西華大學(xué)化工原理下冊(cè)期末考試復(fù)習(xí)資料

1、 化工原理2學(xué)習(xí)要求 第7章 傳質(zhì)與分離過(guò)程概論1、掌握平衡分離與速率分離的概念（基本原理）及各自有哪些主要類型。平衡分離：借助分離媒介（熱能、溶解、吸附 劑）使均相混合物變?yōu)閮上?，兩相中，各組分達(dá)到某種平衡，以各組分在處于平衡的兩相中分配關(guān)系的差異為依據(jù)實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）氣液傳質(zhì)過(guò)程（2）汽液傳質(zhì)過(guò)程（3）液液傳質(zhì)過(guò)程（4）液固傳質(zhì)過(guò)程（5）氣固傳質(zhì)過(guò)程速率分離：借助推動(dòng)力（壓力、溫度、點(diǎn)位差）的作用，利用各組擴(kuò)散速度的差異，實(shí)現(xiàn)分離。主要類型：（1）膜分離：超濾、反滲透、滲析、電滲析（2）場(chǎng)分離：電泳、熱擴(kuò)散、高梯度磁場(chǎng)分離2、 掌握質(zhì)量傳遞的兩者方式（分子擴(kuò)散和對(duì)流擴(kuò)散）。分子擴(kuò)

2、散：由于分子的無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)而形成的物質(zhì)傳遞現(xiàn)象分子傳質(zhì)。對(duì)流擴(kuò)散：運(yùn)動(dòng)流體與固體表面之間，或兩個(gè)有限互溶的運(yùn)動(dòng)流體之間的質(zhì)量傳遞過(guò)程對(duì)流傳質(zhì)3、 理解雙膜理論（雙膜模型）的論點(diǎn)（原理）。(1) 相互接觸的兩流體間存在著穩(wěn)定的相界面，界面兩側(cè)各存在著一個(gè)很?。ǖ刃Ш穸确謩e為 zG和 zL）的流體膜層（氣膜和液膜）。溶質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過(guò)此兩膜層。(2) 溶質(zhì)在相界面處的濃度處于相平衡狀態(tài)。無(wú)傳質(zhì)阻力。 (3) 在膜層以外的兩相主流區(qū)由于流體湍動(dòng)劇烈，傳質(zhì)速率高，傳質(zhì)阻力可以忽略不計(jì)，相際的傳質(zhì)阻力集中在兩個(gè)膜層內(nèi)。 4、 理解對(duì)傳質(zhì)設(shè)備的性能要求、主要種類。性能要求：?jiǎn)挝惑w積中，兩相的接觸面積應(yīng)

3、盡可能大兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象發(fā)生流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低 操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠 主要種類：板式塔為逐級(jí)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、塔板、溢流堰、降液管及受液盤等部件構(gòu)成。 塔板的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)：生產(chǎn)能力大塔板效率高塔板壓降低操作彈性大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維修方便，造價(jià)低填料塔為連續(xù)接觸式的氣液傳質(zhì)設(shè)備，它主要由圓柱形殼體、液體分布器、填料支承板、塔填料、填料壓板及液體再分布裝置等部件構(gòu)成。填料的性能評(píng)價(jià) ：生產(chǎn)能力大、傳質(zhì)效率高、填料層壓降低、操作彈性大、造價(jià)低填料的

4、選用：傳質(zhì)效率要高，填料的通量要大，填料的壓降要低，填料抗污堵性能強(qiáng)，填料便于拆裝、檢修第8章 吸收1、掌握吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，了解吸收的用途。 吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱為吸收。 吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。吸收的推動(dòng)力:氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣

5、液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過(guò)程。2、 掌握吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以S表示。吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。解吸或脫吸：與吸收相反的過(guò)程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過(guò)程。物理吸收：吸收過(guò)程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣體溶解于液相的過(guò)程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等。化學(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)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(guò)程?；瘜W(xué)反應(yīng)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

6、。但溶液解吸再生較難。3、 理解相平衡關(guān)系在吸收中的應(yīng)用，理解溫度和壓力對(duì)吸收及解吸的影響。1）判斷傳質(zhì)的方向2）確定傳質(zhì)的推動(dòng)力3）指明傳質(zhì)進(jìn)行的極限2、了解亨利定律的表達(dá)式及物理意義。1)p-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾分?jǐn)?shù)x表示，亨利定律為：p*=Ex (E亨利系數(shù)，kPa)2)p-c關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾濃度 c（kmol/m3) 表示，亨利定律為：p*=c/H (H-溶解度系數(shù)，kmol/(m3kPa) )3)y-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以摩爾分?jǐn)?shù)y、x表示 ，亨利定律為: y*= m x (m 相平衡常數(shù))4）Y -X關(guān)系

7、 (摩爾比）Y*=mX物理意義：用來(lái)描述稀溶液（或難溶氣體）在一定溫度下，當(dāng)總壓不高（通常不超過(guò)500kP)時(shí)，互成平衡的氣液兩相組成間的關(guān)系。 4、 了解亨利定律的表達(dá)式及物理意義。1)p-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾分?jǐn)?shù)x表示，亨利定律為：p*=Ex (E亨利系數(shù)，kPa)2)p-c關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以分壓p、摩爾濃度 c（kmol/m3) 表示，亨利定律為：p*=c/H (H-溶解度系數(shù)，kmol/(m3kPa) )3)y-x關(guān)系：若溶質(zhì)在氣、液相中的組成分別以摩爾分?jǐn)?shù)y、x表示 ，亨利定律為: y*= m x (m 相平衡常數(shù))4）Y -X關(guān)系 (

8、摩爾比）Y*=mX物理意義：用來(lái)描述稀溶液（或難溶氣體）在一定溫度下，當(dāng)總壓不高（通常不超過(guò)500kP)時(shí)，互成平衡的氣液兩相組成間的關(guān)系。 5、 掌握液氣比的概念，其大小對(duì)吸收操作有何影響，若何確定（吸收劑用量）？液氣比：塔內(nèi)任一橫截面上的氣相組成Y與液相組成X成線性關(guān)系，直線的斜率q n，L/q n, V ，稱為液氣比。在吸收塔的計(jì)算中，通常氣體處理量是已知的，而吸收劑的用量需通過(guò)工藝計(jì)算來(lái)確定。在氣量一定的情況下，確定吸收劑的用量也即確定液氣比q n，L/q n, V ，液氣比q n，L/q n, V的確定方法是，先求出吸收過(guò)程的最小液氣比（q n，L/q n, V）min，然后再根據(jù)工

