化工原理知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

一、流體力學(xué)及其輸送單元操作：物理化學(xué)變化的單個(gè)操作過(guò)程,如過(guò)濾、蒸餾、萃?。凰膫€(gè)基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關(guān)系、過(guò)程速率；牛頓粘性定律：F二土tA二土^Adu/dy,F:剪應(yīng)力；A：面積；「粘度；du/dy：速度梯度；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=dup/u；層流一2000—過(guò)渡一4000—湍流;當(dāng)流體層流時(shí)，其平均速度是最大流速的1/2;連續(xù)性方程：A1u1=A2u2；伯努力方程：gz+p/p+1/2u2二C;流體阻力二沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降：Apf二入lPu2/2d,沿程阻力：Hf二Apf/pg二入lu2/2dg入：摩擦系數(shù)；層流時(shí)入二64/Re，湍流時(shí)X=FRe,e/d,e:管壁粗糙度；局部阻力hf二Eu2/2g,E:局部阻力系數(shù),情況不同計(jì)算方法不同流量計(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)一一，恒壓差、變截面；離心泵主要參數(shù)：流量、壓頭、效率容積效率：考慮流量泄漏所造成的能量損v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；常溫下水的密度1000kg/m3,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度kg/m31atm=101325Pa====760mmHg1被測(cè)流體的壓力>大氣壓表壓二絕壓一大氣壓2被測(cè)流體的壓力<大氣壓真空度二大氣壓一絕壓二一表壓更h管路總阻力損失的計(jì)2/=更h管路總阻力損失的計(jì)2/=U2211.離心泵的構(gòu)件：葉輪、泵殼蝸殼形和軸封裝置ffU2離心泵的葉輪閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體；半閉式和開(kāi)式效率較低，常用于輸送漿料或懸浮液；氣縛現(xiàn)象：貯槽內(nèi)的液體沒(méi)有吸入泵內(nèi)；汽蝕現(xiàn)象：泵的安裝位置太高，葉輪中各處壓強(qiáng)高于被輸送液體的飽和蒸汽壓；原因①安裝高度太高②被輸送流體的溫度太高，液體蒸汽壓過(guò)高；③吸入管路阻力或壓頭損失太高各種泵：耐腐蝕泵：輸送酸、堿及濃氨水等腐蝕性液體往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)1正位移泵流量只與泵的幾何尺寸和轉(zhuǎn)速有關(guān)，與管路特性無(wú)關(guān)，壓頭與流量無(wú)關(guān)，受管路的承壓能力所限制，這種特性稱為正位移性，這種泵稱為正位移泵；?往復(fù)泵是正位移泵之一；正位移泵不能采用出口閥門(mén)來(lái)調(diào)節(jié)流量，否則流量急劇上升，導(dǎo)致示損壞；?2往復(fù)泵的流量調(diào)節(jié)?第一，旁路調(diào)節(jié)，如圖2-28所示，采用旁路閥調(diào)節(jié)主管流量，但泵的流量是不變的；第二，改變曲柄轉(zhuǎn)速和活塞行程；使用變速電機(jī)或變速裝置改變曲柄轉(zhuǎn)速,達(dá)到調(diào)節(jié)流量，使用蒸汽機(jī)則更為方便;改變活塞行程則不方便；流體輸送機(jī)械分類離心泵特性曲線：圖2-帶離心泵的工作流體輸送機(jī)械特點(diǎn)：-速度式流體輸送機(jī)器的特點(diǎn)-1由于速度式流體輸送機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小，摩擦損失小,適合高速旋轉(zhuǎn)，所以速度式流體輸送機(jī)械轉(zhuǎn)速高、流量大、功率大；-2運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，排氣穩(wěn)定、均勻，一般可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)1~3年而不需要停機(jī)檢修;-3速度式流體輸送機(jī)械的零部件少，結(jié)構(gòu)緊湊；-4由于單級(jí)壓力比不高，故不適合在太小的流量或較高的壓力〉70MPa下工作；-2.容積式流體輸送機(jī)械的特點(diǎn)-1運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的尺寸確定后，工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了，因此機(jī)械轉(zhuǎn)速改變對(duì)工作腔容積變化規(guī)律不發(fā)生直接的影響，故機(jī)械工作的穩(wěn)定性較好；-2流體的吸入和排出是靠工作腔容積變化，與流體性質(zhì)關(guān)系不大,故容易達(dá)到較高的壓力；-3容積式機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，易于損壞的零件多；而且往復(fù)質(zhì)量的慣性力限制了機(jī)械轉(zhuǎn)速的提高;此外,流體吸入和排出是間歇的，容易引起液柱及管道的振動(dòng)；流體體積隨壓力變化而改變的性質(zhì)稱為壓縮性；二、非均相機(jī)械分離顆粒的沉降：層流沉降速度Vt=pp-pgdp2/18u,pp-p：顆粒與流體密度差，u：流體粘度；重力沉降沉降室，H/v二L/u，多層；增稠器，以得到稠漿為目的的沉淀；離心沉降旋風(fēng)分離器；過(guò)濾：深層過(guò)濾和濾餅過(guò)濾常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率；分類：壓濾、離心過(guò)濾，間歇、連續(xù)；濾速的康采尼方程：u=Ap/Lue3/5a21-e2,e:濾餅空隙率；a：顆粒比表面積；L：層厚；過(guò)濾介質(zhì)：過(guò)濾過(guò)程所用的多孔性介質(zhì)稱為過(guò)濾介質(zhì)，過(guò)濾介質(zhì)應(yīng)具有下列特性：多孔性、孔徑大小適宜、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度；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,乂若濾餅可壓縮，隨著過(guò)濾進(jìn)行，濾餅受壓變形使過(guò)濾阻力很大而導(dǎo)致過(guò)濾困難；可采用助K= u-—=2 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5硅藻土、纖維粉末、活性炭、石棉等過(guò)濾速率基本方程恒速過(guò)濾5恒壓過(guò)濾V2+2VV=KA2Te e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)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)自由沉降:單個(gè)顆粒在流體中的沉降過(guò)程稱;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，稱為干擾沉降；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；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，使顆粒空隙中流體的真實(shí)速度U1小于顆粒的沉降速度ut，則顆粒基本上保持靜止不動(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)稱為氣力輸送；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；傅立葉定律：dQ=-入dA,Q：熱傳導(dǎo)速率；A：等溫面積；入：比例系數(shù)；：溫度梯度；入與溫度的關(guān)系：入二入01+at,a:溫度系數(shù)；不同情況下的熱傳導(dǎo)：?jiǎn)螌悠奖冢?Q=t1-t2/b/CmA二溫差/熱阻，b：壁厚；Cm二入1-入2/2；多層平壁：Q=t1-tn+1/bi/入iA；單層圓筒：Q=t1-t2/b/入Am,A:圓筒側(cè)面積,C二A2-A1/lnA2/A1；多層圓筒：Q=2nLt1-tn+1/1/入ilnri+1/ri;對(duì)流傳熱類型：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=hdAAt,At>0；h：傳熱系數(shù)；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=E入d入，E入：?jiǎn)紊椛淠?；入：波長(zhǎng)；四次方定律：E=CT/1004=eC0T/1004,C：灰體輻射常數(shù)；C0：黑體輻射常數(shù)；e=C/C0：發(fā)射率或黑度；

兩物體輻射傳熱：Q1-2二C1-26AT1/1004-T2/1004,6:角系數(shù)；A：輻射面積;C1-2=1/1/C1+1/C2-1/C0總傳熱速率方程：dQ二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/入Am+A1/h2A2,h1,h2：熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)；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；1強(qiáng)化傳熱為了使物料滿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;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)生的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)，乂稱導(dǎo)熱；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)致制的熱量傳遞過(guò)程；〔外部流動(dòng)自然對(duì)流傳熱｛'自然對(duì)流傳熱｛11.混合對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱<12.11.混合對(duì)流傳熱對(duì)流傳熱<12.傳熱的基本方式盎傳導(dǎo)容器對(duì)流傳熱一熱對(duì)流3輻射傳熱佛騰傳T管內(nèi)沸騰13.影響冷凝傳熱的13.影響冷凝傳熱的冷素傳熱冷凝冷凝熱的強(qiáng)化①流體物性：冷凝液、、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；導(dǎo)熱系覲勺物喋意義：表示溫度梯度為1K/m或1°C/m時(shí)，單位時(shí)間通過(guò)單位面積的熱量；即：?jiǎn)挝粶囟忍荻认碌臒嵬浚?0為固體在0C時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù),k為溫度系數(shù)，1/C,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；在物體邊界上，傳熱邊界條件可分為以下三類：1己知物體邊界壁面的溫度，稱以L為第一類邊界條件；2己知物體邊界壁面的熱通量值，稱為第二類邊界條件；已知物體壁面處的對(duì)流傳熱條件，稱為第三類邊界條件；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)因次溫度梯日V度的大??