化工原理期末復(fù)習(xí)題答案

1、文檔來(lái)源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.化工原理 2 學(xué)習(xí)要求第 7 章 傳質(zhì)與分離過(guò)程概論1 、掌握平衡分離與速率分離的概念（基本原理）及各自有哪些主要類(lèi)型。平衡分離： 借助分離媒介 （熱能、 溶解、 吸附 劑）使均相混合物變?yōu)閮上?，兩相中?各組分達(dá)到某種平衡，以各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)實(shí)現(xiàn)分離。主要類(lèi)型：（ 1）氣液傳質(zhì)過(guò)程（2）汽液傳質(zhì)過(guò)程（3）液液傳質(zhì)過(guò)程（4）液固傳質(zhì)過(guò)程（5）氣固傳質(zhì)過(guò)程速率分離：借助推動(dòng)力（壓力、溫度、點(diǎn)位差）的作用，利用各組擴(kuò)散速度的差異，實(shí)現(xiàn)分離。主要類(lèi)型：（ 1 ）膜分離：超濾、反滲透、滲析、電滲析（ 2 ）場(chǎng)

2、分離：電泳、熱擴(kuò)散、高梯度磁場(chǎng)分離2 、 掌握質(zhì)量傳遞的兩者方式（分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散） 。分子擴(kuò)散：由于分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象分子傳質(zhì)。對(duì)流擴(kuò)散：運(yùn)動(dòng)流體與固體表面之間，或兩個(gè)有限互溶的運(yùn)動(dòng)流體之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程對(duì)流傳質(zhì)3、理解雙膜理論（雙膜模型）的論點(diǎn)（原理）。（1） 相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面， 界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很薄 （等效厚度分別為zG 和 zL） 的流體膜層（氣膜和液膜）。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此兩膜層。（2） 溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。無(wú)傳質(zhì)阻力。（3） 在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力集

3、中在兩個(gè)膜層內(nèi)。4、理解對(duì)傳質(zhì)設(shè)備的性能要求、掌握典型傳質(zhì)設(shè)備類(lèi)型及各自的主要特點(diǎn)。性能要求：?jiǎn)挝惑w積中，兩相的接觸面積應(yīng)盡可能大兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象發(fā)生流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠第 8 章 吸收1 、 掌握吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，了解吸收的用途。吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱(chēng)為吸收。吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際

4、分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。吸收的推動(dòng)力 : 氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過(guò)程。2、掌握吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以 S 表示。吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑 S 和溶質(zhì)A。解吸或脫吸：與吸收相反的過(guò)程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過(guò)程。物理吸收：吸收過(guò)程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣

5、體溶解于液相的過(guò)程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等。化學(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。3、理解相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用，掌握溫度和壓力對(duì)吸收及解吸的影響。應(yīng)用：1 ）判斷傳質(zhì)的方向2）確定傳質(zhì)的推動(dòng)力3 ）指明傳質(zhì)進(jìn)行的極限4、了解亨利定律的表達(dá)式及物理意義。1）p-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾分?jǐn)?shù)X表示，亨利定律為：P*=Ex （E 亨利系數(shù)， kPa）2）p-c關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成

6、分別以分壓p、摩爾濃度c （kmol/m3）表示，亨利定律為：p*=c/H（H-溶解度系數(shù)，kmol/（m 3 kPa）3）y-x 關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以摩爾分?jǐn)?shù)y 、 x 表示 ，亨利定律為: y*= m x （ m相平衡常數(shù) ）4） Y - X 關(guān)系 （ 摩爾比） Y*=mX物理意義：用來(lái)描述稀溶液（或難溶氣體）在一定溫度下，當(dāng)總壓不高（通常不超過(guò) 500kP） 時(shí)，互成平衡的氣液兩相組成間的關(guān)系。1 文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系刪除文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.5、掌握液氣比的概念，其大小對(duì)吸收操作有何影響，若何確定（吸收劑用量）？液氣比

7、：塔內(nèi)任一橫截面上的氣相組成Y與液相組成X成線(xiàn)性關(guān)系，直線(xiàn)的斜率 q n, L/q n, V ,稱(chēng)為液氣比。在吸收塔的計(jì)算中，通常氣體處理量是已知的，而吸收劑的用量需通過(guò)工藝計(jì)算來(lái)確定。在氣量一定的情況下，確定吸收劑的用量也即確定液氣比q n, L/q n, V ,液氣比q n, L/q n,V的確定方法是，先求出吸收過(guò)程的最小液氣比（q n, L/q n, V）min,然后再根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，確定適宜（操作）液氣比 。6、理解填料塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。特點(diǎn)：1 .填料塔的流體力學(xué)性能1）填料層的持液量（m3液體/m3填料）：填料層的持液量是指在一定操作的條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的

8、液體體積。2）填料層的壓降：填料層的壓降形成 -液膜與填料表面的摩擦、液膜與上升氣體的摩擦2 .填料塔的操作特性1）填料塔內(nèi)的氣液分布2）液體噴淋密度與填料表面的潤(rùn)濕3）液泛：在泛點(diǎn)氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾啵藭r(shí) 氣體呈氣泡形式通過(guò)液層，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，液體被帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被破壞，此種情況 稱(chēng)為液泛。4）填料塔的返混基本原理（無(wú)）基本結(jié)構(gòu)：7、掌握填料特性參數(shù)（比表面、空隙率、填料因子）的定義，了解常見(jiàn)填料形狀類(lèi)型。（1）比表面積：?jiǎn)挝惑w積填料層的表面積稱(chēng)為比表面積，以at表示，其單位為 m2/m3o（2）空隙率：?jiǎn)挝惑w積填料層的

9、空隙體積稱(chēng)為空隙率，以 表示，其單位為 m3/m3,或以麻示。 填料因子：填料的比表面積與空隙率三次方的比值稱(chēng)為填料因子，以表示，其單位為1/m。=at/31 .散裝填料（1）環(huán)形填料：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、扁環(huán)（2）鞍形填料與環(huán)鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料（3）球形填料與花環(huán)填料：多面球填料、TRI球形填料、花環(huán)填料、共羯環(huán)填料、海爾環(huán)填料、納特環(huán)填料、塑料異型環(huán)矩鞍填料2 .規(guī)整填料（1）格柵填料：木格柵填料、格里奇格柵填料（2）波紋填料：金屬孔板波紋填料、金屬絲網(wǎng)波紋填料、陶瓷板波紋填料、塑料板波紋填料第9章蒸儲(chǔ)學(xué)習(xí)要求1、掌握蒸儲(chǔ)的特點(diǎn)、分類(lèi)及原理。蒸儲(chǔ)：利用液體混合