9、程經(jīng)驗(yàn)，確定適宜（操作）液氣比。6、 理解填料塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。特點(diǎn)：1.填料塔的流體力學(xué)性能1）填料層的持液量 (m3液體/m3填料）：填料層的持液量是指在一定操作的條件下，在單位體積填料層內(nèi)所積存的液體體積。2）填料層的壓降：填料層的壓降形成-液膜與填料表面的摩擦、液膜與上升氣體的摩擦2. 填料塔的操作特性1）填料塔內(nèi)的氣液分布2）液體噴淋密度與填料表面的潤(rùn)濕3）液泛：在泛點(diǎn)氣速下，持液量的增多使液相由分散相變?yōu)檫B續(xù)相，而氣相則由連續(xù)相變?yōu)榉稚⑾?，此時(shí)氣體呈氣泡形式通過(guò)液層，氣流出現(xiàn)脈動(dòng)，液體被帶出塔頂，塔的操作極不穩(wěn)定，甚至被破壞，此種情況稱為液泛。4）填料塔的返混基本原理（

10、無(wú)）基本結(jié)構(gòu)： 7、掌握填料特性參數(shù)(比表面、空隙率、填料因子)的定義，了解常見(jiàn)填料形狀類型。(1)比表面積：?jiǎn)挝惑w積填料層的表面積稱為比表面積，以at 表示，其單位為 m2/m3。 (2)空隙率：?jiǎn)挝惑w積填料層的空隙體積稱為空隙率，以 e 表示，其單位為 m3/m3，或以%表示。(3)填料因子：填料的比表面積與空隙率三次方的比值稱為填料因子，以F 表示，其單位為1/m。 F = at / e 3 1.散裝填料(1) 環(huán)形填料：拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、階梯環(huán)、扁環(huán)(2)鞍形填料與環(huán)鞍形填料：弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍填料(3)球形填料與花環(huán)填料：多面球填料、TRI球形填料、花環(huán)填料、共軛環(huán)填料、海

11、爾環(huán)填料、納特環(huán)填料、塑料異型環(huán)矩鞍填料2.規(guī)整填料(1)格柵填料：木格柵填料、格里奇格柵填料(2)波紋填料：金屬孔板波紋填料、金屬絲網(wǎng)波紋填料、陶瓷板波紋填料、塑料板波紋填料第9章 蒸餾學(xué)習(xí)要求1、 掌握蒸餾的特點(diǎn)、分類及原理。蒸餾：利用液體混合物中各組分揮發(fā)性的差異，以熱能為媒介使其部分氣化，從而在氣相富集輕組分(易揮發(fā)組分），液相富集重組分(難揮發(fā)組分），使液體混合物得以分離的方法。（1）按蒸餾方式分簡(jiǎn)單蒸餾或平衡蒸餾：一般用在混合物各組分揮發(fā)性相差大，對(duì)組分分離程度要求又不高的情況下。精餾：在混合物組分分離純度要求很高時(shí)采用。特殊精餾：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液（aze

12、otrope），難以或不能用普通精餾加以分離時(shí)，借助某些特殊手段進(jìn)行的精餾。（2）按操作流程分間歇精餾：多用于小批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場(chǎng)合。連續(xù)精餾：多用于大批量工業(yè)生產(chǎn)中。2、 理解簡(jiǎn)單的蒸餾操作流程，原理及產(chǎn)品濃度特點(diǎn)。簡(jiǎn)單蒸餾也稱微分蒸餾，為持續(xù)加熱，逐漸蒸餾的過(guò)程，是間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸餾釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰氣化，產(chǎn)生的蒸氣由釜頂連續(xù)引入冷凝器得餾出液產(chǎn)品。釜內(nèi)任一時(shí)刻的氣、液兩相組成互成平衡。蒸餾過(guò)程中系統(tǒng)的溫度和氣、液相組成均隨時(shí)間改變。任一時(shí)刻，易揮發(fā)組分在蒸氣中的含量 y 始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量 x，釜內(nèi)組分含量 x 由原料的初始組成 xF 沿泡點(diǎn)線不斷下降直

13、至終止蒸餾時(shí)組成 xE，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸氣相組成 y 也隨之沿露點(diǎn)線不斷降低。3、 掌握恒沸混合液，理解相平衡常數(shù)、揮發(fā)度，相對(duì)揮發(fā)度的概念。恒沸液：平衡時(shí)氣相和液相組成相同，相圖中氣相線和液相線重合。相平衡常數(shù)：精餾計(jì)算中，通常用Ki表示i組分的相平衡常數(shù)，其定義為: 式中yi 和 xi 分別表示 i 組分在互為平衡的氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)。 對(duì)于易揮發(fā)組分，Ki 1，即 yi xi。Ki 并非常數(shù)，當(dāng)p一定時(shí)， Ki 隨溫度而變化。Ki 值越大，組分在氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相差越大，分離也越容易。揮發(fā)度：（ppt）溶液中各組份的揮發(fā)性由揮發(fā)度來(lái)衡量，其定義為組分在氣相中的平衡

14、蒸氣壓（分壓）與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。對(duì)雙組分物系相對(duì)揮發(fā)度：（書(shū)）習(xí)慣上，用易揮發(fā)組分的揮發(fā)度與難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比來(lái)表示相對(duì)揮發(fā)度。以a 表示 ，即4、 掌握精餾分離原理（用Txy圖分析）和精餾操作連續(xù)進(jìn)行的必要條件。在一定壓力下，將混合蒸氣進(jìn)行連續(xù)部分冷凝，蒸氣相的組成沿 t-x(y) 相圖的露點(diǎn)線變化，結(jié)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?jǐn)?shù) y 很高的蒸氣。精餾過(guò)程正是這二者的有機(jī)結(jié)合。 設(shè)有1、2、3三釜，每釜部分氣化，則有：x1x2x3 y1y2y3 t1t2t3即釜數(shù)越多則頂上產(chǎn)品越純。缺點(diǎn)：收率低,能耗大。為此：（1）去掉冷凝器（2）從上到下

