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1、化工原理供环境工程专业使用教材：化工原理（第三版）谭天恩 化学工业出版社参考书：化工原理清华大学出版社化工基础高等教育出版社 制作: 廖杰1绪论21、环境工程在工业中、环境工程在工业中 据统计：工业企业污染约占总污染的据统计：工业企业污染约占总污染的70%，其，其中中50%为管理不善造成。为管理不善造成。 那么，如何让工业获得快速发展，经济高速发那么，如何让工业获得快速发展，经济高速发展，生活水平极大提高，而让我们能有一个高质量展，生活水平极大提高，而让我们能有一个高质量的生活环境呢？的生活环境呢？在活动中注意点点滴滴在活动中注意点点滴滴3w2材料发展： 传统材料：金属-黑色金属、有色金属 合
2、成材料-聚乙烯、聚丙烯 人造材料-人造纤维 新材料：稀土金属-电池、计算机芯片 反光材料、感光材料 生物材料 其它涉及高科技的材料4二、本课程的内容：二、本课程的内容：56铝生产工艺： 氧化铝粉-电解槽-Al液-铸造丙烯晴生产工艺：丙烯、氨、丙烯、氨、空气中的氧空气中的氧合合成成塔塔酸酸洗洗塔塔稀硫酸稀硫酸吸收塔水水丙烯晴丙烯晴和乙晴、和乙晴、丙烯晴丙烯晴和氢氰和氢氰酸、丙酸、丙烯醛精烯醛精馏分离馏分离丙烯丙烯晴晴71、流体流动过程：、流体流动过程： 均相流体的流动规律、流体输送、流体输送均相流体的流动规律、流体输送、流体输送的主要设备如泵和压缩机；的主要设备如泵和压缩机； 非均相流体的流动、
3、液固非均相体系的分非均相流体的流动、液固非均相体系的分离及设备、气固非均相体系的分离及设备。离及设备、气固非均相体系的分离及设备。82、传热过程：、传热过程： 传热规律、加热和冷却、蒸发、干燥、传热规律、加热和冷却、蒸发、干燥、结晶等过程及设备结晶等过程及设备3、传质过程：、传质过程： 传质规律、蒸发、精馏、干燥、结晶等传质规律、蒸发、精馏、干燥、结晶等过程及设备过程及设备9三、学习本课程的任务：三、学习本课程的任务：1、理解并掌握环境、材料工程中典型单、理解并掌握环境、材料工程中典型单 元操作的基本原理，典型设备的主要结元操作的基本原理，典型设备的主要结 构、使用方法和原理；构、使用方法和原
4、理； 2、掌握典型单元操作的基本计算和设备计、掌握典型单元操作的基本计算和设备计 算算；3、了解过程的强化途径和方法。、了解过程的强化途径和方法。10三、单位制和单位换算三、单位制和单位换算不同的单位制其选择的基本单位不完全不同的单位制其选择的基本单位不完全相同下面作简单介绍。相同下面作简单介绍。单位：基本单位单位：基本单位 导出单位导出单位单位制单位制长度长度 时间时间 质量质量 力力物理单位制物理单位制厘米厘米(cm)秒秒(s) 克克(g)工程单位制工程单位制米米(m) 秒秒(s)公斤公斤(kg(f)SI制制 米米(m) 秒秒(s) 千克千克(kg)11SI制的基本单位有七个：制的基本单位
5、有七个：基本量基本量 质量质量 长度长度 时间时间温度温度光强度光强度 电流强度电流强度 物质的量物质的量 单位单位 kg ms K Cd A molFma =1kg 9.81m/s2 =9.81N=1kg(f)12解解 F=ma m=F/a=5kg(f) 9.81kgms2/9.81ms2=5kg举例：举例：1 、5kg(f)等于多少千克质量的物质？等于多少千克质量的物质？解解 1kg(f)/cm29.81N/(0.01m)2=98100N/m2=9.81 104Pa2 1kg(f)/cm2等于多少等于多少Pa？13解解 1马力马力102 9.81/1.36=735.75kW 40马力马力4