10、物中各組分揮發(fā)性的差異，以熱能為媒介使其部分氣化，從而在氣相富集輕組分（易揮發(fā)組分），液相富集重組分（難揮發(fā)組分），使液體混合物得以分離的方法。（1）按蒸儲(chǔ)方式分簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)或平衡蒸儲(chǔ)：一般用在混合物各組分揮發(fā)性相差大，對(duì)組分分離程度要求又不高的情況下。精儲(chǔ)：在混合物組分分離純度要求很高時(shí)采用。特殊精儲(chǔ)：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液（ azeotrope ）,難以或不能用普通精儲(chǔ)加以分 離時(shí)，借助某些特殊手段進(jìn)行的精儲(chǔ)。（2）按操作流程分間歇精儲(chǔ)：多用于小批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場(chǎng)合。連續(xù)精儲(chǔ)：多用于大批量工業(yè)生產(chǎn)中。2、理解簡(jiǎn)單的蒸儲(chǔ)操作流程，原理及產(chǎn)品濃度特點(diǎn)。簡(jiǎn)單蒸儲(chǔ)也稱(chēng)微分

11、蒸儲(chǔ)，為持續(xù)加熱，逐漸蒸儲(chǔ)的過(guò)程，是間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸儲(chǔ)釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰氣化，產(chǎn)生的蒸氣由釜頂連續(xù)引入冷凝器得儲(chǔ)出液產(chǎn)品。釜內(nèi)任一時(shí)刻的氣、液兩相組成互成平衡。蒸儲(chǔ)過(guò)程中系統(tǒng)的溫度和氣、液相組成均隨時(shí)間改變。任一時(shí)刻，易揮發(fā)組分在蒸氣中的含量 y始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量x ,釜內(nèi)組分含量x由原料的初始組成xF-沿泡點(diǎn)線(xiàn)不斷下降直至終止蒸儲(chǔ)時(shí)組成xE ,釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸氣相組成y也隨之沿露點(diǎn)線(xiàn)不斷降低。3、掌握恒沸混合液，理解相平衡常數(shù)、揮發(fā)度，相對(duì)揮發(fā)度的概念。恒沸液：平衡時(shí)氣相和液相組成相同，相圖中氣相線(xiàn)和液相線(xiàn)重合。相平衡常數(shù)：精儲(chǔ)計(jì)算中，通常用 Ki表示i

12、組分的相平衡常數(shù)，其定義為：式中yi和xi分別表示i組分在互為平衡的氣、 液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)。 對(duì)于易揮發(fā)組分，Ki >1,即yi > xi o Ki并非常數(shù)，當(dāng)p 一定時(shí)，Ki隨溫度而變化。Ki值越大，組分在氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相差越 大，分離也越容易。揮發(fā)度：（ppt）溶液中各組份的揮發(fā)性由揮發(fā)度來(lái)衡量，其定義為組分在氣相中的平衡蒸氣壓（分壓）2文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系刪除 A. 'B EBXaXb文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。對(duì)雙組分物系相對(duì)揮發(fā)度：（書(shū)）習(xí)慣上，用易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮

13、發(fā)度之比來(lái)表示相對(duì)揮發(fā)度。以 表示，即ApA/ xA4、掌握精微分離原理（用 T x y圖分析）和精儲(chǔ)操作連續(xù)進(jìn)行的必要條件。BpB Xb在一定壓力下，將混合蒸氣進(jìn)行連續(xù)部分冷凝，蒸氣相的組成沿t-x（y） 相圖的露點(diǎn)線(xiàn)變化，結(jié)果可得到難揮發(fā)組分（重組分）含量很低而易揮發(fā)組分（輕組分）摩爾分?jǐn)?shù) y很高的蒸氣。精儲(chǔ)過(guò)程正是這二者的 有機(jī)結(jié)合。設(shè)有1、2、3三釜，每釜部分氣化，則有：x1<x2<x3 y1 <y2<y3 t1>t2>t3即釜數(shù)越多則頂上產(chǎn)品越純。缺點(diǎn)：收率低，能耗大。為此：（1）去掉冷凝器（2）從上到下引入回流利用下一釜的高溫蒸氣與上一釜的低溫液

14、體混合，發(fā)生質(zhì)熱交換，在每一釜中都實(shí)現(xiàn)部分氣化和部分冷凝。精儲(chǔ)塔原理5、理解精儲(chǔ)操作流程，精儲(chǔ)段，提儲(chǔ)段的概念及作用。原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精儲(chǔ)塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海?，部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通 過(guò)各層塔板。塔頂蒸氣浸入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分 經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（儲(chǔ)出液）。塔頂回流和塔底再沸器產(chǎn)生上升蒸汽是精儲(chǔ)得以連續(xù)穩(wěn)定操 作的兩個(gè)必要

15、條件。精儲(chǔ)段一加料板以上的塔段氣相中的重組分向液相（回流液）傳遞，而液相中的輕組分向氣相傳遞，從而完成上升蒸氣的精制。提儲(chǔ)段一加料板以下的塔段下降液體（包括回流液和料液中的液體部分）中的輕組分向氣相（回流）傳遞，而氣相中的重組分向液 相傳遞，從而完成下降液體重組分的提濃。6、理解精儲(chǔ)物料衡算原理和方法，掌握進(jìn)料的五種熱狀態(tài)類(lèi)型，理解其對(duì)精儲(chǔ)操作的影響。見(jiàn)教材，哈哈哈 p101-1047、掌握回流比的概念、對(duì)精儲(chǔ)塔理論板數(shù)的影響及適宜回流比的選擇方法?；亓鞅龋河肦表示，R=0流量/塔頂產(chǎn)品量=L/D,回流比是精儲(chǔ)過(guò)程計(jì)算不可缺的重要參數(shù)，塔所需的理論 板數(shù)，塔頂冷凝器和塔釜再沸器的熱負(fù)荷均與回流