15、引入回流利用下一釜的高溫蒸氣與上一釜的低溫液體混合，發(fā)生質(zhì)熱交換，在每一釜中都實(shí)現(xiàn)部分氣化和部分冷凝。精餾塔原理5、 理解精餾操作流程，精餾段，提餾段的概念及作用。原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過(guò)程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海糠忠后w汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通過(guò)各層塔板。塔頂蒸氣浸入冷凝器中被全部冷凝，并將部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。塔頂回流和塔底再沸器產(chǎn)生

16、上升蒸汽是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的兩個(gè)必要條件。精餾段加料板以上的塔段氣相中的重組分向液相（回流液）傳遞，而液相中的輕組分向氣相傳遞，從而完成上升蒸氣的精制。提餾段加料板以下的塔段 下降液體（包括回流液和料液中的液體部分）中的輕組分向氣相（回流）傳遞，而氣相中的重組分向液相傳遞，從而完成下降液體重組分的提濃。 6、 理解精餾物料衡算原理和方法，掌握進(jìn)料的五種熱狀態(tài)類型，理解其對(duì)精餾操作的影響。見(jiàn)教材7、 掌握回流比的概念、對(duì)精餾塔理論板數(shù)的影響及適宜回流比的選擇方法?；亓鞅龋河肦表示，R=回流量/塔頂產(chǎn)品量=L/D，回流比是精餾過(guò)程計(jì)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

17、熱負(fù)荷均與回流比有關(guān)。精餾過(guò)程的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用都取決于回流比的值?；亓鞅葘?duì)理論板數(shù)的影響：全回流時(shí)操作線和平衡線的距離為最遠(yuǎn)，傳質(zhì)推動(dòng)力最大，達(dá)到分離程度所需的理論板數(shù)層數(shù)為最少。對(duì)于一定的分離任務(wù)，若減小操作回流比，則精餾段操作線的斜率變小，截距變大，兩段操作線向平衡線靠近，氣液兩相間的傳質(zhì)推動(dòng)力減小，達(dá)到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多。回流比的選擇：選擇適宜的回流比需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)權(quán)衡，根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，取 統(tǒng)計(jì)表明，實(shí)際生產(chǎn)中的操作回流比以下列范圍使用較多：8、 理解理論塔板的概念、塔板效率的概念。塔板效率（板效率）表征的是實(shí)際塔板的分離效果接近理論板的程度。單板效率與全塔板效率是常用的兩

18、種表示方法。 所謂理論板應(yīng)滿足如下條件：離開(kāi)這種板的氣液相互成平衡，溫度相等；塔板上各處的液相組成均勻一致。9、 理解用作圖法求精餾塔理論塔板數(shù)的原理及作圖的方法步驟。圖解法又稱麥克布蒂利法，簡(jiǎn)稱MT法。圖解法以逐板計(jì)算法的基本原理為基礎(chǔ)，在x-y圖上，利用平衡曲線和操作線代替平衡方程和操作線方程，用簡(jiǎn)便的畫(huà)階梯方法求解理論板層數(shù)。圖解法簡(jiǎn)明清晰，便于分析影響因素，因而在兩組分精餾計(jì)算中得到廣泛應(yīng)用，但該法準(zhǔn)確性較差。圖解法的具體步驟如下：（1） 在x-y坐標(biāo)上作出平衡曲線與對(duì)角線（2） 在x-y相圖上作出操作線（3） 進(jìn)料熱狀況對(duì)q線及操作線的影響（4） 梯級(jí)圖解法確定理論板層數(shù)10、 了解

19、板式塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及主要類型名稱，理解泡罩塔、篩板塔、浮閥塔的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及特點(diǎn)。泡罩塔：結(jié)構(gòu)：泡罩塔板是工業(yè)上應(yīng)用最早（1813年）的塔板，它由升氣管及泡罩構(gòu)成。泡罩安裝在升氣管的頂部，分圓形和條形兩種，以前者使用較廣。泡罩有f80、f100和f150mm三種尺寸，可根據(jù)塔徑大小選擇。泡罩下部周邊開(kāi)有很多齒縫，齒縫一般為三角形、矩形或梯形。泡罩在塔板上為正三角形排列。工作原理：操作時(shí)，上升氣體通過(guò)齒縫進(jìn)入液層時(shí)，被分散成許多細(xì)小的氣泡或流股，在板上形成了鼓泡層和泡沫層，為氣、液兩相提供了大量的傳質(zhì)界面。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作彈性適中，塔板不易堵塞 缺點(diǎn)：生產(chǎn)能力及板效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜

20、、造價(jià)高篩板塔：結(jié)構(gòu)：篩孔塔板簡(jiǎn)稱篩板，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有許多均勻小孔，孔徑一般為38mm。篩孔在塔板上為正三角形排列。塔板上設(shè)置溢流堰，使板上能保持一定厚度的液層。原理：在正常的操作流速下，通過(guò)篩孔上升的氣流，應(yīng)能阻止液體經(jīng)篩孔向下泄露。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，生產(chǎn)能力大，板上液面落差小，氣體壓降低，塔板效率較高缺點(diǎn)：操作彈性小，篩孔易堵塞，不宜處理易結(jié)焦、黏度大的物料浮閥塔：結(jié)構(gòu)：浮閥塔板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在塔板上開(kāi)有若干個(gè)閥孔，每個(gè)閥孔裝有一個(gè)可上下浮動(dòng)的閥片，閥片本身連有幾個(gè)閥腿，插入閥孔后將閥腿底腳撥轉(zhuǎn)90，以限制閥片升起的最大高度，并防止閥片被氣體吹走。閥片周邊沖出幾個(gè)略向下

21、彎的定距片，當(dāng)氣速很低時(shí)，由于定距片的作用，閥片與塔板呈點(diǎn)接觸而坐落在閥孔上，可防止閥片與板面的粘結(jié)。 原理：操作時(shí)，由閥孔上升的氣流，經(jīng)過(guò)閥片與塔板間的間隙而與板上橫流的液體接觸。浮閥開(kāi)度隨氣體負(fù)荷而變。當(dāng)氣量很小時(shí)，氣體仍能通過(guò)靜止開(kāi)度的縫隙而鼓泡。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低，操作彈性大，生產(chǎn)能力大，塔板效率較高缺點(diǎn)：處理易結(jié)焦、高黏度物料閥片易與塔板粘結(jié)，操作時(shí)閥片易脫落或卡死11、 理解板式蒸餾塔塔板負(fù)荷性能圖的組成曲線，負(fù)荷性能圖的作用。負(fù)荷性能圖由以下五條線組成：（1）漏液線 圖中線1為漏液線，又稱氣相負(fù)荷下限線。當(dāng)操作的氣相負(fù)荷低于此線時(shí)，將發(fā)生嚴(yán)重的漏液現(xiàn)象，氣液不能充分接觸

