化工原理下册复习
化工原理下册复习
1、传热与传质过程阻力为零， 离开塔板时，汽液两 相达到平衡——理论板 αx
恒摩尔流假定：
yn =
n
1 + (α - 1) x n
Ln Ln1
Vn1 Vn Vn1 Vn
精馏段 提馏段
上升气体摩尔流率相等
下降液体摩尔流率相等
Ln Ln1
13、进料热状况的影响
I i F 1mol 原料变成饱和蒸汽所需的热量 q I i 原料的摩尔汽化热
2、按操作流程：间歇精馏和连续精馏； 3、按操作压强：常压蒸馏、减压蒸馏、加压蒸馏； 4、按分离组分：双组份蒸馏、多组份蒸馏。 3、蒸馏的操作费用 蒸馏是通过部分气化和部分冷凝达到提纯目的。因此 蒸馏过程的主要操作费用由冷凝费用和加热费用组成。 4、理想物系的汽液相平衡 液相为理想溶液； 气相为理想气体。
吸 收 复 习
1、吸收定义： 分离气体混合物的一种单元操作。
依据： 混合物各组分在某种溶剂中溶解度的不同
2、吸收目的： ①回收或捕获有用物质；
②除去气体中有害成分，净化气体。
溶剂的选择
（1） 溶质有较大的溶解度。
（２）较高的选择性。
（３）溶质溶解度应对温度的变化比较敏感。 （４）溶剂的蒸气压要低。 （５）应有较好的化学稳定性。 （６）较低的粘度。
F , xF
D x F xW F x D xW
V
L
W , xW
W D 1 F F
-------分别为馏出液、釜液采出率
塔顶易挥发组份的回收率： 塔釜难挥发组份的回收率：
D xD 100% F xF W（ 1 - xW） ＝ 100% 2 F（ 1 - x F）
1＝
精馏段物料衡算式
化工原理下总复习
Байду номын сангаас
３、板式或填料式吸收塔高度计算方法之二 ①理论板与等板高度 ②理论板的求取：图解梯级法、解析法（克 莱姆塞法） §4 吸收系数 １、影响吸收传质系数的因素 ２、吸收系数与传热系数的类比性 ３、吸收系数的侧定：经验公式及关联法，因 次分析手段
§5 解吸及其他条件下的吸收
0.4 xq 0.2125 ( 1) y q 2.47 1.47 0.4 yq
Rmin
0.97 0.4 R 4 3.04, 1.31 yq xq 0.4 0.2125 Rmin 3.04
∵q=0 L'=L+qF=RD =4×60=240kmol/h
L qF W y`m 1 x`m xW , L qF W L qF W 240 90 y`m 1 x`m 0.02 1.6 x`m 0.012 240 90 240 90
(3)因饱和蒸汽进料，则q=0, yq=xF=0.4 ,
§5 间歇精馏 １、恒回流比时间歇精馏的计算内容 ２、恒馏出液组成时间歇精馏的计算内容 §6 特殊精馏 １、问题的提出、分离原理、应用场所 ２、恒沸精馏：挟带剂及要求 ３、萃取精馏：萃取剂的确定 ４、恒沸精馏与带取精馏的比较
第2章
吸收
§1 吸收概述及气－液相平衡 1、 概论 ①吸收操作中术语、名词 ②吸收操作方式分类 ③吸收与精馏的区别、联系 ２、气体溶解度与亨利定律 ①气体溶解度定义、单位 ②亨利定律：亨利常数与压强、温度的关系、 几个亨利常数之间的关系 ③气、液相浓度的表示方法
化工原理下册复习题
六、蒸馏★习题：蒸馏是分离的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的，分离的条件是。
答案：均相液体混合物挥发性差异造成气液两相系统★习题：在t-x-y图中的气液共存区内，气液两相温度，但气相组成液相组成，而两相的量可根据来确定。
答案：相等大于杠杆规则★习题：当气液两相组成相同时，则气相露点温度液相泡点温度。
答案：大于（每空1分）★习题：双组分溶液的相对挥发度α是溶液中的挥发度对的挥发度之比，若α=1表示。
物系的α值愈大，在x-y 图中的平衡曲线愈对角线。
答案：易挥发组分难挥发组分不能用普通蒸馏方法分离远离★习题：工业生产中在精馏塔内将过程和过程有机结合起来而实现操作的。
而是精馏与普通精馏的本质区别。
答案：多次部分气化多次部分冷凝回流★习题：精馏塔的作用是。
