化工原理譚天恩簡答重點資料

1、均相物系：物系內部各處均勻且無相界面，包括溶液、氣體混合物等。非均相物系：物系內部有不同相界面且界面兩側的物料性質有差異。包括：氣固系統(tǒng)（空氣中的塵埃）；液固系統(tǒng)（液體中的固體顆粒）；氣液系統(tǒng)（氣體中的液滴）；液液系統(tǒng)（乳濁液中的微滴）。非均相物系分離的依據(jù)：連續(xù)相與分散相具有不同的物理性質（如密度）。非均相物系分離方法：機械分離方法一一按兩相運動方式的不同分為沉降和過濾。非均相物系的分離目的：1、回收有用物質，如顆粒狀催化劑的回收；2、凈化氣體，如除塵、廢液、廢氣中有害物質的消除等。沉降：在重力或離心力作用下，使懸浮在流體中的固體顆粒沿受力方向與流體發(fā)生相對運動，與流體分離的過程。重力沉降：

2、利用懸浮固體顆粒本身的重力完成分離的操作。機一分離較大的顆粒離心沉降：利用懸浮的固體顆粒的離心力作用而獲得分離的操作。機一分離較小的顆粒沉降速度公式的應用條件：球形顆粒；自由沉降：顆粒沉降時彼此相距較遠，顆粒間互不干擾；忽略容器對顆粒的阻滯作用，前提：D/d100;顆粒不能太小，顆粒不因受流體分子運動的影響而使沉降速度變小。離心沉降原理重力沉降速度一般很小，故設備體積龐大。離心沉降速度大，可分離較小的微粒，且設備的體積可縮小。離心沉降分離設備：旋流（旋風或旋液）分離器和沉降離心機。前者的特征：設備靜止、流體旋轉；后者：機器帶動流體一起旋轉。旋風分離器結構和工作原理：含塵氣體高速切向進入分離器，

3、在外筒與排氣管問呈螺旋形旋轉向下，到錐底后以相同的旋向折轉向上至上部排氣管流出。夾帶的顆粒在螺旋流中均受離心力作用向器壁方向拋出，在重力作用下沿壁面下落到排灰口。評價旋風分離器性能的主要指標：分離性能和氣體的壓力降旋風分離器的特點：流量大、壓頭低。（1）氣體的膨脹或壓縮引起的不可逆機械能損失；（2）氣流旋轉引起的動能損失；（3）摩擦阻力損失以及各個部位的局部阻力損失等。阻力系數(shù)主要由旋風分離器的結構決定。選擇旋風分離器的型式的主要依據(jù)：生產能力、允許的壓降、粉塵性質、要求的分離效率。選型時，應在高效率與低壓降之間作權衡：不同型號的旋風分離器壓降還與其形狀有關：短粗形的旋風分離器壓降較小，處理量

4、大，但分離效率低；長徑比大且出入口截面小的細長形設備壓降大，處理量小，但分離效率高。過濾：在重力或壓力作用下，利用多孔過濾介質，使液體通過而將固體顆粒截留，實現(xiàn)懸浮液的固-液分離。原懸浮液一一濾漿，通過過濾介質的液體一一濾液，截留在過濾介質上的固體顆粒堆積層一一濾渣或濾餅.：,過濾介質作用：濾液通過、截留顆粒，支撐濾餅。特性：多孔、理化性質穩(wěn)定、機械強度高、可反復使用?？蓧嚎s濾餅：由非剛性顆粒形成的濾餅，在壓力差作用下會變形，過濾壓力提高時使過濾阻力明顯增大。不可壓縮濾餅：由剛性顆粒形成的濾餅，在過濾過程中顆粒形狀和顆粒間的空隙率保持不變。過濾的操作方式過濾操作中的主要階段，在過程中濾餅不斷增

5、厚、阻力不斷上升，流體的通過能力則不斷減?。幌礈欤簾o論是以濾餅還是濾液為產品，都有必要在卸料之前用清液置換濾餅中存留的濾液并且洗滌濾餅；脫濕：以濾餅為產品時洗滌后還可用壓縮空氣進行脫濕；卸料：將濾餅從過濾介質上移去；清洗過濾介質：使被堵塞的網孔“再生”，以便重復使用。過濾操作分為：間歇式：對以上各步驟分階段操作；連續(xù)式：連續(xù)操作完成全部或其中部分階段。板框壓濾機：通過直接給懸浮液加壓，迫使其穿過過濾介質來實現(xiàn)過濾。結構：由交替排列的濾板、濾框與板框間的濾布疊合組裝壓緊而成。板框數(shù)由工藝要求在機座長度范圍內靈活調節(jié)。組裝后，板框的四角位置形成連通的通道，由閥門控制懸浮液、濾液及洗液的進出。過濾：

