化工原理重要知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一基本概念

1、連續(xù)性方程

2、液體和氣體混合物密度求取3、離心泵特性曲線(xiàn)的測(cè)定4、旋風(fēng)分離器的操作原理5、傳熱的三種基本方式

6、如何測(cè)定及如何提高對(duì)流傳熱的總傳熱系數(shù)K7、重力沉降與離心沉降8、如何強(qiáng)化傳熱9、簡(jiǎn)捷法10、精餾原理11、亨利定律12、漏液

13、板式塔與填料塔14、氣膜控制與液膜控制15、絕熱飽和溫度

二、核心公式

第一章、流體流動(dòng)與流體輸送機(jī)械

（1）流體靜力學(xué)基本方程（例1－9）

U型管壓差計(jì)

（2）柏努利方程的應(yīng)用（例1－14）（3）范寧公式

（4）離心泵的安裝高度（例2-5）

第二章、非均相物系的分離和固體流態(tài)化（1）重力沉降

滯流區(qū)的沉降公式、降塵室的沉降條件、在降塵室中設(shè)置水平隔板（例3－3）、流型校核、降塵室的生產(chǎn)能力（2）離心沉降

旋風(fēng)分離器的壓強(qiáng)降、旋風(fēng)分離器的臨界粒徑、沉降流型校核（離心沉降速度、層流）、多個(gè)旋風(fēng)分離器的并聯(lián)（例3－5）第三章、傳熱

（1）熱量衡算（有相變、無(wú)相變）K的計(jì)算、平均溫度差、總傳熱速率方程、傳熱面積的計(jì)算（判別是否合用）（例4－8）

（2）流體在圓形管內(nèi)作強(qiáng)制湍流流動(dòng)時(shí)α計(jì)算式（公式、條件），粘度μ對(duì)α的影響。（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)K(例4－9)

（4）換熱器操作型問(wèn)題（求流體出口溫度，例4－10）下冊(cè)第一章蒸餾

全塔物料衡算【例1－4】、精餾段、提餾段操作線(xiàn)方程、q線(xiàn)方程、相平衡方程、

逐板計(jì)算法求理論板層數(shù)和進(jìn)料版位置（完整手算過(guò)程）進(jìn)料熱狀況對(duì)汽液相流量的影響下冊(cè)第二章吸收吸收塔的物料衡算；

液氣比與最小液氣比求m【例2－8】

填料層高度的計(jì)算【傳質(zhì)單元高度、傳質(zhì)單元數(shù)（脫吸因數(shù)法）】提高填料層高度對(duì)氣相出口濃度的影響

下冊(cè)干燥

濕度、相對(duì)濕度、焓

帶循環(huán)的干燥器物料衡算（求循環(huán)量）熱量衡算（求溫度）預(yù)熱器熱量【例5－5】

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一、流體力學(xué)及其輸送

1.單元操作：物理化學(xué)變化的單個(gè)操作過(guò)程，如過(guò)濾、蒸餾、萃取。2.四個(gè)基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過(guò)程速率。

3.牛頓粘性定律：F=±τA=±μAdu/dy，(F：剪應(yīng)力；A：面積；μ：粘度；du/dy：速度梯度)。

4.兩種流動(dòng)形態(tài)：層流和湍流。流動(dòng)形態(tài)的判據(jù)雷諾數(shù)Re=duρ/μ；層流201*過(guò)渡4000湍流。當(dāng)流體層流時(shí)，其平均速度是最大流速的1/2。

5.連續(xù)性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/ρ+1/2u2=C。

6.流體阻力=沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降：Δpf=λlρu2/2d，沿程阻力：Hf=Δpf/ρg=λlu2/2dg(λ：摩擦系數(shù))；層流時(shí)λ=64/Re，湍流時(shí)λ=F(Re，ε/d)，(ε：管壁粗糙度)；局部阻力hf=ξu2/2g，(ξ：局部阻力系數(shù)，情況不同計(jì)算方法不同)

7.流量計(jì)：變壓頭流量計(jì)(測(cè)速管、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì))；變截面流量計(jì)。孔板流量計(jì)的特點(diǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，安裝方便，得到廣泛的使用。其不足之處在于局部阻力較大，孔口邊緣容易被流體腐蝕或磨損，因此要定期進(jìn)行校正，同時(shí)流量較小時(shí)難以測(cè)定。

轉(zhuǎn)子流量計(jì)的特點(diǎn)恒壓差、變截面。

8.離心泵主要參數(shù)：流量、壓頭、效率（容積效率v：考慮流量泄漏所造成的能量損失；水力效率H：考慮流動(dòng)阻力所造成的能量損失；機(jī)械效率m：考慮軸承、密封填料和輪盤(pán)的摩擦損失。）、軸功率；工作點(diǎn)(提供與所需水頭一致)；安裝高度(氣蝕現(xiàn)象，氣蝕余量)；泵的型號(hào)(泵口直徑和揚(yáng)程)；氣體輸送機(jī)械：通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵。9.常溫下水的密度1000kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度1.29kg/m31atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg（1）被測(cè)流體的壓力>大氣壓表壓=絕壓－大氣壓

