V+F；绝对湿度（湿度）H 0.622 p 水汽 p p 水汽 相对湿度 p水汽=一定温度、压力下空气中水汽分压可能达到的最大值 p/p p水汽/p(ps p)湿空气的比热容(湿比热容)cpH 1.01 1.88H 单位 k

3、J/(kg?)湿空气的焓 I(1.01 1.88H)t 2 500H 单位 m3/kg 干气 湿空气的比体积 vH(2.83 10 3 4.56 10 3H)(t 273)单位 m3/kg 干气 恒速段 1 Gc X1 Xc 降速段 的近似计算法 2 Gc ln Xc KX(NA)C 1 A(NA)C 2 AKX X2 X Xc 绝干物料量 Gc G1(1 w1)G2(1 w2)X w c 1 1 2 2 1 w 蒸发水分量 W Gc(X1 X2)G1w1 G2w2 G1 G2 W V(H2 H1)V(H 2 H0)预热器的热量衡算 QP V(I1 I0)V pcH(t1)t0 干燥器的热量衡

4、算 VI1 Gccp,X 1 QD VI2 Gccp,X 2 QL cp,X 湿物料的比热容，kJ/(kg 干物料.)cp,X cp,s cp,LX，水 cp,L=4.18 kJ/(kg.)常用干燥器：厢式干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器、气流干燥器等 几种干燥器的特点：喷雾干燥器 ：干燥速率快，干燥时间短（仅 530s），特别适用于 热敏性物料的干燥；能处理低浓度溶液，且可由料液直接得到干燥产品。气流干燥器 ：颗粒在管内的停留时间很短，一般仅 2s 左右。在加料口以上 1m 左右，物料被加速，气固 相对速度最大，给热系数和干燥速率也最大，是整个干燥管最有效的部分。流化床干燥 器：气速较气流干

5、燥器低，停留时间长（停留时间可由出料口控制）。筛板上的气液接触状态有鼓泡接触、泡沫接触、喷射接触 塔板类型有泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直筛板、多降液 管塔板等。填料的类型：散装填料 如拉西环填料、鲍尔环填料、球形填料、阶梯环填料、弧鞍 填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料等。规整填料 如格栅填料、波纹填料、脉冲填料。填料的性能评价指标：压降 通量 效率 恒沸精馏 是在 A、B 双组分恒沸溶液或相对挥发度很小的双组分溶液中加入第三组分 C（称为挟带剂）。此挟带剂 C 与原溶液中一个或两个组分形成具有最低恒沸点的恒沸物（AC 或 ABC）。该恒沸物的挥发度与 B 或 A 产生了

6、明显的差异，使溶液变成“恒沸物纯组分”的精馏。萃取精馏 则是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分 间的相对挥发度而得到分离。但要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与 组分形成恒沸液。p水汽/ps(ps p)馏段物料衡算进料线方程线方程理想溶液最小回流比的计算对于不同的进料热状况与的与与的关系为冷液进料饱和液体进料泡点进料气液混合物进料饱和蒸汽进料露点进料过热蒸汽进料绝对湿度湿度水汽水汽相对湿度水汽力下空气体积单位干气恒速段降速段的近似计算法绝干物料量蒸发水分量预热器的热量衡算干燥器的热量衡算湿物料的比热容干物料水常用干燥器厢式干燥器喷雾干燥器流化床干燥器气流

7、干燥器等几种干燥器的特点喷雾干燥器干燥速率快干的停留时间很短一般仅左右在加料口以上左右物料被加速气固相对速度最大给热系数和干燥速率也最大是整个干燥管最有的部分流化床干燥器气速较气流干燥器低停留时间长停留时间可由出料口控制筛板上的气液接触状态有鼓泡接 相平衡方程 全塔物料衡算 FxF DxD WxW 塔顶产品采出率 D xF xW F xD xW 塔釜产品采出率 W xD xF F xD xW 易挥发组分回收率 DxD FxF 难挥发组分回收率 Wxw F(1 xF)精馏段物料衡算 L yn 1 xn n 1 V n V xD R 1 xn xD R1 R L/D R 1 D=L+D 提馏段物料

8、衡算 L L qF V(1 q)F yn 1 VL xn Wx V xW RD qF x(R 1)D(1 q)F FD(R 1)D(1 q)F xW 进料线方程（q 线方程）y xF 理想溶液最小回流比的计算 Rmin xD ye Rmin 1 xD xe 对于不同的进料热状况，xq、yq与xF的L与 L,V与V 的关系为 1）冷液进料：xq xF，yq xF，q1,L L+F,V xF；q 1,xe xF L L+F,V=V；3）气液混合物进料：xq xF 0q L,V V；4）饱和蒸汽进料 露点进料）：xq xF，yqxF q=0,ye xF L=L,V=V+F；5）过热蒸汽进料：xq x

9、F，yqxF；q0,L V+F；绝对湿度（湿度）H 0.622 p 水汽 p p 水汽 馏段物料衡算进料线方程线方程理想溶液最小回流比的计算对于不同的进料热状况与的与与的关系为冷液进料饱和液体进料泡点进料气液混合物进料饱和蒸汽进料露点进料过热蒸汽进料绝对湿度湿度水汽水汽相对湿度水汽力下空气体积单位干气恒速段降速段的近似计算法绝干物料量蒸发水分量预热器的热量衡算干燥器的热量衡算湿物料的比热容干物料水常用干燥器厢式干燥器喷雾干燥器流化床干燥器气流干燥器等几种干燥器的特点喷雾干燥器干燥速率快干的停留时间很短一般仅左右在加料口以上左右物料被加速气固相对速度最大给热系数和干燥速率也最大是整个干燥管最有的

10、部分流化床干燥器气速较气流干燥器低停留时间长停留时间可由出料口控制筛板上的气液接触状态有鼓泡接相对湿度 p水汽=一定温度、压力下空气中水汽分压可能达到的最大值 p/p p水汽/p(ps p)湿空气的比热容(湿比热容)cpH 1.01 1.88H 单位 kJ/(kg?)湿空气的焓 I(1.01 1.88H)t 2 500H 单位 m3/kg 干气 湿空气的比体积 vH(2.83 10 3 4.56 10 3H)(t 273)单位 m3/kg 干气 恒速段 1 Gc X1 Xc 降速段 的近似计算法 2 Gc ln Xc KX(NA)C 1 A(NA)C 2 AKX X2 X Xc 绝干物料量 G

11、c G1(1 w1)G2(1 w2)X w c 1 1 2 2 1 w 蒸发水分量 W Gc(X1 X2)G1w1 G2w2 G1 G2 W V(H2 H1)V(H 2 H0)预热器的热量衡算 QP V(I1 I0)V pcH(t1)t0 干燥器的热量衡算 VI1 Gccp,X 1 QD VI2 Gccp,X 2 QL cp,X 湿物料的比热容，kJ/(kg 干物料.)cp,X cp,s cp,LX，水 cp,L=4.18 kJ/(kg.)常用干燥器：厢式干燥器、喷雾干燥器、流化床干燥器、气流干燥器等 几种干燥器的特点：喷雾干燥器 ：干燥速率快，干燥时间短（仅 530s），特别适用于 热敏性物

12、料的干燥；能处理低浓度溶液，且可由料液直接得到干燥产品。气流干燥器 ：颗粒在管内的停留时间很短，一般仅 2s 左右。在加料口以上 1m 左右，物料被加速，气固 相对速度最大，给热系数和干燥速率也最大，是整个干燥管最有效的部分。流化床干燥 器：气速较气流干燥器低，停留时间长（停留时间可由出料口控制）。筛板上的气液接触状态有鼓泡接触、泡沫接触、喷射接触 塔板类型有泡罩塔板、浮阀塔板、筛孔塔板、舌形塔板、网孔塔板、垂直筛板、多降液 管塔板等。填料的类型：散装填料 如拉西环填料、鲍尔环填料、球形填料、阶梯环填料、弧鞍 填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料等。规整填料 如格栅填料、波纹填料、脉冲填料。填料的性

13、能评价指标：压降 通量 效率 恒沸精馏 是在 A、B 双组分恒沸溶液或相对挥发度很小的双组分溶液中加入第三组分 C（称为挟带剂）。此挟带剂 C 与原溶液中一个或两个组分形成具有最低恒沸点的恒沸物（AC 或 ABC）。该恒沸物的挥发度与 B 或 A 产生了明显的差异，使溶液变成“恒沸物纯组分”的精馏。萃取精馏 则是向原料液中加入第三组分（称为萃取剂或溶剂），以改变原有组分 间的相对挥发度而得到分离。但要求萃取剂的沸点较原料液中各组分的沸点高得多，且不与 组分形成恒沸液。p水汽/ps(ps p)馏段物料衡算进料线方程线方程理想溶液最小回流比的计算对于不同的进料热状况与的与与的关系为冷液进料饱和液体进料泡点进料气液混合物进料饱和蒸汽进料露点进料过热蒸汽进料绝对湿度湿度水汽水汽相对湿度水汽力下空气体积单位干气恒速段降速段的近似计算法绝干物料量蒸发水分量预热器的热量衡算干燥器的热量衡算湿物料的比热容干物料水常用干燥器厢式干燥器喷雾干燥器流化床干燥器气流干燥器等几种干燥器的特点喷雾干燥器干燥速率快干的停留时间很短一般仅左右在加料口以上左右物料被加速气固相对速度最大给热系数和干燥速率也最大是整个干燥管最有的部分流化床干燥器气速较气流干燥器低停留时间长停留时间可由出料口控制筛板上的气液接触状态有鼓泡接