【2017年整理】化工原理2(2)

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1、第 7章 传质与分离过程概论1、掌握双膜理论（双膜模型）的论点（原理） 。双膜模型的要点：(1) 相互接触的两流体间存在着稳定的相界面，界面两侧各存在着一个很薄（等效厚度分别为 zG和 zL）的流体膜层（气膜和液膜） 。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。(2) 溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。(3) 在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈，传质速率高，传质阻力可以忽略不计，相际的传质阻力集中在两个膜层内2、掌握对传质设备的性能要求、主要种类。主要种类：按所处理物系相态分类：气液传质设备、液液传质设备、气固传质设备、液固传质设备按两相的接触方式分类：逐级接触式设备、微分接触式设备按

2、促使两相混合与接触动力分类：无外加能量式设备、有外加能量式设备对传质设备的基本要求 ： 单位体积中，两相的接触面积应尽可能大两相分布均匀，避免或抑制沟流、短路及返混等 现象发生流体的通量大，单位设备体积的处理量大流动阻力小，运转时动力消耗低 操作弹性大，对物料的适应性强 结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行安全可靠 第 8章 吸收1、掌握吸收的概念、基本原理、推动力，了解吸收的用途。在化工生产中，常常会遇到从气体混合物中分离其中一种或几种组分的单元操作过程，该过程称为气体吸收。气体吸收的原理：根据混合气体中各组分在某液体溶剂中的溶解度不同而将气体混合物进行分离。吸收推动力示意图以气相表示的传

3、质推动力以液相表示的传质推动力答：概念：从混合物中分离其中的一种或几种组分的单元操作过程基本原理：根据混合气体中各组分在某液体中的溶解度不同而将气体混合物进行分离推动力：组分在气相主体的分压与组分在液相的分压之差,此差值只有在平衡时*yxx才等于零。用途：a 制取某种气体的液态产品 b 回收混合气体中所需要的某种组分 c 净化或者精制气体d 工业废气的处理气体吸收的应用场合 净化或精制气体（示例：合成氨工艺中合成气中的净化脱碳。 ） 、制取某种气体的液态产品（示例：用水吸收氯化氢气体制取盐酸） 、回收混合气体中所需的组分（示例：用洗油处理焦炉气以回收芳烃。 ） 、工业废气的治理 （示例：废气中

4、含有SO2、H2S 等有害气的脱除。 ）2、掌握吸收剂、吸收液、解吸（脱吸） 、物理吸收、化学吸收的概念吸收操作所用的液体称为吸收剂，以 S表示；混合气体中，能够显著溶解于吸收剂的组份称为溶质，以 A表示；几乎不被溶解的组分统称为惰性组分或载体，以 B表示；所得到的溶液称为吸收液或溶液，它是溶质 A在溶剂 S中的溶液；被吸收后排出的气体称为吸收尾气，其主要成分为惰性气体 B，还含有少量 A。吸收过程：溶质溶解于吸收剂中解吸过程：溶质从溶液中释放出吸收过程按溶剂与吸收剂之间是否存在化学反应可分为物理吸收和化学吸收。若在吸收过程中，溶质与溶剂之间不发生显著的化学变化，可以把吸收过程看成是气体溶质单

5、纯地溶解于液相溶剂的物理过程，则成为物理吸收；相反，若在吸收过程中气体溶质与溶剂（或其中的活泼组分）发生显著的化学变化，则称为化学吸收。7、掌握填料特性参数(比表面、空隙率、填料因子)的定义，了解常见填料形状类型。(1)比表面积，单位体积填料层的表面积称为比表面积，以 t 表示，其单位为 m2/m3。 (2)空隙率 单位体积填料层的空隙体积称为空隙率，以 表示，其单位为 m3/m3，或以%表示。 (3)填料因子 填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填料因子，以 表示，其单位为 1/m。 填料的类型1.散装填料 (1) 环形填料(2)鞍形填料与环鞍形填料(3)球形填料与花环填料2.规整填料 (