16、比有關(guān)。精儲(chǔ)過(guò)程的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用都取決于回流 比的值?；亓鞅葘?duì)理論板數(shù)的影響：全回流時(shí)操作線(xiàn)和平衡線(xiàn)的距離為最遠(yuǎn)，傳質(zhì)推動(dòng)力最大，達(dá)到分離程度所需 的理論板數(shù)層數(shù)為最少。對(duì)于一定的分離任務(wù)，若減小操作回流比，則精微段操作線(xiàn)的斜率變小，截距變 大，兩段操作線(xiàn)向平衡線(xiàn)靠近，氣液兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力減小，達(dá)到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多?；亓鞅鹊倪x擇：選擇適宜的回流比需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取R 1.12.0 Rmin統(tǒng)計(jì)表明，實(shí)際生產(chǎn)中的操作回流比以下列范圍使用較多：8、理解理論塔板的概念、塔板效率的概念。R 161.9 Rmin塔板效率（板效率）表征的是實(shí)際塔板的分離效果接近理論板

17、的程度。單板效率與全塔板效率是常用的兩種表小方法。所謂理論板應(yīng)滿(mǎn)足如下條件：離開(kāi)這種板的氣液相互成平衡，溫度相等；塔板上各處的液相組成均勻一致。9、理解用作圖法求精儲(chǔ)塔理論塔板數(shù)的原理及作圖的方法步驟。圖解法又稱(chēng)麥克布一蒂利法，簡(jiǎn)稱(chēng)MlT法。圖解法以逐板計(jì)算法的基本原理為基礎(chǔ)，在 x-y圖上，利用平衡曲線(xiàn)和操作線(xiàn)代替平衡方程和操作線(xiàn)方程，用簡(jiǎn)便的畫(huà)階梯方法求解理論板層數(shù)。圖解法簡(jiǎn)明清晰，便 于分析影響因素，因而在兩組分精儲(chǔ)計(jì)算中得到廣泛應(yīng)用，但該法準(zhǔn)確性較差。圖解法的具體步驟如下：（1） 在x-y坐標(biāo)上作出平衡曲線(xiàn)與對(duì)角線(xiàn)（2） 在x-y相圖上作出操作線(xiàn)（3） 進(jìn)料熱況對(duì)q線(xiàn)及操作線(xiàn)的影響（4

18、） 梯級(jí)圖解法確定理論板層數(shù)10、了解板式塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及主要類(lèi)型名稱(chēng)，理解泡罩塔、篩板塔、浮閥塔的基本結(jié)構(gòu)、工作 原理及特點(diǎn)。泡罩塔：結(jié)構(gòu)：泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早（1813年）的塔板，它由升氣管及泡罩構(gòu)成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有 80、100和150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑大小選擇。泡罩下部周邊開(kāi)有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。工作原理：操作時(shí)，上升氣體通過(guò)齒縫進(jìn)入液層時(shí)，被分散成許多細(xì)小的氣泡或流股，在板上形成了鼓泡 層和泡沫層，為氣、液兩相提供了大量的傳質(zhì)界面。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作彈性適中，塔板不易堵塞

19、缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力及板效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高篩板塔：結(jié)構(gòu)：篩孔塔板簡(jiǎn)稱(chēng)篩板，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有許多均勻小孔，孔徑一般為38mm篩孔在塔板上為正三角形排列。塔板上設(shè)置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。原理：在正常的操作流速下，通過(guò)篩孔上升的氣流，應(yīng)能阻止液體經(jīng)篩孔向下泄露。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，板上液面落差小，氣體壓降低，塔板效率較高缺點(diǎn)：操作彈性小，篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、黏度大的物料 浮閥塔： 結(jié)構(gòu)：浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90 °，以限制閥片升起的最

20、大高度，并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在 閥孔上，可防止閥片與板面的粘結(jié)。原理：操作時(shí)，由閥孔上升的氣流，經(jīng)過(guò)閥片與塔板間的間隙而與板上橫流的液體接觸。浮閥開(kāi)度隨氣體負(fù)荷而變。當(dāng)氣量很小時(shí)，氣體仍能通過(guò)靜止開(kāi)度的縫隙而鼓泡。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，操作彈性大，生產(chǎn)能力大，塔板效率較高缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高黏度物料閥片易與塔板粘結(jié)，操作時(shí)閥片易脫落或卡死11 、理解板式蒸餾塔塔板負(fù)荷性能圖的組成曲線(xiàn)，負(fù)荷性能圖的作用。負(fù)荷性能圖由以下五條線(xiàn)組成：（ 1 ）漏液線(xiàn) 圖中線(xiàn) 1 為漏液線(xiàn)，又稱(chēng)氣相負(fù)荷下限線(xiàn)。當(dāng)操作

21、的氣相負(fù)荷低于此線(xiàn)時(shí)，將發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，氣液不能充分接觸，使塔板效率下降。（ 2 ）霧沫夾帶線(xiàn)圖中線(xiàn) 2 為霧沫夾帶線(xiàn)，又稱(chēng)氣相負(fù)荷上限線(xiàn)。如操作的氣相負(fù)荷超過(guò)此線(xiàn)時(shí)，表明霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，使塔板效率急劇下降。（ 3 ）液相負(fù)荷下限線(xiàn)圖中線(xiàn)3 為液相負(fù)荷下限線(xiàn)，若操作的液相負(fù)荷低于此線(xiàn)時(shí)，表明液體流量過(guò)低，板上液流不能均勻分布，氣液接觸不良，易產(chǎn)生干吹、偏流等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔板效率的下降。（ 4 ）液相負(fù)荷上限線(xiàn)圖中線(xiàn)4 為液相負(fù)荷上限線(xiàn)，若操作的液相負(fù)荷高于此線(xiàn)時(shí)，表明液體流量過(guò)大，此時(shí)液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短，進(jìn)入降液管內(nèi)的氣泡來(lái)不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，使塔板效率下

22、降。（ 5 ）液泛線(xiàn)圖中線(xiàn) 5 為液泛線(xiàn)，若操作的氣流負(fù)荷超過(guò)此線(xiàn)時(shí)，塔內(nèi)將發(fā)生液泛現(xiàn)象，使塔不能正常操作。負(fù)荷性能圖的作用： 塔板負(fù)荷性能圖在板式塔的設(shè)計(jì)及操作中具有重要意義。通常，當(dāng)塔板設(shè)計(jì)后均要作出塔板負(fù)荷性能圖，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于操作中的板式塔，也需作出負(fù)荷性能圖，以分析操作狀況是否合理。當(dāng)板式塔操作出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)塔板負(fù)荷性能圖分析問(wèn)題所在，為問(wèn)題的 解決提供依據(jù)。12 、掌握板式塔的液泛、漏液的概念，理解產(chǎn)生原因及后果。漏液：當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過(guò)升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)漏液 現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順