6、懸浮液從通道進入濾框，濾液在壓力下穿過濾框兩邊的濾布、沿濾布與濾板凹凸表面之間形成的溝道流下，既可單獨由每塊濾板上設置的出液旋塞排出，稱為明流式；也可匯總后排出，稱為暗流式。洗滌：洗滌液由洗滌板上的通道進入其兩側與濾布形成的凹凸空間，穿過濾布、濾餅和濾框另一側的濾布后排出。洗滌液的行程（包括濾餅和濾布）約為過濾終了時濾液行程的2倍，而流通面積卻為其1/2,故洗滌速率約為過濾終了速率的1/4。每個操作循環(huán)由組裝、過濾、洗滌、卸料、重整五個階段。優(yōu)點：結構簡單緊湊，過濾面積大，可承受的壓力高。缺點：間歇式操作，所費的裝、折、清洗時間較長，勞動強度大，生產效率較低。轉筒真空過濾機結構與原理：轉筒表面

7、開孔，外面覆蓋濾布，內部分隔成互不相通的若干扇形區(qū)，各區(qū)都有管道通至軸心，軸心處裝分配頭，分配頭由轉動盤與固定盤構成，轉動盤小孔與轉筒表面的一段相通，固定盤上開三個凹槽，分別與真空抽濾系統(tǒng)、洗水抽吸回收系統(tǒng)和壓縮空氣反吹系統(tǒng)相通。轉動過程借助分配頭作用使各區(qū)與各系統(tǒng)連接和斷開，每轉一周，過濾表面任一部分都順序完成過濾、洗滌、吸干、吹松、刮渣等階段的連續(xù)操作。過濾操作：轉筒旋轉一周，每一個扇形區(qū)依次完成真空過濾、洗滌、吸干濾餅和壓縮空氣吹松、刮刀卸料等全部操作。轉筒轉速多在0.13r/min,浸入懸浮液中的吸濾面積約占總表面的3040%濾餅厚度范圍大約340mm優(yōu)點：連續(xù)進料，操作自動化，便于在

8、轉鼓表面預涂助濾劑后用于黏、細物料的過濾。缺點：過濾推動力有限，濾餅含液量較大，常達30%傳熱的三種基本方式一、熱傳導：依靠物體中微觀粒子的熱運動，熱量從物體內部高溫部分傳遞到低溫部分或者相互接觸的物體之間由高溫物體傳遞到低溫物體的過程，如固體中的傳熱；特點：單純的熱傳導過程中，物體各部分之間不發(fā)生相對位移，即沒有物質的宏觀位移。從微觀角度來看，氣體、液體、導電固體和非導電固體的導熱機理各不相同：氣體：氣體分子做不規(guī)則熱運動時相互碰撞的結果導電固體：自由電子在品格間的運動；良好的導電體中有相當多的自由電子在晶格之間運動，正如這些自由電子能傳導電能一樣，它們也能將熱能從高溫處傳到低溫處。非導電固

9、體：非導電體導熱是通過品格結構的振動來實現(xiàn)的液體：存在兩種不同的觀點，類似于氣體和非導電固體。二、對流：流體各部分質點發(fā)生相對位移而引起的熱量傳遞過程，對流只能發(fā)生在流體中。通常把傳熱固體表面與接觸流體的傳熱也稱為對流給熱，簡稱給熱。自然對流：靜止流體內部由于溫度不同、密度不同，造成流體內部發(fā)生對流而傳熱。強制對流：流體在外力的強制作用下運動而發(fā)生的對流。三、輻射傳熱：以電磁波傳遞能量的現(xiàn)象。物體會因各種原因發(fā)射出輻射能熱輻射：物體因熱的原因發(fā)出輻射能的過程，高溫物體把熱能轉變成輻射能，以電磁波的形式進行傳熱現(xiàn)象。任何物體能以電磁波的形式把熱能輻射出來，也能把其他物體輻射的電磁波吸收并轉變成熱

10、能。特點：熱輻射既是能量的轉移，又伴有能量形式的轉化。此外，輻射能可以在真空中傳播，不需要任何物質作媒介。高溫下，輻射傳熱是主要傳熱方式。熱傳導一、溫度場和等溫面溫度場：某一時刻，物體（或空間）各點的溫度分布t=f（x，）不穩(wěn)定溫度場：各點的溫度隨時間而改變的溫度場。穩(wěn)定溫度場：任一點的溫度均不隨時間而改變的溫度場等溫面：在同一時刻，溫度場中所有溫度相同的點組成的面。不同溫度的等溫面不相交。溫度梯度：兩等溫面的溫度差t。其間內乖行一距離n2比，在n趨于零時:ttlim二一的極限（表示溫度場內某一點沿等溫面法線方向上的溫度變化率）加cn溫度梯度是向量，其方向垂直于等溫面，溫度增加方向為正傅立葉定