（2）被測(cè)流體的壓力

14.離心泵特性曲線(xiàn)：

HH管路he～qv1A泵","p":{"h":15.75,"w":15.75,"x":266.97,"y":440.2

4.助濾劑：若濾漿中所含固體顆粒很小，或者所形成的濾餅孔道很小，又若濾餅可壓縮，隨著過(guò)濾進(jìn)行，濾餅受壓變形，都使過(guò)濾阻力很大而導(dǎo)致過(guò)濾困難。可采用助濾劑以改善濾餅的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)其剛性。常用的助濾劑有：硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉等

dqK2p5.過(guò)濾速率基本方程uKd2(qqe)r恒速過(guò)濾，恒壓過(guò)濾

222q2qqeKV2VVeKA

6.過(guò)濾設(shè)備：板框壓濾機(jī)（間歇操作，構(gòu)造簡(jiǎn)單，過(guò)濾面積大而占地省，過(guò)濾壓力高（可達(dá)1.5MPa左右），便于用耐腐蝕性材料制造，便于洗滌。它的缺點(diǎn)是裝卸、清洗勞動(dòng)強(qiáng)度較大。

）、葉濾機(jī)（葉濾機(jī)也是間歇操作設(shè)備，具有過(guò)濾推動(dòng)力大、單位地面所容納的過(guò)濾面積大、濾餅洗滌較充分等優(yōu)點(diǎn)。其生產(chǎn)能力比板框壓濾機(jī)大，而且機(jī)械化程度高，勞動(dòng)力較省，密閉過(guò)濾，操作環(huán)境較好。其缺點(diǎn)是構(gòu)造較復(fù)雜、造價(jià)較高。）、廂式壓濾機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過(guò)濾機(jī)（操作連續(xù)、自動(dòng)）

7.自由沉降:單個(gè)顆粒在流體中的沉降過(guò)程稱(chēng)。干擾沉降：若顆粒數(shù)量較多，相互間距離較近，則顆粒沉降時(shí)相互間會(huì)干擾，稱(chēng)為干擾沉降。

8.影響因素：當(dāng)顆粒濃度增加，沉降速度減少。容器的壁和底面，沉降速度減少。非球形的沉降速度小于球形顆粒的沉降速度。

9.流態(tài)化是一種使固體顆粒通過(guò)與流體接觸而轉(zhuǎn)變成類(lèi)似于流體狀態(tài)的操作。分三個(gè)階段：(1)固定床階段：流體通過(guò)顆粒床層的表觀速度u較低，使顆�？障吨辛黧w的真實(shí)速度u1小于顆粒的沉降速度ut，則顆�；�本上保持靜止不動(dòng)，顆粒層為固定床。流化床階段：在一定的表觀速度下，顆粒床層膨脹到一定程度后將不再膨脹，此時(shí)顆粒懸浮于流體中，床層有一個(gè)明顯的上界面，與沸騰水的表面相似，這種床層稱(chēng)為流化床。（散式流態(tài)化，聚式流態(tài)化）。(3)顆粒輸送階段：如果繼續(xù)提高流體的表觀速度u，使真實(shí)速度u1大于顆粒的沉降速度ut，則顆粒將被氣流所帶走，此時(shí)床層上界面消失，這種狀態(tài)稱(chēng)為氣力輸送。

10.氣力輸送的優(yōu)點(diǎn)

（1）系統(tǒng)封閉，避免物料飛揚(yáng)，減少物料損失，改善勞動(dòng)條件。

（2）輸送管路不限制，即使在無(wú)法鋪設(shè)道路或安裝輸送機(jī)械的地方，使用氣力輸送更加方便。（3）設(shè)備緊湊，易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、自動(dòng)化操作，便于同連續(xù)化工生產(chǎn)相銜接。（4）在氣力輸送過(guò)程中可同時(shí)進(jìn)行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。

三、傳熱

1.傳熱方式：熱傳導(dǎo)(傅立葉定律)、對(duì)流傳熱(牛頓冷卻定律)、輻射傳熱(四次方定律)；熱交換方式：間壁式傳熱、混合式傳熱、蓄熱體傳熱(對(duì)蓄熱體的周期性加熱、冷卻)。

2.傅立葉定律：dQ=-λdA，(Q：熱傳導(dǎo)速率；A：等溫面積；λ：比例系數(shù)；：溫度梯度)；λ與溫度的關(guān)系：λ=λ0(1+at)，(a：溫度系數(shù))。

3.不同情況下的熱傳導(dǎo)：?jiǎn)螌悠奖冢篞=(t1-t2)/[b/(CmA)]=溫差/熱阻，(b：壁厚；Cm=(λ1-λ2)/2)；

多層平壁：Q=(t1-tn+1)/[bi/(λiA)]；單層圓筒：Q=(t1-t2)/[b/(λAm)]，(A：圓筒側(cè)面積，C=(A2-A1)/ln(A2/A1))；多層圓筒：Q=2πL(t1-tn+1)/[1/λi[ln(ri+1/ri)]。