23、利流下，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體提高到越過(guò)溢流堰頂部時(shí)，兩板間液體相連，并依次上升，這種現(xiàn)象稱(chēng)為液泛，也稱(chēng)淹塔。（漏液）原因：氣速較小時(shí)，氣體通過(guò)閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上 的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。（漏液）后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無(wú)法進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。液泛原因：夾帶液泛：板間距過(guò)小，操作液量過(guò)大，上升氣速過(guò)高時(shí)，過(guò)量液沫夾帶量使板間充滿(mǎn)氣、液 混合物而引發(fā)的液泛。溢流液泛：液體在降液管內(nèi)受阻不能及時(shí)往下流動(dòng)而在板上積累所致。液泛后果：液泛使整個(gè)塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，要特別注意防范。13 、

24、了解影響塔板操作狀況和分離效果的主要因素及塔的適宜操作范圍。1 ）、塔板上氣、液兩相的接觸狀態(tài) 從減小霧沫夾帶考慮，大多數(shù)塔都控制在泡沫接觸狀態(tài)下操作。2）、塔板壓力降進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮各種影響塔板效率的因素，在保證較高板效率的前提下，力求減小塔板壓力降，以降低能耗及改善塔的操作性能。3）、液面落差 在塔板設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減小液面落差。第 10 章 液液萃取學(xué)習(xí)要求1 、 掌握液液萃取的操作原理、特點(diǎn)（用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線(xiàn)進(jìn)行分析說(shuō)明），理解對(duì)萃取劑 的要求。原理：在液體混合物中加入與其互不相溶的液體溶劑（萃取劑）形成液液兩相，利用混合物中各組分在兩 相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目

25、的。萃取劑應(yīng)滿(mǎn)足以下要求：原溶液的溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶液中的溶解度；萃取劑應(yīng)與原溶液中溶劑不互溶。萃取劑：萃取過(guò)程中加入的溶劑，以 S表示。萃取劑對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解能力，對(duì)于稀釋劑則不互溶或部分互溶。操作特點(diǎn)：（1）萃取過(guò)程本身并未完全完成分離任務(wù)，而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物，要得到 純產(chǎn)品并回收溶劑，必須輔以精儲(chǔ)（或蒸發(fā)）等操作。（2） 常溫操作，適合于熱敏物料分離用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線(xiàn)進(jìn)行分析說(shuō)明（教材）2、理解萃取相、萃余相、萃取劑、萃取液、萃余液、分配系數(shù)、選擇性系數(shù)概念。萃取相E:萃取分離后，含萃取劑多的一相，主要由A+S勾成。萃余相R:萃取分離

26、后，含稀釋劑多的一相，主要由B+A勾成。萃取液E':從萃取相中回收S后得到的液體，主要由A組成。萃余液R:從萃余相 珅回收S后得到的液體,主要由 翎成。分配系數(shù)K:是指溶質(zhì)在互成平衡的萃取相和萃余相中的質(zhì)量分率之比。選擇性系數(shù)B :是指萃取相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比和萃余相中溶質(zhì)與稀釋劑的組成之比的比值。3、掌握單級(jí)液一一液萃取的操作流程，試在三角形坐標(biāo)圖中表示單級(jí)萃取的過(guò)程及各相的位置。操作流程：混合；沉降分離；脫除溶劑a）三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別表示 A、B、S三個(gè)純組分。b）三條邊上的任一點(diǎn)代表某二元混合物的組成，不含第三組分。E 點(diǎn)：xa =0.4, xb =0.6c）三角形內(nèi)任一

27、點(diǎn)代表某三元混合物的組成。該點(diǎn)至某一頂點(diǎn)對(duì)邊的距離，代表該頂點(diǎn)物質(zhì)組分的多少。M 點(diǎn)：xa =0.4 , xb=0.3 , xs =0.34、理解三級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的操作流程圖，各自的特點(diǎn)。三級(jí)錯(cuò)流式：原料依次通過(guò)各級(jí)，新鮮溶劑則分別加入各級(jí)的混合槽中，萃取相和最后一級(jí)的萃余相分別進(jìn)入溶劑回收設(shè)備，回收溶劑后的萃取相稱(chēng)為萃取液（用E表示），回收溶劑后的萃余相稱(chēng)為萃余液（用R表示）特點(diǎn)：萃取率比較高，但萃取劑用量比較大，溶劑回收處理量大，能耗大。2多級(jí)逆流式：原料液和萃取劑依次按反方向通過(guò)各級(jí)，最終萃取相從加料一端排出，并引入溶劑回收設(shè)備中，最終萃余相從加入萃取劑的一端排出，引入溶劑回收設(shè)備

28、中。特點(diǎn)：各級(jí)萃取推動(dòng)力比較均勻，可用較少的萃取劑獲得比較高的萃取率，工業(yè)上廣泛采用。5、理解單級(jí)萃取的計(jì)算，了解多級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的圖解作圖法 、單級(jí)萃?。海?）根據(jù)平衡數(shù)據(jù)作出溶解度曲線(xiàn)及輔助線(xiàn)。（2）已知xf,在A(yíng)B邊上定出F點(diǎn)，由萃取劑組成確定 S。點(diǎn)。聯(lián)結(jié)FS。，代表原料液與萃取劑的混合 液M點(diǎn)必在FS0線(xiàn)上。（3）由xr（或Xr'）定出R點(diǎn)（若知R'點(diǎn)，連SR'線(xiàn)與溶解度曲線(xiàn)的交點(diǎn)即為 R點(diǎn)）。再由R點(diǎn)MoF t S。= R - E - M利用輔助曲線(xiàn)求出E點(diǎn)，則RE與F S 0線(xiàn)的交點(diǎn)即為混合液的組成點(diǎn) 3_ I根據(jù)杠桿原則廣百71 -溶劑比=&

29、;一歷餐=MxMyE、XM' Xr、x' r、y' E可由相圖讀出。6、理解溶劑比的概念，其大小對(duì)萃取有何影響，若何確定？獷 £“L-溶劑比。如圖所示，在萃取過(guò)程中，當(dāng)溶劑比減少時(shí)，操作線(xiàn)逐漸向分配曲線(xiàn)靠攏，達(dá)到同樣分離要求所需的理論級(jí)數(shù)逐漸增加，當(dāng)溶劑比減少減少至一定值時(shí)，操作線(xiàn)和分配曲線(xiàn)相切， 此時(shí)類(lèi)似于精儲(chǔ)中的夾緊區(qū)，所需的理論級(jí)數(shù)無(wú)限多，此時(shí)的溶劑比稱(chēng)為最小溶劑比（S/F） min,相應(yīng)的萃取劑用量的最低限度以Smin表示，顯然S為萃取操作中溶劑用量的最低極限值，實(shí)際操作時(shí)的萃取及必須大于此極限值。適宜的溶劑用量應(yīng)根據(jù)設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和最小的原則確定，