11、律熱傳導速率（單位時間內傳導的熱量）與溫度梯度及垂直于法向的導熱面積成正比。物理意義：溫度梯度為1時，單位時間內通過單位傳熱面積的熱通量；數(shù)值上等于單位溫度梯度下的熱通量，九，導熱性能越好。兩流體通過間壁的傳熱直接混合式傳熱：冷熱兩種流體直接接觸，在混合過程中進行熱交換，如涼水塔。間壁式換熱：參與傳熱的兩種流體在固體間壁的兩側，冷熱流體在不直接接觸的條件下通過固體間壁進行熱量交換換熱器換熱過程：固體間壁的導熱；流體與壁面間的傳熱一一對流給熱。流體在間壁兩側作湍流流動，近壁處分為：層流底層、過渡層、湍流主體。過渡區(qū)域：溫度分布不像湍流主體那么均勻，也不像層流底層變化明顯，傳熱以熱傳導和對流兩種方

12、式共同進行。實質上對流傳熱是流體的對流與熱傳導共同作用的結果。逆流和并流傳熱的平均溫差的特點當傳熱量一定時，逆流操作所需的傳熱面積小于并流操作當加熱任務一定時，采用逆流傳熱可最大限度地利用熱能，加熱劑的用量少并流的優(yōu)點：當工藝要求被加熱流體不得高于某一溫度，或被冷卻的流體不得低于某一溫度，采用并流較易控制。錯流和折流錯流：兩種流體的流向垂直交叉。折流：一流體只沿一個方向流動，另一流體作雙程流動流動；或者兩流體都反復折回。復雜流：幾種流動型式的組合。大容積自然對流：傳熱面放置在大空間內，四周沒有阻礙自然對流的物體存在，如換熱設備或管道的熱表面向周圍大氣的散熱、無攪拌時釜內液體的加熱。大容積自然對

13、流的給熱系數(shù)僅與Gr數(shù)和Pr數(shù)有關提高對流傳熱系數(shù)的途徑6增加湍動程度，提高傳熱系數(shù)1、提高殼程2、加強殼程的湍動程度，如加折流擋板或添加物有相變的傳熱過程蒸汽冷凝傳熱：膜狀冷凝，滴狀冷凝膜狀冷凝：冷凝液體能潤濕壁面，在壁面上形成一層完整的液膜。特點：液膜成為壁面與蒸汽間傳熱的主要熱阻。冷凝液受重力沿壁流下，液膜越往下越厚，給熱系數(shù)越小，如果壁面足夠高，下部液膜中冷凝液會出現(xiàn)湍流流動，又使給熱系數(shù)增加滴狀冷凝：冷凝液不能完全潤濕壁面，在壁面上形成小液滴，沿壁面落下時，使壁面重新暴露在蒸汽中。特點：滴狀冷凝時沒有完整液膜，熱阻很小，給熱系數(shù)約為膜狀冷凝的510倍甚至更高液體沸騰傳熱大容積沸騰：加

14、熱面浸在有自由表面的液體中所發(fā)生的沸騰，液體運動由自然對流和汽泡擾動引起。管內沸騰：液體在管內流動過程中受熱沸騰。產生的汽泡不能自由上浮，而是被迫與液體一起流動，形成汽-液兩相流動，沿途吸熱，直至全部汽化大容積沸騰傳熱過程的機理沸騰機理：汽泡生成、長大、脫離并上升至液體表面。汽泡生成的條件：液體過熱；加熱壁面上存在汽化核心。汽化核心：加熱面上若干粗糙不平處，由于表面張力較小或微量氣體或蒸汽附著等原因，使新相容易生成，為氣泡形成提供條件沸騰曲線：過熱度t=tw-ts增加，出現(xiàn)沸騰傳熱給熱系數(shù)民燈t的變化關系輻射傳熱熱輻射：物體因熱的原因發(fā)出輻射能的過程稱為熱輻射輻射傳熱：輻射傳熱是不同物體間相互

15、輻射和吸收的綜合結果熱射線:可見光線和紅外光線統(tǒng)稱為熱射線黑體（絕對黑體）：能全部吸收輻射能的物體，即A=1o例如沒有光澤的黑墨表面，吸收率A=0.960.98鏡體（絕對白體）：能全部反射輻射能的物體，即R=1。例如表面拋光的銅，反射率R=0.9%透熱體：能全部透過輻射能的物體，即D=10例如單原子和對稱雙原子氣體02、N2、H2等。灰體：能夠以相等的吸收率吸收所有波長輻射能的物體。特點：吸收率A與波長無關；為不透熱體（A+R=1）物體發(fā)射能力物體在一定的溫度下，單位表面積、單位時間內所發(fā)射的全部波長的總能量。用E表示，單位：W/m20單色發(fā)射能力物體在一定的溫度下，單位表面積、單位時間內的發(fā)

16、射某一特定波長的能力氣體熱輻射的特點：不同氣體發(fā)射能力不同：對稱雙原子一一透熱體；不對稱雙原子和多原子氣體一一有大的發(fā)射能力和吸收率氣體輻射對波長具有選擇性：固體能發(fā)射和吸收全部波長范圍的輻射能，氣體只在某波段具有吸收和發(fā)射能力；氣體發(fā)射和吸收輻射能是在整個氣體體積內進行的：灰體的輻射和吸收發(fā)生在物體表面。蒸發(fā)：將稀溶液在沸騰狀態(tài)下進行濃縮的單元操作。蒸發(fā)的目的：溶液中溶劑的汽化，獲得溶劑產品或不揮發(fā)溶質產品。蒸發(fā)的必要條件：不斷供給熱能，不斷排除蒸汽，溶劑易揮發(fā)。真空蒸發(fā)：減壓（真空）下蒸發(fā)。目的：降低溶液沸點。優(yōu)點：真空下溶液的沸點低，加熱蒸汽與沸騰液體間溫差大，減小蒸發(fā)器的傳熱面積；利用

