化工原理知識點總結

1、 一、流體力學及其輸送 1. 單元操作：物理化學變化的單個操作過程，如過濾、蒸餾、萃取。 2. 四個基本概念：物料衡算、能量衡算、平衡關系、過程速率。 3. 牛頓粘性定律： F=T A=U Adu/dy, （F :剪應力；A:面積； 卩： 粘度；du/dy : 速度梯度 ） 。 4. 兩種流動形態(tài)：層流和湍流。流動形態(tài)的判據雷諾數(shù) Re二dup /卩；層流一2000 過渡 4000湍流。當流體層流時，其平均速度是最大流速的 1/2 。 5. 連續(xù)性方程：A1u1=A2u2伯努力方程：gz+p/ p +1/2u2=C0 6. 流體阻力二沿程阻力+局部阻力；范寧公式：沿程壓降： pf=入l p u

2、2/2d，沿程 阻力：Hf=A pf/ p g二入l u2/2dg（入：摩擦系數(shù)） ；層流時入=64/Re,湍流時入二F（Re, /d） , （管壁粗糙度）；局部阻力hf= E u2/2g , （ E：局部阻力系數(shù)，情況不 同計算方法不同 ） 7. 流量計： 變壓頭流量計 （測速管、 孔板流量計、 文丘里流量計 ）；變截面流量計0 孔板流量計的特點；結構簡單,制造容易,安裝方便,得到廣泛的使用0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, 因此要定期進行校正, 同時流量較小時難以測定0 轉子流量計的特點恒壓差、變截面0 8. 離心泵主要參數(shù)：流量、壓頭、效率（容積效率 v：考

3、慮流量泄漏所造成的能量 損失；水力效率H考慮流動阻力所造成的能量損失；機械效率m：考慮軸承、密 封填料和輪盤的摩擦損失。）、軸功率；工作點（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（泵口直徑和揚程）；氣體輸送機械：通風機、鼓風 機、壓縮機、真空泵。 9. 常溫下水的密度 1000kg/m3,標準狀態(tài)下空氣密度 1.29 kg/m3 1atm =101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH20=760mmHg 離心泵的葉輪閉式效率最高，適用于輸送潔凈的液體。半閉式和幵式效率較低, 常用于輸送漿料或懸浮液。 氣縛現(xiàn)象：貯槽內的液體沒有吸入泵內。汽蝕

4、現(xiàn)象：泵的安裝位置太高，葉輪中 各處壓強高于被輸送液體的飽和蒸汽壓。原因（安裝高度太高被輸送流體的 溫度太高，液體蒸汽壓過高；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 12. 往復泵的流量調節(jié) （1）正位移泵 流量只與泵的幾何尺寸和轉速有關，與管路特性無關，壓頭與流量無關, 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。（1） 被測流體的壓力 大氣壓 （2） 被測流體的壓力 70MPa) 下工作。 ? 2. 容積式流體輸送機械的特點 ? (1) 運動機構的尺寸確定后，工作腔的容積變化規(guī)律也就確定了，因此機械 轉速改變對工作腔容積變化規(guī)律

5、不發(fā)生直接的影響， 故機械工作的穩(wěn)定性較 好。 ? (2) 流體的吸入和排出是靠工作腔容積變化，與流體性質關系不大，故容易 達到較高的壓力。 ? (3) 容積式機械結構復雜，易于損壞的零件多。而且往復質量的慣性力限制 了機械轉速的提高。 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。 16. 流體體積隨壓力變化而改變的性質稱為壓縮性。 、非均相機械分離 1. 顆粒的沉降：層流沉降速度Vt=（ pp - P ）gdp2/18 u, （ pp - P：顆粒與流體密度 差，流體粘度）；重力沉降（沉降室，H/v=L/u，多層；增稠器，以得到稠漿為 目的的沉淀）；離心沉降（旋風分離器）。