30、一般取為最小溶劑用量的1.1-2.0倍。即7文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系刪除.文檔來(lái)源為：從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word版本可編輯.歡迎下載支持.S=(1.1-2.0)Smin.7、掌握超臨界流體的概念、定義；理解超臨界流體的有關(guān)性質(zhì)。了解超臨界萃取的特點(diǎn)超臨界流體性質(zhì)：密度，黏度和自擴(kuò)散系數(shù)是超臨界流體的三個(gè)基本性質(zhì)。超臨界流體的密度接近于液體，黏度接近于氣體，而自擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，比液體答100倍左右，這意味著超臨界流體具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)，超臨界流體萃取時(shí)的傳質(zhì)速率將遠(yuǎn)大于其處于液態(tài)下的溶劑萃取速率 且能夠很快地達(dá)到萃取平衡。超臨界流體有關(guān)性質(zhì)：（1）超臨界流體的 P-

31、V-T性質(zhì)：在稍高于臨界溫度的區(qū)域內(nèi)，壓強(qiáng)稍有變 化，就會(huì)引起流體密度很大變化。（2）超臨界流體的傳遞性質(zhì)：超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體,具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑并能很快達(dá)到萃取平衡。（3）超臨界流體的溶解能力：超臨界流體的溶解能力c與密度有關(guān)，一般密度越大、溶解能力越大。綜上所述，超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，其密度對(duì) 壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。8、掌握超臨界流體萃取的基本原理、特點(diǎn)，掌握常見(jiàn)的3種典型流程。原理：超臨界萃取以高壓、高密度的超

32、臨界流體為萃取劑，從液體或固體中提取高沸點(diǎn)或熱敏性的有 用成分，以達(dá)到分離或純化的目的。（超臨界流體萃取包括萃取和分離兩個(gè)階段，在萃取階段，超臨界流 體從原料中萃取出所需組分，在分離階段，通過(guò)改變某個(gè)參數(shù)或其他方法，使被萃取的組分從超臨界流體 中分離出來(lái)，萃取劑則循環(huán)使用。） 常見(jiàn)的3個(gè)流程：（1）等溫變壓流程：利用不同壓力下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過(guò)改變壓力使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（2）等壓變溫流程：利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過(guò)改變溫度，使溶質(zhì)與超 臨界流體分離。（3）等溫等壓吸附流程：在分離器內(nèi)放置僅吸附溶質(zhì)而不吸附超臨界流體的吸附劑，通過(guò)吸附劑過(guò)程

33、來(lái)達(dá)到溶質(zhì)與超臨界流體分離的目的。超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液 體溶劑，其密度對(duì)壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。 超臨界流體萃取定義：流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超過(guò)臨界區(qū)）內(nèi)，它與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡 行為和傳遞性能、且它對(duì)溶質(zhì)溶解能力隨壓力和溫度改變而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分 離的技術(shù)。超臨界萃取萃取劑的選擇（1）超臨界流體的溶解能力對(duì)不同的溶質(zhì)是不同的，具有選擇性，遵從相似相溶原則。一一萃取選擇 性（2）物理性質(zhì)：性質(zhì)穩(wěn)定；適當(dāng)?shù)呐R界壓力，以減少壓縮費(fèi)

34、用；具有低的沸點(diǎn)，以利于從溶質(zhì)分離；（3）經(jīng)濟(jì)；（4）無(wú)毒、無(wú)害。特點(diǎn)：超臨界流體的密度與溶解能力接近于液體，而又保持了氣體的傳遞特性，故傳質(zhì)速率高，可更快達(dá)到 萃取平衡；操作條件接近臨界點(diǎn)，壓力、溫度的微小變化都可改變超臨界流體的密度與溶解能力，故溶質(zhì)與溶劑 的分離容易，費(fèi)用低；超臨界萃取具有萃取和精微的雙重特性，可分離難分離物質(zhì)；超臨界流體一般具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒無(wú)腐蝕性、萃取操作溫度不高等特點(diǎn)，故特別適用于醫(yī)藥、 食品等工業(yè)；超臨界萃取一般在高壓下進(jìn)行，設(shè)備投資較大。第11章 物料干燥學(xué)習(xí)要求1、理解干燥原理，為什么說(shuō)干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程？干燥基本原理：溫度為t、濕份分壓為p

35、的濕氣體與濕物料的表面接觸，當(dāng)物料表面濕份分壓大于主濕氣 體濕份分壓時(shí)，則存在傳質(zhì)推動(dòng)力。在推動(dòng)力（分壓差）的作用下，濕份由物料表面向氣流主體擴(kuò)散而干 燥，氣化需要能量，為此，需加熱。干燥介質(zhì)：用來(lái)傳遞熱量（載熱體）和濕份（載濕體）的介質(zhì)。干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程：在對(duì)流干燥過(guò)程中，熱空氣將熱量傳給熱物料，使物料表面水分 汽化，汽化的空氣又要被空氣帶走。所以，干燥介質(zhì)過(guò)程既是載熱體又是載濕體。是傳質(zhì)傳熱同時(shí)進(jìn)行的 過(guò)程。2、掌握濕空氣的濕度，相對(duì)濕度，濕比熱，水蒸氣分壓，干球溫度，濕球溫度，露點(diǎn)的概念及其相互關(guān)系，掌握公式：0.622PPsPs11文檔收集于互聯(lián)網(wǎng)，如有不妥請(qǐng)聯(lián)系刪除.（

36、1）濕度又稱(chēng)濕含量，為空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣體的質(zhì)量之比。濕度只表示濕空氣中所含濕份的絕對(duì)數(shù)，不能反映氣體偏離飽和狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。（2）相對(duì)濕度：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓pV與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓 ps之比。值在01之間： 值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；=100%時(shí)，P=ps,氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。絕干氣體C ）J/（kg絕干氣體 C ）；J/（kg濕份蒸汽 C ）（3）濕比熱：1kg絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1C所需要的熱量 式中兔cg絕;氣J%,c v一濕份蒸汽的比熱,（4）水蒸氣分壓：干空氣和濕空氣占有一定的體積