4.對(duì)流傳熱類(lèi)型：強(qiáng)制對(duì)流傳熱(外加機(jī)械能)、自然對(duì)流傳熱、(溫差導(dǎo)致)、蒸汽冷凝傳熱(冷壁)、液體沸騰傳熱(熱壁)，前兩者無(wú)相變，后兩者有相變；牛頓冷卻定律：dQ=hdAΔt，(Δt＞0；h：傳熱系數(shù))。5.吸收率A+反射率R+透射率D=1；黑體A=1，鏡體R=1，透熱體D=1，灰體A+R=1；總輻射能E=Eλdλ，(Eλ：?jiǎn)紊�輻射能；λ：波長(zhǎng))；

四次方定律：E=C(T/100)4=εC0(T/100)4，(C：灰體輻射常數(shù)；C0：黑體輻射常數(shù)；ε=C/C0：發(fā)射率或黑度)；兩物體輻射傳熱：Q1-2=C1-2φA[(T1/100)4-(T2/100)4]，(φ：角系數(shù)；A：輻射面積；C1-2=1/[(1/C1)+(1/C2)-(1/C0)])6.總傳熱速率方程：dQ=KmdA，(dQ：微元傳熱速率；Km：總傳熱系數(shù)；A：傳熱面積)；1/K=1/h1+bA1/λAm+A1/h2A2，(h1，h2：熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù))。7.換熱器：夾套換熱器、蛇管式換熱器、套管式換熱器、列管式換熱器。

8、（1）強(qiáng)化傳熱為了使物料滿(mǎn)足所要求的操作溫度進(jìn)行的加熱或冷卻，希望熱量以所期望的速率進(jìn)行傳遞；（2）削弱傳熱：為了使物料或設(shè)備減少熱量散失，而對(duì)管道或設(shè)備進(jìn)行保溫或保冷。

3

9.熱傳導(dǎo)物體各部分之間不發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，依靠分子、原子及自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的熱量傳遞稱(chēng)為熱傳導(dǎo)，又稱(chēng)導(dǎo)熱。

10.對(duì)流傳熱：對(duì)流僅發(fā)生于流體中，它是指由于流體的宏觀運(yùn)動(dòng)使流體各部分之間發(fā)生相對(duì)位移而導(dǎo)致的熱量傳遞過(guò)程。11.

無(wú)相變對(duì)流傳熱有相變內(nèi)部流動(dòng)強(qiáng)制對(duì)流傳熱外部流動(dòng)大空間自然對(duì)流自然對(duì)流傳熱有限空間自然對(duì)流混合對(duì)流傳熱沸騰傳熱冷凝傳熱大容器沸騰管內(nèi)沸騰管外冷凝管內(nèi)冷凝

12.傳熱的基本方式:（1）熱傳導(dǎo)（2）對(duì)流傳熱熱對(duì)流（3）輻射傳熱

13.影響冷凝傳熱的因素和冷凝傳熱的強(qiáng)化①流體物性：冷凝液、、；潛熱r→②溫差：液膜層流流動(dòng)時(shí)，t=ts－tW，,③不凝氣體：不凝氣體的存在會(huì)導(dǎo)致（1%不凝氣可使60%），所以應(yīng)該定期排放④蒸汽流速與流向(u>10m/s)：蒸汽與液膜同向時(shí)u,；反向時(shí)u,；u時(shí)(無(wú)論方向)。因此蒸汽進(jìn)口一般設(shè)在換熱器上部，以避免蒸汽與液膜逆向流動(dòng)使。⑤蒸汽過(guò)熱：包括冷卻和冷凝兩個(gè)過(guò)程。⑥冷凝面的形狀和位置：以減少冷凝液膜的厚度并作為目的。垂直板或管：可開(kāi)縱向溝槽；水平管束：可采用錯(cuò)列。

14.導(dǎo)熱系數(shù)的物理意義：表示溫度梯度為1K/m或1℃/m時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量。即：?jiǎn)挝粶囟忍荻认?/p>

0為固體在0(10kt)的熱通量。℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)，k為溫度系數(shù)，1/℃,對(duì)大多數(shù)金屬材料為負(fù)值，對(duì)大多數(shù)非金屬固體材料

為正值。

15.在物體邊界上，傳熱邊界條件可分為以下三類(lèi)：(1)已知物體邊界壁面的溫度，稱(chēng)為第一類(lèi)邊界條件；(2)已知物體邊界壁面的熱通量值，稱(chēng)為第二類(lèi)邊界條件；已知物體壁面處的對(duì)流傳熱條件，稱(chēng)為第三類(lèi)邊界條件。

L16.準(zhǔn)數(shù)的定義與物理意義：努塞爾準(zhǔn)數(shù)（Nusselt），Nu:對(duì)流傳熱與厚度為L(zhǎng)的流體層內(nèi)的熱傳導(dǎo)之比。

努塞爾數(shù)越大，對(duì)流傳熱的傳熱強(qiáng)度也越大。它反映了固體壁面處的無(wú)因次溫度梯度的大小。

uLuL雷諾準(zhǔn)數(shù)（Reynold），Re:慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示流體的粘性力起控制作用，抑制流層的擾動(dòng)，隨著雷諾數(shù)的增大，流體中流體微團(tuán)的擾動(dòng)加劇，壁面處的溫度梯度增大，對(duì)流傳熱系數(shù)增大。cp普朗特準(zhǔn)數(shù)（Prandtl），Pr:動(dòng)量擴(kuò)散與熱量擴(kuò)散之比。它表征了流體的動(dòng)量傳遞能力與熱量傳遞能力的格拉曉夫準(zhǔn)數(shù)（Grashof），Gr:

a浮升力與粘性力之比。

它反映了由于流體中溫度差引起密度差所導(dǎo)致的浮升力對(duì)對(duì)流傳熱的影響。它在自然對(duì)流中的作用與強(qiáng)制對(duì)流中雷諾數(shù)的作用相當(dāng)。