6、2. 過濾：深層過濾和濾餅過濾（常用，助濾劑增加濾餅剛性和空隙率 ）；分類：壓 濾、離心過濾，間歇、連續(xù)；濾速的康采尼方程： u=（ p/L u ） 3/5a2（1 - ）2， （濾餅空隙率；a：顆粒比表面積；L:層厚）。 3. 過濾介質：過濾過程所用的多孔性介質稱為過濾介質，過濾介質應具有下列特 性：多孔性、孔徑大小適宜、耐腐蝕、耐熱并具有足夠的機械強度。 4. 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，又若濾餅 可壓縮，隨著過濾進行，濾餅受壓變形,都使過濾阻力很大而導致過濾困難?？?r d 2（ q q） 采用助濾劑以改善濾餅的結構，增強其剛性。常用的助濾劑有：硅藻土、纖

7、維粉 末、活性炭、石棉等 5. 過濾速率基本方程 恒速過濾 qq 恒壓過濾 V2 2VVe KA2 6. 過濾設備：板框壓濾機（間歇操作，構造簡單，過濾面積大而占地省，過濾壓 力高（可達1.5MPa左右），便于用耐腐蝕性材料制造，便于洗滌。它的缺點是裝 卸、清洗勞動強度較大。 ）、葉濾機（葉濾機也是間歇操作設備，具有過濾推動力大、單位地面所容納的過 濾面積大、濾餅洗滌較充分等優(yōu)點。其生產能力比板框壓濾機大，而且機械化程 度高，勞動力較省， 密閉過濾， 操作環(huán)境較好。 其缺點是構造較復雜、 造價較高。）、 廂式壓濾機、轉筒真空過濾機（操作連續(xù)、自動） 7. 自由沉降 : 單個顆粒在流體中的沉降過

8、程稱。干擾沉降：若顆粒數(shù)量較多，相互 間距離較近，則顆粒沉降時相互間會干擾，稱為干擾沉降。 8. 影響因素： 當顆粒濃度增加， 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。 9. 流態(tài)化是一種使固體顆粒通過與流體接觸而轉變成類似于流體狀態(tài)的操作。 分 三個階段： （1） 固定床階段：流體通過顆粒床層的表觀速度 u 較低，使顆?？障吨?流體的真實速度u1小于顆粒的沉降速度ut，則顆?；旧媳３朱o止不動， 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，此時顆粒懸浮于流體中，床層有一個明顯的上界面，與沸騰水的表

9、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，此時床層上界面消失，這種狀態(tài)稱為氣力輸送。 10. 氣力輸送的優(yōu)點 （1） 系統(tǒng)封閉，避免物料飛揚，減少物料損失，改善勞動條件。 （2） 輸送管路不限制，即使在無法鋪設道路或安裝輸送機械的地方，使用氣力輸 送更加方便。 （ 3）設備緊湊，易于實現(xiàn)連續(xù)化、自動化操作，便于同連續(xù)化工生產相銜接。 4）在氣力輸送過程中可同時進行粉料的干燥、粉碎、冷卻、加料等操作。 三、傳熱 1. 傳熱方式：熱傳導 （ 傅立葉定律 ） 、

10、對流傳熱 （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 （ 對蓄熱體的周期性 加熱、冷卻 ） 。 2傅立葉定律：dQ=-入dA , （Q:熱傳導速率；A:等溫面積；入：比例系數(shù)； ： 溫度梯度 ） ； 入與溫度的關系：入二入0（1+at） , （a :溫度系數(shù)）。 3. 不同情況下的熱傳導：單層平壁：Q=（t1-t2）/b/（CmA）二 溫差/熱阻，（b :壁厚； Cm=（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: 圓筒側面積， C=

11、（A2-A1）/ln（A2/A1） ； 多層圓筒：Q=2% L（t1 -t n+1）/ 1/ 入 i ln（ri+1/ri） 。 4. 對流傳熱類型：強制對流傳熱 （ 外加機械能 ） 、自然對流傳熱、 （ 溫差導致 ） 、蒸 汽冷凝傳熱 （ 冷壁 ） 、液體沸騰傳熱 （熱壁 ） ，前兩者無相變，后兩者有相變；牛頓 冷卻定律：dQ=hdAt , （ t 0； h:傳熱系數(shù)）。 5. 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：單色輻射能；入：波長 ）； 四次方定律：E=C（T/100）4= C0（T/100）4 , （C:

