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第三篇 质量传递 5

7 质量传递 5

7.1 分子传质与对流传质 5

7.1.1 分子传质 5

7.1.2 对流传质 15

7.2 传质微分方程 16

7.2.1 传质微分方程的推导 16

7.2.2 传质微分方程在特定情况下的表达式 18

7.2.3 扩散方程的一般边界条件 19

7.3.1 双组分混合物中一维无化学反应的稳态分子扩散 20

7.3 一维稳态分子扩散 20

7.3.2 多组分气体混合物中无化学反应的分子扩散 25

7.3.3 固体中的扩散 27

7.3.4 具有化学反应的一维扩散体系 31

7.4 非稳态分子扩散 36

7.5 对流传质 40

7.5.1 对流传质系数 40

7.5.2 对流传质中的重要准数 42

7.5.3 浓度边界层的概念及沿平板的层流浓度边界层的精确解 43

7.5.4 流体流经平板时的浓度边界层的积分方程 45

7.5.5 动量、热量和质量传递的类比 47

7.5.6 传质理论 50

7.5.7 对流传质系数的关联式 53

习题 55

主要符号说明 56

主要参考读物 57

8 气体吸收 61

8.1 相间传质 61

8.1.1 气体在液体中的溶解度 61

8.1.2 双膜模型在吸收过程分析中的应用 65

8.1.3 传质速率方程 66

8.2.1 吸收塔的物料衡算和操作线方程 72

8.2 吸收塔的计算 72

8.2.2 溶剂用量的决定 74

8.2.3 填料层高度 76

8.2.4 塔板数 88

8.2.5 解吸（脱吸） 90

8.3 其他类型吸收过程 93

8.3.1 多组分吸收 93

8.3.2 化学吸收 94

8.3.3 非等温吸收 95

8.4 传质系数 96

8.4.1 吸收传质系数关联式 96

习题 99

主要符号说明 101

主要参考读物 102

9 蒸馏 103

9.1 双组分物系的汽液相平衡 103

9.1.1 双组分物系的汽液平衡相图 104

9.1.2 双组分理想物系的汽液平衡关联式 107

9.1.3 非理想物系的汽-液平衡关联式 110

9.2 蒸馏方式 112

9.2.1 简单蒸馏 112

9.2.2 平衡蒸馏 114

9.2.3 接触级蒸馏和精馏原理 116

9.3.1 精馏过程理论分析的简化假设 119

9.3 双组分连续精馏过程的分析和计算 119

9.3.2 全塔物料衡算 120

9.3.3 精馏段的物料衡算 121

9.3.4 提馏段的物料衡算 122

9.3.5 进料热状况对提馏段物料衡算的影响 123

9.3.6 理论板数的求取 127

9.3.7 回流比的选定 131

9.3.8 理论板数的捷算法 136

9.3.9 实际塔板数和填料层高度的求取 137

9.3.10 连续精馏装置的热量衡算 139

9.3.11 连续精馏塔的操作分析与计算 141

9.3.12 连续精馏塔的其他流程 145

9.4 其他蒸馏方式 151

9.4.1 水蒸气蒸馏 151

9.4.2 间歇精馏 154

9.4.3 恒沸精馏与萃取精馏 158

9.5 多组分精馏 161

9.5.1 多组分混合液精馏的特点 161

9.5.2 多组分物系的汽液相平衡 163

9.5.3 多组分精馏的全塔物料衡算 166

9.5.4 多组分精馏理论板数的求取 171

习题 175

主要符号说明 179

主要参考读物 180

10 气液传质设备 182

10.1 板式塔 182

10.1.1 塔板类型 182

10.1.2 板式塔气液流动状况的分析 186

10.1.3 塔板结构及其主要参数的设定 188

10.1.4 塔板流体力学性能的计算 195

10.1.5 板式塔的传质性能——塔板效率 206

10.2 填料塔 211

10.2.1 概述 212

10.2.2 填料层的特性和填料类型 213

10.2.3 填料塔的流体力学性能 216