17、低壓蒸汽或廢氣作熱源；適于熱敏性物料；沸點低，蒸發(fā)器熱損失小。缺點：耗能大；低壓沸點低，粘度大，給熱系數(shù)減小。單效蒸發(fā)：二次蒸汽不再利用，1kg水/1kg多加熱蒸汽多效蒸發(fā)：加熱蒸汽通入蒸發(fā)器，液體受熱沸騰產生的二次蒸汽加以利用引入到下一級蒸發(fā)器，多個蒸發(fā)器依次連接形成多效蒸發(fā)。蒸發(fā)意義：提高蒸汽的利用率（或經濟程度）。蒸發(fā)過程的特點：（1）沸點升高：（2）能耗大：（3）溶液的特性決定蒸發(fā)器的結構特性。溫度差損失的原因1）溶液中含有溶質導致沸點升高引起的溫度差損失；（2）加熱管內不同高度靜壓力不同，使溶液沸點升高，（3）管內流體阻力損失使沸點升局,存在溫度差損失杜林規(guī)則：說明溶液的沸點和相同壓

18、強下標準溶液沸點之間呈線性關系傳質過程導論單元操作動量傳遞流體輸送、機械分離、沉降、流態(tài)化等熱量傳遞加熱、冷卻、蒸發(fā)等質量傳遞吸收、蒸儲、萃取、吸附、干燥、膜分離等擴散原理分子擴散在靜止或層流流體內部，若某一組分存在濃度差，則因分子無規(guī)則的熱運動使該組分由濃度較高處傳遞至濃度較低處這種現(xiàn)象稱為分子擴散。Fick定律擴散通量：單位時間內通過垂直于擴散方向的單位截面積擴散的物質量，J表示，kmol/（m2-s）。Fick定律：對雙組分體系，在穩(wěn)態(tài)下組分A在擴散方向上任一點處的擴散通量與該處A的濃度梯度成正比。幾點說明：A、與導熱不同，分子擴散的特點是：當一個分子沿擴散方向移去后，留下的空位由其他分

19、子填空。B、XtJA的定義是通過“分子對稱”的截面：既有一個凈A分子通過這截面，也有相等的凈B分子反方向通過同一截面，填補A的凈空位。C、分子對稱面在空間上既可以是固定，也可以是移動的。漂流因子（DriftFactor:其大小反映了總體流動對傳質速率的影響程度，其值1,為總體流動使傳質速率較分子擴散增大的倍數(shù)。分壓PA高（PB低）時，漂流因數(shù)大，總體流動的影響大。分壓PA低（PB高）時，漂流因數(shù)近似等于1,總體流動的影響小。單向擴散與等摩爾相互擴散相差無幾。擴散系數(shù)：單位濃度梯度下的擴散通量，反映某組分在一定介質中的擴散能力，是物質的一種傳遞屬性，特性常數(shù)之一；D,m2/soD的影響因素：A、

20、B、T、P、濃度。湍流擴散特點：1）存在著雜亂的質點渦流運動：既有主體方向上的整體流動也有其他方向上的脈動運動。2）質點脈動引起的物質擴散要比分子擴散大得多3）渦流或脈動的復雜性，尚不能從理論上進行分析計算。雙膜理論:1）相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側各存在著一個很薄的流體膜層。溶質以分子擴散方式通過此兩膜層。（2）相界面沒有傳質阻力，即溶質在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)3）在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動劇烈，傳質速率高，傳質阻力可以忽略不計，相際的傳質阻力集中在兩個膜層內。吸收分離操作：利用混合氣體中各組分（component）在液體中溶解度（solubility）差異，

21、使某些易溶組分進入液相形成溶液（solution）,不溶或難溶組分仍留在氣相（gasphase）,從而實現(xiàn)混合氣體的分離氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內由濃度差推動的傳質過程物理吸收：吸收過程溶質與溶劑不發(fā)生顯著的化學反應，可視為單純的氣體溶解于液相的過程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳姓:等化學吸收：溶質與溶劑有顯著的化學反應發(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程。化學反應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。單組分吸收：混合氣體中只有單一組分被液相吸收，其余組分因溶解度甚小

