化工原理简答题

合集下载

《化工原理》练习题及解答

《化工原理》练习题及解答

《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上,同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为()。

A. Q增大,η增大B. Q增大,η先增大后减小C. Q增大,η减小D. Q增大,η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导,两层壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1>△t2,则λ1和λ2的关系为()。

A. λ1<λ2,B. λ1>λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内,摩擦系数λ()。

A. 为常数,与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关,是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置,所得热裂物的温度300℃。

今欲设计一换热器,欲将石油从25℃预热到180℃,热裂物经换热后终温不低于200℃,试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。

2.如图所示,水由常压高位槽流入精馏塔中。

进料处塔中的压力为0.1大气压(表压),送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。

管路中装有180°回弯头一个(le/d =75),90°标准弯头一个(le/d =35)。

塔的进料量要维持在3.6m3/h,试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米?参考数据:水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压,形成大量气泡,气泡进入到离心泵的高压区破裂,液滴填充真空区击打器壁,形成汽蚀现象。

2、真空度真空度= 大气压力-绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动,质点无径向脉动,质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解:求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解: 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。

化工原理简答题

化工原理简答题

二:问答题(36分)1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动,若将其管径增加一倍,问能量损 失变为原来的多少倍?2、 何谓气缚现象?如何防止?3、何谓沉降?沉降可分为哪几类?何谓重力沉降速度?4、在列管式换热器中,用饱和蒸汽加热空气,问:(1) 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度?(2) 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数?(3) 那一种流体走管程?那一种流体走管外?为什么?5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作?6、单效减压蒸发操作有何优点?二:问答题1、g u d l h 2..21111λ=。

122d d =,122241..41u d V u ==π, 12222../64λμρλ==u d 。

1222221612..h g u d l h ==λ。

2、离心泵只能空转而不能输送液体的现象。

离心泵启动前应灌满液体。

3、沉降是指依靠外力的作用,利用分散物质与分散介质的密度差异,使之发生相对运动而分离的过程。

沉降可分为重力沉降和离心沉降。

颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动,这一速度称为重力沉降速度。

1、 传热管的壁温接近于蒸汽的温度;传热糸数K 接近于空气的对流传热膜糸数;空气走管内,饱和蒸汽走管外。

(蒸汽散热快)。

2、 因为逆流操作:推动力大,所需的传热面积小;减少载热体的用量。

3、 可以降低溶液的沸点,可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂,可以浓缩不耐高温的溶液,可以减少蒸发器的热损失。

试题二二:问答题(30分)1、流体的流动形态有哪几种?如何判断?2、何谓层流内层?其厚度受哪些因素影响?3、采用多级压缩的优点有哪些?4、列管式换热器为何要进行热补偿?5、单层圆筒壁的内、外半径分别为1r 和2r ,壁表面温度分别为'T 和't ,若't 〈'T ,试写出圆筒任意半径r 处的温度表达式?二:问答题1、流体的流动形态有两种:层流和湍流;用雷诺准数来判断,当2000 e R ,为层流,当4000 e R 为湍流。

化工原理简答题

化工原理简答题

化工原理简答题化工原理简答题1.为什么一般情况下,逆流总是优于并流?并流适用于哪些情况?逆流推动力 t m 大,载热体用量少;热敏物料加热,控制壁温以免过高。

2.间壁式传热过程的三个步骤热流体给热于管壁内侧,热量自管壁内侧传导至管壁外侧,管壁外侧给热于冷流体。

3.强制对流和自然对流有何不同?流体在外力(泵,风机或其他势能差)作用下产生的宏观流动;在传热过程中因流体冷热部分密度不同而引起的流动。

4.冷、热流体在列管换热器中流动通道的选择原则是什么?(1 )不洁净和易结垢的液体宜在管程(2 )腐蚀性流体宜在管程(3 )压强高的流体宜在管内( 4 )饱和蒸汽宜走壳程(5 )被冷却的流体宜走壳程(6 )若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将给热系数大的流体通入壳程(7 )流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜5.离心泵的扬程和升扬高度有何不同?离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、液体获得能量后,可将液体升扬到一定高度△Z,而且还要用于静压头的增量△P/ g 和动压头的增量△u2/2g 及克服输送管路的损失压头,而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离,可见,升扬高度仅为扬程的一部分,泵工作时,其扬程大于升扬高度。