12、灰體輻射常數(shù)；C0:黑體輻射常 數(shù)；二C/C0:發(fā)射率或黑度）； 兩物體輻射傳熱：Q1-2二C1-2 A（T1/100）4 -（T2/100）4 , （ :角系數(shù)；A:輻射 面積； C1-2=1/（1/C1）+（1/C2）-（1/C0） 6. 總傳熱速率方程：dQ=Kmd, （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 （hi , h2:熱、冷流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ）。 7. 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。 8. （1 ）強化傳熱 為了使物料滿足所要求的操作溫度進行的加熱或冷卻，希望熱 量以所期望的速率

13、進行傳遞； （ 2）削弱傳熱 :為了使物料或設備減少熱量散失，而對管道或設備進行保溫或 保冷。 9. 熱傳導 物體各部分之間不發(fā)生相對位移時，依靠分子、原子及自由電子等微觀 粒子的熱運動而產生的熱量傳遞稱為熱傳導，又稱導熱。 10. 對流傳熱:對流僅發(fā)生于流體中，它是指由于流體的宏觀運動使流體各部分之 12. 傳熱的基本方式 :沸（騰1傳）熱 熱大傳容器導沸（騰 2）對流傳熱熱對流 （ 3）輻射傳熱 管內沸騰 有相變 冷凝傳熱 管外冷凝 13. 影響冷凝傳熱的因素冷凝和傳冷熱 凝管傳內冷熱凝的強化 流體物性: 冷凝液 、 、 潛熱r T 溫差：液膜層流流動時， t=ts - tW , 不凝氣體

14、：不 凝氣體的存在會導致 （1%不凝氣可使 60%，所以應該定期排放 蒸汽流速與間發(fā)生相對位移而導致強的制熱對流傳熱無相變 自然對流傳熱 11. 大空間自然對流 有限空間自然對對流傳熱 混合對流傳熱 流向（u10m/s）:蒸汽與液膜同向時 u ;反向時u ；u時（無論方 向）0因此蒸汽進口一般設在換熱器上部， 以避免蒸汽與液膜逆向流動使 。 蒸 汽過熱：包括冷卻和冷凝兩個過程。 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：可幵縱向溝槽；水平管束：可采用錯列。 1K/m或1C /m時，單位時間通過單 0為固體在0C 時的導熱系數(shù)，k為溫度系數(shù)，1/ C ,對大多數(shù)金屬材料

15、為負值， 對大多數(shù)非金屬 固體材料為正值。 15. 在物體邊界上，傳熱邊界條件可分為以下三類：（1）已知物體邊界壁面的溫度, L 稱為第一類邊界條件；（2）已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流傳熱條件，稱為第三類邊界條件。 努塞爾數(shù)越大，對流傳熱的傳熱強度也越大。它反映了固體壁面處的無因次溫度 梯度的大小。 雷諾準數(shù)（Rey nold ）， Re : 慣性力與粘性力之比。雷諾數(shù)小，表示流 Cp _ 體的粘性力起控制作用，抑制流層的擾動，隨著雷諾數(shù)的增大，流體中流體微團 的擾動加劇，壁面處的溫度梯度增大，對流傳熱系數(shù)增大。 流體的動量傳遞能力與熱量傳遞能力的14

16、.導熱系數(shù) 的1 物理意義：表示溫度梯度為 位面16. 準數(shù)的定義與物理意義： 努塞爾準數(shù) （ 為L的流體層內的熱傳導之比。 Nusselt ），Nu : 對流傳熱與厚度 普朗動量 格拉曉夫準數(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致的浮升力對對流傳熱的影響。它在 自然對流中的作用與強制對流中雷諾數(shù)的作用相當。 17. 蒸汽與低于飽和溫度的壁面接觸時有膜狀冷凝和珠狀冷凝兩種 18. 影響沸騰傳熱的因素及強化途徑： 液體的性質： 溫差： 操作壓強: 加熱面: 19. 輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的過程。熱輻射：物體由于熱的原因以電磁 波的形式