6、1)格栅填料(2)波纹填料3、掌握温度和压力对吸收及解吸的影响。温度的影响 对同一溶质，在相同的气相分压下，溶解度随温度的升高而减小。压力的影响 对同一溶质，在相同的温度下，溶解度随气相分压的升高而增大。加压和降温，有利于吸收操作；减压和升温，有利于解吸操作。第 9 章 蒸馏学习要求1、掌握挥发度，相对挥发度的概念挥发度：组分在气相中的平衡蒸气压（分压）与在液相中的摩尔分数的比值。对双组分物系 A、 B 溶液中 A、B 两组分的挥发度。对纯组分液体，其挥发度就等于该温度下液体的饱和蒸气压。 相对挥发度：溶液中两组分挥发度之比称为相对挥发度，用 表示 道尔顿分压定律可得： 是相平衡时两个组分在气

7、相中的摩尔分数比与液相中摩尔分数比的比值，由其大小可以判断该混合液能否用蒸馏方法加以分离以及分离的难易程度。2、掌握精馏操作连续进行的必要条件。精馏段 加料板以上的塔段气相中的重组分向液相（回流液）传递，而液相中的轻组分向气相传递，从而完成上升蒸气的精制。提馏段 加料板以下的塔段下降液体（包括回流液和料液中的液体部分）中的轻组分向气相（回流）传递，而气相中的重组分向液相传递，从而完成下降液体重组分的提浓。如在塔顶进料则只有塔底的重组分产品可达高纯度，塔顶引出的蒸气因没有经过精馏段的精制，纯度一般不会高。如在塔底进料则只有塔顶的轻组分产品可达高纯度，塔底的液体因未经提馏段提浓，纯度一般也不会高。

8、只有包括了精馏段和提馏段的精馏塔才可能由塔顶和塔底连续地分别得到高纯度的轻、重组分产品。答：条件：塔顶液相回流和塔底再沸器产生上升气流3、掌握回流比的概念、对精馏塔理论板数的影响及适宜回流比的选择方法。分离任务一定（塔顶产品量等一定）4、掌握理论塔板的概念 离开该板的气液两相互成平衡，温度相等； 塔板上各处的液相组成均匀一致。用作衡量实际板分离效率的依据和标准。通常，在工程设计中，先求得理论板层数，再用塔板效率予以校正，即可求得实际塔板层数。5、掌握板式蒸馏塔塔板负荷性能图的组成曲线Bxpxp BAxpBAABAKxyxPy(1)漏液线漏液线气相负荷下限线漏液量 10液流量 漏液气速 umin

9、 (2)雾沫夹带线雾沫夹带线气相负荷上限线雾沫夹带量 0.1kg 液/kg 气 夹带气速 umax (3) 液相负荷下限线液流量过低，板上液层不均匀，气体停留时间短，传质效率低。堰上液层高度 0.006 m 最小液流量 Lmin (4) 液相负荷上限线液流量过高，液体通过降液管内的停留时间较短，气泡来不及与液体分离 气泡夹带。液体在降液管停留时间 5 s 最大液流量 Lmax (5) 液泛线为防止液泛，降液管内的液层高度应不超过某一数值。Hd降液管内液层高度 安全系数 塔板间距 溢流堰高度6、掌握板式塔的液泛、漏液的概念液泛：塔板正常操作时，在塔板上应维持一定厚度的液层，以和气体进行接触传质。

10、如果由于某种原因导致液体充满塔板之间的空间，使塔的正常操作受到破坏，这种现象称为液泛。 漏液：部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。第 10 章 液液萃取学习要求1、掌握分配系数、选择性系数概念。 (1) 分配系数：一定温度下，A 组分在互成平衡的两液相中的浓度比 )(WTdhH(2) 选择性系数 两相平衡时，萃取相 E 中 A、B 组成之比与萃余相 R 中 A、B 组组成之比的比值。 2、掌握三级错流式和逆流式萃取的操作流程图，各自的特点。(1)多级错流萃取原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备，回收溶剂后的萃

