《化工原理》介紹化工過(guò)程中主要單元操作的基本原理,過(guò)程計(jì)算,過(guò)程強(qiáng)化及典型設(shè)備,全書(shū)共10章,分為上,下兩冊(cè)。本書(shū)為下冊(cè),詳細(xì)介紹與物質(zhì)分離和純化有關(guān)的單元操作,包括蒸餾,氣體吸收,液-液萃取,干燥及其他分離過(guò)程。本書(shū)強(qiáng)調(diào)基本理論與工程實(shí)踐相結(jié)合,突出工程觀點(diǎn)和過(guò)程強(qiáng)化方法,可作為高等學(xué)校化工,石油,材料,生物,制藥,輕工,食品,環(huán)境等專業(yè)本科生教材或參考書(shū),也可供化工及相關(guān)專業(yè)工程技術(shù)人員參考。
本書(shū)借鑒國(guó)內(nèi)外同類教材的長(zhǎng)處,并結(jié)合大連理工大學(xué)化工原理教學(xué)團(tuán)隊(duì)豐富的教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)編寫而成。本書(shū)介紹了化工過(guò)程中主要的單元操作,各章按照單元操作的基本原理,過(guò)程計(jì)算,過(guò)程強(qiáng)化和過(guò)程典型設(shè)備的主線編寫,重點(diǎn)介紹過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算。本書(shū)在編寫過(guò)程中,力爭(zhēng)理論與實(shí)踐相結(jié)合,突出工程觀點(diǎn)和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)及過(guò)程強(qiáng)化。
化工原理課程內(nèi)容包括化工過(guò)程典型單元操作的基本原理,典型過(guò)程及設(shè)備的設(shè)計(jì)與操作分析,是化學(xué)工程與工藝及相近,相關(guān)專業(yè)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課,具有基礎(chǔ)理論和工程實(shí)踐并重的特點(diǎn)。通過(guò)本門課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力,這在創(chuàng)新型工程技術(shù)人才培養(yǎng)過(guò)程中具有重要意義。本書(shū)借鑒了國(guó)內(nèi)外同類教材的長(zhǎng)處,并結(jié)合編者們多年的化工原理教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)編寫而成。教材介紹了化工過(guò)程中主要的單元操作,各章按照單元操作的基本原理,過(guò)程計(jì)算,過(guò)程強(qiáng)化和過(guò)程典型設(shè)備的主線編寫,重點(diǎn)介紹過(guò)程的設(shè)計(jì)計(jì)算。在編寫過(guò)程中,力爭(zhēng)理論與實(shí)踐相結(jié)合,突出工程觀點(diǎn)和解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的培養(yǎng)及過(guò)程強(qiáng)化的方法。書(shū)中標(biāo)*部分為拓展學(xué)習(xí)內(nèi)容。本教材包括10章,分為上,下兩冊(cè)。上冊(cè)主要介紹與流體流動(dòng)和傳熱有關(guān)的單元操作,包括緒論,流體流動(dòng)與輸送設(shè)備,機(jī)械分離與流態(tài)化,傳熱過(guò)程與換熱器,蒸發(fā)。上冊(cè)主編為大連理工大學(xué)王瑤,賀高紅,參加編寫的有賀高紅,焉曉明(第1章),潘艷秋,俞路(第2章),姜曉濱,阮雪華(第3章),吳雪梅,張寧,鄭文姬(第4章),董宏光(第5章)。下冊(cè)介紹與質(zhì)量傳遞有關(guān)的單元操作,包括蒸餾,氣體吸收,液-液萃取,干燥和其他分離過(guò)程。下冊(cè)主編為大連理工大學(xué)潘艷秋,吳雪梅,參加編寫的有王瑤(第6章),賀高紅,肖武,張文君(第7章),肖武,張秀娟(第8章),韓志忠(第9章),李祥村,姜曉濱(第10章)。大連理工大學(xué)化工原理教研室的全體同事在本書(shū)的編寫過(guò)程中給予了無(wú)私的幫助和支持,在此一并表示衷心的感謝!限于編者水平,書(shū)中難免有不妥和疏漏之處,敬請(qǐng)讀者指正。編者2016年7月