22、其吸收量可忽略不計。多組分吸收：有兩個或兩個以上組分被吸收非等溫吸收：體系溫度發(fā)生明顯變化的吸收過程等溫吸收：體系溫度變化不顯著的吸收過程。吸收操作的用途：(1)制取產品用吸收劑吸收氣體中某些組分而獲得產品。如硫酸吸收SO3制濃硫酸，水吸收甲醛制福爾馬林液，碳化氨水吸收CO2制碳酸氫氨等。(2)分離混合氣體吸收劑選擇性地吸收氣體中某些組分以達到分離目的。如從焦爐氣或城市煤氣中分離苯，從乙醇催化裂解氣中分離丁二烯等。(3)氣體凈化一類是原料氣的凈化，即除去混合氣體中的雜質，如合成氨原料氣脫H2s脫CO2等；另一類是尾氣處理和廢氣凈化以保護環(huán)境，如燃煤鍋爐煙氣，冶煉廢氣等脫除SO2,硝酸尾氣脫除N

23、O2等。吸收劑的選擇(1)對溶質有較大的溶解度。溶解度上升，溶劑用量下降，溶劑再生費用下降；溶解度上升，對一定的液，比，吸收推動力上升，吸收傳加速率上升，完成一定的傳質任務所需設備尺寸下降；(2)良好的選擇性，即對待吸收組分的溶解度大，其余組分溶解度度?。?3)穩(wěn)定不易揮發(fā)，以減少溶劑損失；(4)粘度低，有利于氣液接觸與分散，提高吸收速率；(5)無毒、腐蝕性小、不易燃、價廉等。吸收過程的氣液相平衡關系平衡問題：物質傳遞的方向和限度；傳質速率問題：傳質推動力和阻力。過程快慢的問題。相平衡：相間傳質已達到動態(tài)平衡，從宏觀上觀察傳質已不再進行。平衡狀態(tài)下溶質在氣相中的分壓稱為平衡分壓或飽和分壓，與之

24、對應的液相濃度稱為平衡濃度或氣體在液體中的溶解度。溶解度曲線：在一定溫度、壓力下，平衡時溶質在氣相和液相中的濃度的關系曲線亨利定律當總壓不太高時，一定溫度下的稀溶液的溶解度曲線近似為直線，即溶質在液相中的溶解度與其在氣相中的分壓成正比。cA=HPa傳質過程的方向若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x底平衡線上方，則體系將發(fā)生從氣相到液相的傳質，即吸收過程。若系統(tǒng)氣、液相濃度(y,x底平衡線下方，則體系將發(fā)生從液相到氣相的傳質，即解吸過程若系統(tǒng)氣、液相濃度（y,x）&于平衡線上，則體系從宏觀上講將不會發(fā)生相際間的傳質，即系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。吸收過程是溶質由氣相向液相轉移的相際傳質過程，可分為三個步驟：（1）溶

25、質由氣相主體擴散至兩相界面氣相側（氣相內傳質）；（2）溶質在界面上溶解（通過界面的傳質）；（3）溶質由相界面液相側擴散至液相主體（液相內傳質）。雙膜理論的基本論點是（1）相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側各存在著一個很?。ǖ刃Ш穸确謩e為1和2）的流體膜層。溶質以分子擴散方式通過此兩膜層。（2）相界面沒有傳質阻力，即溶質在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)3）在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動劇烈，傳質速率高，傳質阻力可以忽略不計，相際的傳質阻力集中在兩個膜層內吸收塔的計算設計型計算：按給定的生產任務和工藝條件來設計滿足任務要求的單元設備。操作型計算：根據(jù)已知的設備參數(shù)和工藝條件來求算所能

26、完成的任務。設計計算的主要內容與步驟計算依據(jù)：物系的相平衡關系和傳質速率（1）吸收劑的選擇及用量的計算；（2）設備類型的選擇；（3）塔徑計算；4）填料層高度或塔板數(shù)的計算；（5）確定塔的高度；（6）塔的流體力學計算及校核；7）塔的附件設計傳質系數(shù)包含了傳質過程速率計算中一切復雜的、不易確定的影響因素，其數(shù)值的大小主要取決于物系的性質、操作條件及設備的性能（填料特性）三個方面?zhèn)髻|系數(shù)的獲取途徑：（1）實驗測定；（2）針對特定體系的經驗公式；（3）適用范圍更廣的準數(shù)關聯(lián)式。蒸儲分離操作：利用液體混合物中各組分（component）揮發(fā)性（volatility）的差異，以熱能為媒介使其部分汽化，從而

27、在汽相富集輕組分，液相富集重組分，使液體混合物得以分離的方法。蒸儲操作的用途：許多生產工藝常常涉及到互溶液體混合物的分離問題，如石油煉制品的切割，有機合成產品的提純，溶劑回收和廢液排放前的達標處理等等。分離的方法有多種，工業(yè)上最常用的是蒸儲或精儲。簡單蒸儲或平衡蒸儲使用條件：一般用在混合物各組分揮發(fā)性相差大，對組分分離程度要求又不高的情況下。精儲：在混合物組分分離純度要求很高時采用。特殊精儲：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液，難以或不能用普通精儲加以分離時，借助某些特殊手段進行的精儲。間歇精儲：多用于小批量生產或某些有特殊要求的場合。連續(xù)精儲：多用于大批量工業(yè)生產中。常壓蒸儲：蒸儲在