1/8化工原理简答题6.离心泵的压头受哪些因素影响?与流量,转速,叶片形状及直径大小有关.7.后弯叶片有什么优点?有什么缺点?优点:后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高。

缺点:产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大。

8.何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?如何防止气缚?因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象;原因是离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体 ;灌泵,排气,防止吸入管路和轴封漏气。

9.影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?离心泵的特性曲线指He~qv ,η~qv,Pa~qv 。

影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小。

化工原理考试题及答案

化工原理考试题及答案

化工原理考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工生产中,物料衡算的基本方法是()。

A. 质量守恒定律B. 能量守恒定律C. 动量守恒定律D. 电荷守恒定律答案:A2. 在连续操作的化工过程中,以下哪项是正确的()。

A. 物料流量恒定B. 物料浓度恒定C. 物料温度恒定D. 以上都是答案:A3. 传热过程中,以下哪种情况下热阻最小()。

A. 增加壁厚B. 减少壁厚C. 增加壁面积D. 减少壁面积答案:B4. 流体在管道中流动时,以下哪种流动是层流()。

A. 雷诺数Re<2000B. 雷诺数Re>4000C. 雷诺数Re=2000D. 雷诺数Re=4000答案:A5. 在精馏塔中,以下哪种情况下回流比最小()。

A. 塔板效率最低B. 塔板效率最高C. 塔板效率中等D. 塔板效率不影响回流比答案:A6. 以下哪种情况下,流体的压降最大()。

A. 管道直径大B. 管道直径小C. 管道长度短D. 管道长度长答案:B7. 在吸收过程中,以下哪种情况下吸收率最高()。

A. 气相流速大B. 液相流速大C. 气液接触面积大D. 气液接触时间少答案:C8. 以下哪种情况下,过滤速率最大()。

A. 过滤压力小B. 过滤压力大C. 滤饼厚度大D. 滤饼厚度小答案:B9. 在干燥过程中,以下哪种情况下干燥速率最大()。

A. 物料含水量高B. 物料含水量低C. 干燥温度低D. 干燥温度高答案:D10. 在萃取过程中,以下哪种情况下萃取效率最高()。

A. 萃取剂用量少B. 萃取剂用量多C. 萃取剂与原料液接触时间短D. 萃取剂与原料液接触时间长答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 在化工生产中,物料衡算的基本方法是依据________定律。

