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7 传质分离过程概论 1

7．1 传质分离过程 1

7．2 混合物组成的表示方法 2

7．2．1 质量浓度与摩尔浓度 2

7．2．2 质量分数与摩尔分数 3

7．2．3 质量比与摩尔比 3

7．2．4 气体的总压与组分的分压 4

7．3 传质分离过程的热力学基础——组分在两相间的平衡 5

7．4 传质分离过程的两种基本类型 7

7．5 传质分离过程的基本操作方法 7

7．5．1 单级接触操作和理论级的概念 7

7．5．2 并流接触操作 9

7．5．3 逆流接触操作 9

7．5．4 错流接触操作 12

7．6 分析、处理传质分离过程的两种方法和两类设备 12

7．6．1 分级接触式设备 13

7．6．2 微分接触式设备 13

7．7 传质分离过程的动力学 14

7．7．1 单相中物质的扩散 14

7．7．2 两相间的传质 30

习题 32

符号说明 33

参考文献 35

8 吸收 36

8．1 吸收过程的气液平衡关系 37

8．1．1 气液平衡关系 37

8．1．2 亨利定律 38

8．1．3 用气液平衡关系分析吸收过程 41

8．1．4 吸收剂的选择 44

8．2 吸收过程机理和吸收速率方程 44

8．2．1 双膜理论 44

8．2．2 吸收速率方程 46

8．2．3 其他传质理论简介 52

8．3 吸收塔的设计与计算 54

8．3．1 吸收塔的物料衡算与操作线方程 55

8．3．2 吸收剂用量的确定 57

8．3．3 塔径的确定 61

8．3．4 填料层高度的计算 61

8．3．5 理论级数与塔高的计算 73

8．3．6 吸收的操作型计算 79

8．4 吸收系数和传质单元高度 80

8．4．1 吸收系数与传质单元高度的实验测定 81

8．4．2 经验公式 82

8．4．3 特征数关联式 83

8．5 其他类型的吸收 87

8．5．1 高浓度气体吸收 87

8．5．2 化学吸收 98

习题 99

符号说明 106

参考文献 108

9 蒸馏 109

9．1 溶液的气液平衡 111

9．1．1 混合物气、液两相平衡的条件和诸参数的关系 111

9．1．2 气、液两相平衡关系的确定 113

9．1．3 气液平衡关系的表示方法 119

9．2 平衡蒸馏与简单精馏 121

9．2．1 平衡蒸馏 121

9．2．2 简单蒸馏 124

9．3 精馏 127

9．3．1 精馏过程原理 127

9．3．2 两组分体系连续精馏的计算 131

9．3．3 加料状态的影响与加料位置 139

9．3．4 回流比的影响和选择 143

9．3．5 简捷法求理论板数 148

9．3．6 连续逆流精馏塔的计算 150

9．3．7 两组分精馏的操作型计算与操作 152

9．3．8 两组分精馏过程的几种特殊情况 156

9．3．9 精馏塔、冷凝器和再沸器的工艺设计 159

9．3．10 间歇精馏 164

9．4 多组分精馏 170

9．4．1 多组分物系的气液平衡 171

9．4．2 多组分精馏的工艺流程 174

9．4．3 多组分精馏的计算 176

9．5 特殊蒸馏 181

9．5．1 恒沸精馏 181

9．5．2 萃取精馏 183

9．5．3 加盐精馏和加盐萃取精馏 185

9．5．4 水蒸气蒸馏 185

习题 186

思考题 192

符号说明 193

参考文献 195

10 气液传质设备 196

10．1 板式塔 196

10．1．1 概述 196

10．1．2 塔板上的流体力学现象分析 198

10．1．3 气体通过塔板的流体力学计算 201

10．1．4 塔板结构及对塔板的要求 212

10．1．5 筛板塔的设计 218

10．1．6 板式塔的传质与塔板效率 226

10．1．7 各种塔板简介与比较 232

10．2 填料塔 236

10．2．1 填料塔与填料 236

10．2．2 填料塔的流体力学特性 239

10．2．3 填料塔的传质与塔高的计算 245

10．2．4 填料塔的主要附件 247

10．2．5 板式塔与填料塔的比较 251

习题 252

符号说明 253

参考文献 256

11 液液萃取 257

11．1 液液相平衡 259

11．1．1 三角形相图 260

11．1．2 液液平衡关系在三角形相图上的表示法 263

11．1．3 液液相平衡在直角坐标上的表示法——分配曲线 266