；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；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: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)；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：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；熱輻射二反射+吸收+穿透黑體，白體,透熱體，灰體熱輻射二反射+吸收+穿透黑體，白體,透熱體，灰體￡= 21.物體的黑度：指同溫度下物體與黑噤射能心；僅與自身特性有21.物體的黑度：指同溫度下物體與黑噤射能心；僅與自身特性有關(guān);斯蒂芬一波爾茨曼定律克?；舴?——黑體輻射常數(shù)，=x10-8W/m2.K4；克?；舴駽0——黑體輻射系數(shù)，=C0——黑體輻射系數(shù)，=m2.K4落到表面4,上的由表面^?發(fā)出的輻射能中?= 由表面人.發(fā)出的總輻射能I角系數(shù)氣體的熱輻射具有以下兩個(gè)主要特點(diǎn)：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冷流體以對(duì)流傳熱方式將間壁傳來(lái)的熱量帶走;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，若多略熱敝「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；熱量衡算方程傳熱過(guò)程的平均溫差計(jì)算：恒溫差傳熱，變溫差傳熱按照冷、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)，這種情況稱為簡(jiǎn)單折流；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)，然而其代價(jià)是減小了平均傳熱溫差；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)質(zhì)量傳遞簡(jiǎn)稱傳質(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，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氣汽一液系統(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氣汽一液系統(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氣一固系統(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；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)系稱為費(fèi)克Fick定律；化學(xué)反應(yīng)可分為兩類：一類是在整個(gè)相內(nèi)均勻發(fā)生的反應(yīng)，稱為均相反應(yīng)；另一類則是局限在某個(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，稱為非均相反應(yīng)；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；傳質(zhì)過(guò)程應(yīng)用的設(shè)備有多種類型，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；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；混合氣體中，能夠溶解于液體中的組分稱為吸收質(zhì)或溶質(zhì)；不能溶解的組分稱為惰性氣體；吸收操作所用的溶劑稱為吸收劑；溶有溶質(zhì)的溶液稱為吸收液或簡(jiǎn)稱溶液；派出的氣體稱為吸收尾氣;分物理吸收一一煤氣脫苯，化學(xué)吸收一一二氧化碳碳酸鉀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；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小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n=mA除/mA進(jìn)X100%^y1-y2/y1X100%,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：cA=HpA,cA:溶解度；H：溶解度系數(shù)；pA：氣相分壓；pA=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=Ps/HMs,Ps,Ms:純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量；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=DpA,1-pA,2/RTz；單向擴(kuò)散：NA=DpA,1-pA,2p/RTzpB,m,p/pB,m：漂流因子，pB,m=pB,2-pB,1/lnpB,2/pB,1,即對(duì)數(shù)平均值；同理，NA二DcA,1-cA,2c/zcB,m;吸收塔操作線方程：qnL/qnV=y1-y2/x1-x2,qnV：二元混合氣摩爾流量；qnL：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qnL/qnVmin=y1-y2/x1-x2,qnL/qnV二一qnL/qnVmin；低濃