化工傳遞與分離教學(xué)大綱

1、化工傳遞與分離教學(xué)大綱課程編號(hào)：課程名稱：化工傳遞與分離/ Transport Principle and Seperation Engineering for ChemicalProcess學(xué)時(shí)/學(xué)分：48/3先修課程：物理化學(xué)、化工熱力學(xué)、化工原理適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝開(kāi)課學(xué)院、系或教研室：化學(xué)工程學(xué)院、化學(xué)工程系一、課程的性質(zhì)與任務(wù)化工傳遞與分離過(guò)程是物理化學(xué)、化工原理等課程的后續(xù)課程。傳遞過(guò)程主要闡述了動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞的基本原理，是分離過(guò)程的理論基礎(chǔ)；分離工程講述了化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域中常見(jiàn)分離技術(shù)的原理和設(shè)計(jì)方法，并介紹了分離過(guò)程的前沿技術(shù)。本課程是化學(xué)工程與工藝專業(yè)的專業(yè)必修課，通過(guò)

2、相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問(wèn)題和解決工程問(wèn)題的能力，為其畢業(yè)后從事相關(guān)技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)奠定良好的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。二、課程的教學(xué)內(nèi)容、基本要求及學(xué)時(shí)分配（一）教學(xué)內(nèi)容基本要求1. 化工傳遞過(guò)程原理1.1 動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞傳遞現(xiàn)象、分子傳遞、渦流傳遞a 流體流動(dòng)質(zhì)量力、表面力、粘性定律流體平衡微分方程、流體靜壓力學(xué)方程b 動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞的類似性分子傳遞的基本定律（牛頓粘性定律、傅立葉定律、費(fèi)克定律）三種傳遞現(xiàn)象的類似性、無(wú)因次傳遞準(zhǔn)數(shù)1.4 氣（液）液兩相流動(dòng)及設(shè)備基本流動(dòng)行為、管內(nèi)氣液兩相流動(dòng)、氣泡的形成規(guī)律氣液攪拌槽、氣液鼓泡塔、液滴運(yùn)動(dòng)、篩板萃取柱1.5 質(zhì)量傳遞質(zhì)量傳遞的基

3、本方式、傳質(zhì)速度、擴(kuò)散通量傳質(zhì)微分方程氣體中的分子擴(kuò)散（擴(kuò)散通量、濃度分布方程、擴(kuò)散系數(shù)）液體中的分子擴(kuò)散（穩(wěn)態(tài)分子擴(kuò)散速率方程、擴(kuò)散系數(shù)）固體中的分子擴(kuò)散（費(fèi)克型擴(kuò)散、紐特遜擴(kuò)散、過(guò)渡區(qū)擴(kuò)散）1.6 對(duì)流傳質(zhì)傳質(zhì)機(jī)理、傳質(zhì)系數(shù)、傳質(zhì)理論模型、相間傳質(zhì)對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)模型、工業(yè)裝置中的傳質(zhì)1.7 伴有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程擴(kuò)散控制過(guò)程、反應(yīng)控制過(guò)程反應(yīng)對(duì)傳質(zhì)的影響均相反應(yīng)的傳質(zhì)速率、非均相反應(yīng)時(shí)的傳質(zhì)2. 化工分離工程2.1 分離過(guò)程的分類和特征機(jī)械分離、傳質(zhì)分離平衡分離過(guò)程、速率分離過(guò)程2.2 吸附過(guò)程吸附現(xiàn)象、吸附原理、 物理吸附和化學(xué)吸附特征吸附劑種類和特點(diǎn)、吸附劑再生吸附平衡（單組分氣體吸附理

4、論、雙組分氣體吸附、液固吸附平衡）吸附過(guò)程步驟、吸附速率吸附負(fù)荷曲線和透過(guò)曲線固定床吸附器及其計(jì)算、移動(dòng)床吸附分離吸附分離方法的新進(jìn)展（模擬移動(dòng)床、變壓吸附法、熱參數(shù)泵法等）2.3 特殊精餾反應(yīng)精餾：特征與應(yīng)用、工藝過(guò)程、反應(yīng)精餾計(jì)算萃取精餾：基本原理、萃取劑的選擇、工藝流程萃取精餾塔、萃取精餾過(guò)程計(jì)算恒沸精餾：恒沸物的形成條件與特性、恒沸劑的選擇工藝流程、恒沸精餾塔的計(jì)算恒沸精餾與萃取精餾的比較精餾流程方案設(shè)計(jì)及選擇2.4 超臨界流體萃取超臨界流體特征、萃取劑超臨界流體萃取基本原理工藝流程（等溫法、等壓法和吸附法）及其應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例2.5 色譜基本原理（平衡級(jí)模型、保留時(shí)間和體積、分離度）工藝

