化工原理下冊(cè)復(fù)習(xí)提綱課件

化原下冊(cè)復(fù)習(xí)第八章吸收一、吸收過程二、氣液相平衡三、擴(kuò)散和相際傳質(zhì)

四、對(duì)流傳質(zhì)理論

五、吸收塔的物料衡算—操作線方程六、傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度

化原下冊(cè)復(fù)習(xí)第八章吸收一、吸收過程二、氣液相平衡三、擴(kuò)散1一、吸收過程

目的：分離氣體依據(jù)：混合氣體中各組分在某溶劑中溶解度的差異較大溶解度、較好選擇性、溶劑易于再生2、溶劑選擇：3、吸收操作的經(jīng)濟(jì)性

吸收操作費(fèi)用能量消耗——?dú)庖簝上噙\(yùn)行的動(dòng)力消耗溶劑損失——溶劑的揮發(fā)和變質(zhì)溶劑再生費(fèi)用—是吸收操作經(jīng)濟(jì)性的體現(xiàn)1、一、吸收過程目的：分離氣體依據(jù)：混合氣體中各組分在某溶劑中2二氣液相平衡

1、溶解度曲線吸收劑、溫度T、p一定時(shí)，不同物質(zhì)的溶解度不同。

溫度、溶液的濃度一定時(shí)，溶液上方分壓越大的物質(zhì)越難溶。對(duì)于同一種氣體，分壓一定時(shí)，溫度T越高，溶解度越小。對(duì)于同一種氣體，溫度T一定時(shí)，分壓pA越大，溶解度越大。加壓和降溫對(duì)吸收操作有利，而減壓和升溫則有利于解吸操作二氣液相平衡1、溶解度曲線吸收劑、溫度T、p一定時(shí)，32、亨利定律

相平衡關(guān)系數(shù)學(xué)描述

（1）三種表達(dá)形式

（1）（2）（3）

E、m、H的數(shù)值越小，溶質(zhì)的溶解度越大m除與溫度有關(guān)外，還與總壓有關(guān)E=f（t）H=f（t）E↓、H↓、m↓t↓

2、亨利定律相平衡關(guān)系數(shù)學(xué)描述（1）三種表達(dá)形式（43、相平衡與吸收過程關(guān)系（1）、判斷過程進(jìn)行方向（2）、指明過程的極限

（3）、計(jì)算過程推動(dòng)力

3、相平衡與吸收過程關(guān)系（1）、判斷過程進(jìn)行方向（2）、指明5三

擴(kuò)散和相際傳質(zhì)

（1）費(fèi)克定律（2）等分子反向擴(kuò)散JA=-JB或JA+JB=0（3）凈物流N主體流動(dòng)NM與的關(guān)系N=JA+JB+NM(包含擴(kuò)散流JA和主體流動(dòng)攜帶的A的量)N=NA+NBN=NM

物質(zhì)傳遞的兩種形式：1.分子擴(kuò)散；2.對(duì)流傳質(zhì)注意幾個(gè)物流之間的關(guān)系。三擴(kuò)散和相際傳質(zhì)（1）費(fèi)克定律（2）等分子反向擴(kuò)散6（4）單向擴(kuò)散漂流因子

（1）

稱為漂流因子，反映了主體流動(dòng)使A的傳遞速率NA較等分子反向擴(kuò)散速率JA增大的倍數(shù)，其值>1；若＝1，表明無主體流動(dòng)，為等分子反向擴(kuò)散。（5）擴(kuò)散系數(shù)

P升高D下降（氣體稠密）

T升高D升高（動(dòng)能大）

μ升高D下降（液體稠密）

T升高，D升高（分子間距大）

氣體

液體

（4）單向擴(kuò)散漂流因子（1）稱為漂流因子，反映了主體7四、對(duì)流傳質(zhì)理論

1、有效膜理論雙膜論（1）在界面兩側(cè)存在氣膜δG及液膜δL，傳質(zhì)阻力集中于兩靜止膜層內(nèi)，膜中傳質(zhì)是定態(tài)的分子擴(kuò)散（2）界面上無阻力，達(dá)到相平衡。（3）總阻力=氣相阻力+液相阻力四、對(duì)流傳質(zhì)理論1、有效膜理論雙膜論（1）在界面兩側(cè)存在82、傳質(zhì)阻力控制