11、取相称为萃取液（用 E表示） ，回收溶剂后的萃余相称为萃余液（用 R表示） 。特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。(2)多级逆流萃取原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加料一端排出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。特点：各级萃取推动力比较均匀，可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广泛采用。 3、掌握超临界流体的概念、定义一纯物质的临界温度 TC是指该物质处于无论多高压力下均不能被液化时的温度，该温度对应的压力称临界压力 PC ，状态在临界温度与临界压力以上的流体称超临界流体。Axyk组 分 在 萃 余

12、相 中 的 浓 度组 分 在 萃 取 相 中 的 浓 度 Bxyk第 10章 液液萃取学习要求1、掌握三级错流式和逆流式萃取的操作流程图，各自的特点。P174、178 萃取剂答：三级错流萃取：料液 123萃余相萃取相 原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备，回收溶剂后的萃取相称为萃取液（用E表示） ，回收溶剂后的萃余相称为萃余液（用 R表示） 。特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。三级逆流萃取：料液123萃余相萃取相123萃取剂原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加料一端排出，并引入溶剂回收设

13、备中，最终萃余相从加入萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。特点：各级萃取推动力比较均匀，可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广泛采用。 2、掌握超临界流体的概念、定义。答：一纯物质的临界温度 TC是指该物质处于无论多高压力下均不能被液化时的温度，该温度对应的压力称临界压力 PC ，状态在临界温度与临界压力以上的流体称超临界流体。超临界流体萃取定义：流体（溶剂）在临界点附近某一区域（超过临界区）内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能、且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的技术。第 11章 物料干燥学习要求1、 掌握湿空气的湿度，

14、相对湿度，湿比热，水蒸气分压，干球温度，湿球温度，露点，绝热饱和温度的概念及其相互关系，掌握公式：答：1)湿度：又称湿含量，为空气中水汽的质量与绝干空气体的质量之比。若水汽和绝干空气的摩尔数 ( nw , ng) 和摩尔质量 ( Mw , Mg) ：（Kg 水汽/kg 绝干空气）2)相对湿度：一定的系统总压和温度下，气体中湿份蒸汽的分压 pV 与系统温度下湿份的饱和蒸汽压 ps 之比。 值在 01之间3)湿比热 cH （比热容）：1kg 绝干气体及所含湿份蒸汽温度升高 1所需要的热量。 kJ/(kg绝干气体)式中： cg 绝干气体的比热，J/(kg 绝干气体)；cv 湿份蒸汽的比热，J/(kg

15、 湿份蒸汽) 。spPH62.0gwMn湿 空 气 中 绝 干 气 质 量湿 空 气 中 水 汽 质 量 %10sVpHccvgH4）水蒸气分压（湿分分压）：湿气体中湿份蒸汽的压力，用 pV 表示（kN/m2 ） ；当气体为湿份蒸汽所饱和时，湿份分压达到最大值，即系统温度下湿份的饱和蒸汽压。 5）干球温度：干球温度是空气的真实温度。6）湿球温度：湿球温度的形成过程是一个与空气的传质、传热，最终达到动态平衡的过程，其值与空气的状态有关。7)露点温度：将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度称露点，用 td 表示。露点时为饱和状态， =1。8)绝对饱和温度：饱和湿温度是在绝热饱和冷却塔中测得。为绝热等焓过程。 tas 是空气初始温度和湿度 H的函数，它是湿空气在绝热、冷却、增湿过程中达到的极限冷却温度。相互关系：a) 总压一定时，露点仅与空气的湿度有关。因此，可由露点得空气的湿度，或由湿度得露点。b) 干球温度 t、湿球温度 tw （或 tas ） 、露点温度 td 间的关系:不饱和湿空气 t tw （或 tas ） td饱和湿空气 t = tw （或 tas ）= tdc) 对水蒸气空气系统，两者在数值上近似相等。2、 掌握物料湿基水分，干基水分，平衡水分（平衡湿度）的定义。物料的平衡水分与介质的 H、t、相对湿度等有何关系？答：湿基水分（湿基湿含量 ） w：单位质量的湿物料中所含