答案:质量守恒2. 连续操作的化工过程中,物料流量是________的。

答案:恒定3. 传热过程中,壁厚减少可以________热阻。

答案:减少4. 流体在管道中流动时,雷诺数Re<2000时为________流动。

化工原理简答题

化工原理简答题

化工原理简答题
1. 什么是化工原理?
化工原理是研究物质在化学过程中的转化,以及这些转化过程所涉及的原理与机理的学科。

2. 化工过程中的原理有哪些?
化工过程中涉及的原理有:质量守恒、能量守恒、动量守恒、相平衡、化学反应动力学等。

3. 什么是质量守恒原理?
质量守恒原理指的是在化工过程中,物质的质量总量不会发生改变。

也就是说,物质的进入量等于物质的产出量。

4. 什么是能量守恒原理?
能量守恒原理指的是在化工过程中,能量的总量不会发生改变。

也就是说,物质的进入(或吸收)的能量等于物质的产出(或释放)的能量。

5. 什么是动量守恒原理?
动量守恒原理指的是在化工过程中,物质的动量总量不会发生改变。

也就是说,物质的进入(或产生)的动量等于物质的产出(或消耗)的动量。

6. 什么是相平衡?
相平衡是指物质在液相、气相、固相等不同相态之间的平衡状态。

在相平衡条件下,各相之间的物质的分布和转移达到平衡状态。

7. 化学反应动力学的原理是什么?
化学反应动力学研究化学反应速率与反应条件、反应物浓度、温度等因素之间的关系。

根据动力学原理,化学反应速率受到反应物浓度的影响,速率常数与温度呈指数关系。

化工原理简答题

化工原理简答题

化工原理简答题1.为什么一般情况下,逆流总是优于并流?并流适用于哪些情况?逆流推动力t m;热敏物料加热,控制壁温以免过高。

2.间壁式传热过程的三个步骤热流体给热于管壁内侧,热量自管壁内侧传导至管壁外侧,管壁外侧给热于冷流体。

3.强制对流和自然对流有何不同?流体在外力(泵,风机或其他势能差)作用下产生的宏观流动;在传热过程中因流体冷热部分密度不同而引起的流动。

4.冷、热流体在列管换热器中流动通道的选择原则是什么?(1)不洁净和易结垢的液体宜在管程(2)腐蚀性流体宜在管程(3)压强高的流体宜在管内(4)饱和蒸汽宜走壳程(5)被冷却的流体宜走壳程(6)若两流体温差较大,对于刚性结构的换热器,宜将给热系数大的流体通入壳程(7)流量小而粘度大的流体一般以壳程为宜5.离心泵的扬程和升扬高度有何不同?离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、液体获得能量后,可将液体升扬到一定高度△Z,而且还要用于静压头的增量△P/ g和动压头的增量△u2/2g及克服输送管路的损失压头,而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离,可见,升扬高度仅为扬程的一部分,泵工作时,其扬程大于升扬高度。

6.离心泵的压头受哪些因素影响?与流量,转速,叶片形状及直径大小有关 .7.后弯叶片有什么优点?有什么缺点?优点:后弯叶片的叶轮使流体势能提高大于动能提高,动能在蜗壳中转换成势能时损失小,泵的效率高。

缺点:产生同样理论压头所需泵体体积比前弯叶片的大。

8.何谓“气缚”现象?产生此现象的原因是什么?如何防止气缚?因泵内流体密度小而产生的压差小,无法吸上液体的现象;原因是离心泵产生的压差与密度成正比,密度小,压差小,吸不上液体;灌泵,排气,防止吸入管路和轴封漏气。

9.影响离心泵特性曲线的主要因素有哪些?离心泵的特性曲线指He~qv,η~qv,Pa~qv。

影响这些曲线的主要因素有液体密度,粘度,转速,叶轮形状及直径大小。

10离心泵的工作点是如何确定的?有哪些调节流量的方法?离心泵的工作点是由管路特性方程和泵的特性方程共同决定的。

化工原理简答题

化工原理简答题

第一章流体流动1。

什么是流体连续稳定流动?答案:流体连续稳定流动是指流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。

2。

流体粘度的意义是什么?流体粘度对流体流动有什么影响?答案:流体的粘度是衡量流体粘性大小的物理量,它的意义是相邻流体层在单位接触面积上,速度梯度为1时,内摩擦力大小.流体的粘度愈大,所产生粘性也愈大,液体阻力也愈大。

3。

何谓层流流动?何谓湍流流动?用什么量来区分它们?答案:层流:流体质点沿管轴作平行直线运动,无返混,在管中的流速分布为抛物线,平均流速是最大流速的0.5倍。

湍流:流体质点有返混和径向流动,平均流速约为最大流速的0。

8倍。

以Re来区分,Re〈2000为层流、Re>4000为湍流。

4.什么是连续性假定?答案:假定流体是由许多质点组成的,彼此间没有间隙,完全充满所占有空间的连续的介质。

,这一假定称为连续性假定.5流体流动的连续性方程的意义如何?答案:流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择,及其控制。

6.流体静力学基本方程的意义是什么?答案:静止流体内部任一水平面上的压强与其位置及流体的密度有关,位置越低,压强越大;静止液体内部压强随界面上的压强而变,表明液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部.7。