答案：提供气液接触进行传热和传质的场所。
★习题：在连续精馏塔内，加料板以上的塔段称为，其作用是；加料板以下的塔段（包括加料板）称为，其作用是。
答案：精馏段提浓上升蒸汽中易挥发组分提馏段提浓下降液体中难挥发组分★习题：离开理论板时，气液两相达到状态，即两相相等，互成平衡。
答案：平衡温度组成★习题：精馏塔的塔顶温度总是低于塔底温度，其原因有（1）和（2）。
答案：塔顶易挥发组分含量高塔底压力高于塔顶（每空2分，共4分）★习题：精馏过程回流比R的定义式为；对于一定的分离任务来说，当R= 时，所需理论板数为最少，此种操作称为；而R= 时，所需理论板数为∞。
答案： R= D L∞ 全回流 Rmin★习题：精馏塔有 进料热状况，其中以 进料q 值最大，进料温度泡点温度。
答案： 五种 冷液体 小于★习题：某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距等于零，则回流比等于，馏出液流量等于 ，操作线方程为 。
答案： ∞ 零y n+1=x n★习题：在操作的精馏塔中，第一板及第二板气液两相组成分别为y 1,x 1及y 2,x 2；则它们的大小顺序为 最大， 第二， 第三，而最小。
化工原理下册考试复习资料
一、选择题1.吸收速率主要决定于通过双膜的扩散速度，要提高气液两流体的相对运动，提高吸收效果，则要（减少气膜和液膜厚度）2.选择吸收设备时，综合考虑吸收率大，阻力小，稳定性好结构简单造价小，一般应选（填料吸收塔）3.对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当温度和压力不变，而液相总浓度增加时其溶解度系数H 将（不变），亨利系数E将（不变）。
4.在常压下用水逆流吸空气中的CO2，若将用水量增加则出口气体中的CO2量将（减少）气相总传质系数K y将（增加），出塔液体中CO2浓度将（减少）。
5.通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，完成一定的分率(填料层高度趋向无穷大)。
6.在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025,液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/(m2.h) 气相总传质系数K y=1.5kmol/(m2.h)，则该处气液界面上气相浓度y i应为（0.01），平衡关系y=0.5x。
7.正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生?(出塔气体浓度增加，但x不定)8.气体的亨利系数E值越大，表明气体（越难溶解）。
9.填料吸收塔空塔的速度应（小）于液泛速度。
10.对吸收操作有利的是（温度低，气体分压大时）。
11.在Y—X图上，吸收操作线总是位于平衡线的（上方）。
12.亨利定律是一个稀溶液定律，其亨利系数E值愈小，表明该气体的溶解度（愈大）；温度升高，E值（愈大）。
1. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A＝0.6相应的泡点为ｔb，与之相平衡的汽相组成y A＝0.7，相应的露点为ｔd，则：（ｔb＝ｔd ）。
2. 精馏中引入回流，下降的液相与上升的汽相发生传质使上升的汽相易挥发组分浓度提高，最恰当的说法是(液相中易挥发组分进入汽相和汽相中难挥发组分进入液相的现象同时发生)。
3.某二元混合物，汽液相平衡关系如图。
化工原理(下册)复习
18. 某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x ＝0.5相应的泡点为ｔ1， 与之相平衡的汽相组成y ＝0.7，相应的露点为ｔ2，则：（ c ） A. ｔ1＞ｔ2 B. ｔ1＜ｔ2 C.ｔ1＝ｔ2 D. 不能判断 19.在化工生产中，要提高吸收的效果，可以设法提 A 高吸收总传质系数，必须采取（ ） A. 降低气膜和液膜厚度 B. 提高气膜和液膜厚度 C. 减少流体流动速度 20.下列各项中属于物性参数的是 ( B ) Ａ.气膜吸收系数 Ｂ.分子扩散系数Ｄ Ｃ.涡流扩散系数 Ｄ.脱吸因数S