度時(shí)填料塔高度h=qnVdy/y-y/KyaS二qnLdx/x-x/KxaS二NOGHOG二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=qnV/KyaS：氣相總傳質(zhì)單元高度；相平衡線為直線時(shí)：NOG=ln1-S’y1-mx2/y2-mx2+S’/1-S’，NOL=ln1-Ay1-mx2/y2-mx2+A/1-A,吸收因數(shù)：A=1/S’=qmV/mqmV;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、蒸餡蒸餾分類：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;雙組分溶液氣液相平衡：液態(tài)泡點(diǎn)方程：xA=p-pBt/pAt-pBt,xA：液態(tài)組分A的摩爾分?jǐn)?shù)；pt：壓強(qiáng)關(guān)于溫度的函數(shù)；氣態(tài)露點(diǎn)方程：yA二pA/p二pAt/pXp-pBt/pAt-pBt；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：uA=pA/xA,相對(duì)揮發(fā)度：aAB二uA/uB,最終可導(dǎo)出氣液平衡方程：y=ax/1+aTx；氣液平衡相圖：p-x圖等溫、t-xy圖等壓、x-y圖；平衡蒸餾：qnF,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qnD,yD和qnW,xW；物料衡算：yD=qxW/q-1-xF/q-1，液化率：q=qnW/qnF；熱量衡算：tF=te+1-qy/Cp,m,Cp,m:原液的摩爾定壓熱容；Y：原液的摩爾氣化潛熱；平衡關(guān)系：yD=axW/1+a-1xW;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：lnnF/nW=(lnxF/xW-aln1-xF/1-xW}/a-1；總物料衡算：nF=nW+nD；易揮發(fā)組分衡算：nFxF=nWxW+nDxD；推出：xD=nFxF-nWxW/nF-nW;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：nD二qnDxD/qnFxFX100%,釜中不易揮發(fā)組分回收率：nW二qnW1-xW/qnF1-xFX100%；精餾段總物料衡算：qnV=qnD+qnL；精餾段易揮發(fā)組分衡算：qnVyn+1=qnDxD+qnLxn；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)，精餾段操作線方程：yn+1=Rxn/R+1+xD/R+1,回流比R二qnL/qnD；提餾段總物料衡算：qnL’=qnV’+qnW；提餾段易揮發(fā)組分衡算：qnL’x’m=qnV’y’m+1+qnWxW；W:釜液量，提餾段操作線方程：y’m+1=qnL’x’m/qnV’-qnWxW/qnV’；總的物料衡算：qnF+qnV’+qnL=qnV+qnL’，乘上各焓值Hx即為熱量衡算,qnV=qnV’+1-nF,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枰臒崃颗c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=(lgxD1-xw/xw1-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)二一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nV=R+1nD，所需時(shí)間T=nV/qnV；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；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：1、正偏差溶液，2、負(fù)偏差溶液精餾回流中，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；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；多組分精餾，獲得n個(gè)產(chǎn)物需要n+1個(gè)塔；五、吸收吸收劑的要求：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n=mA除/mA進(jìn)X100%^y1-y2/y1X100%,y1,y2:進(jìn)塔和出塔混合氣中A的摩爾分?jǐn)?shù)；稀溶液中亨利定律：cA=HpA,cA:溶解度；H:溶解度系數(shù);pA：氣相分壓;pA=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=Ps/HMs,Ps,Ms：純?nèi)軇┟芏群拖鄬?duì)分子質(zhì)量；六、干燥絕對(duì)濕度6=p-pV,pV：水蒸汽分壓；相對(duì)濕度6=pV/pS,pS：水蒸汽飽和分壓；濕焓I=Ig+^Iv,Ig:絕干空氣的焓；Iv：水蒸汽的焓；物料的干基濕含量X=m水/m絕干，是基濕含量3=m水/m總X100%,?=X/1+X；物料分類：非吸濕毛細(xì)孔物料、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；干燥過(guò)程物料衡算：qm,cX1-X2=qm,L$2-61二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,LI2-I0+qm,cI'2-I'1+qL,qD:單位時(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二qm,LI1-I0=qm,L+60t1-t0,qD=qm,LI2T1+qm,cI'2-I'1+qL；干燥器熱