17、向外發(fā)射能量的過程。 20. 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體輻射能力之比。 Eo oT C0（云） 有關。 0黑體輻射常數(shù)，=5.67 X 10-8W/(m2 .K4); 希霍夫定律： C 黑體輻射系數(shù)，=5.67W/（m2 .K4） 落到表面Aj上的由表面A發(fā)出的輻射能 ij 由表面 Ai發(fā)出的總輻射能 角系數(shù) 23.氣體的熱輻射具有以下兩個主要特點:僅與自身特性 22.斯蒂芬一波爾茨曼定律 3 2 g tL gL3 t 2 E1 Eb （1）氣體的輻射和吸收對波長具有強烈的選擇性（ 2）氣體的輻射和吸收是在整 個容積內進行

18、24傳熱三步:（1）熱流體以對流傳熱方式將熱量傳給固體壁面； （2）熱量以熱 傳導方式由間壁的熱側面?zhèn)鞯嚼鋫让妫?（3）冷流體以對流傳熱方式將間壁傳來的 熱量帶走。 25. 熱量衡算方程反映了冷、熱流體在傳熱過程中溫度變化的相互關系。根據能 量守恒原理，在傳熱過程中，若忽略熱損失,單位時間內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 26. 傳熱過程的平均溫差計算：恒溫差傳熱，變溫差傳熱 27. 按照冷、熱流體之間的相對流動方向，流體之間作垂直交叉的流動，稱為錯流; 如一流體只沿一個方向流動，而另一流體反復地折流，使兩側流體間并流和逆流 交替出現(xiàn)，這種情況稱為簡單折流。 28.

19、不同流動排布型式的比較：進出口溫度條件相同時，逆流的平均溫差最大，并 流的平均溫差最小，對于其他的流動排布型式，其平均溫差介于兩者之間。在實 際的換熱器中應盡量采用逆流流動，而避免并流流動。但是在一些特殊場合下仍 采用并流流動，以滿足特定的生產工藝需要。采用折流和其他復雜流動的目的是 為了提高傳熱系數(shù)，然而其代價是減小了平均傳熱溫差。 29. 換熱器傳熱效率e的定義為實際傳熱速率 Q與理論上可能的最大傳熱速率Q max Qa： 之比 四、質量傳遞基礎 1. 質量傳遞（簡稱傳質）是指物質從一處向另一處轉移，包括相內傳質和相際傳 質兩類，前者發(fā)生在同一個相內，后者則涉及不同的兩相。 2. （1）氣

20、（汽）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 的過程。解吸：為吸收的逆過程。 蒸餾：不同物質在氣液兩相間的相互轉移。 氣體增 （ 減）濕：濕分由液相 （氣相） 向氣相（液相）轉移。 （2）液- 液系統(tǒng)：萃?。喝苜|由一液相轉入另一液相。這是在液體混合物中加入 另一不相溶的液相物質，使原混合物組分在兩液相中重新分配的過程。 （ 3）氣（汽）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 過程。解吸：為吸收的逆過程。 蒸餾：不同物質在氣液兩相間的相互轉移。 氣體增 （ 減）濕：濕分由液相 （氣相） 向氣相（液相）轉移。 （ 4）氣固系統(tǒng)：干燥：加入熱量使液體氣化，從固體的表

21、面或內部轉入氣相。 吸附：物質由氣相趨附于固體表面（主要是多孔性固體的內表面） ，吸附平衡是過 程進行的極限。 3. 費可定律：實驗表明，在二元混合物（A+B中，組分的擴散通量與其濃度梯度 成正比，這個關系稱為費克（ Fick ）定律。 4. 化學反應可分為兩類：一類是在整個相內均勻發(fā)生的反應，稱為均相反應；另 一類則是局限在某個特定區(qū)域內的反應， 它可以是在相的內部， 也可以在邊界上， 稱為非均相反應。 5. 對流傳質通常指運動流體與固體壁面（或兩股直接接觸的流體之間）間的質 量傳遞，是相際傳質的基礎。 一般情況下， 傳質設備中流體的流動形態(tài)多為湍流。 6. 傳質過程應用的設備有多種類型，其