22、，使塔板效率下降。（2）霧沫夾帶線 圖中線2為霧沫夾帶線，又稱氣相負(fù)荷上限線。如操作的氣相負(fù)荷超過(guò)此線時(shí)，表明霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重，使塔板效率急劇下降。（3）液相負(fù)荷下限線 圖中線3為液相負(fù)荷下限線，若操作的液相負(fù)荷低于此線時(shí)，表明液體流量過(guò)低，板上液流不能均勻分布，氣液接觸不良，易產(chǎn)生干吹、偏流等現(xiàn)象，導(dǎo)致塔板效率的下降。（4）液相負(fù)荷上限線 圖中線4為液相負(fù)荷上限線，若操作的液相負(fù)荷高于此線時(shí)，表明液體流量過(guò)大，此時(shí)液體在降液管內(nèi)停留時(shí)間過(guò)短，進(jìn)入降液管內(nèi)的氣泡來(lái)不及與液相分離而被帶入下層塔板，造成氣相返混，使塔板效率下降。（5）液泛線 圖中線5為液泛線，若操作的氣流負(fù)荷超過(guò)此線時(shí)，塔內(nèi)將發(fā)生

23、液泛現(xiàn)象，使塔不能正常操作。負(fù)荷性能圖的作用：塔板負(fù)荷性能圖在板式塔的設(shè)計(jì)及操作中具有重要意義。通常，當(dāng)塔板設(shè)計(jì)后均要作出塔板負(fù)荷性能圖，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性。對(duì)于操作中的板式塔，也需作出負(fù)荷性能圖，以分析操作狀況是否合理。當(dāng)板式塔操作出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，通過(guò)塔板負(fù)荷性能圖分析問(wèn)題所在，為問(wèn)題的解決提供依據(jù)。12、 掌握板式塔的液泛、漏液的概念，理解產(chǎn)生原因及后果。漏液：當(dāng)上升氣體流速減小，氣體通過(guò)升氣孔道的動(dòng)壓不足以阻止板上液體經(jīng)孔道流下時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)漏液現(xiàn)象。液泛：塔內(nèi)若氣、液兩相之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利流下，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體提高到越過(guò)溢流堰頂部時(shí)，兩板間液體相連，并依次上升

24、，這種現(xiàn)象稱為液泛，也稱淹塔。 （漏液）原因：氣速較小時(shí)，氣體通過(guò)閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。（漏液）后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無(wú)法進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。液泛原因：夾帶液泛：板間距過(guò)小，操作液量過(guò)大，上升氣速過(guò)高時(shí)，過(guò)量液沫夾帶量使板間充滿氣、液混合物而引發(fā)的液泛。溢流液泛：液體在降液管內(nèi)受阻不能及時(shí)往下流動(dòng)而在板上積累所致。液泛后果：液泛使整個(gè)塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，要特別注意防范。13、了解影響塔板操作狀況和分離效果的主要因素及塔的適宜操作范圍。1）、塔板上氣、液兩相的接觸狀態(tài)

25、從減小霧沫夾帶考慮，大多數(shù)塔都控制在泡沫接觸狀態(tài)下操作。2）、塔板壓力降進(jìn)行塔板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)全面考慮各種影響塔板效率的因素，在保證較高板效率的前提下，力求減小塔板壓力降，以降低能耗及改善塔的操作性能。3）、液面落差在塔板設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量減小液面落差。 第10章 液液萃取學(xué)習(xí)要求1、 掌握液液萃取的操作原理、特點(diǎn)（用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線進(jìn)行分析說(shuō)明），理解對(duì)萃取劑的要求。原理：在液體混合物中加入與其互不相溶的液體溶劑（萃取劑）形成液液兩相，利用混合物中各組分在兩相中溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。萃取劑應(yīng)滿足以下要求：原溶液的溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶液中的溶解度；萃取劑應(yīng)與原溶液中溶劑不

26、互溶。萃取劑：萃取過(guò)程中加入的溶劑，以S表示。萃取劑對(duì)溶質(zhì)有較大的溶解能力，對(duì)于稀釋劑則不互溶或部分互溶。操作特點(diǎn)：（1）萃取過(guò)程本身并未完全完成分離任務(wù)，而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物，要得到純產(chǎn)品并回收溶劑，必須輔以精餾（或蒸發(fā)）等操作。（2） 常溫操作，適合于熱敏物料分離用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線進(jìn)行分析說(shuō)明（教材）2、 理解萃取相、萃余相、萃取劑、萃取液、萃余液、分配系數(shù)、選擇性系數(shù)概念。 萃取相E：萃取分離后，含萃取劑多的一相，主要由A+S構(gòu)成。萃余相R：萃取分離后，含稀釋劑多的一相，主要由B+A構(gòu)成。萃取液E， ：從萃取相中回收S后得到的液體，主要由A組成。萃余液R

27、,：從萃余相R中回收S后得到的液體，主要由B組成。3、 掌握單級(jí)液液萃取的操作流程，試在三角形坐標(biāo)圖中表示單級(jí)萃取的過(guò)程及各相的位置。 操作流程：混合；沉降分離；脫除溶劑a) 三角形的三個(gè)頂點(diǎn)分別表示A、B、S三個(gè)純組分。b) 三條邊上的任一點(diǎn)代表某二元混合物的組成，不含第三組分。 E 點(diǎn)： xA =0.4， xB =0.6 c) 三角形內(nèi)任一點(diǎn)代表某三元混合物的組成。該點(diǎn)至某一頂點(diǎn)對(duì)邊的距離，代表該頂點(diǎn)物質(zhì)組分的多少。 M 點(diǎn)： xA =0.4， xB =0.3，xS =0.3 4、 理解三級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的操作流程圖，各自的特點(diǎn)。三級(jí)錯(cuò)流式：原料依次通過(guò)各級(jí)，新鮮溶劑則分別加入各級(jí)的混