37、并具有一定壓強(qiáng)時(shí)，當(dāng)水蒸氣占有與干空氣體積相同時(shí)所受壓力。（5）干球溫度：空氣的真實(shí)溫度為干球溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)溫度，以 t表示。（6）濕球溫度：空氣傳給水分的顯熱等于水分汽化所需的汽化熱時(shí)，濕球溫度計(jì)上的溫度維持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定溫度稱(chēng)為該濕空氣的濕球溫度，以 tw表示。（7）露點(diǎn)：將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱(chēng)露點(diǎn)，用 td表示。（8）絕熱飽和溫度：若兩相有足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間，最終空氣為水汽所飽和，而溫度降到與循環(huán)水溫相同，這種過(guò)程稱(chēng)為濕空氣的絕熱飽和冷卻過(guò)程或等烙過(guò)程，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度稱(chēng)為初始濕空氣的絕熱飽和冷卻溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)絕熱飽和溫度，以 t as表示。（9）相互關(guān)系：干球溫度t、濕球溫

38、度tw （或tas）、露點(diǎn)溫度td間的關(guān)系：不飽和濕空氣 ：t > tw （或tas） > td飽和濕空氣 ： t = tw （或tas） = td絕熱飽和溫度t as和濕球溫度tw是兩完全不同的概念，但兩者均為空氣初始溫度和濕度H的函數(shù)，特別對(duì)水蒸氣一空氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，這樣就可用濕球溫度tw代替絕熱飽和溫度t as ,簡(jiǎn)化許多計(jì)3、理解濕空氣的H I圖的制成原理，包括了哪些參數(shù)，熟練應(yīng)用H-1圖查找狀態(tài)點(diǎn)（由已知兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)查狀態(tài)點(diǎn)的作圖法，如已知干濕球溫度查狀態(tài)點(diǎn)等），查露點(diǎn)，分析狀態(tài)變化過(guò)程及相關(guān)的計(jì)算（熟練間壁式加熱和冷卻以及冷卻減濕過(guò)程，不同狀態(tài)的混合過(guò)程，

39、絕熱過(guò)程）。H I圖是在一定的總壓下制得， 一般常壓P=101330Pq縱坐標(biāo)為濕度H,橫坐標(biāo)為烙I,為表達(dá)清楚，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)夾角為 135o,橫坐標(biāo)為斜軸。（1）等濕度線(xiàn)（等H線(xiàn)）群：為平行于縱坐標(biāo)的線(xiàn)群（2）等焰線(xiàn)（等I線(xiàn)）群：為平行于橫坐標(biāo)（斜軸）的線(xiàn)群（3）等干球溫度線(xiàn)（等t線(xiàn)）（1.88t 2491 ）H 1.01t當(dāng)t為一定值時(shí)，I和H為直線(xiàn)關(guān)系，不同的t直線(xiàn)斜率不同。（4）等相對(duì)濕度線(xiàn)（等。線(xiàn)）：當(dāng)6值為某一定值 巾1時(shí)，H與ps成曲線(xiàn)，ps而又是溫度t的函數(shù)，算出若干組 H和t的對(duì)應(yīng)關(guān)系，描繪在 H- I坐標(biāo)中，即為等 巾1線(xiàn)，同H p0.622 H理得其他等巾線(xiàn)。（5）蒸氣

40、分壓線(xiàn)H-I圖的說(shuō)明與應(yīng)用根據(jù)空氣任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，先在參數(shù)。如圖，只要知道任意兩參數(shù)，既可確定I圖上確定空氣狀態(tài)點(diǎn)，然后查取其他狀態(tài) A位置，從而，得到其他參數(shù)。若已知濕空氣白一對(duì)參數(shù)tt t td、t 巾，求濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，作圖方法如下：4、掌握物料濕基水分，干基水分，平衡水分（平衡濕度）的定義。理解物料的平衡水分與介質(zhì)的H、t、相對(duì)濕度等有何關(guān)系？濕基含水量 w：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。干基水含量 X:單位質(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。平衡水分：當(dāng)物料與一定狀態(tài)的空氣接觸后，物料將釋出或吸入水分，最終達(dá)到恒定的含水量，若空氣狀 態(tài)恒定，則物料將永遠(yuǎn)維持這么多的含水量，

41、不會(huì)因接觸時(shí)間延長(zhǎng)而改變，這種恒定的含水量稱(chēng)為該物料 在固定空氣狀態(tài)下的平衡水分.關(guān)系（1）：空氣的相對(duì)濕度較小，平衡水分越低，能夠被干燥除去的水分越多，當(dāng)，=0時(shí)，各種物料的平衡水分都為零，即濕物料只有與絕干空氣相接觸才能被干燥成絕干物料（2）:物料的平衡含水量隨空氣溫度升高而略有減少5、理解影響干燥速度的因素，掌握理論干燥過(guò)程概念。恒速干燥段：物料表面濕潤(rùn)，X > Xc,汽化的是非結(jié)合水分。干燥速率由濕份汽化速率控制（取決于物料外部的干燥條件）降速干燥段：降速段干燥速率取決于濕份與物料的結(jié)合方式，以及物料的結(jié)構(gòu)，物料外部的干燥條件對(duì)其影響不大。影響干燥過(guò)程的主要因素1）物料尺寸和氣固

42、接觸方式物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。氣固接觸方式：（a）干燥介質(zhì)平行掠過(guò)物料層表面（差）；（b）干燥介質(zhì)自上而下穿過(guò)物料層，不能形成流化床（中）；（c）干燥介質(zhì)自下而上穿過(guò)物料層，可形成流化床（女?）o2）干燥介質(zhì)條件通過(guò)強(qiáng)化外部干燥條件（ 增大t , 減小H,增大u）來(lái)增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段（表面汽化控制）的干燥速率，但對(duì)降速段（內(nèi)部擴(kuò)散控制）的改善不大。強(qiáng)化干燥條件將使Xc增加，更多水分將在降速段汽化。氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。增大u,減小H ,需使用更大量的氣體，干燥過(guò)程能耗增加。3）物料本性物料本性不影響恒速段的干燥速率

43、；物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開(kāi)裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過(guò)高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。6、理解干燥速度、干燥曲線(xiàn)、干燥速度曲線(xiàn)、恒速干燥、降速干燥的概念。干燥速率 U:干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/（m2 s）。微分形式為式中：N干燥器的干燥速率，kg/（m2 s）；S物料表面積，即干燥面積，m2。干燥曲線(xiàn)：物料濕含量 X及物料表面溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)。干燥速率曲線(xiàn)：干燥速率U或干燥通量 N與濕含量X的關(guān)系曲線(xiàn)