22、主要功能是給傳質的兩相（或多相）提 供良好的接觸機會，包括增大相界面面積和增強湍動強度，主要有填料塔和板式 塔。 7. 板式塔：有害因素： 空間上的反向流動： 泡沫夾帶（增大板間距） 、氣泡夾帶（增 大降液管長度） ；空間上的不均勻流動：氣體，液體。如何提高效率： 1合理選 擇塔板孔徑和開口率造成適宜氣液接觸狀態(tài) 2設置傾斜的進氣裝置 塔板壓降： 塔板上下對應位置的壓力差 （新型：泡罩塔板、 浮閥塔板、 篩孔塔板、 舌型塔板、網型塔板、垂直塔板） 8. 填料塔：主要特性數(shù)據：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） 9. 填料塔操作范圍小，對液體負荷變化敏

23、感；不易處理易聚合或含有固體懸浮物 的物料；反應過程中需要冷卻時，填料塔復雜，有側線出料時，填料塔不如板式 塔方便；板式塔設計簡便安全；填料塔小時結構簡單，造價低；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 1. 吸收是將氣體混合物與適當?shù)囊后w接觸，利用個組。分在液體中溶解度的差異同理, NA=D(cA,1-cA,2)c/zcB,m 0 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 收質或溶質；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； 溶有溶質的溶液稱為吸收液或簡稱溶液；派出的氣體稱

24、為吸收尾氣。 （分物理吸收 煤氣脫苯，化學吸收二氧化碳碳酸鉀） 2. 吸收操作是氣體混合物的主要分離方法，化工生產。中它有以下幾種具體的應 用：1.化工產品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。一個完整地吸收分離過程一般包 括吸收和解吸兩部分。 3. 溶劑的選擇： （1）溶劑應對氣體中被分離組分有較大溶解度； （2）溶劑對其他 組分的溶解度要?。?3）溶質在溶劑中的溶解度對溫度變化敏感（ 4）容積蒸汽壓 低，減少回收時的損失 （5）溶劑有較好的化學穩(wěn)定性 （6）溶劑有較低的粘度 （7） 溶劑價廉， 無腐蝕性、 無毒不易燃。

25、吸收率 n = （mA除/mA 進）X 100%- （y1 -y2） /y1 X 100% （y1 ,y2:進塔和出塔混合氣中 A的摩爾分數(shù)）。 4.稀溶液中亨利定律：c*A=HpA （c*A :溶解度；H:溶解度系數(shù)；pA:氣相分 壓）；p*A=ExA, （xA :液相中溶質摩爾分數(shù)；E:亨利系數(shù)）；y*=mx,（平衡常數(shù)m=E/p）; E=p s/HMs, （ p s, Ms：純溶劑密度和相對分子質量）。 5. 費克定律：jA二-DABdcA/dz , （jA :擴散速率；DAB組分A在組分B中的擴散 系數(shù)；dcA/dz :組分A在擴散方向z上的濃度梯度）； 等分子擴散速率: NA=jA=

26、D（pA,1-pA,2）/RTz ；單向擴散: NA=D（pA,1-pA,2）p/RTz pB,m, （p/pB,m :漂流因子, pB,m= （pB,2-pB,1）/ln（pB,2/pB,1） ,即對數(shù)平均值 ）； 6. 吸收塔操作線方程： qn(L)/qn(V)=(y1-y2)/(x1-x2) ， (qn(V) ： 二元混合氣摩 爾流量； qn(L) ：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 qn(L)/qn(V)min=(y1-y2)/(x*1-x2),qn(L)/qn(V)= (1.1 2.0) qn(L)/qn(V)min ； 低 濃 度 時