6、0 735.75=29430W=29.43kW 3 1kcal/h等于多少W？解解 1kcal/h4.187 103J/3600s =1.163W4 已知一标准大气压已知一标准大气压1.033kg(f)/cm2，试问试问5标准标准大气压等于多少大气压等于多少Pa？解解 从表中查得从表中查得1kg(f)/cm2=9.81 104Pa 5标准大气压标准大气压5 9.81 104Pa5 已知工程单位制中的功率单位已知工程单位制中的功率单位102公斤米公斤米/秒秒1.36马力，问一台马力，问一台40马力柴油机的功率在马力柴油机的功率在SI制中制中为多少千瓦？为多少千瓦？14四四 基本规律基本规律1 物
7、料衡算物料衡算 在过程中，物质由于工艺操作的关系是在不断变化在过程中，物质由于工艺操作的关系是在不断变化的，但在选定的系统中，一定满足物料衡算式：的，但在选定的系统中，一定满足物料衡算式：输入的物料量输出的物料量物料的损失量输入的物料量输出的物料量物料的损失量+积累量积累量在衡算时注意连续操作系统和间歇操作系统的应用是在衡算时注意连续操作系统和间歇操作系统的应用是有所不同的。有所不同的。15 例：例： 在左图所示的氯化在左图所示的氯化氢合成塔中，已知每小氢合成塔中，已知每小 时时进入的氢气量为进入的氢气量为20kg，氯氯气量为气量为710kg，实际测定出实际测定出氯化氢的产率为氯化氢的产率为9
8、8%，试，试求该合求该合 成塔每小时的产量成塔每小时的产量和损失量。和损失量。 HCl氯气氯气氢气氢气16解解 根据根据 产率实际产量产率实际产量/理论产量理论产量 因此就需首先求出理论产量。因此就需首先求出理论产量。 化学反应为化学反应为 H2Cl2 2HCl Cl2 2 71 73 H2 20 710 730 即理论上氯化氢的产量为即理论上氯化氢的产量为730kg 实际产量为实际产量为73098715.4kg/h利用物料衡算式利用物料衡算式: 输入的物料量输出的物料输入的物料量输出的物料量物料的损失量量物料的损失量 20+710 =(20+710)98XX73073098730715.41
9、4.6kg/h17在使用物料衡算关系时，应注意：在使用物料衡算关系时，应注意：1、选择衡算的范围；、选择衡算的范围；2、确定衡算基准；、确定衡算基准；3、确定衡算的联系物质。、确定衡算的联系物质。182 能量衡算能量衡算 在一选定的能量衡算系统中，能量衡算关系式为：在一选定的能量衡算系统中，能量衡算关系式为： 输入的能量输出的能量能量损失能量的积累输入的能量输出的能量能量损失能量的积累在连续操作系统中，积累项为在连续操作系统中，积累项为0。 在间歇操作系统中，在操作的任意时刻，输入在间歇操作系统中，在操作的任意时刻，输入的能量和输出的能量为的能量和输出的能量为0。193 平衡关系平衡关系 平衡
10、关系都能为我们提出：过程的平衡关系都能为我们提出：过程的推动力推动力，过，过程的程的方向方向，过程的，过程的极限极限。4 过程速率过程速率 过程速率过程的推动力过程速率过程的推动力/过程的阻力过程的阻力可见：过程的阻力越大，其过程速率越小，相应可见：过程的阻力越大，其过程速率越小，相应的设备的生产能力越小，在同样产量的情况下设的设备的生产能力越小，在同样产量的情况下设备的尺寸越大，而其设备费用和操作费用也相应备的尺寸越大，而其设备费用和操作费用也相应增加增加.因此：我们在课程的学习时不仅要有科学的因此：我们在课程的学习时不仅要有科学的分析观，也要培养工程中的经济观分析观，也要培养工程中的经济观20