44、。干燥過(guò)程的特征在干燥速率曲線(xiàn)上更為直觀(guān)。恒速干燥段：物料溫度恒定在 tw, X變化呈直線(xiàn)關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕份汽化，干燥 速度為常數(shù)。降速干燥段：物料開(kāi)始升溫，X變化減慢，氣體傳給物料的熱量?jī)H部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫，當(dāng)X = X ,= to干燥速度逐級(jí)降低。7、掌握熱風(fēng)干燥的各種操作流程及在H I圖上的表示。參見(jiàn)教材8、掌握熱風(fēng)干燥的有關(guān)計(jì)算（物料衡算、熱量衡算，并結(jié)合 H-I圖及濕空氣的有關(guān)狀態(tài) 參數(shù)及狀態(tài)變化過(guò)程）。物料衡算：（1）水分蒸發(fā)量 W W G 1 G 2 G （X 1 X 2） L（H 2 H 1）（Kg水/s ）（2）絕干氣體消耗量：L W GX1

45、 X2） （Kg絕干空氣/s）H2 H1 H2 HL 1單位空氣消耗量，絕干氣體比消檢式1 w） W H2 Hl （Kg絕干空氣/kg水）（3）干燥產(chǎn)品流量 G: G21 w21 （Kg/s）熱量衡算：1）空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 jQp L（Ii I”，如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，H）=H1,即Qp LcH0（ti to）通過(guò)預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。2）向干燥器補(bǔ)充的熱量 Q :在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無(wú)熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)（以1秒鐘為基準(zhǔn)）：LIi GI1 Qd LI 2 GI2 QiQd L（L Ii） G/2 I

46、i） Q3）干燥系統(tǒng)消耗的總熱量汽化濕分所需要的熱量：Qw W（ro Cvt2 Cw 1） 加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量：Q GcCm2（ 2 1）放空熱損失 ：QiLcHo（t2to）總熱量衡算 ：QQpQdQwQmQi Qi即干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：1）加熱空氣；2）蒸發(fā)水分；3）加熱濕物料；4）損失于周?chē)h(huán)境中。9、理解干燥熱效率及影響干燥效率的因素。理解干燥器熱效率的計(jì)算。影響因素：（1）物料尺寸和氣固接觸方式：1）物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。2）氣固接觸方式：（a）干燥介質(zhì)平行掠過(guò)物料層表面（差）；（b）干燥介質(zhì)自上而下穿過(guò)物料層，不能形成流化床（中）；（c）干燥

47、介質(zhì)自下而上穿過(guò)物料層，可形成流化床（好）。（2）干燥介質(zhì)條件：1）通過(guò)強(qiáng)化外部干燥條件（t, H, u）來(lái)增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段（表面汽化控制）的干燥速率，但對(duì)降速段 （內(nèi)部擴(kuò)散控制）的改善不大。2）強(qiáng)化干燥條件將使 XC增加，更多水分將在降速段汽化。3）氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。4） u, H ,需使用更大量的氣體，干燥過(guò)程能耗增加。物料本性：1）物料本性不影響恒速段的干燥速率；2）物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。3）強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開(kāi)裂或表面結(jié)硬殼；而在降

48、速段則應(yīng) 考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過(guò)高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。干燥熱效率的計(jì)算：蒸發(fā)水分所需的熱量目100%10、了解常見(jiàn)干燥器類(lèi)型，基本結(jié)由而嚼潘箕輸入的總熱量 °常見(jiàn)干燥器：廂式（室式）干燥器、洞道式干燥器、帶式干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、沸騰制粒干燥器、振動(dòng)流化床干燥器、噴霧干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。1、廂式（室式）干燥器廂式干燥器的特點(diǎn)：對(duì)各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，但物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長(zhǎng)?？捎枚嗫椎装鍦\盤(pán)，使氣體自上而下穿流通過(guò)物料層（穿流型廂式干燥器），以提高干燥速率。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料

49、的干燥，適用于小規(guī)模多品種、干燥條件變動(dòng)大的場(chǎng)合。缺點(diǎn)：熱效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻。2、帶式干燥器結(jié)構(gòu)及原理：將物料通過(guò)布料機(jī)構(gòu)（如星型布料器、擺動(dòng)帶、粉碎機(jī)或造粒機(jī)）分布在輸送帶（多為網(wǎng)狀）上，輸送帶通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)加熱單元組成的通道，每個(gè)加熱單元均配有空氣加熱和循環(huán)系統(tǒng)，每一個(gè) 通道有一個(gè)或幾個(gè)排濕系統(tǒng)，在輸送帶通過(guò)時(shí)，熱空氣從上往下或從下往上通過(guò)輸送帶上的物料，從而使 物料能均勻干燥。傳送帶可以做成多層，帶寬1-3m,長(zhǎng)為4-50m,干燥時(shí)間為11-120分鐘.優(yōu)點(diǎn)：干燥過(guò)程中物料翻動(dòng)少，對(duì)晶體形狀保持完好，適用于處理粒狀、塊狀和纖維狀物料；缺點(diǎn)：熱效率較低，生產(chǎn)能力較小。3、氣流干燥器

50、（1） 干燥速度快，固體物料分散懸浮在氣流中，氣固兩相間具有很大的傳熱傳質(zhì)面積。熱氣體進(jìn)口速度高（20-40m/s），氣固兩相間（尤其是加速段）相對(duì)速度很大，平均體積傳熱系數(shù) ha為3000-7000 W/（m3 ' K）, 比其它類(lèi)型干燥器高幾倍至幾十倍，同等生產(chǎn)能力條件下，氣流干燥器的體積小得多。（2） 氣固并流操作，符合干燥基本規(guī)律，即在恒速段干燥條件十分強(qiáng)烈，而在降速段內(nèi)擴(kuò)散控制時(shí)，溫和的干燥條件正好與之相適應(yīng)，可以使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。（3） 干燥時(shí)間短，物料從進(jìn)入干燥器開(kāi)始，到氣固兩相脫離接觸，整個(gè)干燥過(guò)程不超過(guò) 1秒鐘，因而氣流干燥又稱(chēng)為快速干燥或閃蒸干