傳質(zhì)系數(shù)小的阻力大，為控制過程?？倐髻|(zhì)阻力=氣相阻力+液相阻力（1）氣相阻力控制（又稱氣膜控制）——易溶氣體（2）液相阻力控制（又稱液膜控制）——難溶氣體2、傳質(zhì)阻力控制傳質(zhì)系數(shù)小的阻力大，為控制過程?？倐髻|(zhì)阻9五、吸收塔的物料衡算—操作線方程1、操作線

2、最小液氣比

五、吸收塔的物料衡算—操作線方程1、操作線2、最小液氣10

六、傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度

NOG與設(shè)備無關(guān)，只與濃度有關(guān)HOG與設(shè)備操作因素有關(guān)六、傳質(zhì)單元數(shù)和傳質(zhì)單元高度NOG與設(shè)備無關(guān)，只與濃度有11(1)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法

傳質(zhì)單元數(shù)NOG的計(jì)算

（2）吸收因數(shù)法(1)對(duì)數(shù)平均推動(dòng)力法傳質(zhì)單元數(shù)NOG的計(jì)算（2）吸收因12（3）三因數(shù)數(shù)群關(guān)系圖定性分析解題要領(lǐng)：

（1）三個(gè)方程

吸收塔的調(diào)節(jié)，塔頂控制與塔底控制問題（3）三因數(shù)數(shù)群關(guān)系圖定性分析解題要領(lǐng)：（1）三個(gè)方程吸13（4）解吸計(jì)算解吸操作線方程：（4）解吸計(jì)算解吸操作線方程：14第九章精餾一、雙組分氣液相平衡關(guān)系

二、精鎦：物料衡算

三、四線及最小回流比

四、理論板數(shù)NT及板效率

五、其他蒸餾方式

第九章精餾一、雙組分氣液相平衡關(guān)系二、精鎦：物料衡算三15一、雙組分氣液相平衡關(guān)系

（1）理想物系含義：（2）拉烏爾定律：（3）相圖含義泡泡一、雙組分氣液相平衡關(guān)系（1）理想物系含義：（2）拉烏爾定16（4）相對(duì)揮發(fā)度

相平衡方程α的大小可作為用蒸餾分離某一物系的難易程度標(biāo)志。α愈大則同一液相組成x對(duì)應(yīng)的y值愈大，α=1時(shí)，y=x，則汽液兩相組成相同即yA=xA，yB=xB，這時(shí)用一般精餾方法無法分離。

（4）相對(duì)揮發(fā)度相平衡方程α的大小可作為用蒸餾分離某一物系17平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾1、平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾的根本區(qū)別：前者為連續(xù)定態(tài)，后者為間歇非定態(tài)平衡蒸餾、簡(jiǎn)單蒸餾的依據(jù)均為利用兩組分揮發(fā)度差異實(shí)現(xiàn)分離。因?yàn)槎呔鶡o回流，因而均不能實(shí)現(xiàn)有質(zhì)有量有工程價(jià)值的高純度分離。

2、平衡蒸餾、簡(jiǎn)單蒸餾的相同點(diǎn)平衡蒸餾分離效果不及簡(jiǎn)單蒸餾若冷凝率相等平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾1、平衡蒸餾與簡(jiǎn)單蒸餾的根本區(qū)別：前者為連18二、精鎦：物料衡算-杠桿定律

總物料F=D+W輕組分Fxf=DxD+Wxw杠桿定律塔頂物料衡算得精鎦線方程；塔底物料衡算得提餾線方程。多次部分氣化，部分冷凝二、精鎦：物料衡算-杠桿定律總物料F=D+W輕組分19三、四線及最小回流比

其中：

三、四線及最小回流比其中：20熱狀態(tài)參數(shù)q最小回流比五種進(jìn)料熱狀態(tài)——q線方程熱狀態(tài)最小回流比五種進(jìn)料熱狀態(tài)——q線方程21四、理論板數(shù)NT及板效率