流速与管路建设投资费及运行操作费的关系.答案:当流量一定时,流速大,管径小,投资费用小;但流速大,管内流体流动阻力增大,输送流体所消耗的动力增加,操作费用则随之增大。

反之,在相同条件选择小流速,动力消耗固然可以降低,但管径增大后建设投资增加。

8。

稳态流动和非稳态流动9。

流体的静压力具有的特性答:静压力的方向与其作用面相垂直,且在各个方向的数值相同,即静压力为标量.10.试简述非圆型管当量直径的含义及计算方法答:把4倍的水力半径定义为非圆管的当量直径第二章流体输送机械1。

化工原理简答题

化工原理简答题

四、简答题:(答案仅供参考)1.精馏塔在一定条件下操作时,试问将加料口向上移动两层塔板,此时塔顶和塔底产品组成将有何变化?为什么?当加料板从适宜位置向上移两层板时,精馏段理论板层数减少,在其它条件不变时,分离能力下降,x D↓,易挥发组分收率降低,x W↑。

2. 全回流与最小回流比的意义是什么?各有什么用处?一般适宜回流比为最小回流比的多少倍?(28页)全回流时,达到指定分离要求的理论板数最少。

开工时为不稳定过程,为了尽快达到分离要求,采用全回流操作,然后再慢慢减小回比,至规定回流比。

最小回流比,是指达到指定分离要求的理论板数最多到无穷。

是选择适宜回流比的依据。

一般适宜回流比是最小回流比的1.1~2.0倍。

3. 试说明q线方程的物理意义,,它有什么作用?5种进料状况,什么情况下代表液相分率?q线方程又称为进料板方程,是表示精馏塔中精馏段操作线和提馏段操作线交点轨迹方程,反映了进料热状况对进料板上汽液两相摩尔量的影响。

因在图解理论塔塔时,要作出提馏线,由于提馏段操作线不易作出或不易准确作出,故借助δ线和精馏段操作线的交点作出。

4. 吸收推动力是什么?有哪些表示方法? (105页)吸收推动力就是吸收质的分压差或浓度差。

表示方法有:分压差、浓度差,还有气相和液相比摩尔分率差,气相和液相摩尔分率差,具体表达式:NA=KG(PA-PA*) NA=KL(CA-CA*) NA=KY(YA-YA*) NA=KX(XA-XA*)5.亨利定律有哪几种表达式?它们只适合于什么场合? 哪个常数(E)和压力单位相同?(80页)p=Ex,一般来说,温度上升则E值增大,这体现着气体溶解度随温度升高而减少的变化趋势。

H=ρ/EMsp=C/H,对于一定的溶剂和溶质,H值随温度升高而减少。

易溶气体具有较大的H值y=mx温度升高,总压变大,m值升高不利于吸收。

m = E/pE称为亨利系数,H称为溶解度系数,m称为相平衡常数。

它们只适合于稀溶液的情况。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

化工原理简答题精馏篇蒸馏是分离液体均相混合物的典型单元操作。

1、利用混合液中各组分挥发能力或沸点不同的特性;(分离依据)2、加热将液体混合物部分气化,由原来的均一相变为两相;(分离手段)3、通过液相和气相间的质量传递来实现分离。

三个基本关系:(1)相平衡关系:应用热力学基本理论表达体系的热力学性质的相互关系。

(2)操作关系:对过程进行物料和热量衡算:关联流入与流出的物流及能流之间关系及塔内级间物流、能流的关系,进而确定给定条件下完成分离要求所需的理论板数、塔内物流流量、组成的分布。

(3)传质速率方程蒸馏的特点:(1)通过蒸馏分离可以直接获得所需要的产品(2)适用范围广,可分离液态、气态或固态混合物(3)蒸馏过程适用于各种浓度混合物的分离(4)蒸馏操作耗能较大,节能是个值得重视的问题汽-液相平衡关系:是指溶液与其上方蒸气达到平衡时,气相组成与液相组成之间的关系。