8.当空气的温度一定时，不饱和湿空气的湿球温度 总是低于干球温度，那么空气的干球温 度和湿球 温差越小，表明空气（ B ） A 越干燥 B 越潮湿 C 焓值越高 D 焓值越低 9.在干燥过程中，新鲜空气在预热器中所经历的状 态变化属于( D )。 A 等焓过程 B 等相对湿度过程 C 绝热过程 D 等湿过程 10.萃取是利用各组分间的（ C ）差异来分离液体 混合物的。 A 挥发度 B 离散度 C 溶解度 D 密度
• 干燥过程的物、热衡算--干燥静力学 １、物料水份量表示法： • 湿、干基含水量 ２、物料衡算 ①新鲜干空气用量 ②干燥产品流量 ３、热量衡算 ①连续干燥系统的预热器及干燥器热量计算 ②干燥系统热效率
干燥过程的平衡关系干燥速率计算--干燥动力学
• １、湿物料中水份存在形式 • Ⅰ）分类原则 • Ⅱ）平衡水份与自由水份 • Ⅲ）结合水份与非结合水份 • Ⅳ）四者之间互相关系 • ２、干燥时间计算 • ①恒定干燥 Ⅰ）干燥实验及曲线：X～τ, X～t • Ⅱ）干燥速率曲线 等速干燥、降速干燥，临界含水量 • Ⅲ）干燥时间 • ②变动干燥 • Ⅰ）与恒定干燥过程的比较
• 吸收塔的设计计算 １、吸收塔的物料衡算与操作线方程 ①物料衡算：全塔衡算，任意塔段衡算与操作线方程 ②吸收剂用量的决定：最小液--气比 实际液--气比确定的原则：经济性与技术性综合考虑 ③关于并流吸收：操作线方程过程特点 ２、填料吸收塔高度计算方法之一 ①填料塔高度计算公式 ②传质单元数与传质单元高度 ③传质单元数的求取 Ⅰ）图解积分法 Ⅱ）解析法：解吸因子法、对数平均浓度法 Ⅲ）直接图解梯级法（Baker法）
《化工原理》(下)复习提要
《化工原理》（下）复习提要1各章要点1.1传质概论与吸收基本概念：分子扩散及对流扩散的概念，菲克定律，一维定常分子扩散速率，等分子反向扩散，单向扩散，总体流动、漂流因素；传质速率与扩散通量，浓度的不同表示法及其关系，膜模型，相内传质速率式；相平衡关系，吸收和解析得传质方向、限度，推动力及其不同得表示形式，双膜模型及传质理论简介；相际传质速率式，传质阻力及表示，气膜控制、液膜控制；吸收操作的基本概念，典型吸收设备与流程，吸收过程的相平衡关系（溶解度曲线，亨利定律），影响平衡的主要因素；吸收过程的物料衡算，操作线方程，吸收剂的选择及用量的确定，最小溶剂用量的概念；传质单元数及传质单元高度的概念，吸收因子（解吸因子）的概念，理论板与等板高度；低浓吸收填料层高度的计算（平衡线为直线及曲线两种情况）；传质系数的测定、准数与准数关联式；高浓度吸收的特点及计算的主要方程及步骤。
基本公式： 气液平衡：mX Y mx y Hc Ex p ====***对稀溶液： 传质速率：)()()()(**x x k y y k X X K Y Y K N i x i y X Y A -=-=-=-= 物料衡算：max1*21max 1212121)()(ηηϕηη=-=-=-=-Y Y Y Y Y Y Y Y V X X L 吸收剂的用量：min 2*121min 2~1.1L L X X Y Y V L =⇒⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--= 填料层高度：HETP N N H N H Z T O L O L O G O G ===mOL m OG X OL Y OG X X X N Y Y Y N a K LH a K VH ∆-=∆-=Ω=Ω=2121 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+----=⇒=S Y Y Y Y S S N L mV S OG *22*211ln 11 ()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+----=⇒=A Y Y Y Y A A N mV L A OL *11*211ln 11 2121ln 1lnX X Y Y A A A N T N T ∆∆=∆∆=--=ϕϕ 1.2精馏基本概念：两组分物系的汽液平衡关系，t-x-y 图, x-y 图，拉乌尔定律，泡点与露点，泡点方程与露点方程，挥发度与相对挥发度及其影响因素；精馏原理；双组分连续精馏塔的物料衡算，恒摩尔流假设，理论板的概念，操作线方程，进料热状况，q 的意义及计算，最小回流比的概念及确定，回流比对精馏过程的影响，理论板数的确定；（图解法，逐板计算法及简捷法）；点效率、板效率和塔效率的概念，实际塔板数的确定；精馏装置的热衡算；平衡蒸馏、简单蒸馏的特点及计算；精馏塔全塔效率及点效率的测定方法。
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总复习 吸收1、 费克定律 dz dx CD J AAB z A -=,()B A A AAB A N N x dz dx CD N ++-=扩散系数：气体的扩散系数大于液体的扩散系数。
等摩尔反向扩散：B A N N -= A A J N =单向扩散：0=B N亨利定律（相平衡关系）⎪⎩⎪⎨⎧===mx y H c p Ex p A A AA ***⎩⎨⎧==H C E PE mT 增加，E 和m 都增加。
P 增加，m 减小。
传质速率方程：()*y y K N y A -= mx y =* xy y k mk K +=11 界面浓度的求取：yx i ik k x x y y -=--， i i mx y = 气膜控制：x y y k m k K +=11， x y k m k >>1 ， y y k K≈ 液膜控制：y x x mk k K 111+= ， yx mk k 11>> ， x x k K ≈吸收塔的计算：bab y y y -=η x a ，y b 已知，又知 η（y a ），求x ba b a b x x y y G L --=⎪⎭⎫ ⎝⎛*m i n ， m yxbb =*()min0.2~1.1⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛G L G L⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=a a x G L y x G Ly 由y b 求得 x baK GH y OG = 7.0G a K y ∝ 3.0G H OG ∝求 OG N ： 对数平均推动力法：aa a a a mx y y y y -=-=∆*b b b b b mx y y y y -=-=∆*abab ab OG y y y y y y N ∆∆∆-∆-=ln脱吸因数法：当x a =0 ， ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡+---=S S S N OG η111ln 11 ()G L m S = ，S 可以大于1，也可以小于1。
OG OG N H h =0蒸馏拉乌尔定理：A A A x p p = B B B x p p =B A B p p p P x --= Px p y A=得到 t-x-y 相图和y-x 相图 ()x xy 11-+⋅=αα非理想物系：恒沸点和恒沸组成。
化工原理复习提要(下)
总复习第七章1、相组成()RTp M c Vn c V m AA AA AA AA ====ρρ度质量浓度与物质的量浓1()BA M M M M x m 2BAAAAA BB A A AA AA AA x M x M x nn x m ωωωωω+=+===质量分数与摩尔分数()AAA A AA AAA A AA AAA A AA X X X X x X x x X m m m X n n n X +=+=-=-=-=-=11113ωωω质量比与摩尔比例题：含丙酮%（质量分数）的水溶液，其密度为m 3，试计算丙酮的摩尔分数、摩尔比及物质的量浓度。
