第7章 传质理论与设备 1
第1节 传质与分离过程概述 1
7.1.1 传质与分离 1
7.1.2 工业中的平衡分离操作简介 2
第2节 相内传质过程 5
7.2.1 分子扩散 6
7.2.2 静止流体中的一维定态分子扩散 7
7.2.3 分子扩散系数 12
7.2.4 涡流扩散 13
7.2.5 对流传质 14
7.2.6 对流传质模型简介 16
第3节 气-液相平衡基础知识 19
7.3.1 相平衡与相律 19
7.3.2 第Ⅰ类体系中的理想物系 19
7.3.3 第Ⅰ类体系中的非理想物系 24
7.3.4 第Ⅱ类体系 27
7.3.5 相平衡关系的应用 29
第4节 板式塔 31
7.4.1 板式塔的总体结构 31
7.4.2 塔板布置和溢流装置 32
7.4.3 塔板上的气液接触状态 34
7.4.4 板压降 35
7.4.5 塔内气、液两相的非理想流动 35
7.4.6 板式塔的不正常操作现象 38
7.4.7 塔板的负荷性能图 40
7.4.8 塔板效率 43
7.4.9 工业生产常用塔板 45
7.4.10 板式塔设计要点 49
第5节 填料塔 54
7.5.1 填料塔概述 54
7.5.2 填料 55
7.5.3 填料塔的其他内件 58
7.5.4 气、液两相在填料层内的流动 60
7.5.5 填料塔传质系数的经验关联 64
7.5.6 填料塔设计要点 66
7.5.7 塔型的选择 68
第6节 实例分析——斜孔-浮阀复合塔板用于煤焦油蒸馏系统的扩能改造 69
习题 72
思考题 74
本章主要符号说明 75
参考文献 76
第8章 吸收 78
第1节 概述 78
8.1.1 吸收依据和目的 78
8.1.2 吸收操作的分类 78
8.1.3 工业吸收过程 79
8.1.4 吸收剂的选择 80
第2节 相际传质过程 80
8.2.1 单相传质速率方程 81
8.2.2 相际传质过程及其速率方程 83
8.2.3 传质阻力分析 85
8.2.4 相界面组成 87
第3节 低浓度吸收的计算 89
8.3.1 物料衡算和操作线方程 89
8.3.2 吸收塔的设计计算 92
8.3.3 吸收的操作分析和计算 110
第4节 解吸过程及其计算 113
8.4.1 解吸剂用量的计算 114
8.4.2 解吸塔有效高度的计算 115
第5节 其他类型的吸收 117
8.5.1 高浓度吸收 117
8.5.2 化学吸收 123
第6节 实例分析——分析低温甲醇洗净化气体中硫含量高于规定值的影响因素 125
习题 127
思考题 131
本章主要符号说明 132
参考文献 133
第9章 蒸馏 134
第1节 概述 134
9.1.1 蒸馏分离的原理 134
9.1.2 蒸馏操作分类 135
第2节 平衡蒸馏和简单蒸馏 135
9.2.1 平衡蒸馏 135
9.2.2 简单蒸馏 138
第3节 精馏 139
9.3.1 精馏原理 140
9.3.2 二元连续精馏塔的物料衡算 143
9.3.3 精馏系统的热量衡算 150
第4节 二元连续精馏塔的设计型计算 152
9.4.1 逐板计算法 152
9.4.2 梯级图法 154
9.4.3 回流比的影响及选择 155
9.4.4 捷算法 159
9.4.5 进料热状态和进料位置的选择 162
9.4.6 实际塔板数及填料层高度 164
第5节 二元连续精馏塔的操作型计算和分析 164
9.5.1 逐板计算试差法 165
9.5.2 梯级图试差法 166
9.5.3 操作分析 167
9.5.4 精馏塔内的温度分布和灵敏板 167
9.5.5 二元连续精馏塔的其他情形 169
第6节 间歇精馏 175
9.6.1 间歇精馏过程分析 175
9.6.2 回流比保持恒定的间歇精馏 176
9.6.3 馏出液组成恒定的间歇精馏 178