潘艷秋,大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部副部長(zhǎng),教授,博導(dǎo),化學(xué)工程與工藝專業(yè)負(fù)責(zé)人。主編或參編出版教材8部,負(fù)責(zé)或參加多項(xiàng)國(guó)家 級(jí),省部級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目,獲國(guó)家教學(xué)成果二等獎(jiǎng),寶鋼教育基金獎(jiǎng)優(yōu) 秀教師獎(jiǎng),大連市五一獎(jiǎng)?wù),大連市三育人標(biāo)兵等。任《化工高等教育》編委,教育部化工類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員,中國(guó)化工教育協(xié)會(huì)第四屆常務(wù)理事。主要科研方向:化工傳遞過(guò)程,膜分離工程,微通道傳遞過(guò)程模擬。主持或參與多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和企業(yè)技術(shù)改造項(xiàng)目。在Chinese Journal of Chemical Engineering ,Separation and Purification Technology,化工學(xué)報(bào)等國(guó)內(nèi)外知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表科研論文50余篇。獲國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng),教育部自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng),中國(guó)石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)等。
第6章蒸餾 / 1
6.1概述1
6.2雙組分溶液的氣液相平衡2
6.2.1理想體系氣液相平衡2
6.2.2非理想體系的氣液相平衡關(guān)系*9
6.3蒸餾方式10
6.3.1簡(jiǎn)單蒸餾10
6.3.2平衡蒸餾12
6.3.3精餾14
6.4簡(jiǎn)單塔雙組分連續(xù)精餾計(jì)算19
6.4.1精餾過(guò)程的物料衡算與熱量衡算19
6.4.2精餾過(guò)程的操作線方程及其圖示26
6.4.3理論板數(shù)的計(jì)算28
6.4.4實(shí)際板數(shù)和填料層高度40
6.4.5精餾過(guò)程的操作型問(wèn)題*42
6.5間歇精餾44
6.5.1恒定回流比的操作45
6.5.2恒定餾出液組成的操作48
6.6多組分精餾*49
6.6.1多組分精餾分離序列50
6.6.2多組分系統(tǒng)的氣液相平衡51
6.6.3全塔物料衡算53
6.6.4多組分精餾過(guò)程的回流比57
6.6.5多組分精餾的理論板數(shù)計(jì)算59
6.7精餾過(guò)程的強(qiáng)化與節(jié)能技術(shù)61
6.7.1精餾過(guò)程的強(qiáng)化62
6.7.2精餾過(guò)程的節(jié)能技術(shù)63
6.8特殊蒸餾*66
6.8.1恒沸精餾66
6.8.2萃取精餾67
6.8.3分子蒸餾68
6.9板式塔69
6.9.1板式塔結(jié)構(gòu)和主要類型69
6.9.2塔板的流體力學(xué)狀況74
6.9.3篩板塔的工藝設(shè)計(jì)計(jì)算77
6.9.4板式塔的設(shè)計(jì)示例91
習(xí)題96
本章符號(hào)說(shuō)明100
第7章氣體吸收 / 101
7.1概述101
7.1.1吸收過(guò)程及其應(yīng)用101
7.1.2吸收過(guò)程的分類102
7.1.3吸收劑的選擇103
7.1.4吸收過(guò)程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)103
7.2吸收過(guò)程的氣液相平衡關(guān)系104
7.2.1溶解度曲線105
7.2.2氣液相平衡方程105
7.2.3相平衡方程在吸收過(guò)程中的應(yīng)用108
7.3氣相和液相內(nèi)的質(zhì)量傳遞109
7.3.1傳質(zhì)的基本方式110
7.3.2組分運(yùn)動(dòng)速度及傳質(zhì)通量110
7.3.3分子擴(kuò)散112
7.3.4渦流擴(kuò)散120
7.3.5對(duì)流傳質(zhì)理論和傳質(zhì)速率方程120
7.4相際傳質(zhì)理論和總傳質(zhì)速率方程123
7.4.1相際傳質(zhì)的雙膜模型124
7.4.2相際傳質(zhì)速率方程124
7.4.3吸收過(guò)程中的傳質(zhì)阻力控制步驟127
7.5低濃度氣體吸收130
7.5.1低濃度氣體吸收的特點(diǎn)131
7.5.2吸收過(guò)程的物料衡算及操作線方程132
7.5.3吸收劑用量和最小液氣比133
7.5.4吸收塔高度的計(jì)算136
7.5.5傳質(zhì)單元數(shù)的計(jì)算方法139
7.5.6理論級(jí)法計(jì)算吸收塔高度147
7.6高濃度氣體吸收149
7.6.1高濃度氣體吸收的特點(diǎn)149
7.6.2高濃度氣體吸收的計(jì)算150
7.7多組分吸收過(guò)程154
7.7.1多組分吸收的相平衡關(guān)系155
7.7.2多組分吸收的計(jì)算155
7.8化學(xué)吸收155
7.8.1化學(xué)吸收的特點(diǎn)156
7.8.2化學(xué)吸收的計(jì)算156
7.9解吸操作157
7.9.1解吸方法157