x A =、X A =、c A =2、质量传递（1）等分子反方向传递（摩尔汽化潜热相等的蒸馏）()()2121A A AB AA A ABA p p zRT D N c c z D N -∆=-∆=（2）一组分通过另一停滞组分（吸收操作）()()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=-=-∆=-=-∆=221112122112122121ln ln M M c x x x x x x x zx RT c D N p p p p p p p zP RT P D N B B B B BMA A BM AB A B B B B BMA A BM AB A ρρ总总总液相中例题：在直径为、长度为的圆管中CO 2气体通过N 2的温度为383K ，总压为，管两端CO 2的分压分别为和。
试计算CO 2的扩散通量。
已知该条件下CO 2在N 2中的扩散系数为×10-4m 2/s 。
N A =×10-6kmol/(m 2·s) 3、对流传质()Ab Ai L A c c k N -=例题：在常压下，30℃的空气从厚6mm 、长度为500mm 的萘板的上下表面沿水平方向吹过。
在30℃下，萘的饱和蒸汽压为 pa ，固体萘的密度为1152kg/m 3，空气与萘板间的对流传质系数为s 。
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第8章 气体吸收
Henry定律 pe=Ex x为摩尔分率 pe=HC C为摩尔浓度 ye=mx y为气相摩尔分率
Fick’s first law 等分子反向扩散
dc A N A J A D dz
dC A J A DAB dz
D N A (c A1 c A2 ) ( p A1 p A2 ) RT
组分在气体中的扩散系数
D
T
组分在液体中的扩散系数
T 1.81p 1 / 3 0.023( ) ( ) k k
Nu 0.023 Re
Sh 0.023 Re
Pr
kc d du 0.8 1/ 3 0.023( ) ( ) D D
t d f ( ps )
( Hw H )
tw f ( t , H )
10、绝热饱和温度 tas
t as ras H as H t c H as
tas f ( t , H )
/ k H C PH 1.09
湿空气的湿度图
结合水与非结合水
平衡水分与自由水分
干燥速率
湿空气的性质 １、湿空气中水汽分压 pv ２、相对湿度 p v
ps
pv =py
３、湿度H
Mv pv H M g ng M g p pv
M v nv
pv H 0.622 p pv
ps H 0.622 f ( ,t ) p ps
４、湿空气的比容vH ５、湿空气的比热容 cH
NA
Gc dX Ad
临界自由含水量
干燥时间
GC X 1 X C τ1 A NA
GC X C GC X C XC τ2 ln ln AK x X 2 A N A 恒 X 2
NA
α t tW k H H W H rW
0.0143G 0.8
0.8
Sc
1/ 3
1 1 m K y k y kx
1 1 1 K x mk y k x
K x mK y
1 / k y m k x
1 /(mk y ) 1 k x
K y ky
K x kx
N A K y ( y ye ) K x ( xe x )
c H c g cv H 1.01 1.88H
６、 湿空气的焓I
I c g cv H t r0 H ( 1.01 1.88 H )t 2500 H
I I g HI v
７、干球温度 t 8、露点 td 9、湿球温度 tw
tw t k H rw
VI 1 GC c pm 1θ1 Q补 VI 2 GC c pm 2θ2 Q损
Q补 Q放 Q1 Q2 Q损
Q补 Q预 Q1 Q2 Q3 Q损
实际干燥器的热效率
Q1 Q2 Q预 Q补
如何提高η ?
