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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 质量浓度与物质的量浓度 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 8

7.5.1 单级接触操作和理论级的概念 8

7.5.2 并流接触操作 9

7.5.3 逆流接触操作 10

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 13

7.6.1 分级接触式设备 13

7.6.2 微分接触式设备 14

7.7 传质分离过程的动力学 14

7.7.1 单相中物质的传递 14

7.7.2 两相间的传质 30

习题 32

符号说明 32

8 吸收 34

8.1 吸收过程的气液平衡关系 35

8.1.1 气液平衡关系 35

8.1.2 亨利定律 36

8.1.3 用气液平衡关系分析吸收过程 38

8.1.4 吸收剂的选择 41

8.2 吸收过程机理和吸收速率方程 42

8.2.1 双膜理论 42

8.2.2 吸收速率方程 44

8.3 吸收塔的设计与计算 49

8.3.1 吸收塔的物料衡算与操作线方程 50

8.3.2 吸收剂用量的确定 52

8.3.3 塔径的确定 56

8.3.4 填料层高度的计算 56

8.3.5 理论级数与塔高的计算 67

8.3.6 吸收的操作型计算 72

8.4 吸收系数和传质单元高度 74

8.4.1 吸收系数与传质单元高度的实验测定 74

8.4.2 经验公式 76

8.4.3 特征数关联式 77

8.5 其他类型的吸收 80

8.5.1 高浓度气体吸收 80

8.5.2 化学吸收 91

习题 92

思考题 98

符号说明 98

参考文献 100

9 蒸馏 101

9.1 气液平衡 103

9.1.1 混合物气、液两相平衡的条件和诸参数的关系 103

9.1.2 气、液两相平衡关系的确定 105

9.1.3 气液平衡关系的表示方法 110

9.2 平衡蒸馏与简单蒸馏 113

9.2.1 平衡蒸馏 113

9.2.2 简单蒸馏 116

9.3 精馏 118

9.3.1 精馏过程原理 118

9.3.2 两组分体系连续精馏的计算 123

9.3.3 加料状态的影响与加料位置 130

9.3.4 回流比的影响和选择 134

9.3.5 简捷法求理论板数 139

9.3.6 连续逆流精馏塔的计算 141

9.3.7 两组分精馏的操作型计算与操作 142

9.3.8 两组分精馏过程的几种特殊情况 147

9.3.9 精馏塔、冷凝器和再沸器的工艺设计 149

9.3.10 间歇精馏 154

9.4 多组分精馏 160

9.4.1 多组分物系的气液平衡 160

9.4.2 多组分精馏的工艺流程 164

9.4.3 多组分精馏的计算 165

9.5 特殊蒸馏 170

9.5.1 恒沸精馏 170

9.5.2 萃取精馏 172

9.5.3 加盐精馏和加盐萃取精馏 174

9.5.4 水蒸气蒸馏 175

习题 176

思考题 182

符号说明 182

参考文献 184

10 气液传质设备 185

10.1 板式塔 185

10.1.1 概述 185

10.1.2 塔板上的流体力学现象分析 186

10.1.3 气体通过塔板的流体力学计算 190

10.1.4 塔板结构及对塔板的要求 201

10.1.5 筛板塔的设计 206

10.1.6 板式塔的传质与塔板效率 213

10.1.7 各种塔板简介与比较 218

10.2 填料塔 223

10.2.1 填料塔与填料 223

10.2.2 填料塔的流体力学特性 228

10.2.3 填料塔的传质与塔高的计算 231

10.2.4 填料塔的主要附件 234

10.2.5 板式塔与填料塔的比较 237

习题 238

符号说明 240

参考文献 241

11 液液萃取 242

11.1 液液相平衡 244

11.1.1 三角形相图 245

11.1.2 液液平衡关系在三角形相图上的表示法 248

11.1.3 液液相平衡在直角坐标上的表示法——分配曲线 250