10.2.4 填料塔的传质性能 219

10.2.5 填料塔的设计程序 220

10.3 板式塔与填料塔的选用 221

习题 222

主要符号说明 222

主要参考读物 225

11 液-液萃取 226

11.1 概述 226

11.1.1 液-液萃取原理 226

11.1.2 萃取过程的工业应用 227

11.1.3 萃取设备 228

11.2 萃取过程的相平衡 228

11.2.1 三元相图 229

11.2.2 分配定律和萃取平衡 233

11.2.3 温度对相平衡的影响 236

11.2.4 活度系数法关联液-液相平衡数据 236

11.2.5 萃取剂的选择 237

11.3 萃取操作的理论级的计算 239

11.3.1 单级萃取 240

11.3.2 多级错流萃取 242

11.3.3 多级逆流萃取 244

11.3.4 原溶剂与萃取剂完全不互溶时萃取理论级的计算 251

11.3.5 回流萃取 256

11.4 连续微分式逆流萃取及其计算 259

11.4.1 连续逆流萃取过程 259

11.5 液-液萃取设备 261

11.5.1 萃取设备的分类 261

11.5.2 无搅拌的萃取塔 262

11.5.3 具有搅拌装置的萃取设备 263

11.5.4 脉冲式萃取塔 266

11.5.5 离心式萃取器 267

11.5.6 萃取装置的选型 268

11.6 萃取过程的动力学特性 269

11.6.1 萃取过程的流体力学特性 270

11.6.2 传质模型和传质系数 274

11.6.3 轴向混合及其影响 276

11.7 萃取设备计算示例 278

11.7.1 筛板萃取塔计算 278

习题 283

主要符号说明 285

主要参考读物 286

12.1 概述 287

12.1.1 物料的干燥 287

12 物料的干燥 287

12.1.2 气体的增、减湿 288

12.1.3 热、质同时传递过程 289

12.2 汽-液平衡和湿气体的性质 290

12.2.1 气体的湿度及其表示方法 290

12.2.2 气体的绝热饱和温度 293

12.2.3 湿球温度 294

12.2.4 刘易斯关系和热质比 295

12.2.5 湿度图 298

12.3 湿度图的应用 303

12.3.1 空气的增湿冷却 303

12.3.2 湿空气的减湿 304

12.3.3 不同温度、湿度的气流的混合 305

12.3.4 湿球温度和绝热饱和温度的区别 306

12.4 物料干燥过程的相平衡 307

12.4.1 物料中湿分含量的表示方法 307

12.4.2 物料的平衡湿含量 307

12.4.3 结合水分和非结合水分 308

12.5 干燥过程的物料衡算和热量衡算 310

12.5.1 干燥过程的物料衡算和热量衡算 310

12.5.2 干燥过程在湿度图上的表示 314

12.5.3 干燥过程的热效率 317

12.6.1 干燥速率曲线 318

12.6 干燥速率和干燥时间 318

12.6.2 恒干燥条件下的干燥时间的计算 322

12.6.3 变干燥条件下的干燥速度 328

12.7 常用干燥器型式及其选用 334

12.7.1 厢式干燥器与洞道式干燥器 334

12.7.2 回转圆筒干燥器 335

12.7.3 气流干燥器 337

12.7.4 沸腾干燥器 340

12.7.5 喷雾干燥器 343

12.7.6 其他干燥器 346

12.7.7 干燥器的选型 348

12.8.1 气体增、减湿常用装置 350

12.8 气体的增、减湿操作 350

12.8.2 气液间热、质传递机理 352

12.8.3 气-液直接接触的热量、质量传递基本方程式 354

12.8.4 以焓差为推动力的近似计算法 355

12.8.5 空气的绝热增湿 359

12.8.6 热、质传递系数 361

12.8.7 气体主流温度与湿度的关系 362

习题 363

主要符号说明 365

主要参考读物 367