27、 填 料 塔 高 度 h=qn(V) dy/(y-y*)/KyaS=qn(L) dx/(x*-x)/KxaS二NOGHOG二NOLHOL, (K:傳質系數(shù)；S:塔截面積；a：單位體積 填料有效接觸面積； NOG= dy/(y-y*) ：氣相總傳質單元數(shù)； HOG =qn(V)/KyaS： 氣相總傳質單元高度 ) ； 相 平 衡 線 為 直 線 時 : NOG=ln(1- S)(y1 -mx2)/(y2- mx2)+S/(1 -S), NOL=ln(1-A)(y1-mx2)/(y2-mx2)+A/(1-A) , ( 吸收因數(shù): A=1/S= qm(V)/mqm(V)。 7. 填料塔:液體上進下出

28、,氣體下進上出,其中設有液體在分布器,可使其均勻 分布于填料表面,塔頂可按轉除末器。填料塔是一種應用廣泛的氣液兩相接觸并 進行傳熱、傳質的塔設備,可用于吸收(解吸) 、精餾和萃取等分離過程。填料塔 不僅結構簡單,而且具有阻力小和便于用耐腐蝕材料制造等優(yōu)點,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較小的真空蒸餾系統(tǒng),此外, 對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,增加 傳質推動力) 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 機械強度及化學穩(wěn) 定性 8

29、. 六、蒸餾 1. 蒸餾分類：操作方式：連續(xù)蒸餾、間歇蒸餾；對分離的要求：簡單蒸餾、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 沸點溫度。 2. 雙組分溶液氣液相平衡：液態(tài)泡點方程： xA=p-pB(t)/pA(t)-pB(t) ， (xA： 液態(tài)組分A的摩爾分數(shù)；p (t):壓強關于溫度的函數(shù))； 氣態(tài)露點方程：yA二pA/p二pA(t)/p X p -pB(t)/pA(t)-pB(t) ; 平衡

30、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：u A二pA/xA,相對揮發(fā)度：a AB二u A/ u B,最終可導出氣液平衡方程： y= a x/1+(a -1)x; 氣液平衡相圖： p-x 圖( 等溫 ) 、t-x(y) 圖( 等壓 ) 、x-y 圖。 3. 平衡蒸餾：qn(F) , xF加熱至泡點以上tF，減壓氣化，溫度達到平衡溫度 te , 兩相平衡 qn(D) ， yD 和 qn(W)， xW； 物料衡算： yD=qxW/(q-1)-xF/(q-1) , (液化率： q=qn(W)/qn(F) ； 熱量衡算：tF=te+(1- q) 丫 /C

31、p,m, (Cp,m :原液的摩爾定壓熱容；丫：原液的摩爾 氣化潛熱 ) ； 平衡關系： yD=a xW/1+( a -1)xW 。 4. 簡單蒸餾：持續(xù)加熱至釜液組成和餾出液組成達到規(guī)定時停止； 關系式：lnn(F)/n(W)二ln(xF/xW)- a ln(1 -xF)/(1- xW)/( a -1); 總物料衡算： n(F)=n(W)+n(D) ；易揮發(fā)組分衡算： n(F)xF =n(W)xW+n(D)xD ； 推出： xD= n(F)xF-n(W)xW/n(F)-n(W) 。 5. 精餾：多次部分氣化部分冷凝 (連續(xù)、間歇 ) ，泡點不同采取不同的壓力操作， 塔板數(shù)從上至下記； 塔頂易

32、揮發(fā)組分回收率：n D=qn(D)xD/qn(F)xF X 100% 釜中不易揮發(fā)組分回收率：n W二qn(W)(1 -xW)/qn(F)(1- xF) X 100% 精餾段總物料衡算： qn(V)=qn(D)+qn(L) ； 精餾段易 揮 發(fā) 組分衡算： qn(V)yn+1=qn(D)xD+qn(L)xn ; (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)組分的摩爾分數(shù)； xn :第n 塊板下降的液體中易揮發(fā)組分的摩爾分數(shù) )， 精餾段操作線方程： yn+1=Rxn/(R+1) +xD/(R+1) ，(回流比 R= qn(L)/qn(