28、常壓下進行。減壓蒸儲：用于常壓下物系沸點較高，使用高溫加熱介質不經濟或熱敏性物質不能承受的情況。減壓可降低操作溫度。加壓蒸儲：對常壓沸點很低的物系，蒸汽相的冷凝不能采用常溫水和空氣等廉價冷卻劑，或對常溫常壓下為氣體的物系（如空氣）進行精微分離，可采用加壓以提高混合物的沸點。多組分精儲：例如原油的分離。雙組分精儲：例如乙純-水體系的分離。連續(xù)接觸（微分接觸）：氣、液兩相的濃度呈連續(xù)變化。如填料塔級式接觸：氣、液兩相逐級接觸傳質，兩相的組成呈階躍變化。如板式塔。蒸儲分離的物系由加熱至沸騰的液相和產生的蒸汽相構成。相平衡關系既是組分在兩相中分配的依據(jù)，也為確定傳質推動力所必需，是蒸儲過程分析和設計計

29、算的重要基礎。汽、液兩相物系分為理想物系與非理想物系兩大類。理想物系：液相為理想溶液、汽相為理想氣體的物系。理想溶液服從拉烏爾定律，理想氣體服從理想氣體定律或道爾頓分壓定律。理想溶液的汽液平衡一一拉烏爾定律相平衡圖或簡稱相圖，對于雙組分汽、液兩相，當固定一個獨立變量時，可用二維坐標中的曲線圖來表示兩相的平衡關系。理想溶液：組分分壓和系統(tǒng)總壓與液相組成的關系符合拉烏爾定律。非理想溶液：正偏差溶液：組分在汽相中的分壓比拉烏爾定律預計值大。例如乙醇-水體系負偏差溶液：組分在汽相中的分壓比拉烏爾定律預計值小。例如硝酸-水體系。揮發(fā)度：其定義為組分在汽相中的平衡蒸汽壓與在液相中的摩爾分數(shù)的比值。簡單蒸儲

30、也稱微分蒸儲，為間歇非穩(wěn)態(tài)操作，特點：釜內任一時刻的汽、液兩相組成互成平衡。蒸儲過程中系統(tǒng)的溫度和汽、液相組成均隨時間改變。簡單蒸儲的過程特征：任一瞬時釜內的汽、液相互成平衡。以物料衡算式、熱量衡算式以及相平衡關系作為計算的基本依據(jù)。平衡蒸儲是液體的一次部分汽化或蒸汽的一次部分冷凝的蒸儲操作閃蒸操作流程：一定組成的液體物料被加熱后經節(jié)流閥減壓進入閃蒸室。液體因沸點下降變?yōu)檫^熱而驟然汽化，汽化耗熱使得液體溫度下降，汽、液兩相溫度趨于一致，兩相組成趨于平衡。由閃蒸室塔頂和塔底引出的汽、液兩相即為閃蒸產品。精儲原理：平衡蒸儲以及簡單蒸儲只能使混合液得到部分分離。簡單蒸儲操作是對液體的連續(xù)部分汽化，釜

31、液組成沿t-x（y）相圖的泡點線變化，其結果可得難揮發(fā)組分（重組分）含量很高而易揮發(fā)組分（輕組分）摩爾分數(shù)x很低的釜液。在一定壓力下，將混合蒸汽進行連續(xù)部分冷凝，蒸汽相的組成沿t-x（y）相圖的露點線變化，結果可得到難揮發(fā)組分（重組分）含量很低而易揮發(fā)組分（輕組分）摩爾分數(shù)y很高的蒸汽。精儲是多次部分汽化與多次部分冷凝的聯(lián)合操作.塔板的作用：塔板提供了汽液分離的場所。每一塊塔板是一個混合分離器，足夠多的板數(shù)可使各組分較完全分離精儲與簡單蒸儲的區(qū)別：汽相和液相的部分回流。也是精儲操作的基本條件。精儲塔內的汽、液相摩爾流率不僅取決于塔頂?shù)幕亓鞅群退自俜衅鞯钠?，而且與加料的熱狀態(tài)（即入塔原料的

32、熱狀態(tài)）直接相關。進料濃度的影響：當xF降至xF,若R和D/F不變，精操線斜率不變。但xF下降使塔板上y,x均減小，xD和xW也隨之下降，精儲段操作線將平行下移。要維持原xD不變，可采取增大R或減少D/F的調節(jié)方法。進料熱狀態(tài)的影響：R相同，q上升，進料帶入的熱量上升，相同分離程度（xD-xW）所需理論板數(shù)上升。因R相同，為保持冷凝負荷V不變，進料熱上升，塔底供熱下降，塔釜上升蒸汽量下降，提操線斜率上升并向平衡線移動，提儲段每一塔板的分離能力下降。精儲塔操作的調節(jié)：當xF變化較大而要維持xD不變時，應適當下調進料位置，使精儲段的板數(shù)增加，并同時輔以加大R或減少D/F的調節(jié)手段。雙組分溶液的氣液