28、合槽中，萃取相和最后一級(jí)的萃余相分別進(jìn)入溶劑回收設(shè)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(diǎn)：萃取率比較高，但萃取劑用量比較大，溶劑回收處理量大，能耗大。2多級(jí)逆流式：原料液和萃取劑依次按反方向通過(guò)各級(jí)，最終萃取相從加料一端排出，并引入溶劑回收設(shè)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(shè)備中。特點(diǎn)：各級(jí)萃取推動(dòng)力比較均勻，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。5、 理解單級(jí)萃取的計(jì)算，了解多級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的圖解作圖法。、單級(jí)萃?。海?）根據(jù)平衡數(shù)據(jù)作出溶解度曲線及輔助線。 （2）已知 xF , 在 AB 邊

29、上定出 F 點(diǎn)，由萃取劑組成確定 S0 點(diǎn)。聯(lián)結(jié) FS0，代表原料液與萃取劑的混合液 M 點(diǎn)必在 FS0 線上。 （3）由 xR（或 xR）定出 R 點(diǎn)（若知 R 點(diǎn)，連 SR 線與溶解度曲線的交點(diǎn)即為 R 點(diǎn)）。再由 R 點(diǎn)利用輔助曲線求出 E 點(diǎn)，則 RE 與 F S0 線的交點(diǎn)即為混合液的組成點(diǎn) M。 根據(jù)杠桿原則-溶劑比 yE、xM、xR 、xR、yE可由相圖讀出。 6、 理解溶劑比的概念，其大小對(duì)萃取有何影響，若何確定？-溶劑比。如圖所示，在萃取過(guò)程中，當(dāng)溶劑比減少時(shí)，操作線逐漸向分配曲線靠攏，達(dá)到同樣分離要求所需的理論級(jí)數(shù)逐漸增加，當(dāng)溶劑比減少減少至一定值時(shí)，操作線和分配曲線相切，

30、此時(shí)類似于精餾中的夾緊區(qū)，所需的理論級(jí)數(shù)無(wú)限多，此時(shí)的溶劑比稱為最小溶劑比（S/F）min,相應(yīng)的萃取劑用量的最低限度以Smin表示，顯然S為萃取操作中溶劑用量的最低極限值，實(shí)際操作時(shí)的萃取及必須大于此極限值。適宜的溶劑用量應(yīng)根據(jù)設(shè)備費(fèi)與操作費(fèi)之和最小的原則確定，一般取為最小溶劑用量的1.1-2.0倍。即S=(1.1-2.0)Smin. 7、 掌握超臨界流體的概念、定義；理解超臨界流體的有關(guān)性質(zhì)。了解超臨界萃取的特點(diǎn)。書(shū)：）超臨界流體性質(zhì)：密度，黏度和自擴(kuò)散系數(shù)是超臨界流體的三個(gè)基本性質(zhì)。超臨界流體的密度接近于液體，黏度接近于氣體，而自擴(kuò)散系數(shù)介于氣體和液體之間，比液體答100倍左右，這意味著

31、超臨界流體具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)，超臨界流體萃取時(shí)的傳質(zhì)速率將遠(yuǎn)大于其處于液態(tài)下的溶劑萃取速率且能夠很快地達(dá)到萃取平衡。Ppt：）超臨界流體有關(guān)性質(zhì)：（1）超臨界流體的 P-V-T 性質(zhì)： 在稍高于臨界溫度的區(qū)域內(nèi)，壓強(qiáng)稍有變化，就會(huì)引起流體密度很大變化。（2）超臨界流體的傳遞性質(zhì)：超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑并能很快達(dá)到萃取平衡。（3）超臨界流體的溶解能力：超臨界流體的溶解能力c與密度有關(guān)，一般密度越大、溶解能力越大。綜上所述，超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，

32、其密度對(duì)壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。8、 掌握超臨界流體萃取的基本原理、特點(diǎn)，掌握常見(jiàn)的3種典型流程。原理：超臨界萃取以高壓、高密度的超臨界流體為萃取劑，從液體或固體中提取高沸點(diǎn)或熱敏性的有用成分，以達(dá)到分離或純化的目的。（超臨界流體萃取包括萃取和分離兩個(gè)階段，在萃取階段，超臨界流體從原料中萃取出所需組分，在分離階段，通過(guò)改變某個(gè)參數(shù)或其他方法，使被萃取的組分從超臨界流體中分離出來(lái)，萃取劑則循環(huán)使用。）常見(jiàn)的3個(gè)流程：（1）等溫變壓流程：利用不同壓力下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異 ，通過(guò)改變壓力使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（2） 等壓變溫流程：

33、利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過(guò)改變溫度，使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（3） 等溫等壓吸附流程：在分離器內(nèi)放置僅吸附溶質(zhì)而不吸附超臨界流體的吸附劑，通過(guò)吸附劑過(guò)程來(lái)達(dá)到溶質(zhì)與超臨界流體分離的目的。 超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，其密度對(duì)壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。超臨界流體萃取定義： 流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超過(guò)臨界區(qū)）內(nèi)，它與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能、且它對(duì)溶質(zhì)溶解能力隨壓力和溫度改變而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分離的

34、技術(shù)。超臨界萃取萃取劑的選擇 （1）超臨界流體的溶解能力對(duì)不同的溶質(zhì)是不同的，具有選擇性，遵從相似相溶原則。萃取選擇性 （2）物理性質(zhì)：性質(zhì)穩(wěn)定；適當(dāng)?shù)呐R界壓力，以減少壓縮費(fèi)用；具有低的沸點(diǎn)，以利于從溶質(zhì)分離； （3）經(jīng)濟(jì)； （4）無(wú)毒、無(wú)害。特點(diǎn)：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(zhì)速率高，可更快達(dá)到萃取平衡；操作條件接近臨界點(diǎn)，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(zhì)與溶劑的分離容易，費(fèi)用低；超臨界萃取具有萃取和精餾的雙重特性，可分離難分離物質(zhì)；超臨界流體一般具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無(wú)毒無(wú)腐蝕性、萃取操作溫度不高等特點(diǎn)，故特別適用于醫(yī)藥、食