提高η的措施 ⑴ 提高t1 (物料要耐温) ⑵ 降低废气出口温度t2, 但有可能返潮。 通常t2比tW大20~50℃ ⑶ 中间加热 对不耐高温的物料很有效
ye mx
H
H 0
xe y / m
G y1 dy dh H OG N OG K y a y 2 y ye
G x1 x2 L y1 y2 L L y x y1 x1 G G
NOG y1 y2 y1 y2 y1 mx1 ln ym ( y1 mx1 ) ( y2 mx2 ) y2 mx2
D
cA dc A 单向扩散 N A (1 ) D c dz
D P NA ( )(c A1 c A2 ) ( )( p A1 p A2 ) cBm RT pBm D c
CM 漂流因子 1 C BM
cBm
cB 2 cB1 cB 2 ln cB1
pBm
pB 2 pB1 pB 2 ln pB1
NOG
y1 mx1 ln 1 y2 mx2 1 A 1
N OG
1 y1 mx 2 1 ln[(1 ) ] 1 A y mx A 2 2 1 A 1
吸收因数
L A mG
1 mG A L
y1 y2 y1
解吸因数
回收率
L y1 y2 最小液气比 (G )min x x 1e 2
q线方程
xf q yq xq q 1 q 1
全回流与最少理论板数 Nmin
x D 1 xW ln( ) 1 x D xW ln
ye x e
N min
最小回流比 R x D ye min 操作参数对操作结果的影响 R、D/F、q、xf 。。。 灵敏板—板上液体温度对外界干扰 因素的反映最灵敏的塔板
连续干燥过程
a. 预热器：
H1 H 0
b. 干燥器： VH 1 GC X 1 GC X 2 VH 2
W GC (X 1 X 2 ) V(H 2 H 1 )
Ｗ - 干燥过程中被除掉的水分， kg s
X w 1 X
w X 1 w
Q 预 V(I 1 I 0 ) V(1.01 1.88 H0 )(t1 t 0 )
0 yB 0 xB
0 yA 0 xA
(1 (1
0 yA ) 0 xA )
y0 A
0 x A
1 ( 1) x 0 A
F E R
Fx fA E
0
0
0
0 yA
R
0
0 xA
单级萃取
第12章 其他传质分离方法
书后思考题 自测练习册
第13章 热质同时传递 第14章 固体干燥
全塔物料衡算 塔顶采出率
轻组分回收率
F=D+W Fxf=DxD+WxW
D x f xW F x D xW
DxD A Fx f
回流比
L R D
默弗里板效率 EmV
yn yn1 实际增浓 y *n yn1 理想增浓
加料热状态
I if q I i
q=0 0<q<1 q=1 q>1 q<0
理想干燥过程的热量衡算
I1 I2
理想干燥器的热效率
t1 t 2 Q 预 t1 t 0 Q放
实际干燥过程的热量衡算 VI 1 GC i 1 Q补 VI 2 GC i 2 Q损
i1 c pm 1θ1 (c ps c pL X 1 ) θ1 i2 c pm 2θ2 (c ps c pL X 2 ) θ2
解吸
L mx1 y2 Gmin x1 x2
吸收剂再循环
Lx2 Lx1 L(1 ) x'2
x2 x1 x '2 1
吸收塔的操作与调节
第9章 液体精馏
v A pA / x A y A / x A 相对挥发度α v p / x y / x B B B B B y x x 相平衡方程 y ( 1) x 1 ( 1) x
操作弹性
第11章 液液萃取
三角形相图
杠杆定律 E RM R EM 溶解度曲线 y S ( y A ) xS ( x A ) 平衡联结线
yA f ( xA )
分配曲线与分配系数
yi ki xi
选择性系数
k A y A / yB k B x A / xB
0 yA 0 xA
第10章 气液传质设备
设计意图 气液接触状态 阻力损失 空间上的反向流动 空间上的不均匀流动 不正常操作现象 默弗里板效率
E MV y n y n`1
* yn y n1
等板高度HETP — 完成一块理论板的分离 效果所需的填料高度
负荷性能图
1.过量液沫夹带线 2.漏液线 3.溢流液泛线 4.液量下限线 5.液量上限线 6.操作线
饱和蒸汽加料 汽液混合加料 泡点加料 冷液加料 过热蒸汽加料
精馏段操作方程
L Dx D y n x n 1 V V R xD yn x n 1 R1 R1
提馏段操作方程 y L x Dx D Fx f n n 1
V V
RD qF yn xn1 ( R 1) D (1 q) F Dx D Fx f ( R 1) D (1 q) F