第7节 恒沸精馏和萃取精馏 180
9.7.1 恒沸精馏 180
9.7.2 萃取精馏 181
第8节 多组分精馏基础 183
9.8.1 精馏方案的选择 183
9.8.2 多组分物系的气-液平衡 184
9.8.3 多组分精馏的关键组分和理论板数的捷算法 187
第9节 实例分析——乙苯-苯乙烯精馏塔的技术改造 191
习题 194
思考题 197
本章主要符号说明 199
参考文献 200
第10章 萃取 201
第1节 概述 201
10.1.1 萃取操作的原理和过程 201
10.1.2 对萃取剂的要求 201
10.1.3 选择采用萃取操作的依据 202
第2节 部分互溶物系液-液相平衡 202
10.2.1 混合和分离过程的物料衡算 202
10.2.2 三角形相图 204
10.2.3 相平衡关系的数学描述 208
第3节 萃取设备 210
10.3.1 萃取设备的分类 210
10.3.2 萃取设备内的流体流动与传质 211
10.3.3 逐级接触式萃取设备 213
10.3.4 连续接触式萃取设备 215
10.3.5 使用外加能量的萃取设备 215
10.3.6 萃取设备的选择 218
第4节 萃取过程计算 219
10.4.1 部分互溶物系单级萃取 219
10.4.2 部分互溶物系多级错流萃取 222
10.4.3 部分互溶物系多级逆流萃取 223
10.4.4 完全不互溶物系萃取 226
10.4.5 连续接触式萃取 231
第5节 其他萃取技术简介 234
10.5.1 回流萃取 234
10.5.2 超临界流体萃取 234
10.5.3 液膜萃取 236
第6节 实例分析——芳烃抽提装置汽提塔的不正常操作现象 238
习题 239
思考题 241
本章主要符号说明 242
参考文献 243
第11章 其他传质分离技术 244
第1节 结晶 244
11.1.1 概述 244
11.1.2 结晶基本原理 244
11.1.3 结晶设备 249
11.1.4 结晶过程计算 251
11.1.5 其他结晶方法 254
第2节 吸附 255
11.2.1 概述 255
11.2.2 吸附原理 258
11.2.3 吸附设备 263
第3节 膜分离 267
11.3.1 概述 267
11.3.2 分离膜与膜组件 269
11.3.3 反渗透 272
11.3.4 超滤与微滤 273
11.3.5 气体膜分离 275
11.3.6 膜接触器 277
思考题 280
本章主要符号说明 280
参考文献 281
第12章 干燥 282
第1节 概述 282
12.1.1 物料的去湿方法 282
12.1.2 物料的干燥方法 282
12.1.3 对流干燥过程 283
第2节 湿空气的性质与湿度图 283
12.2.1 湿空气的性质 283
12.2.2 湿空气的湿度图 289
第3节 湿物料的性质 294
12.3.1 物料的含水量 294
12.3.2 物料的干燥平衡 295
12.3.3 物料的干燥特性曲线 297
第4节 干燥器 301
12.4.1 干燥器的要求与分类 301
12.4.2 工业上常用干燥器 302
12.4.3 干燥器的选用 309
第5节 干燥过程计算 310
12.5.1 干燥过程的物料衡算 310
12.5.2 干燥过程的热量衡算 311
12.5.3 干燥器空气出口状态的确定 313
12.5.4 干燥系统的热效率 317
12.5.5 干燥时间 319
第6节 干燥器的设计 325
12.6.1 干燥器设计参数的确定 325
12.6.2 气流干燥器的简化设计 326
第7节 实例分析——纤维素干燥系统的技术改造 330
习题 332
思考题 335
本章主要符号说明 335
参考文献 336
附录 337