17.蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時(shí)有膜狀冷凝和珠狀冷凝兩種

18.影響沸騰傳熱的因素及強(qiáng)化途徑：①液體的性質(zhì)：②溫差：③操作壓強(qiáng)：④加熱面：

19.輻射：物體通過(guò)電磁波來(lái)傳遞能量的過(guò)程。熱輻射：物體由于熱的原因以電磁波的形式向外發(fā)射能量的過(guò)程。20.熱輻射=反射+吸收+穿透（黑體，白體，透熱體，灰體）

E21.物體的黑度：指同溫度下物體與黑體輻射能力之比。僅與自身特性有關(guān)。22.斯蒂芬波爾茨曼定律

)323gtLgLt1000──黑體輻射常數(shù)，=5.67×10-8W/(m2.K4)；克�；舴蚨�律：22E0oT4C0(T4E0EC0──黑體輻射系數(shù)，=5.67W/(m2.K4)

角系數(shù)落到表面Aj上的由表面Ai發(fā)出的輻射能ij由表面Ai發(fā)出的總輻射能23.氣體的熱輻射具有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：

E11Ebf(T)（1）氣體的輻射和吸收對(duì)波長(zhǎng)具有強(qiáng)烈的選擇性（2）氣體的輻射和吸收是在整個(gè)容積內(nèi)進(jìn)行

24.傳熱三步（:1）熱流體以對(duì)流傳熱方式將熱量傳給固體壁面；（2）熱量以熱傳導(dǎo)方式由間壁的熱側(cè)面?zhèn)鞯嚼鋫?cè)面；（3）

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冷流體以對(duì)流傳熱方式將間壁傳來(lái)的熱量帶走。

25.熱量衡算方程反映了冷、熱流體在傳熱過(guò)程中溫度變化的相互關(guān)系。根據(jù)能量守恒原理，在傳熱過(guò)程中，若忽略熱損失，單位時(shí)間內(nèi)熱流體放出的熱量等于冷流體所吸收的熱量。

Qmh(Hh1Hh2)mc(Hc2Hc1)熱量衡算方程

26.傳熱過(guò)程的平均溫差計(jì)算：恒溫差傳熱，變溫差傳熱

27.按照冷、熱流體之間的相對(duì)流動(dòng)方向，流體之間作垂直交叉的流動(dòng)，稱(chēng)為錯(cuò)流；如一流體只沿一個(gè)方向流動(dòng)，而另一流體反復(fù)地折流，使兩側(cè)流體間并流和逆流交替出現(xiàn)，這種情況稱(chēng)為簡(jiǎn)單折流。

28.不同流動(dòng)排布型式的比較：進(jìn)出口溫度條件相同時(shí)，逆流的平均溫差最大，并流的平均溫差最小，對(duì)于其他的流動(dòng)排布型式，其平均溫差介于兩者之間。在實(shí)際的換熱器中應(yīng)盡量采用逆流流動(dòng)，而避免并流流動(dòng)。但是在一些特殊場(chǎng)合下仍采用并流流動(dòng)，以滿(mǎn)足特定的生產(chǎn)工藝需要。采用折流和其他復(fù)雜流動(dòng)的目的是為了提高傳熱系數(shù)，然而其代

Q價(jià)是減小了平均傳熱溫差。

Qmax29.換熱器傳熱效率e的定義為實(shí)際傳熱速率Q與理論上可能的最大傳熱速率Qmax之比

四、質(zhì)量傳遞基礎(chǔ)

1.質(zhì)量傳遞（簡(jiǎn)稱(chēng)傳質(zhì)）是指物質(zhì)從一處向另一處轉(zhuǎn)移，包括相內(nèi)傳質(zhì)和相際傳質(zhì)兩類(lèi)，前者發(fā)生在同一個(gè)相內(nèi)，后者則涉及不同的兩相。

2.（1）氣（汽）－液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸：為吸收的逆過(guò)程。蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增(減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液相）轉(zhuǎn)移。

（2）液-液系統(tǒng)：萃�。喝苜|(zhì)由一液相轉(zhuǎn)入另一液相。這是在液體混合物中加入另一不相溶的液相物質(zhì)，使原混合物組分在兩液相中重新分配的過(guò)程。

（3）氣（汽）－液系統(tǒng)：吸收：混合氣體中可溶組分由氣相傳遞到液相溶劑中的過(guò)程。解吸：為吸收的逆過(guò)程。蒸餾：不同物質(zhì)在氣液兩相間的相互轉(zhuǎn)移。氣體增(減）濕：濕分由液相（氣相）向氣相（液相）轉(zhuǎn)移。