11.1.4 萃取过程在三角形相图上的表示法 252

11.2 萃取的分离效果与萃取剂 253

11.2.1 萃取的分离效果 253

11.2.2 萃取剂的选择 253

11.3 萃取过程的流程和计算 255

11.3.1 单级萃取的流程与计算 256

11.3.2 多级错流萃取的流程与计算 259

11.3.3 多级逆流萃取的流程与计算 264

11.3.4 多级逆流萃取的最小萃取剂用量 270

11.3.5 连续逆流萃取的流程与计算 273

11.3.6 回流萃取——两组分的萃取分离 275

11.4 液液萃取设备 276

11.4.1 液液萃取设备的基本条件与分类 276

11.4.2 混合澄清器 277

11.4.3 塔式萃取设备 279

11.4.4 离心式萃取设备 283

11.5 萃取设备的流动和传质特性与设计 285

11.5.1 萃取塔的液泛与泛点速度的计算 286

11.5.2 液滴的形成与聚结及其传质特性 287

11.5.3 萃取塔内液相的轴向混合 288

11.5.4 萃取塔高的确定 289

11.5.5 萃取设备的选择 290

11.6 液膜分离和膜萃取 290

11.6.1 液膜分离 290

11.6.2 膜萃取 294

习题 295

符号说明 299

参考文献 299

12 干燥 301

12.1 湿空气的性质及湿焓图 303

12.1.1 湿空气的性质及其状态参数 303

12.1.2 湿含量的测定方法 306

12.1.3 湿空气的湿度图（T-H图） 309

12.1.4 湿空气的湿焓图（H-I图） 311

12.1.5 H-I图的应用 314

12.2 干燥平衡关系 315

12.2.1 物料含水量的表示方法 315

12.2.2 干燥平衡及干燥平衡曲线 316

12.2.3 影响平衡水分的因素 317

12.2.4 平衡曲线的应用 318

12.3 干燥曲线和干燥速度 320

12.3.1 影响干燥速度的因素 320

12.3.2 干燥实验和干燥曲线以及干燥速度曲线 320

12.3.3 干燥过程分析及干燥速度关系式 321

12.4 干燥设备的设计计算 326

12.4.1 干燥流程设计 326

12.4.2 干燥过程的物料衡算 327

12.4.3 干燥过程热量衡算及干燥器的热效率 329

12.4.4 干燥时间计算 332

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 336

12.5 干燥器 343

12.5.1 工业上常用的干燥器 343

12.5.2 干燥器的选择 352

12.6 干燥器的设计计算 356

习题 361

符号说明 365

参考文献 366

13 吸附分离 367

13.1 吸附剂及其特性 368

13.1.1 吸附剂的种类及用途 368

13.1.2 吸附剂的选择 370

13.2 吸附平衡 371

13.2.1 吸附等温线的类型 371

13.2.2 等温吸附公式 372

13.3 吸附动力学 377

13.3.1 外扩散 377

13.3.2 内扩散 378

13.3.3 总传质速率方程 379

13.4 吸附操作及设备计算 379

13.4.1 液体接触过滤操作及计算 380

13.4.2 固定床吸附器 385

习题 397

符号说明 399

参考文献 400

14 膜分离 401

14.1 微滤 402

14.2 超滤 403

14.3 纳滤和反渗透 404

14.4 气体分离 405

14.5 渗透汽化 407

14.6 电渗析 409

14.7 膜器 410

习题 411

符号说明 412

参考文献 412

15 其他分离方法 413

15.1 其他分离方法介绍 413

15.1.1 溶液结晶 414

15.1.2 熔液结晶 417

15.1.3 浸取 419

15.1.4 气体扩散分离 421

15.1.5 色谱分离 424

15.1.6 利用生物反应的分离 425

15.1.7 反应精馏 427

15.1.8 离子交换 428

15.1.9 气体离心分离 430

15.2 分离方法的选择 433

15.2.1 总的选择原则 433

15.2.2 选择分离方法时需要考虑的因素 433

习题 437

符号说明 437

参考文献 438