1、逐板計(jì)算法第一塊板：y1=xD2、圖解法：用于實(shí)際中3、fenske方程：計(jì)算全回流NminNT計(jì)算最宜的進(jìn)料位置、回流比及進(jìn)料熱狀況的選擇四、理論板數(shù)NT及板效率1、逐板計(jì)算法第一塊板：y1=xD22（1）單板效率（2）總板效率（1）單板效率（2）總板效率23五、其他蒸餾方式

1、直接蒸汽加熱：精線相同，提線不同特征：

F,xFD,xDW,xW加熱蒸氣SVLVL討論：

直接蒸汽加熱與間接蒸汽加熱比較

五、其他蒸餾方式1、直接蒸汽加熱：精線相同，提線不同特征242、多股加料12W,xWF1,q1,xF1D,xD3F2,q2,xF2巧取控制體，根據(jù)物料衡算得操作線方程，判斷點(diǎn)、斜率的變化。根據(jù)斜率得Rmin

2、多股加料12W,xWF1,q1,xF1D,xD3253、側(cè)線出料q123y’DxD1.001.0xy飽和蒸汽側(cè)線出料xWzF飽和液體側(cè)線出料q123x’D1.001.0xyxDxWzF物料衡算判斷各段操作線斜率變化及挾點(diǎn)3、側(cè)線出料q123y’DxD1.001.0xy飽和蒸汽側(cè)線264、回收塔/提餾塔F,xFD,xDW,xWQ特點(diǎn)：F充當(dāng)回流液5、間歇精餾4、回收塔/提餾塔F,xFD,xDW,xWQ特點(diǎn)：F充27第10章氣液傳質(zhì)設(shè)備一些基本概念一些常用的塔板與填料塔板負(fù)荷性能圖及其改進(jìn)第10章氣液傳質(zhì)設(shè)備一些基本概念28第11章液液萃取三、完全不互溶物系萃取操作的計(jì)算一、液－液相平衡二、部分互溶體系萃取過程的計(jì)算第11章液液萃取三、完全不互溶物系萃取操作的計(jì)算一、液－液29一、液－液相平衡（1）三角形相圖組成表示法ABS0.80.60.40.20.20.40.60.8EM（2）溶解度曲線，平衡聯(lián)結(jié)線兩相區(qū)，臨界混溶點(diǎn)P，和點(diǎn)，差點(diǎn)，共軛相ABSR1E1M1ERdP利用液體混合物中各組分在某溶劑中溶解度差異實(shí)現(xiàn)分離。一、液－液相平衡（1）三角形相圖組成表示法ABS0.80.630（3）部分互溶物系的相平衡；P點(diǎn)（褶點(diǎn)）,E和R輔助線的作法及E、R點(diǎn)的確定（3）部分互溶物系的相平衡；P點(diǎn)（褶點(diǎn)）,E和R輔助線的作31（4）分配系數(shù)與選擇性系數(shù)注意：kA只反映S對(duì)A的溶解能力，不反映A、B的分離程度表示S對(duì)A、B組分溶解能力差別，即A、B的分離程度（4）分配系數(shù)與選擇性系數(shù)注意：kA只反映S對(duì)A的溶解能力32kA可以＞.＝.＜1kA＞1kA=1kA＜1（5）溫度對(duì)互溶度影響互溶區(qū)縮小，兩相區(qū)擴(kuò)大，一般而言對(duì)萃取有利

kA可以＞.＝.＜1kA＞1kA=1kA＜1（5）溫度對(duì)互溶33●F●REME。R。DG二、部分互溶體系萃取過程的計(jì)算

（1）單級(jí)萃取：杠桿定理，萃取液的最大及最小濃度●F●REME。R。DG二、部分互溶體系萃取過程的計(jì)算（134（2）多級(jí)錯(cuò)流萃余分率

ABSR1E1FM1多級(jí)錯(cuò)流萃取圖解法S0E2R2M3M2E3R3（2）多級(jí)錯(cuò)流萃余分率ABSR1E1FM1多級(jí)錯(cuò)流萃取圖解35（3）多級(jí)逆流萃?。簣D解計(jì)算交替運(yùn)用“平”、“操”關(guān)系直至