（4）氣－固系統(tǒng)：干燥：加入熱量使液體氣化，從固體的表面或內(nèi)部轉(zhuǎn)入氣相。吸附：物質(zhì)由氣相趨附于固體表面（主要是多孔性固體的內(nèi)表面），吸附平衡是過(guò)程進(jìn)行的極限。3.費(fèi)可定律：實(shí)驗(yàn)表明，在二元混合物（A+B）中，組分的擴(kuò)散通量與其濃度梯度成正比，這個(gè)關(guān)系稱(chēng)為費(fèi)克（Fick）定律。

4.化學(xué)反應(yīng)可分為兩類(lèi)：一類(lèi)是在整個(gè)相內(nèi)均勻發(fā)生的反應(yīng)，稱(chēng)為均相反應(yīng)；另一類(lèi)則是局限在某個(gè)特定區(qū)域內(nèi)的反應(yīng)，它可以是在相的內(nèi)部，也可以在邊界上，稱(chēng)為非均相反應(yīng)。

5.對(duì)流傳質(zhì)通常指運(yùn)動(dòng)流體與固體壁面（或兩股直接接觸的流體之間）間的質(zhì)量傳遞，是相際傳質(zhì)的基礎(chǔ)。一般情況下，傳質(zhì)設(shè)備中流體的流動(dòng)形態(tài)多為湍流。

6.傳質(zhì)過(guò)程應(yīng)用的設(shè)備有多種類(lèi)型，其主要功能是給傳質(zhì)的兩相（或多相）提供良好的接觸機(jī)會(huì)，包括增大相界面面積和增強(qiáng)湍動(dòng)強(qiáng)度，主要有填料塔和板式塔。

7.板式塔：有害因素：空間上的反向流動(dòng)：泡沫夾帶（增大板間距）、氣泡夾帶（增大降液管長(zhǎng)度）；空間上的不均勻流動(dòng)：氣體，液體。如何提高效率：《1》合理選擇塔板孔徑和開(kāi)口率造成適宜氣液接觸狀態(tài)《2》設(shè)置傾斜的進(jìn)氣裝置塔板壓降：塔板上下對(duì)應(yīng)位置的壓力差（新型：泡罩塔板、浮閥塔板、篩孔塔板、舌型塔板、網(wǎng)型塔板、垂直塔板）8.填料塔：主要特性數(shù)據(jù)：比表面積、孔隙率、添填料的幾何形狀（拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、矩鞍型填料、階梯環(huán)添料）9.填料塔操作范圍小，對(duì)液體負(fù)荷變化敏感；不易處理易聚合或含有固體懸浮物的物料；反應(yīng)過(guò)程中需要冷卻時(shí)，填料塔復(fù)雜，有側(cè)線(xiàn)出料時(shí)，填料塔不如板式塔方便；板式塔設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便安全；填料塔小時(shí)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低；易起泡物系、腐蝕性物系、熱敏性物系，填料塔更合適；填料塔壓降比板式塔小，真空操作方便。

五、氣體吸收

1.吸收是將氣體混合物與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，利用個(gè)組。分在液體中溶解度的差異而使氣體中不同組分分離的操作�；旌蠚怏w中，能夠溶解于液體中的組分稱(chēng)為吸收質(zhì)或溶質(zhì)；不能溶解的組分稱(chēng)為惰性氣體；吸收操作所用的溶劑稱(chēng)為吸收劑；溶有溶質(zhì)的溶液稱(chēng)為吸收液或簡(jiǎn)稱(chēng)溶液；派出的氣體稱(chēng)為吸收尾氣。（分物理吸收煤氣脫苯，化學(xué)吸收二氧化碳碳酸鉀）

2.吸收操作是氣體混合物的主要分離方法，化工生產(chǎn)。中它有以下幾種具體的應(yīng)用：１．化工產(chǎn)品２．分離氣體混合物

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３．從氣體中回收有用組分４．氣體凈化(原料氣的凈化和尾氣、廢氣的凈化)５．生化工程。一個(gè)完整地吸收分離過(guò)程一般包括吸收和解吸兩部分。3.溶劑的選擇：（1）溶劑應(yīng)對(duì)氣體中被分離組分有較大溶解度；（2）溶劑對(duì)其他組分的溶解度要�。�3）溶質(zhì)在溶劑中的溶解度對(duì)溫度變化敏感（4）容積蒸汽壓低，減少回收時(shí)的損失（5）溶劑有較好的化學(xué)穩(wěn)定性（6）溶劑有較低的粘度（7）溶劑價(jià)廉，無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃。吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。

4．.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系數(shù)；pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)；E：亨利系數(shù))；y*=mx，(平衡常數(shù)m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。5.費(fèi)克定律：jA=-DABdcA/dz，(jA：擴(kuò)散速率；DAB：組分A在組分B中的擴(kuò)散系數(shù)；dcA/dz：組分A在擴(kuò)散方向z上的濃度梯度)；

等分子擴(kuò)散速率：NA=jA=D(pA,1-pA,2)/RTz；單向擴(kuò)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)，即對(duì)數(shù)平均值)；同理，NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m。

6.吸收塔操作線(xiàn)方程：qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2)，(qn(V)：二元混合氣摩爾流量；qn(L)：液相摩爾流量；x，y：任意一截面液氣相摩爾流量)；

最小液氣比[qn(L)/qn(V)]min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)=(1.12.0)[qn(L)/qn(V)]min；