33、相平衡關系：蒸儲分離的物系由加熱至沸騰的液相和產生的蒸汽相構成。相平衡關系既是組分在兩相中分配的依據(jù)，也為確定傳質推動力所必需，是蒸儲過程分析和設計計算的重要基礎。相對揮發(fā)度：溶液中兩組分揮發(fā)度之比。a1,表示組分A較B易揮發(fā)；a值越大，兩個組分在兩相中相對含量的差別越大，越容易用蒸儲方法將兩組分分離；若a=1,此時不能用普通蒸儲方法分離該混合物。理論板的概念：(1)汽、液兩相在板上充分接觸混合，塔板上不存在溫度差和濃度差；(2)離開塔板的汽、液兩相達平衡，即離開理論板的兩相溫度相等，組成立成平衡?；亓鞅鹊倪x擇：回流比是精儲過程計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

34、負荷均與回流比有關。精儲過程的投資費用和操作費用都取決于回流比的值。適宜回流比的選擇：實際操作的回流比應介于全回流與最小回流比兩者之間。適宜的回流比根據(jù)經濟核算來確定，即應在操作費用和設備費用之間作出權衡。板效率：塔板效率(板效率)表征的是實際塔板的分離效果接近理論板的程度全塔板效率：全塔板效率ET(總板效率)為完成一定分離任務所需的理論塔板數(shù)N和實際塔板數(shù)NT之比恒摩爾流假定使用條件：恒摩爾流假設只適用于被分離組分的沸點和汽化潛熱相差不大的情況。恒摩爾流假定優(yōu)點，使得連續(xù)精儲過程基本計算式中的變量減少，所需方程數(shù)也隨之減少，過程的計算大大簡化。1 .蒸儲的目的是什么？蒸儲操作的基本依據(jù)是什么

35、？分離液體混合物液體中各組分揮發(fā)度不同2 .蒸儲的主要費用花費加熱和冷卻的費用3 .何謂泡點，露點？對于一定的組成和壓力，兩者大小關系如何？泡點指液相混合物加熱至出現(xiàn)第一個氣泡時的溫度；露點指氣相混合物冷卻至出現(xiàn)第一個液滴時的溫度。露點大于或等于泡點4 .非理想物系何時出現(xiàn)最低衡沸點？何時出現(xiàn)最高衡沸點？強正偏差；強負偏差5 .平衡蒸儲與簡單蒸儲有何不同前者是連續(xù)操作且一級平衡；后者是間歇操作且瞬時一級平衡6 .最適宜回流比的選取須考慮哪些因素？設備費，操作費之和最小7 .衡摩爾流假設指什么？其成立的主要條件是什么？在沒有加料，出料的情況下，塔段內的氣相或液相摩爾流量各自不變組分摩爾汽化熱相近

36、，熱損失不計，顯熱差不計8 .間歇精儲與連續(xù)精儲相比有何特點？適用于什么場合？操作靈活，適用于小批量物料分離9 .衡沸精儲和萃取精儲的主要異同點相同點：都加入第三組分改變相對揮發(fā)度區(qū)別：前者生成新的最低衡沸物，加入組分從塔頂出，后者不形成新衡沸物，加入組分從塔底出；操作方式前者可間隙，較方便；前者消耗熱量在氣化潛熱，后者再顯熱，消耗熱量較少10 .如何選擇多組分精儲的流程方案考慮經濟上優(yōu)化，物性，產品純度11 .何謂輕關鍵組分，重關鍵組分？何謂輕組分，重組分？對分離起控制作用的兩個組分為關鍵組分，揮發(fā)度大的為輕關鍵組分，揮發(fā)度小的為重關鍵組分，比輕關鍵組分更容易揮發(fā)的為輕組分，比重關鍵組分更難

37、揮發(fā)的為重組分液-液萃取的基本原理：在液體混合物中加入與其不完全混溶的液體溶劑（萃取劑），形成液-液兩相，利用液體混合物中各組分在兩液相中溶解度的差異而達到分離的目的。稱溶劑萃取，簡稱萃取溶質：混合液中被分離出的物質，以A表示；稀釋劑（原溶劑）：混合液中的其余部分，以B表示；萃取劑：萃取過程中加入的溶劑，以S表示。萃取劑對溶質應有較大的溶解能力，對于稀釋劑則不互溶或僅部分互溶。按性質可分為物理萃取和化學萃?。话摧腿ο罂煞譃橛袡C物萃取和無機物萃取。單級萃取：單級萃取最多為一次平衡，故分離程度不高，只適用于溶質在萃取劑中的溶解度很大或溶質萃取率要求不高的場合。多級錯流萃?。涸弦阂来瓮ㄟ^各級，新