35、品等工業(yè)；超臨界萃取一般在高壓下進(jìn)行，設(shè)備投資較大。9、 了解萃取設(shè)備的分類及各種設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)。見(jiàn)教材第11章 物料干燥學(xué)習(xí)要求1、 理解干燥原理，為什么說(shuō)干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程？干燥基本原理:溫度為 t、濕份分壓為 p 的濕氣體與濕物料的表面接觸，當(dāng)物料表面濕份分壓大于主濕氣體濕份分壓時(shí)，則存在傳質(zhì)推動(dòng)力。在推動(dòng)力（分壓差）的作用下，濕份由物料表面向氣流主體擴(kuò)散而干燥，氣化需要能量，為此，需加熱。干燥介質(zhì)：用來(lái)傳遞熱量（載熱體）和濕份（載濕體）的介質(zhì)。注意：（1）只要物料表面的濕份分壓高于氣體中濕份分壓，干燥即可進(jìn)行，與氣體的溫度無(wú)關(guān)。（2）被氣化的濕分氣體若不帶走，傳質(zhì)推動(dòng)

36、力逐漸減少，最終干燥無(wú)法進(jìn)行，因此，干燥得以連續(xù)進(jìn)行的必要條件是氣化的濕分氣體被不斷帶走。（3） 加熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快濕份汽化和物料干燥的速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。干燥是傳質(zhì)、傳熱同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程：在對(duì)流干燥過(guò)程中，熱空氣將熱量傳給熱物料，使物料表面水分汽化，汽化的空氣又要被空氣帶走。所以，干燥介質(zhì)過(guò)程既是載熱體又是載濕體。是傳質(zhì)傳熱同時(shí)進(jìn)行的過(guò)程。2、 掌握濕空氣的濕度，相對(duì)濕度，濕比熱，水蒸氣分壓，干球溫度，濕球溫度，露點(diǎn)的概念及其相互關(guān)系，掌握公式：(1) 濕度又稱濕含量，為空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣體的質(zhì)量之比。濕度只表示濕空氣中所含濕份的絕對(duì)數(shù)，不能反映氣體偏離飽和

37、狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。(2) 相對(duì)濕度：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓 pV 與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓 ps 之比。j 值在01之間：j 值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；j =100% 時(shí)，p=ps，氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。(3) 濕比熱：1kg 絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1所需要的熱量 kJ/(kg絕干氣體)式中：cg 絕干氣體的比熱，J/(kg絕干氣體)； cv 濕份蒸汽的比熱，J/(kg濕份蒸汽) 。(4)水蒸氣分壓：干空氣和濕空氣占有一定的體積并具有一定壓強(qiáng)時(shí)，當(dāng)水蒸氣占有與干空氣體積相同時(shí)所受壓力。(5)干球溫度：空氣的真實(shí)溫度為

38、干球溫度，簡(jiǎn)稱溫度，以t表示。(6)濕球溫度：空氣傳給水分的顯熱等于水分汽化所需的汽化熱時(shí)，濕球溫度計(jì)上的溫度維持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定溫度稱為該濕空氣的濕球溫度，以tw表示。(7) 露點(diǎn)：將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱露點(diǎn)，用 td 表示。(8) 絕熱飽和溫度：若兩相有足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間，最終空氣為水汽所飽和，而溫度降到與循環(huán)水溫相同，這種過(guò)程稱為濕空氣的絕熱飽和冷卻過(guò)程或等焓過(guò)程，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度稱為初始濕空氣的絕熱飽和冷卻溫度，簡(jiǎn)稱絕熱飽和溫度，以tas表示。(9)相互關(guān)系：干球溫度t、濕球溫度tw（或tas）、露點(diǎn)溫度 td間的關(guān)系: 不飽和濕空氣 ： t tw（或 tas） td

39、 飽和濕空氣 ： t = tw（或 tas）= td絕熱飽和溫度 tas和濕球溫度tw是兩完全不同的概念，但兩者均為空氣初始溫度和濕度H的函數(shù)，特別對(duì)水蒸氣空氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，這樣就可用濕球溫度tw代替絕熱飽和溫度 tas ，簡(jiǎn)化許多計(jì)算。 3、 理解濕空氣的HI圖的制成原理，包括了哪些參數(shù)，熟練應(yīng)用HI圖查找狀態(tài)點(diǎn)（由已知兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)查狀態(tài)點(diǎn)的作圖法，如已知干濕球溫度查狀態(tài)點(diǎn)等），查露點(diǎn)，分析狀態(tài)變化過(guò)程及相關(guān)的計(jì)算（熟練間壁式加熱和冷卻以及冷卻減濕過(guò)程，不同狀態(tài)的混合過(guò)程，絕熱過(guò)程）。HI 圖是在一定的總壓下制得，一般常壓P=101330Pa，縱坐標(biāo)為濕度H，橫坐標(biāo)為焓I，為表

40、達(dá)清楚，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)夾角為135，橫坐標(biāo)為斜軸。（1）等濕度線（等H線）群：為平行于縱坐標(biāo)的線群（2）等焓線（等I線）群：為平行于橫坐標(biāo)（斜軸）的線群（3）等干球溫度線(等t 線) 當(dāng)t為一定值時(shí),I 和 H為直線關(guān)系，不同的t直線斜率不同。（4）等相對(duì)濕度線（等線）：當(dāng)值為某一定值1時(shí)，H與ps成曲線， ps而又是溫度t的函數(shù)，算出若干組H和t的對(duì)應(yīng)關(guān)系，描繪在HI坐標(biāo)中，即為等1線，同理得其他等線。（5）蒸氣分壓線HI圖的說(shuō)明與應(yīng)用根據(jù)空氣任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)，先在HI圖上確定空氣狀態(tài)點(diǎn)，然后查取其他狀態(tài)參數(shù)。如圖，只要知道任意兩參數(shù)，既可確定A位置，從而，得到其他參數(shù)。若已知濕空氣的一對(duì)參

41、數(shù)ttw、 ttd、 t ，求濕空氣的狀態(tài)點(diǎn)，作圖方法如下： 4、 掌握物料濕基水分，干基水分，平衡水分（平衡濕度）的定義。理解物料的平衡水分與介質(zhì)的H、t、相對(duì)濕度等有何關(guān)系？濕基含水量w：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。 干基水含量 X：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。平衡水分：當(dāng)物料與一定狀態(tài)的空氣接觸后，物料將釋出或吸入水分，最終達(dá)到恒定的含水量，若空氣狀態(tài)恒定，則物料將永遠(yuǎn)維持這么多的含水量，不會(huì)因接觸時(shí)間延長(zhǎng)而改變，這種恒定的含水量稱為該物料在固定空氣狀態(tài)下的平衡水分.關(guān)系(1):空氣的相對(duì)濕度較小,平衡水分越低,能夠被干燥除去的水分越多,當(dāng)j,=0時(shí),各種物料的平衡