低濃度時(shí)填料塔高度h=qn(V)[dy/(y-y*)]/KyaS=qn(L)[dx/(x*-x)]/KxaS=NOGHOG=NOLHOL，(K：傳質(zhì)系數(shù)；S：塔截面積；a：?jiǎn)挝惑w積填料有效接觸面積；NOG=[dy/(y-y*)]：氣相總傳質(zhì)單元數(shù)；HOG=qn(V)/KyaS：氣相總傳質(zhì)單元高度)；

相平衡線(xiàn)為直線(xiàn)時(shí)：NOG=ln[(1-S’)(y1-mx2)/(y2-mx2)+S’]/(1-S’)，NOL=ln[(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A]/(1-A)，(吸收因數(shù)：A=1/S’=qm(V)/mqm(V))。

7.填料塔：液體上進(jìn)下出，氣體下進(jìn)上出，其中設(shè)有液體在分布器，可使其均勻分布于填料表面，塔頂可按轉(zhuǎn)除末器。填料塔是一種應(yīng)用廣泛的氣液兩相接觸并進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)的塔設(shè)備，可用于吸收（解吸）、精餾和萃取等分離過(guò)程。填料塔不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于塔直徑較小地情形及處理有腐蝕性的物料或要求壓強(qiáng)較小的真空蒸餾系統(tǒng)，此外，對(duì)于某些液氣比較大的蒸餾或吸收操作，也宜采用填料塔。（氣液逆流流動(dòng)，增加傳質(zhì)推動(dòng)力）

表征填料特性的主要參數(shù)有：1．比表面積；2．空隙度；3．單位堆體積內(nèi)的填料數(shù)目n；4．堆積密度；5．干填料因子及填料因子；6．機(jī)械強(qiáng)度及化學(xué)穩(wěn)定性8.

六、蒸餾

1.蒸餾分類(lèi)：操作方式：連續(xù)蒸餾、間歇蒸餾；對(duì)分離的要求：簡(jiǎn)單蒸餾、平衡蒸餾(閃蒸)、精餾、特殊精餾（精餾還包括水蒸氣精餾、間歇精餾、恒沸精餾、萃取精餾、反應(yīng)精餾）；壓力：常壓蒸餾、加壓蒸餾、減壓蒸餾；組分：雙組分蒸餾和多組分蒸餾(精餾)，常用精餾塔。精餾，加壓提高蒸汽冷凝溫度，降壓降低沸點(diǎn)溫度。

2.雙組分溶液氣液相平衡：液態(tài)泡點(diǎn)方程：xA=[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)]，(xA：液態(tài)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)；p(t)：壓強(qiáng)關(guān)于溫度的函數(shù))；

氣態(tài)露點(diǎn)方程：yA=pA/p=[pA(t)/p]×[p-pB(t)]/[pA(t)-pB(t)]；平衡常數(shù)KA=yA/xA，理想溶液：KA=p°A/p，即組分飽和蒸氣壓和總壓之比；揮發(fā)度：υA=pA/xA，相對(duì)揮發(fā)度：αAB=υA/υB，最終可導(dǎo)出氣液平衡方程：y=αx/[1+(a-1)x]；

氣液平衡相圖：p-x圖(等溫)、t-x(y)圖(等壓)、x-y圖。

3.平衡蒸餾：qn(F)，xF加熱至泡點(diǎn)以上tF，減壓氣化，溫度達(dá)到平衡溫度te，兩相平衡qn(D)，yD和qn(W)，xW；物料衡算：yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1)，(液化率：q=qn(W)/qn(F))；熱量衡算：tF=te+(1-q)γ/Cp,m，(Cp,m：原液的摩爾定壓熱容；γ：原液的摩爾氣化潛熱)；平衡關(guān)系：yD=αxW/[1+(α-1)xW]。4.簡(jiǎn)單蒸餾：持續(xù)加熱至釜液組成和餾出液組成達(dá)到規(guī)定時(shí)停止；關(guān)系式：ln[n(F)/n(W)]={ln(xF/xW)-αln[(1-xF)/(1-xW)]}/(α-1)；

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總物料衡算：n(F)=n(W)+n(D)；易揮發(fā)組分衡算：n(F)xF=n(W)xW+n(D)xD；

推出：xD=[n(F)xF-n(W)xW]/[n(F)-n(W)]。

5.精餾：多次部分氣化部分冷凝(連續(xù)、間歇)，泡點(diǎn)不同采取不同的壓力操作，塔板數(shù)從上至下記；塔頂易揮發(fā)組分回收率：ηD=qn(D)xD/qn(F)xF×100%，

釜中不易揮發(fā)組分回收率：ηW=qn(W)(1-xW)/[qn(F)(1-xF)]×100%；精餾段總物料衡算：qn(V)=qn(D)+qn(L)；精餾段易揮發(fā)組分衡算：qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn；(V：各層上升蒸汽量；D：塔頂餾出液量；L：各板下降的液量；yn+1：第n+1塊板上升的蒸汽中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù)；xn：第n塊板下降的液體中易揮發(fā)組分的摩爾分?jǐn)?shù))，