7.9.2氣提解吸過(guò)程的分析計(jì)算158
7.10填料塔161
7.10.1填料塔的結(jié)構(gòu)161
7.10.2主要塔內(nèi)件簡(jiǎn)介161
7.10.3填料塔的流體力學(xué)性能171
7.10.4填料塔工藝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介176
7.10.5填料塔和板式塔的比較178
7.11強(qiáng)化吸收過(guò)程的措施179
7.11.1提高吸收過(guò)程的推動(dòng)力179
7.11.2降低吸收過(guò)程的傳質(zhì)阻力180
7.11.3其他新型吸收強(qiáng)化技術(shù)180
習(xí)題181
本章符號(hào)說(shuō)明186
第8章液-液萃取 / 188
8.1概述188
8.1.1萃取過(guò)程及其應(yīng)用188
8.1.2萃取過(guò)程基本原理189
8.1.3萃取劑的選擇190
8.1.4萃取過(guò)程的基本流程191
8.2液-液相平衡關(guān)系193
8.2.1三角形坐標(biāo)193
8.2.2物料衡算和杠桿定律193
8.2.3三角形相圖195
8.3萃取過(guò)程計(jì)算199
8.3.1單級(jí)萃取199
8.3.2多級(jí)錯(cuò)流萃取204
8.3.3多級(jí)逆流萃取208
8.3.4微分接觸式逆流萃取214
8.4液-液萃取設(shè)備215
8.4.1混合-澄清槽215
8.4.2塔式萃取設(shè)備216
8.4.3離心萃取器218
8.4.4液-液萃取設(shè)備的選擇218
8.5超臨界流體萃取219
8.5.1超臨界流體及其性質(zhì)219
8.5.2超臨界流體萃取過(guò)程與工藝221
8.5.3超臨界流體萃取技術(shù)的應(yīng)用221
8.6萃取過(guò)程的強(qiáng)化222
8.6.1萃取設(shè)備的強(qiáng)化223
8.6.2耦合技術(shù)實(shí)現(xiàn)萃取強(qiáng)化 224
習(xí)題224
本章符號(hào)說(shuō)明227
第9章干燥 / 229
9.1概述229
9.1.1固體物料去濕方法和干燥過(guò)程分類229
9.1.2對(duì)流干燥過(guò)程流程230
9.1.3對(duì)流干燥中的熱量傳遞和質(zhì)量傳遞230
9.1.4干燥過(guò)程操作評(píng)價(jià)231
9.2干燥介質(zhì)232
9.2.1濕空氣的狀態(tài)參數(shù)232
9.2.2濕空氣的濕球溫度234
9.2.3濕空氣的溫-濕圖及其應(yīng)用235
9.3水分在氣-固兩相間的相平衡238
9.4恒定干燥條件下的干燥速率及過(guò)程計(jì)算240
9.4.1恒定干燥條件下的干燥速率240
9.4.2恒定條件下干燥時(shí)間的計(jì)算242
9.5連續(xù)干燥過(guò)程及過(guò)程計(jì)算244
9.5.1連續(xù)干燥過(guò)程244
9.5.2連續(xù)干燥過(guò)程計(jì)算方法244
9.5.3連續(xù)干燥過(guò)程操作條件和設(shè)計(jì)參數(shù)的確定249
9.6干燥器250
9.6.1干燥器的分類及其基本要求250
9.6.2常用對(duì)流式干燥器251
9.6.3干燥過(guò)程節(jié)能和技術(shù)發(fā)展255
習(xí)題256
本章符號(hào)說(shuō)明257
第10章其他分離過(guò)程 / 259
10.1概述259
10.2膜分離技術(shù)259
10.2.1膜的定義260
10.2.2膜的分類和形態(tài)結(jié)構(gòu)260
10.2.3膜分離過(guò)程的分類262
10.2.4膜分離技術(shù)在過(guò)程強(qiáng)化中的應(yīng)用263
10.2.5超濾與微濾過(guò)程264
10.2.6反滲透與納濾265
10.2.7滲析和電滲析269
10.2.8氣體膜分離過(guò)程271
10.2.9滲透蒸發(fā)過(guò)程273
10.2.10其他膜分離過(guò)程*275
10.3吸附分離*276
10.3.1吸附分離原理276
10.3.2吸附劑277
10.3.3吸附分離的應(yīng)用278
10.4離子交換分離*278
10.4.1離子交換劑279
10.4.2離子交換平衡280
10.4.3離子交換設(shè)備281
10.4.4離子交換分離技術(shù)的應(yīng)用282
10.5色譜分離技術(shù)*283
10.5.1色譜分離的基本原理284
10.5.2色譜分離技術(shù)的應(yīng)用285
10.6結(jié)晶285
10.6.1晶體的特性和幾何結(jié)構(gòu)286
10.6.2結(jié)晶分離的基本原理287
10.6.3溶液結(jié)晶290
10.6.4熔融結(jié)晶*292
10.6.5其他結(jié)晶過(guò)程*294
習(xí)題296
本章符號(hào)說(shuō)明296
習(xí)題參考答案 / 298
參考文獻(xiàn) / 301