化工单元过程及操作PDF电子书下载

绪论 1

0.1　化工生产过程 1

0.2　化工单元操作 1

0.3　本课程的研究对象、性质、任务与内容 2

0.4　单位的正确使用 2

0.5　学习建议 3

思考题 3

1．流体输送 4

学习目标 4

1.1 概述 4

1.1.1 流体输送在化工生产中的应用 4

1.1.2　常见流体输送方式 4

1.2　流体的物理性质 6

1.2.1　密度与相对密度 6

1.2.2　压力 8

1.2.3　粘度 10

1.3　流体流动基本知识 10

1.3.1　流量方程式 10

1.3.2　稳定流动与不稳定流动 11

1.3.3　稳定流动系统的物料衡算——连续性方程 12

1.3.4　稳定流动系统的能量衡算——柏努利方程 13

1.3.5　流体阻力 19

1.4　化工管路 22

1.4.1　化工管路的构成与标准化 22

1.4.2　化工管路的布置与安装 31

1.5　流体输送设备 32

1.5.1　离心泵 33

1.5.2　其他类型泵 42

1.5.3　往复式压缩机 45

1.6　流量测量 48

1.6.1　孔板流量计 48

1.6.2　文丘里流量计 49

1.6.3　转子流量计 49

本章小结 49

本章主要符号说明 50

思考题 50

习题 51

2．非均相物系的分离 54

学习目标 54

2.1　概述 54

2.1.1　非均相物系分离在化工生产中的应用 54

2.1.2　常见非均相物系的分离方法 55

2.2　沉降 55

2.2.1 重力沉降 55

2.2.2　离心沉降 60

2.3　过滤 63

2.3.1　过滤的基本知识 63

2.3.2　过滤设备 66

2.4　气体的其他净制方法与非均相物系分离方法的选择 70

2.4.1　气体的其他分离方法与设备 70

2.4.2　非均相物系分离方案的选择 71

本章小结 72

本章主要符号说明 72

思考题 72

习题 73

3．传热 74

学习目标 74

3.1　概述 74

3.1.1　传热在化工生产中的应用 74

3.1.2　强化传热与削弱传热 75

3.1.3　稳态传热与非稳态传热 75

3.1.4　工业换热方法 75

3.1.5　典型间壁式换热器 76

3.2　传热的基本方式 77

3.2.1　传导传热 77

3.2.2　对流传热 82

3.2.3　辐射传热 86

3.3　间壁传热 88

3.3.1　总传热速率方程及其应用 89

3.3.2　热量衡算 89

3.3.3　传热推动力的计算 92

3.3.4　传热系数的获取方法 98

3.3.5　强化传热与削弱传热 99

3.3.6　工业加热与冷却方法 103

3.4　换热器 105

3.4.1　换热器的分类 105

3.4.2　换热器结构与性能特点 106

3.4.3　列管换热器的选型原则 113

3.4.4　换热器的操作与保养 116

本章小结 120

本章主要符号说明 120

思考题 121

习题 121

4．液体蒸馏 123

学习目标 123

4.1 概述 123

4.1.1　蒸馏在化工生产中的应用 123

4.1.2　精馏原理和流程 123

4.2　精馏的物料衡算 125

4.2.1　全塔物料衡算 125

4.2.2　精馏段物料衡算 127

4.2.3　提馏段物料衡算 128

4.3　塔板数的确定 129

4.3.1　实际塔板数与板效率 129

4.3.2　理论塔板数的确定原则 130

4.3.3　理论塔板数的确定方法 131

4.4　连续精馏的操作分析 134

4.4.1　进料状况对精馏操作的影响 135

4.4.2　回流比的影响 138

4.4.3　操作温度和操作压力的影响 139

4.5　精馏过程的热量平衡与节能 140

4.6　其他蒸馏方式 143

4.6.1 简单蒸馏 144

4.6.2 闪蒸 144

4.6.3　特殊精馏 144

4.6.4　精馏操作的进展 146

4.7　精馏设备 146

4.7.1　板式塔 146

4.7.2　辅助设备 149

4.8　精馏塔的操作 149

本章小结 150

本章主要符号说明 150

思考题 151

习题 151

5．气体吸收 153

学习目标 153

5.1 概述 153

5.1.1 气体吸收在化工生产中的应用 153

5.1.2　气体吸收的分类 154

5.1.3　吸收剂的选择 154

5.2　从溶解相平衡看吸收操作 155

5.2.1　气液相平衡关系 155

5.2.2　气液相平衡关系对吸收操作的意义 157

5.3 吸收速率 158

5.3.1　传质基本方式 159

5.3.2　双膜理论 159

5.3.3　吸收速率 159

5.3.4　影响吸收速率的因素 160

5.4　吸收的物料衡算 162

5.4.1　全塔物料衡算 162

5.4.2　吸收操作线 163

5.4.3　吸收剂用量 164

5.5　填料层高度的确定 165

5.5.1 填料层高度的确定原则 165

5.5.2　填料层高度的确定方法 166

5.5.3　填料层高度的计算 167

5.6　吸收操作分析 169

5.6.1　影响吸收操作的因素 169

5.6.2　吸收操作的特点 169

5.6.3　吸收塔的操作和调节 171

5.7　其他吸收与解吸 172

5.7.1 化学吸收 172

5.7.2　高含量气体吸收 173

5.7.3　多组分吸收 173

5.7.4　解吸 174

5.8　吸收设备 175

5.8.1 吸收塔 175

5.8.2　填料 176

5.8.3　辅助设备 179

本章小结 182

本章主要符号说明 182

思考题 183

习题 183

6．固体干燥 185

学习目标 185

6.1 概述 185