5、過(guò)程與設(shè)備、應(yīng)用2.6 膜分離膜的定義及膜分離特點(diǎn)、膜分離過(guò)程微孔過(guò)濾、超濾、反滲透、滲析、電滲析、氣體分離、滲透氣化、液膜新膜過(guò)程：納米膜過(guò)濾、膜蒸餾、膜萃取、液膜電滲析親和膜分離、促進(jìn)傳遞、膜反應(yīng)過(guò)程膜分離與其他化工分離和反應(yīng)過(guò)程的結(jié)合2.7 分離過(guò)程的選擇選擇的基本依據(jù)工藝可行性與設(shè)備可靠性分離工程的類型、組合工藝排列次序的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則（二）基本要求掌握動(dòng)量、熱量和質(zhì)量傳遞的一般規(guī)律和基本特征，能對(duì)分子傳質(zhì)、對(duì)流傳質(zhì)、多孔介質(zhì)中的傳質(zhì)和伴有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)等過(guò)程進(jìn)行分析和描述。掌握吸附特殊精餾、（反應(yīng)精餾、萃取精餾、恒沸精餾）、超臨界流體萃取、色譜和膜分離等過(guò)程的作用原理、工藝流程、分離設(shè)備和

6、過(guò)程計(jì)算。（三）學(xué)時(shí)分配 （四）課程內(nèi)容的重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 傳遞過(guò)程原理重點(diǎn)：傳遞現(xiàn)象、兩相流動(dòng)行為、衡算方程、擴(kuò)散系數(shù)分子傳遞的基本定律、反應(yīng)對(duì)傳質(zhì)的影響難點(diǎn)：傳質(zhì)機(jī)理、擴(kuò)散方程、傳質(zhì)模型流體平衡微分方程、流體靜壓力學(xué)方程傳質(zhì)微分方程2. 吸附過(guò)程重點(diǎn)：吸附劑的種類和特征、吸附平衡和吸附速率吸附負(fù)荷曲線和透過(guò)曲線難點(diǎn)：吸附原理、固定床吸附器的計(jì)算3. 特殊精餾重點(diǎn)：反應(yīng)精餾、萃取精餾和恒沸精餾的基本原理、工藝流程、分離設(shè)備難點(diǎn)：液相活度系數(shù)模型、萃取精餾和恒沸精餾過(guò)程的計(jì)算4. 超臨界流體萃取重點(diǎn)：基本原理、工藝流程（等溫法、等壓法和吸附法）5. 色譜與膜分離重點(diǎn)：色譜基本原理、膜分離種類及其

7、特征難點(diǎn)：色譜工藝過(guò)程6. 分離方法的選擇重點(diǎn)：分離方法的選擇準(zhǔn)則三、課程改革與特色本課程在傳統(tǒng)化學(xué)分離工程的基礎(chǔ)上，將傳遞過(guò)程理論應(yīng)用于工程分析，能提高學(xué)生對(duì)分離技術(shù)中工程問(wèn)題的分析能力和解決能力。四、推薦教材及參考書(shū)推薦教材：新型分離技術(shù)，主編：陳歡林，出版社：化學(xué)工業(yè)出版社，出版或修訂時(shí)間：2005.7 參考書(shū)：化工傳遞過(guò)程基礎(chǔ)，主編：陳濤，張國(guó)亮，出版社：化學(xué)工業(yè)出版社，出版或修訂時(shí)間：2002.7化工分離工程，主編: 宋華、陳穎，出版社：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，出版或修訂時(shí)間：2003.4高等傳遞過(guò)程原理，主編：王濤、樸香蘭，出版社：化學(xué)工業(yè)出版社，出版時(shí)間：2005.1 Separation proces