38、鮮溶劑則分別加入各級的混合槽中，萃取相和最后一級的萃余相分別進入溶劑回收設備，回收溶劑后的萃取相稱為萃取液（用E表示），回收溶劑后的萃余相稱為萃余液（用R表示）。特點：萃取率比較高，但萃取劑用量較大，溶劑回收處理量大，能耗較大。多級逆流萃取：原料液和萃取劑依次按反方向通過各級，最終萃取相從加料一端排出，并引入溶劑回收設備中，最終萃余相從加入萃取劑的一端排出，引入溶劑回收設備中。特點：可用較少的萃取劑獲得比較高的萃取率，工業(yè)上廣泛采用萃取操作的適用范圍：萃取過程本身并未完全完成分離任務，而只是將難于分離的混合物轉變成易于分離的混合物，要得到純產品并回收溶劑，必須輔以精儲（或蒸發(fā)）等操作。萃取操作

39、一般用于：（1）混合液中各組分的沸點很接近或形成恒沸混合物，用一般精微方法不經濟或不能分離；（2）混合液中含熱敏性物質，受熱易分解、聚合或發(fā)生其它化學變化；（3）混合液中需分離的組分濃度很低，采用精儲方法須將大量的稀釋劑汽化，能耗太大。液-液相平衡：工業(yè)萃取過程中萃取劑與稀釋劑一般為部分互溶，涉及到的是三元混合物的平衡關系，一般采用三角形坐標圖來表示三角形相圖（三元體系的液-液平衡關系）：按組分間互溶度的不同，可將三元混合液分為：（1）溶質A可完全溶解于B及S中，而B、S不互溶；（2）溶質A可完全溶解于B及S中，而B、S只能部分互溶；溶質A與B完全互溶，B與S和A與S部分互溶。萃取中（2）類物

40、系較普遍，故主要討論該類物系的液-液相平衡。臨界混溶點P：兩個共腕相組成相同時的混溶點。P點將溶解度曲線分為萃取相區(qū)域與萃余相區(qū)域。一般臨界混溶點并不是溶解度曲線的最高點，其準確位置的實驗測定也很困難。聯(lián)結線：通常聯(lián)結線不互相平行，其斜率隨混合液的組成而異，一般是按同一方向緩慢地改變。有些物系在不同濃度范圍內聯(lián)結線斜率方向不同，如叱噬一氯苯水體系。液-液萃取的動力學特性及主要影響因素：液-液傳質設備中，兩相之間、分散的液滴間以及兩相流體與設備間均存在著十分復雜的相互作用。液滴的破碎；液滴間的凝聚；界面擾動；軸向混合等。萃取劑的選擇：（1）化學穩(wěn)定性萃取劑應不易水解和熱解，耐酸、堿、鹽、氧化劑或

41、還原劑，腐蝕性小。在原子能工業(yè)中，還應具有較高的抗輻射能力。（2）物理性質1）溶解度：萃取劑在料液相中的溶解度要小。2）密度：密度差大，有利于分層，不易產生第三相和乳化現(xiàn)象，兩液相可采用較高的相對速度逆流。3）界面張力：界面張力大，有利于液滴的聚結和兩相的分離；另一方面，兩相難以分散混合，需要更多外加能量。由于液滴的聚結更重要，故一般選用使界面張力較大的萃取劑。4）粘度：低粘度有利于兩相的混合與分層，流動與傳質，對萃取有利。對大粘度萃取劑，可加入其它溶劑進行調節(jié)。（3）回收的難易為了獲得純產品及使溶劑循環(huán)使用，必須將萃取相及萃余相中的溶劑進行回收。萃取過程中，溶劑回收是費用最多的環(huán)節(jié)。有的萃取

42、劑雖有許多良好的性質，但因回收困難而不被采用。溶劑回收常用的方法是蒸儲、蒸發(fā)、反萃取等。（4）其它因素無毒或毒性小、無刺激性、不易燃（閃點高），難揮發(fā)（沸點高、蒸氣壓?。?。來源豐富，價格便宜，循環(huán)使用中損耗小。溫度對萃取過程的影響：取決于物系本身的性質，而且與操作溫度有關。一般情況下，溫度上升，互溶度增加，兩相區(qū)減小。溫度特別高時，兩相區(qū)會完全消失，致使萃取分離不能進行。超臨界萃取的基本原理：臨界流體的密度接近于液體，黏度接近于氣體，擴散系數(shù)在氣體和液體之間，比液體大100倍左右。超臨界流體具有與液體相近的溶解能力，同時其傳質速率遠大于液體溶劑并能很快達到萃取平衡。超臨界萃取的典型流程：等溫變

43、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，通過改變壓力使溶質與超臨界流體分離。特點：T1=TZp1p2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，通過改變溫度使溶質與超臨界流體分離。特點：T1TZp1=p2等溫等壓吸附流程利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變溫度使溶質與超臨界流體分離。特點：T1T2p1=p2超臨界萃取的特點超臨界萃取在溶解能力、傳質性能以及溶劑回收方面有突出的優(yōu)點，主要表現(xiàn)在：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，故傳質速率高，可更快達到萃取平衡；操作條件接近臨界點，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，故溶質與溶劑的分離容易，費用低；超臨界萃取具有萃取和精儲的雙重特性，可分離難分離物質；超臨界流體一般具有化學性質穩(wěn)定、無毒無腐蝕性、萃取操作溫度不高等特點，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行，設備投