11．1．4 萃取过程在三角形相图上的表示法 266

11．2 萃取的分离效果与萃取剂 268

11．2．1 萃取的分离效果 268

11．2．2 萃取剂的选择 268

11．3 萃取过程的流程和计算 271

11．3．1 单级萃取的流程与计算 271

11．3．2 多级错流萃取的流程与计算 275

11．3．3 多级逆流萃取的流程与计算 281

11．3．4 多级逆流萃取的最小萃取剂用量 286

11．3．5 连续逆流萃取的流程与计算 290

11．3．6 回流萃取——两组分的萃取分离 292

11．4 液液萃取设备 293

11．4．1 液液萃取设备的基本条件与分类 293

11．4．2 混合澄清器 294

11．4．3 塔式萃取设备 297

11．4．4 离心式萃取设备 301

11．5 萃取设备的流动和传质特性与设计 303

11．5．1 萃取塔的液泛与泛点速度的计算 303

11．5．2 液滴的形成与聚结及其传质特性 305

11．5．3 萃取塔内液相的轴向混合 306

11．5．4 萃取塔高的确定 307

11．5．5 萃取设备的选择 308

11．6 液膜分离和膜萃取 308

11．6．1 液膜分离 308

11．6．2 膜萃取 312

习题 313

符号说明 317

参考文献 319

12 干燥 320

12．1 湿空气的性质及湿焓图 322

12．1．1 湿空气的性质及其状态参数 322

12．1．2 湿含量的测定方法 325

12．1．3 湿空气的湿度图(T-H图) 329

12．1．4 湿空气的湿焓图(H-I图) 331

12．1．5 H-I图的应用 333

12．2 干燥平衡关系 334

12．2．1 物料含水量的表示方法 335

12．2．2 干燥平衡及干燥平衡曲线 335

12．2．3 影响平衡水分的因素 337

12．2．4 平衡曲线的应用 338

12．3 干燥曲线和干燥速度 340

12．3．1 影响干燥速度的因素 340

12．3．2 干燥实验和干燥曲线以及干燥速度曲线 340

12．3．3 干燥过程分析及干燥速度关系式 341

12．4 干燥设备的设计计算 346

12．4．1 干燥流程设计 346

12．4．2 干燥过程的物料衡算 347

12．4．3 干燥过程热量衡算及干燥器的热效率 349

12．4．4 干燥时间计算 353

12．4．5 干燥介质和物料在干燥系统内状态变化的分析及干燥操作参数的确定 357

12．5 干燥器 365

12．5．1 工业上常用的干燥器 365

12．5．2 干燥器的选择 374

12．6 干燥器的设计计算 378

12．6．1 气流干燥器的设计 378

12．6．2 卧式多室流化床干燥器的设计 384

习题 389

符号说明 393

参考文献 394

13 吸附分离 396

13．1 吸附剂及其特性 397

13．1．1 吸附剂的种类及用途 397

13．1．2 吸附剂的选择 399

13．2 吸附平衡 400

13．2．1 吸附等温线的类型 400

13．2．2 等温吸附公式 401

13．3 吸附动力学 406

13．3．1 外扩散 407

13．3．2 内扩散 407

13．3．3 总传质速率方程 408

13．4 吸附操作及设备计算 409

13．4．1 液体接触过滤操作及计算 409

13．4．2 固定床吸附器 414

习题 427

符号说明 430

参考文献 431

14 膜分离过程 432

14．1 微滤 433

14．2 超滤 434

14．3 纳滤和反渗透 435

14．4 气体分离 436

14．5 渗透汽化 438

14．6 电渗析 440

14．7 膜器 441

习题 443

符号说明 443

参考文献 444

15 其他分离方法 445

15．1 其他分离方法介绍 445

15．1．1 溶液结晶 446

15．1．2 熔液结晶 449

15．1．3 浸取 452

15．1．4 气体扩散分离 454

15．1．5 色谱分离 457

15．1．6 利用生物反应的分离 458

15．1．7 反应精馏 459

15．1．8 离子交换 461

15．1．9 气体离心分离 463

15．2 分离方法的选择 465

15．2．1 总的选择原则 465

15．2．2 分离方法选择时需要考虑的因素 466

习题 469

符号说明 470

参考文献 471