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第6章 蒸馏 1

6.1 概述 1

6.2 双组分溶液的气液相平衡 2

6.2.1 理想体系气液相平衡 2

6.2.2 非理想体系的气液相平衡关系 9

6.3 蒸馏方式 10

6.3.1 简单蒸馏 10

6.3.2 平衡蒸馏 12

6.3.3 精馏 14

6.4 简单塔双组分连续精馏计算 19

6.4.1 精馏过程的物料衡算与热量衡算 19

6.4.2 精馏过程的操作线方程及其图示 26

6.4.3 理论板数的计算 28

6.4.4 实际板数和填料层高度 40

6.4.5 精馏过程的操作型问题 42

6.5 间歇精馏 44

6.5.1 恒定回流比的操作 45

6.5.2 恒定馏出液组成的操作 48

6.6 多组分精馏 49

6.6.1 多组分精馏分离序列 50

6.6.2 多组分系统的气液相平衡 51

6.6.3 全塔物料衡算 53

6.6.4 多组分精馏过程的回流比 57

6.6.5 多组分精馏的理论板数计算 59

6.7 精馏过程的强化与节能技术 61

6.7.1 精馏过程的强化 62

6.7.2 精馏过程的节能技术 63

6.8 特殊蒸馏 66

6.8.1 恒沸精馏 66

6.8.2 萃取精馏 67

6.8.3 分子蒸馏 68

6.9 板式塔 69

6.9.1 板式塔结构和主要类型 69

6.9.2 塔板的流体力学状况 74

6.9.3 筛板塔的工艺设计计算 77

6.9.4 板式塔的设计示例 91

习题 96

本章符号说明 100

第7章 气体吸收 101

7.1 概述 101

7.1.1 吸收过程及其应用 101

7.1.2 吸收过程的分类 102

7.1.3 吸收剂的选择 103

7.1.4 吸收过程的技术经济评价 103

7.2 吸收过程的气液相平衡关系 104

7.2.1 溶解度曲线 105

7.2.2 气液相平衡方程 105

7.2.3 相平衡方程在吸收过程中的应用 108

7.3 气相和液相内的质量传递 109

7.3.1 传质的基本方式 110

7.3.2 组分运动速度及传质通量 110

7.3.3 分子扩散 112

7.3.4 涡流扩散 120

7.3.5 对流传质理论和传质速率方程 120

7.4 相际传质理论和总传质速率方程 123

7.4.1 相际传质的双膜模型 124

7.4.2 相际传质速率方程 124

7.4.3 吸收过程中的传质阻力控制步骤 127

7.5 低浓度气体吸收 130

7.5.1 低浓度气体吸收的特点 131

7.5.2 吸收过程的物料衡算及操作线方程 132

7.5.3 吸收剂用量和最小液气比 133

7.5.4 吸收塔高度的计算 136

7.5.5 传质单元数的计算方法 139

7.5.6 理论级法计算吸收塔高度 147

7.6 高浓度气体吸收 149

7.6.1 高浓度气体吸收的特点 149

7.6.2 高浓度气体吸收的计算 150

7.7 多组分吸收过程 154

7.7.1 多组分吸收的相平衡关系 155

7.7.2 多组分吸收的计算 155

7.8 化学吸收 155

7.8.1 化学吸收的特点 156

7.8.2 化学吸收的计算 156

7.9 解吸操作 157

7.9.1 解吸方法 157

7.9.2 气提解吸过程的分析计算 158

7.10 填料塔 161

7.10.1 填料塔的结构 161

7.10.2 主要塔内件简介 161

7.10.3 填料塔的流体力学性能 171

7.10.4 填料塔工艺设计简介 176

7.10.5 填料塔和板式塔的比较 178

7.11 强化吸收过程的措施 179

7.11.1 提高吸收过程的推动力 179

7.11.2 降低吸收过程的传质阻力 180

7.11.3 其他新型吸收强化技术 180

习题 181

本章符号说明 186

第8章 液-液萃取 188

8.1 概述 188

8.1.1 萃取过程及其应用 188

8.1.2 萃取过程基本原理 189

8.1.3 萃取剂的选择 190

8.1.4 萃取过程的基本流程 191

8.2 液-液相平衡关系 193

8.2.1 三角形坐标 193

8.2.2 物料衡算和杠杆定律 193

8.2.3 三角形相图 195

8.3 萃取过程计算 199

8.3.1 单级萃取 199

8.3.2 多级错流萃取 204

8.3.3 多级逆流萃取 208

8.3.4 微分接触式逆流萃取 214

8.4 液-液萃取设备 215

8.4.1 混合-澄清槽 215

8.4.2 塔式萃取设备 216

8.4.3 离心萃取器 218

8.4.4 液-液萃取设备的选择 218

8.5 超临界流体萃取 219

8.5.1 超临界流体及其性质 219

8.5.2 超临界流体萃取过程与工艺 221

8.5.3 超临界流体萃取技术的应用 221

8.6 萃取过程的强化 222

8.6.1 萃取设备的强化 223

8.6.2 耦合技术实现萃取强化 224

习题 224

本章符号说明 227

第9章 干燥 229

9.1 概述 229

9.1.1 固体物料去湿方法和干燥过程分类 229

9.1.2 对流干燥过程流程 230

9.1.3 对流干燥中的热量传递和质量传递 230

9.1.4 干燥过程操作评价 231

9.2 干燥介质 232

9.2.1 湿空气的状态参数 232

9.2.2 湿空气的湿球温度 234

9.2.3 湿空气的温-湿图及其应用 235

9.3 水分在气-固两相间的相平衡 238

9.4 恒定干燥条件下的干燥速率及过程计算 240

9.4.1 恒定干燥条件下的干燥速率 240

9.4.2 恒定条件下干燥时间的计算 242

9.5 连续干燥过程及过程计算 244

9.5.1 连续干燥过程 244

9.5.2 连续干燥过程计算方法 244

9.5.3 连续干燥过程操作条件和设计参数的确定 249

9.6 干燥器 250

9.6.1 干燥器的分类及其基本要求 250

9.6.2 常用对流式干燥器 251

9.6.3 干燥过程节能和技术发展 255

习题 256

本章符号说明 257

第10章 其他分离过程 259

10.1 概述 259

10.2 膜分离技术 259

10.2.1 膜的定义 260

10.2.2 膜的分类和形态结构 260

10.2.3 膜分离过程的分类 262

10.2.4 膜分离技术在过程强化中的应用 263

10.2.5 超滤与微滤过程 264

10.2.6 反渗透与纳滤 265

10.2.7 渗析和电渗析 269

10.2.8 气体膜分离过程 271

10.2.9 渗透蒸发过程 273

10.2.10 其他膜分离过程 275

10.3 吸附分离 276

10.3.1 吸附分离原理 276

10.3.2 吸附剂 277

10.3.3 吸附分离的应用 278

10.4 离子交换分离 278

10.4.1 离子交换剂 279

10.4.2 离子交换平衡 280

10.4.3 离子交换设备 281

10.4.4 离子交换分离技术的应用 282

10.5 色谱分离技术 283

10.5.1 色谱分离的基本原理 284

10.5.2 色谱分离技术的应用 285

10.6 结晶 285

10.6.1 晶体的特性和几何结构 286

10.6.2 结晶分离的基本原理 287

10.6.3 溶液结晶 290

10.6.4 熔融结晶 292

10.6.5 其他结晶过程 294

习题 296

本章符号说明 296

习题参考答案 298

参考文献 301