42、水分都為零,即濕物料只有與絕干空氣相接觸才能被干燥成絕干物料.(2):物料的平衡含水量隨空氣溫度升高而略有減少.5、 理解影響干燥速度的因素，掌握理論干燥過(guò)程概念。干燥階段的理論解釋 恒速干燥段：物料表面濕潤(rùn)，X Xc，汽化的是非結(jié)合水分。由物料內(nèi)部向表面輸送的濕份足以保持物料表面的充分濕潤(rùn)，干燥速率由濕份汽化速率控制(取決于物料外部的干燥條件)，故恒速干燥段又稱為表面汽化控制階段。 此時(shí)，物料表面溫度接近濕球溫度，熱量全部用于汽化。對(duì)于空氣-水系統(tǒng)， tw100。當(dāng)氣體的濕度一定時(shí)，氣體的溫度越高，干、濕球溫度的差值越大。結(jié)論：當(dāng)物料充分濕潤(rùn)時(shí)，可以使用高溫氣體做干燥介質(zhì)而不至于燒毀物料。例

43、如，可以使用500的氣體烘干淀粉。 降速干燥段：X Xc物料實(shí)際汽化表面變小 (出現(xiàn)干區(qū))，第一降速段；汽化表面內(nèi)移，第二降速段；平衡蒸汽壓下降 (各種形式的結(jié)合水)；固體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度極慢 (非多孔介質(zhì))。降速段干燥速率取決于濕份與物料的結(jié)合方式，以及物料的結(jié)構(gòu)，物料外部的干燥條件對(duì)其影響不大。降速干燥段物料的溫度 q 隨濕含量 X 的降低而升高。降速干燥段汽化的水份包括結(jié)合水分，其性質(zhì)與物料本性的關(guān)系十分復(fù)雜， 故q X 的變化規(guī)律通常需通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。臨界含水量Xc前述以臨界濕含量 Xc 為界，干燥過(guò)程將由恒速干燥轉(zhuǎn)入降速干燥階段，從而使干燥速度降低，于生產(chǎn)率不利,為此Xc越小應(yīng)好。通常

44、Xc 與物料的厚度、大小以及干燥速率有關(guān)，所以不是物料本身的性質(zhì)。一般需由實(shí)驗(yàn)測(cè)定。一般物料的厚度小， Xc越??；增加攪拌如流化床等也可降低Xc。Xc 決定兩干燥段的相對(duì)長(zhǎng)短，是確定干燥時(shí)間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)制定干燥方案和優(yōu)化干燥過(guò)程十分重要。影響干燥過(guò)程的主要因素 1）物料尺寸和氣固接觸方式 物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。氣固接觸方式：(a) 干燥介質(zhì)平行掠過(guò)物料層表面 (差)；(b) 干燥介質(zhì)自上而下穿過(guò)物料層，不能形成流化床 (中)；(c) 干燥介質(zhì)自下而上穿過(guò)物料層，可形成流化床 (好)。 2） 干燥介質(zhì)條件 通過(guò)強(qiáng)化外部干燥條件 (增大t，減小H，增大u

45、) 來(lái)增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對(duì)降速段 (內(nèi)部擴(kuò)散控制) 的改善不大。強(qiáng)化干燥條件將使 Xc 增加，更多水分將在降速段汽化。氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。增大u，減小H ，需使用更大量的氣體，干燥過(guò)程能耗增加。 3）物料本性 物料本性不影響恒速段的干燥速率；物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開(kāi)裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過(guò)高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。6、 理解干燥速度、干燥曲線、干燥

46、速度曲線、恒速干燥、降速干燥的概念。干燥速率 U：干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/(m2s)）。微分形式為 式中：N 干燥器的干燥速率，kg/(m2s)； S 物料表面積，即干燥面積，m2。 干燥曲線：物料濕含量 X 及物料表面溫度與干燥時(shí)間 t 的關(guān)系曲線。干燥速率曲線：干燥速率 U 或干燥通量 N 與濕含量 X 的關(guān)系曲線。干燥過(guò)程的特征在干燥速率曲線上更為直觀。恒速干燥段 ：物料溫度恒定在 tw，Xt 變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕份汽化，干燥速度為常數(shù)。降速干燥段 ：物料開(kāi)始升溫，X 變化減慢，氣體傳給物料的熱量?jī)H部分用于濕份汽化，其余用于物料升

47、溫，當(dāng) X = X* ，q = t。干燥速度逐級(jí)降低。7、 掌握熱風(fēng)干燥的各種操作流程及在HI圖上的表示。參見(jiàn)教材8、 掌握熱風(fēng)干燥的有關(guān)計(jì)算（物料衡算、熱量衡算，并結(jié)合HI圖及濕空氣的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)及狀態(tài)變化過(guò)程）。物料衡算：（1）水分蒸發(fā)量W （Kg水/s）（2）絕干氣體消耗量： （Kg絕干空氣/s）單位空氣消耗量，絕干氣體比消耗： （Kg絕干空氣/kg水）（3）干燥產(chǎn)品流量G2： （Kg/s）熱量衡算：1）空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 ，如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，H0=H1，即 通過(guò)預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。2）向干燥器補(bǔ)

48、充的熱量Qd ：在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無(wú)熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)(以1秒鐘為基準(zhǔn))：3）干燥系統(tǒng)消耗的總熱量汽化濕分所需要的熱量： 加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量 ： 放空熱損失 ： 總熱量衡算 ： 即干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：1）加熱空氣；2）蒸發(fā)水分；3）加熱濕物料；4）損失于周圍環(huán)境中。注意：參見(jiàn)教材9、 理解干燥熱效率及影響干燥效率的因素。理解干燥器熱效率的計(jì)算。(1)物料尺寸和氣固接觸方式 ：1）物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。2)氣固接觸方式：(a) 干燥介質(zhì)平行掠過(guò)物料層表面 (差)；(b) 干燥介質(zhì)自上而下穿過(guò)物料層，不能形成流化床 (中)；(c) 干燥介質(zhì)自下而上