6.1.1 干燥在工业生产中的应用及干燥方法 185

6.1.2　对流干燥进行的条件和流程 186

6.2　湿空气的性质 187

6.2.1 湿度 187

6.2.2　相对湿度 187

6.2.3　湿空气的比体积 188

6.2.4　湿空气的比热容 189

6.2.5　湿空气的焓 189

6.2.6　干球温度 189

6.2.7　露点 190

6.2.8　湿球温度 190

6.2.9　绝热饱和温度 191

6.3　湿物料中水分的性质 191

6.3.1 物料中含水量的表示方式 192

6.3.2　平衡水分与自由水分 192

6.3.3　结合水分与非结合水分 193

6.4　干燥过程的物料衡算 193

6.4.1　水分蒸发量 194

6.4.2　空气消耗量 194

6.5　干燥速率 195

6.5.1　干燥速率 195

6.5.2　影响干燥速率的因素 197

6.6　干燥设备 197

6.6.1　对干燥器的基本要求 197

6.6.2　工业上常用的干燥器 198

6.6.3　干燥器的选择 200

6.6.4　干燥过程的操作分析 201

本章小结 203

本章主要符号说明 203

思考题 203

习题 203

7．蒸发 205

学习目标 205

7.1　概述 205

7.1.1　蒸发在工业生产中的应用 205

7.1.2　单效蒸发的流程与计算 206

7.2　多效蒸发 209

7.2.1 多效蒸发对节能的意义 209

7.2.2　多效蒸发的流程 210

7.3　蒸发设备 211

7.3.1　常见蒸发设备 211

7.3.2　蒸发操作的要点 215

本章小结 216

本章主要符号说明 216

思考题 216

习题 217

8．结晶 218

学习目标 218

8.1 概述 218

8.1.1　结晶及其工业应用 218

8.1.2　固液体系相平衡 219

8.1.3　晶核的形成 220

8.1.4　晶体的成长 222

8.2　结晶方法 223

8.2.1　冷却结晶 223

8.2.2　蒸发结晶 223

8.2.3　真空冷却结晶 223

8.2.4　盐析结晶 224

8.2.5　反应沉淀结晶 224

8.2.6　升华结晶 224

8.2.7　熔融结晶 224

8.3　结晶设备与操作 224

8.3.1　常见结晶设备 224

8.3.2　间歇结晶操作 228

本章小结 229

思考题 229

9．液-液萃取 230

学习目标 230

9.1　概述 230

9.1.1　萃取在工业生产中的应用 230

9.1.2　萃取剂的选择 231

9.1.3　萃取操作流程 231

9.2　部分互溶物系的相平衡 233

9.2.1　部分互溶物系的相平衡 233

9.2.2　单级萃取在相平衡图上的表示 238

9.3　萃取设备 240

9.3.1　塔式萃取设备 240

9.3.2　萃取塔的操作 244

本章小结 246

本章主要符号说明 246

习题 247

10．制冷 248

学习目标 248

10.1　概述 248

10.1.1　制冷方法 248

10.1.2　制冷的分类 250

10.2　制冷基本原理 250

10.2.1　压缩蒸气制冷循环 250

10.2.2　制冷系数 252

10.2.3　操作温度的选择 252

10.2.4　制冷剂的过冷 253

10.3　制冷能力 253

10.3.1　制冷能力的表示 253

10.3.2　标准制冷能力 254

10.4　制冷剂与载冷体 254

10.4.1 制冷剂 254

10.4.2　载冷体 255

10.5　压缩蒸气制冷设备 256

10.5.1　压缩机 256

10.5.2　冷凝器 256

10.5.3　节流阀 257

本章小结 257

本章主要符号说明 258

思考题 258

11．新型单元操作简介 259

学习目标 259

11.1 吸附 259

11.1.1 吸附原理与吸附剂 259

11.1.2　吸附速率 261

11.1.3　吸附工艺简介 261

11.2　膜分离 264

11.2.1　膜分离技术的基本原理 264

11.2.2　分离膜应具备的条件及类型 268

11.2.3　几种主要的膜分离过程 270

11.3　超临界流体萃取技术进展 277

11.3.1 超临界流体萃取技术的发展与特点 277

11.3.2　超临界流体萃取原理 277

11.3.3　超临界流体萃取过程简介 279

11.3.4　超临界流体萃取的工业应用 279

本章小结 280

思考题 281

附录 282

一、中华人民共和国法定计量单位（摘录） 282

二、某些气体的重要物理性质 282

三、某些液体的重要物理性质 283

四、干空气的物理性质（101.33kPa） 284

五、水的物理性质 285

六、常用固体材料的密度和比热容 286

七、饱和水蒸气（以温度为基准） 286

八、饱和水蒸气（以压力为基准） 287

九、某些液体的热导率 290

十、某些气体和蒸气的热导率 291

十一、某些固体材料的热导率 292

十二、液体的粘度共线图 293

十三、101.33kPa压力下气体的粘度共线图 295

十四、液体的比热容共线图 296

十五、气体的比热容共线图（101.33kPa） 298

十六、蒸发潜热（汽化热）共线图 299

十七、某些有机液体的相对密度共线图 301

十八、壁面污垢热阻（污垢系数） 302

十九、离心泵的规格（摘录） 303

二十、管壳式换热器系列标准（摘录） 308

二十一、某些二元物系在101.33kPa（绝压）下的气液平衡组成 311

二十二、热轧无缝钢管规格与质量 312

二十三、冷拔无缝钢管规格与质量 316

主要参考资料 319