精餾段操作線(xiàn)方程：yn+1=Rxn/(R+1)+xD/(R+1)，(回流比R=qn(L)/qn(D))；

提餾段總物料衡算：qn(L’)=qn(V’)+qn(W)；提餾段易揮發(fā)組分衡算：qn(L’)x’m=qn(V’)y’m+1+qn(W)xW；(W：釜液量)，提餾段操作線(xiàn)方程：y’m+1=qn(L’)x’m/qn(V’)-qn(W)xW/qn(V’)；

總的物料衡算：qn(F)+qn(V’)+qn(L)=qn(V)+qn(L’)，乘上各焓值Hx即為熱量衡算，qn(V)=qn(V’)+(1-q)qn(F)，(精餾進(jìn)料熱狀態(tài)參數(shù)q=(HV-HF)/(HV-HL)，即單位原料液變?yōu)轱柡驼羝�所需要的熱量與單位原料液潛熱之比)；

進(jìn)料方程：y=qx/(q-1)-xF/(q-1)；理論塔板的計(jì)算逐板法和圖解法，回流比R增大理論塔板數(shù)減小，解析法：全回流理論塔板數(shù)Nmin={lg[xD(1-xw)/[xw(1-xD)]]}/lgam-1，(am：全塔平均揮發(fā)度)；

最小回流比Rmin=(xD-yq)/(yq-xq)，(xq，yq：進(jìn)料時(shí))，R實(shí)=(1.12.0)Rmin；全塔效率ET為理論塔板數(shù)與實(shí)際塔板數(shù)之比；

間歇精餾：分批精餾，一次進(jìn)料待釜液達(dá)到指定組成后，放出殘液，再次加料，用于分離量少而純度要求高的物料，每批精餾氣化物質(zhì)的量n(V)=(R+1)n(D)，所需時(shí)間τ=n(V)/qn(V)；

特殊精餾：恒沸精餾(加第三組分，形成新的低恒沸物，增大相對(duì)揮發(fā)度)、萃取精餾(加第三組分，增大相對(duì)揮發(fā)度)、加鹽萃取精餾、分子蒸餾(針對(duì)高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度、熱穩(wěn)定性極差的有機(jī)物)。

6.根據(jù)溶液的蒸汽壓偏離拉烏爾定律的方向，一般可將非理想溶液分成兩大類(lèi)：１、正偏差溶液，２、負(fù)偏差溶液7.精餾回流中，下降也體重的輕組分向氣相傳遞，上升正其中的重組分向液相傳遞，塔下半部分完成了重組分的提濃，叫做提餾段。完整的精餾塔包括精餾段和提餾段。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，回流比是塔頂回流量比塔頂產(chǎn)品量的比值。板式塔加料位置在第五塊板效率最高。只有提餾段沒(méi)有精餾段的叫回收塔。

8.加入第三組分和原溶液中的某一組份形成最低恒沸物，以新恒沸物的形式從塔頂蒸出叫做恒沸蒸餾（糠醛-水），若加入的第三組分僅改變各組分的相對(duì)揮發(fā)度叫做萃取精餾（乙醇-水）。恒沸精餾的挾帶劑要符合能與混合組分鐘至少一個(gè)形成最低恒沸物，新形成的恒沸物要便于分離，恒沸物中挾帶劑的含量要少。萃取精餾添加劑要選擇性高、揮發(fā)性小，與原溶液可以很好的互溶。相比較，萃取精餾添加劑的選擇范圍廣，不用形成汽化物從塔頂蒸出能耗少，但其需要連續(xù)不斷的加入，不能用于間歇精餾。9.多組分精餾，獲得n個(gè)產(chǎn)物需要n+1個(gè)塔。

五、吸收

1.吸收劑的要求：對(duì)溶質(zhì)的溶解度大，對(duì)其他成分溶解度小、易于再生、不易揮發(fā)、粘度低、無(wú)腐蝕性、無(wú)毒不易燃、價(jià)低，吸收率η=(mA除/mA進(jìn))×100%≈[(y1-y2)/y1]×100%，(y1，y2：進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù))。

2.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA，(c*A：溶解度；H：溶解度系數(shù)；pA：氣相分壓)；p*A=ExA，(xA：液相中溶質(zhì)摩爾分?jǐn)?shù)；E：亨利系數(shù))；y*=mx，(平衡常數(shù)m=E/p)；E=ρs/HMs，(ρs，Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量)。

六、干燥

1.絕對(duì)濕度δ=0.622pV/(p-pV)，(pV：水蒸汽分壓)；相對(duì)濕度φ=pV/pS，(pS：水蒸汽飽和分壓)；濕焓I=Ig+δIv，(Ig：絕干空氣的焓；Iv：水蒸汽的焓)。

2.物料的干基濕含量X=m水/m絕干，是基濕含量ω=m水/m總×100%，ω=X/(1+X)；物料分類(lèi)：非吸濕毛細(xì)孔物料、

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吸濕多孔物料和膠體無(wú)孔物料；物料與水分：總水分、平衡水分、自由水分、非結(jié)合水分、結(jié)合水分。

3.干燥過(guò)程物料衡算：qm,c(X1-X2)=qm,L(δ2-δ1)=qm,W，(qm,c：絕對(duì)干料的質(zhì)量流量；qm,L：絕干空氣質(zhì)量流量；qm,W：干料蒸發(fā)出水分的質(zhì)量流量)，即濕物料減少水分等于干空氣中增加的水分；