49、穿過(guò)物料層，可形成流化床 (好)。 (2)干燥介質(zhì)條件: 1)通過(guò)強(qiáng)化外部干燥條件 (t，H，u) 來(lái)增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對(duì)降速段 (內(nèi)部擴(kuò)散控制) 的改善不大。2)強(qiáng)化干燥條件將使 Xc 增加，更多水分將在降速段汽化。3)氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。4)u，H ，需使用更大量的氣體，干燥過(guò)程能耗增加。 (3)物料本性:1)物料本性不影響恒速段的干燥速率；2)物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。3)強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開(kāi)裂或表面結(jié)硬殼；

50、而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過(guò)高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。干燥熱效率的計(jì)算： 因 10、了解常見(jiàn)干燥器類型，基本結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。 干燥器：實(shí)現(xiàn)物料干燥過(guò)程的機(jī)械設(shè)備。被干燥物料的特點(diǎn)：形狀：有板狀、塊狀、片狀、針狀、纖維狀、粒狀、粉狀，膏糊狀甚至液狀等；結(jié)構(gòu)：多孔疏松型，緊密型；耐熱性：一般物料，熱敏性；結(jié)塊：易粘結(jié)成塊的濕物料在干燥過(guò)程中能逐步分散，散粒性很好的濕物料在干燥過(guò)程中可能會(huì)嚴(yán)重結(jié)塊。對(duì)干燥器的要求：（1）保證產(chǎn)品質(zhì)量要求：含水量、強(qiáng)度、形狀等；（2）干燥速度快、干燥時(shí)間短；（3）操作方便，勞動(dòng)條件好干燥器分類：按加熱方式可將干燥器分為：(1) 對(duì)流干燥器，如：洞

51、道式干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、噴霧干燥器等；(2) 傳導(dǎo)干燥器，如：滾筒式干燥器、耙式干燥器、間接加熱干燥器等；(3) 輻射干燥器，如：紅外線干燥器；(4) 介電加熱干燥器，如：微波干燥器。按氣流與物料的流動(dòng)方式可將干燥器分為：(1) 并流干燥(2) 逆流干燥(3) 錯(cuò)流干燥干燥器的選型應(yīng)考慮以下因素：(1) 保證物料的干燥質(zhì)量，干燥均勻，不發(fā)生變質(zhì)，保持晶形完整，不發(fā)生龜裂變形；(2) 干燥速率快，干燥時(shí)間短，單位體積干燥器汽化水分量大，能做到小設(shè)備大生產(chǎn)；(3) 能量消耗低，熱效率高，動(dòng)力消耗低；(4) 干燥工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，操作穩(wěn)定，控制靈活，勞動(dòng)條件好，污染環(huán)境

52、小。常見(jiàn)干燥器：廂式 (室式) 干燥器、洞道式干燥器、帶式干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、沸騰制粒干燥器、振動(dòng)流化床干燥器、噴霧干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。1、 廂式 (室式) 干燥器 廂式干燥器的特點(diǎn) ：對(duì)各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，但物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長(zhǎng)?？捎枚嗫椎装鍦\盤，使氣體自上而下穿流通過(guò)物料層 (穿流型廂式干燥器)，以提高干燥速率。 優(yōu)點(diǎn)：對(duì)物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料的干燥，適用于小規(guī)模多品種、干燥條件變動(dòng)大的場(chǎng)合。 缺點(diǎn)：熱效率較低，產(chǎn)品質(zhì)量不易均勻。 2、 帶式干燥器 結(jié)構(gòu)及原理:將物料通過(guò)布料機(jī)構(gòu) (如星型布料器、擺動(dòng)帶、粉碎

53、機(jī)或造粒機(jī)) 分布在輸送帶 (多為網(wǎng)狀) 上，輸送帶通過(guò)一個(gè)或幾個(gè)加熱單元組成的通道，每個(gè)加熱單元均配有空氣加熱和循環(huán)系統(tǒng)，每一個(gè)通道有一個(gè)或幾個(gè)排濕系統(tǒng)，在輸送帶通過(guò)時(shí)，熱空氣從上往下或從下往上通過(guò)輸送帶上的物料，從而使物料能均勻干燥。傳送帶可以做成多層，帶寬1-3m，長(zhǎng)為4-50m，干燥時(shí)間為11-120分鐘.優(yōu)點(diǎn)：干燥過(guò)程中物料翻動(dòng)少，對(duì)晶體形狀保持完好，適用于處理粒狀、塊狀和纖維狀物料；缺點(diǎn)：熱效率較低，生產(chǎn)能力較小。 3、 氣流干燥器 (1) 干燥速度快，固體物料分散懸浮在氣流中，氣固兩相間具有很大的傳熱傳質(zhì)面積。熱氣體進(jìn)口速度高(20-40m/s)，氣固兩相間(尤其是加速段)相對(duì)速

54、度很大，平均體積傳熱系數(shù) ha 為 3000-7000 W/(m3K)，比其它類型干燥器高幾倍至幾十倍，同等生產(chǎn)能力條件下，氣流干燥器的體積小得多。 (2) 氣固并流操作，符合干燥基本規(guī)律，即在恒速段干燥條件十分強(qiáng)烈，而在降速段內(nèi)擴(kuò)散控制時(shí)，溫和的干燥條件正好與之相適應(yīng)，可以使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。 (3) 干燥時(shí)間短，物料從進(jìn)入干燥器開(kāi)始，到氣固兩相脫離接觸，整個(gè)干燥過(guò)程不超過(guò)1秒鐘，因而氣流干燥又稱為快速干燥或閃蒸干燥，特別適合于熱敏性物料的干燥。 (4) 氣流干燥器中，固體物料呈活塞流流動(dòng)，每一顆粒子經(jīng)歷的干燥時(shí)間大致相同，因而干燥產(chǎn)品的濕含量均勻一致。 (5) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小。氣流干燥器的缺點(diǎn):(1) 物料停留時(shí)間短，只適合于干燥非結(jié)合水分的干燥，故常被用作物料的預(yù)干燥；(2) 顆粒破碎現(xiàn)象比較嚴(yán)重，顆粒之間以及顆粒與器壁之間的碰撞與摩擦。故不適合于干燥晶形不允許破壞的物料；(3) 氣固兩相分離任務(wù)很重，固體產(chǎn)品的放空損失較大，粉料排空對(duì)環(huán)境造成一定污染；(4) 氣固兩相接觸時(shí)間短，傳熱不充分，氣體放空損失大，熱效率較低；(5) 氣體通過(guò)干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大，因而風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗較高，故總能耗較高。4、流化床干燥器特點(diǎn):(1) 氣流干