找出E和Δ位置ABSE1FM多級(jí)逆流萃取圖解法E2E3E4R1R4R2RnR3（3）多級(jí)逆流萃?。簣D解計(jì)算交替運(yùn)用“平”、“操”關(guān)系36用分配曲線求解理論級(jí)數(shù)用分配曲線求解理論級(jí)數(shù)37三、完全不互溶物系萃取操作的計(jì)算；解析法

（操作線為直線）

（K為分配系數(shù)）

基準(zhǔn)—比質(zhì)量分率，以B，S為惰性組分單級(jí)萃取萃取因數(shù)多級(jí)錯(cuò)流萃取

三、完全不互溶物系萃取操作的計(jì)算；解析法（操作線為直線）38所需理論級(jí)數(shù)為溶質(zhì)A萃余百分?jǐn)?shù)當(dāng)1、Z=0,溶劑中不含溶質(zhì)；2、K為常數(shù)，不隨組成的變化而變化；3、為常數(shù)，各級(jí)加入的溶劑量相等。所需理論級(jí)數(shù)為溶質(zhì)A萃余百分?jǐn)?shù)當(dāng)1、Z=0,溶劑中39多級(jí)逆流（級(jí)式接觸）

操作線方程

若平衡線為一通過原點(diǎn)的直線，則精餾，解吸，萃取均可使用同一式子計(jì)算理論級(jí)（板）數(shù)對(duì)萃取：

為萃取因數(shù)

多級(jí)逆流（級(jí)式接觸）操作線方程若平衡線為一通過原點(diǎn)的直40第14章固體干燥六、干燥過程計(jì)算一、濕空氣性質(zhì)

二、焓濕圖（I-H圖）及其應(yīng)用三、空氣狀態(tài)變化過程

四、水分在氣固兩相間平衡五、干燥速率影響因素第14章固體干燥六、干燥過程計(jì)算一、濕空氣性質(zhì)二、焓濕圖41一、濕空氣性質(zhì)

(2)水汽分壓

(1)濕度

(3)相對(duì)濕度(4)焓傳熱與傳質(zhì)方向的判斷一、濕空氣性質(zhì)(2)水汽分壓(1)濕度(3)42二、焓濕圖（I-H圖）及其應(yīng)用(1)干球溫度t（即氣溫）

(2)濕球溫度(3)絕熱飽和溫度tas

(4)露點(diǎn)td

露點(diǎn)與水汽分壓：測(cè)定水汽分壓的實(shí)驗(yàn)方法是測(cè)量露點(diǎn)二、焓濕圖（I-H圖）及其應(yīng)用(1)干球溫度t（即氣溫）43三、空氣狀態(tài)變化過程

1、溫度對(duì)濕空氣狀態(tài)參數(shù)的影響2、總壓對(duì)濕空氣狀態(tài)參數(shù)的影響三、空氣狀態(tài)變化過程1、溫度對(duì)濕空氣狀態(tài)參數(shù)的影響2、總壓44四、水分在氣固兩相間平衡φ1、

結(jié)合水與非結(jié)合水2、平衡水分和自由水分

四、水分在氣固兩相間平衡φ1、

結(jié)合水與非結(jié)合水2、平衡水45XC是劃分兩個(gè)階段的標(biāo)志（恒速階段與降速階段）X1—含水量（初始）X2－含水量（干燥終了）X*－平衡含水量Xmax－結(jié)合水最大含量恒速階段：X1→X0非結(jié)合水降速階段：X0→X2部分非結(jié)合水＋結(jié)合水X1XmaxX*01.0X2XCAB區(qū)別：自由含水量：X1-X*臨界含水量X0（包括X*）常用于分析臨界自由含水量：X0-X*常用于計(jì)算XC是劃分兩個(gè)階段的標(biāo)志（恒速階段與降速階段）X1—含水量（46五、影響XC的因素（物料本性、氣固的接觸狀態(tài)、干燥介質(zhì)）干燥介質(zhì)（空氣）五、影響XC的因素（物料本性、氣固的接觸狀態(tài)、干燥介質(zhì)）干燥47六、干燥過程計(jì)算1、間歇過程的干燥時(shí)間τ=τ1+τ2六、干燥過程計(jì)算1、間歇過