熱量衡算：q=qD+qP=qm,L(I2-I0)+qm,c(I’2-I’1)+qL，(qD：?jiǎn)挝粫r(shí)間干燥器熱量；qP：?jiǎn)挝粫r(shí)間預(yù)熱氣熱量；qL：?jiǎn)挝粫r(shí)間熱損失；I2：出干燥器的空氣的焓；I0：進(jìn)預(yù)熱器的空氣的焓；I’2，I’1：進(jìn)出干燥器物料的焓)，qD=qm,L(I1-I0)=qm,L(1.01+1.88δ0)(t1-t0)，qD=qm,L(I2-I1)+qm,c(I’2-I’1)+qL；

干燥器熱效率：η=qd/qP×100%，(qd=qm,L(1.01+1.88δ0)(t1-t2))。4.干燥速率U=h(t-tW)/rtw，(h：對(duì)流表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；t：恒定干燥條件下空氣平均溫度；tW：初始狀態(tài)空氣濕球溫度；r：飽和蒸汽冷凝潛熱)；

恒速干燥階段時(shí)間：τ1=qm,c(X1-Xc)/UcS，(Xc：臨界濕含量；S：干燥面積)，

降速干燥階段時(shí)間：τ2=qm,c(Xc-X*)ln[(Xc-X*)/(X2-X*)]/UcS。

5.干燥器分類(lèi)：廂式干燥器、隧道干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、帶式干燥器、轉(zhuǎn)鼓干燥器、噴霧干燥、流化床干燥器、氣流干燥器、微波高頻干燥。

七、新型分離技術(shù)

1.超臨界萃�。阂猿�臨界流體作萃取劑(密度接近于液體，而粘度接近于氣體，擴(kuò)散系數(shù)位于兩者之間)，其具有很強(qiáng)的選擇性和溶解能力，傳質(zhì)速率大；流程可分為：等溫法、等壓法和吸附吸收法。

2.膜分離技術(shù)：微濾、超濾、納濾、反滲透、透析、電滲析、氣膜膜分離、滲透氣化(溶質(zhì)發(fā)生相變化，再透過(guò)側(cè)以氣相狀態(tài)存在)。

3.液液萃取（石油餾分氧化的稀醋酸提濃）：與分離液體混合物的整流方法比較，下列情況采用是可取的：

（1）溶質(zhì)A的濃度很小而稀釋劑的濃度B易揮發(fā)組分時(shí)，直接用蒸餾的方法能耗是很大，這時(shí)可以先萃取，使溶質(zhì)A富集于萃取劑S中，然后對(duì)萃取相進(jìn)行蒸餾，如以氯仿為萃取劑從咖啡因水溶液中分離咖啡因。

（2）恒沸物或沸點(diǎn)相近組分的分離，此時(shí)普通整流方法不適用，如催化重整油中芳烴與烷烴的分離因沸點(diǎn)相近而需要塔板數(shù)太多，工業(yè)上常用環(huán)丁砜為萃取劑融解苯、甲苯、二甲苯以及其他芳烴衍生物。

（3）需分離的組分不耐熱，蒸餾時(shí)易分解、聚合或發(fā)生其他變化，如從發(fā)酵液中提取青霉素時(shí)采用醋酸丁酯為萃取劑進(jìn)行萃取。

溶劑需滿(mǎn)足：溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶；溶劑對(duì)A、B兩種組分有不同的溶解能力，有選擇性。對(duì)被分離組分A相對(duì)揮發(fā)度高。

混合液相對(duì)揮發(fā)度小，濃度稀，含熱敏物質(zhì)宜采用液液萃取。（兩相接觸方式分微分接觸，級(jí)式接觸）（三角形圖、溶解度曲線(xiàn)）主要設(shè)備：篩板塔、填料塔、脈沖填料塔脈沖篩板塔、轉(zhuǎn)盤(pán)塔等。八、結(jié)晶

1.由蒸汽、溶液或熔融物中析出固體晶態(tài)的操作叫結(jié)晶。

2.吸附多孔性固體表面的分子或原子因受力不均而具有剩余的表面能，當(dāng)流體中的某些物質(zhì)碰撞固體表面時(shí)，受到這些不平衡力的作用就會(huì)停留在固體表面上。具有吸附作用的物質(zhì)，稱(chēng)為吸附劑，被吸附的物質(zhì)稱(chēng)為吸附質(zhì)。常見(jiàn)的吸附劑有活性炭、磺化煤、焦碳、木炭、白土、爐渣及大孔徑吸附樹(shù)脂等。3.吸附的應(yīng)用（1）氣體和液體的深度干燥；（2）食品、藥品和有機(jī)石油產(chǎn)品的脫色、除臭；（3）有機(jī)烷烴的分離和精制；（4）氣體的分離和精制；（5）從廢水或廢氣中除去有害的物質(zhì)。4.膜分離是以對(duì)組分具有選擇性透過(guò)功能的膜為分離截至，通過(guò)在膜兩側(cè)施加（或存在）一種或多種推動(dòng)力，使原料中的膜組分選擇性地優(yōu)先透過(guò)膜，從而達(dá)到混合物分離，并視線(xiàn)產(chǎn)物地提取、濃縮、純化等目的的一種新型分離過(guò)程。

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