33、D) ； 提餾段總物料衡算： qn(L)=qn(V)+qn(W) ； 提餾段易揮發(fā)組分衡算： qn(L )x m=qn(V )y m+1 +qn(W)xW; (W:釜液量)，提餾段操作線方程：y m+1二 qn(L )x m/qn(V )-qn(W)xW/qn(V ) ； 總的物料衡算：qn(F)+qn(V )+qn(L)二qn(V)+qn(L )，乘上各焓值 Hx即為熱量 衡算， qn(V)=qn(V )+(1 -q)qn(F) ， (精餾進料熱狀態(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 進料方程：y=qx/(q-1)-xF/(

34、q-1) ;理論塔板的計算逐板法和圖解法，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=lgxD(1-xw)/xw(1-xD)/lgam-1 ，(am :全塔平均揮發(fā)度)； 最小回流比 Rmin=(xD-yq)/(yq-xq) ，(xq，yq：進料時)，R實=(1.1 2.0) Rmin; 全塔效率ET為理論塔板數(shù)與實際塔板數(shù)之比； 間歇精餾：分批精餾，一次進料待釜液達到指定組成后，放出殘液，再次加料， 用于分離量少而純度要求高的物料，每批精餾氣化物質的量 n(V )= (R+1)n(D) ， 所需時間 T =n(V)/qn(V);

35、 特殊精餾：恒沸精餾 (加第三組分，形成新的低恒沸物，增大相對揮發(fā)度 ) 、萃取 精餾( 加第三組分，增大相對揮發(fā)度 ) 、加鹽萃取精餾、分子蒸餾 ( 針對高分子量、 高沸點、高粘度、熱穩(wěn)定性極差的有機物 ) 。 6. 根據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、負偏差溶液 7. 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品量的比值。 板式塔加料位置在第

36、五塊板效率最高。 只有提餾段沒有精餾段的叫回收塔。 8. 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。 9. 多組分精餾，獲得 n 個產物需要 n+1 個塔。 五、吸收

37、1. 吸收劑的要求：對溶質的溶解度大，對其他成分溶解度小、易于再生、不易揮 發(fā)、粘度低、無腐蝕性、無毒不易燃、價低，吸收率n =（mA除/mA 進）X 100%- （y1-y2）/y1 X 100% （y1 ,y2:進塔和出塔混合氣中 A的摩爾分數(shù)）。 2. 稀溶液中亨利定律：c*A=HpA （c*A :溶解度；H:溶解度系數(shù)；pA:氣相分壓）； p*A=ExA, （xA :液相中溶質摩爾分數(shù)；E:亨利系數(shù)）;y*二mx,（平衡常數(shù)m=E/p）; E=p s/HMs, （ p s, Ms：純溶劑密度和相對分子質量）。 六、干燥 1. 絕對濕度3 =0.622pV/（p -pV） , （pV :

38、水蒸汽分壓）；相對濕度 = pV/pS, （pS : 水蒸汽飽和分壓）；濕焓l=lg+ 3 lv , （lg :絕干空氣的焓；lv ：水蒸汽的焓）o 2. 物料的干基濕含量 X=m水/m絕干，是基濕含量 宀=口水/m總X 100% w =X/（1+X）； 物料分類:非吸濕毛細孔物料、吸濕多孔物料和膠體無孔物料；物料與水分:總 水分、平衡水分、自由水分、非結合水分、結合水分。 3. 干燥過程物料衡算: qm,c(X1- X2)=qm,L(32- 3 1)=qm,W, (qm,c :絕對干料的質 量流量；qm,L:絕干空氣質量流量；qm,W干料蒸發(fā)出水分的質量流量)，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二qm,L(l2-IO)+qm,c(l 2-1 l)+qL , (qD :單位時間干燥器熱 量；qP:單位時間預熱氣熱量；qL:單位時間熱損失；I2 :出干燥器的空氣的焓； IO ：進預熱器的空氣的焓； I 2， I 1：進出干燥器物料的焓 )， qD=qm,L(I1-IO) =qm,L(1.01+1.88 3 0) (t1 -t0) , qD=qm,L(I2- I1)+qm,c(l 2 -I 1)+qL ； 干燥器熱效率：n 二qd/qPX 100% (qd=qm,L