51、燥，特別適合于熱敏性物料的干燥。（4） 氣流干燥器中，固體物料呈活塞流流動(dòng)，每一顆粒子經(jīng)歷的干燥時(shí)間大致相同，因而干燥產(chǎn)品的濕含量均勻一致。（5） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小。氣流干燥器的缺點(diǎn)：（1）物料停留時(shí)間短，只適合于干燥非結(jié)合水分的干燥，故常被用作物料的預(yù)干燥；（2）顆粒破碎現(xiàn)象比較嚴(yán)重，顆粒之間以及顆粒與器壁之間的碰撞與摩擦。故不適合于干燥晶形不允許破 壞的物料；文檔來(lái)源為 :從網(wǎng)絡(luò)收集整理.word 版本可編輯.歡迎下載支持.(3) 氣固兩相分離任務(wù)很重，固體產(chǎn)品的放空損失較大，粉料排空對(duì)環(huán)境造成一定污染；(4) 氣固兩相接觸時(shí)間短，傳熱不充分，

52、氣體放空損失大，熱效率較低；(5) 氣體通過(guò)干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大，因而風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗較高，故總能耗較高。4、流化床干燥器特點(diǎn) :(1) 氣流干燥與流態(tài)化干燥的區(qū)別在于操作氣速不同。氣流管中顆粒濃度較低，流化層中顆粒濃度較大；(2) 操作氣速低，但顆粒濃度高，氣固接觸面積很大，顆粒劇烈運(yùn)動(dòng)使氣膜受到強(qiáng)烈沖刷，表面更新速率很快，傳熱傳質(zhì)速率很高，體積傳熱系數(shù) ha可達(dá)23007000 W/(m3 - K);(3) 物料顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)和相互混合使床內(nèi)各處的溫度均勻一致，避免了物料的局部過(guò)熱，為物料的優(yōu)質(zhì)干燥提供了條件；(4) 物料停留時(shí)間任意可調(diào)，特別適合于干燥結(jié)合水分；(5) 連續(xù)操作時(shí)物料的停

53、留時(shí)間分布很不均勻，部分物料因停留時(shí)間過(guò)短而干燥不充分，部分顆粒因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而過(guò)分干燥。單層流化床僅用于對(duì)產(chǎn)品濕含量的均勻性要求不高的場(chǎng)合，如硫銨、磷銨和氯化銨等的干燥。5、沸騰制粒干燥器特點(diǎn) :(1) 粉末制粒后，改善了流動(dòng)性，減少了粉塵的飛揚(yáng)，同時(shí)獲得了溶解性良好的產(chǎn)品；(2) 由于混合、制粒、干燥過(guò)程一次完成，熱效率高；(4) 產(chǎn)品的粒度能自由調(diào)節(jié)；(5) 設(shè)備無(wú)死角，卸料快速、安全、清洗方便。6、振動(dòng)流化床干燥器特點(diǎn) :(1) 物料受熱均勻，熱交換充分，干燥強(qiáng)度高，比普通干燥器節(jié)能30%左右；(2) 流態(tài)化穩(wěn)定，無(wú)死角和吹穿現(xiàn)象；(3) 可調(diào)性好，適應(yīng)面寬，料層厚度和在機(jī)內(nèi)移動(dòng)速度以

54、及振幅變更均可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；(4) 對(duì)物料表面損傷小，可用于易碎、顆粒不規(guī)則物料的干燥；(5) 全封閉結(jié)構(gòu)可有效防止物料與空氣間的交叉污染。7、噴霧干燥器優(yōu)點(diǎn)：( 1 )干燥速度快，干燥時(shí)間短，特別適合于熱敏性物料；由液體直接得到干燥產(chǎn)品，無(wú)需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作，故又稱(chēng)為一步干燥法。( 2 )改變操作條件可控制或調(diào)節(jié)產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)；( 3 )可將產(chǎn)品制成顆粒狀或空心狀，產(chǎn)品溶解性好；缺點(diǎn)：( 1)體積傳熱系數(shù)很低，ha約為3090W/m - K,水分汽化弓1度僅為1020kg/m3 h,故干燥器體積龐大, 熱效率較低，動(dòng)力消耗較大。( 2 )常發(fā)生粘壁現(xiàn)象，影響產(chǎn)品質(zhì)量。8、轉(zhuǎn)筒干燥

55、器特點(diǎn)：(1) 機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)能力較大；(2) 干燥介質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)筒的阻力較?。?3) 對(duì)物料的適應(yīng)性較強(qiáng)，操作穩(wěn)定方便，運(yùn)行費(fèi)用較低；(4) 裝置比較笨重，金屬耗材多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維修量較大；(5) 設(shè)備投資高，占地面積大。第 12 章 其他分離方法12.1 結(jié)晶學(xué)習(xí)要求1 、掌握結(jié)晶的基本概念，理解在液固相平衡圖上分析結(jié)晶操作原理。結(jié)晶：結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸汽、溶液或熔融物中析出的過(guò)程，是獲得高純度固體物質(zhì)的單元操作。原理：熔融結(jié)晶是根據(jù)帶分離物質(zhì)之間的凝固點(diǎn)不同而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)介質(zhì)分離的過(guò)程，主要應(yīng)用于有機(jī)物的分離提純。圖6-8雙組分低共熔系固液相圖，已點(diǎn)一低共熔點(diǎn)，E豉上方熔融液

56、X點(diǎn)冷卻至丫點(diǎn)，開(kāi)始析出B的晶體；X點(diǎn)在A(yíng)或上方熔融液冷卻則析出A勺晶體；結(jié)晶過(guò)程分類(lèi)：溶液結(jié)晶、熔融結(jié)晶、升華結(jié)晶、沉淀結(jié)晶。結(jié)晶過(guò)程第一步：成核過(guò)程：產(chǎn)生微小的但能夠成長(zhǎng)的小晶體。第二步：晶核成長(zhǎng)：以形成的微小晶體為核心，成長(zhǎng)為宏觀(guān)晶體。結(jié)晶推動(dòng)力：溶液的過(guò)飽和度。晶漿（晶糊）：結(jié)晶出的晶體和余下的溶液的混合物。母液：從晶漿中去掉晶體后剩下的液體。結(jié)晶的質(zhì)量指標(biāo) 晶體大小和晶粒分布。2、掌握結(jié)晶核形成的必要條件，掌握工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法有哪幾種，理解其原理和特點(diǎn)。結(jié)晶核形成的必要條件：（ 1 ）建立過(guò)飽和度并控制過(guò)飽和度（ 2 ）從母液中分離成長(zhǎng)達(dá)到預(yù)期大小的晶體工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法：（ 1 ）晶種起晶法：