理想溶液:根据不同组分分子之间作用力的异同来区分。

遵循拉乌尔定律。

理想气体:遵循道尔顿分压定律当总压不太高(<104kPa时)可视为理想气体。

1.理想气体的两个假设:① ① 忽略分子体积;②忽略分子间作用力。

2•临界温度低的气体,压力不太大、温度不太低时近似拉乌尔定律:当理想溶液汽液两相呈平衡时,溶液上方组分的分压与溶液中该组分的摩尔分数成正比。

相对挥发度:一般由实验测定。

若a= 1,则y=x ,表明不能用普通蒸馏方法分离。

若a>1,则y>x,即a愈偏离1表明用蒸馏方法分离愈容易。

简单蒸馏:。

间歇非稳态操作。

在蒸馏过程中系统的温度和汽液相组成均随时间改变。

用于组分之间沸点差异大、分离提纯程度要求不高简单蒸馏的原理:釜内易挥发组分含量x由原料的初始组成xF沿泡点线不断下降直至终止蒸馏时组成x W,釜内溶液的沸点温度不断升高,蒸汽相组成y也随之沿露点线不断降低。

简单蒸馏的特点:(1)为非稳态过程。

任一时刻,易挥发组分在蒸汽中的含量y 始终大于剩余在釜内的液相中的含量x,气液平衡瞬间形成又瞬间被新的气液平衡替代。

液相浓度沿泡点线不断降低;气相浓度沿露点线不断降低。

(2)以蒸馏釜内残液组成或产品罐中馏出液平均组成降至规定值后,操作停止。

平衡蒸馏的原理是什么?平衡蒸馏又称为闪蒸,是一连续稳定过程,原料连续进入加热器中,加热至一定温度经节流阀骤然减压到规定压力,部分料液迅速汽化,汽液两相在分离器中分开,得到易挥发组分浓度较高的顶部产品与易挥发组分浓度甚低的底部产品。

平衡蒸馏为稳定连续过程,生产能力大,不能得到高纯产物,常用于只需粗略分离的物料,在石油炼制及石油裂解分离的过程中常使用多组分溶液的平衡蒸馏。

间歇精馏与简单蒸馏比较:相同点:间歇操作,非稳态操作不同点:间歇精馏有回流和多块塔板,即进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程,精馏操作;而简单蒸馏一次部分汽化,无回流。

间歇精馏与连续精馏比较:相同点:有回流和多块塔板,即进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程;闪蒸相当于总进料一次通过一个理论板,进行一次分离。

分离效果不及简单蒸馏。

简单蒸馏开始时的气相平衡组分较大,结束时残液中组分较小,所以总的馏出物浓度大于平衡蒸馏。

塔板的作用:(1)塔板提供了汽液分离的场所(2)每一块塔板是一个混合分离器(3)足够多的板数可使各组分较完全分离。

回流的作用:提供不平衡的气液两相,是构成气液两相传质的必要条件。

回流液:在任意塔板上,上一块塔板下来的液体,轻组分含量高,温度低回流汽:任意塔板上,下一块塔板上来的汽体,重组分含量高,温度高间歇精馏与连续精馏:连续精馏:化工生产以连续精馏为主。

操作时,原料液连续地加入精馏塔内,连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(称为釜残液);部分液体被汽化,产生上升蒸汽,依次通过各层塔板。

塔顶蒸气进入冷凝器被全部冷凝,将部分冷凝液用泵(或借重力作用)送回塔顶作为回流液体,其余部分作为塔顶产品(称为馏出液)采出。

间歇精馏:与连续精馏不同之处是:原料液一次加入精馏釜中,因而间歇精馏塔只有精馏段而无提馏段。

在精馏过程中,精馏釜的釜液组成不断变化,在塔底上升蒸气量和塔顶回流液量恒定的条件下,馏出液的组成也逐渐降低。

当釜液达到规定组成后,精馏操作即被停止。

提馏塔的特点:塔顶进料,塔顶馏出物全部采出,无回流;只有提馏段,而没有精馏段;回收稀溶液中的轻组分。

塔底进料,只有精馏段,无提馏段适用:(1)相对挥发度较大;(2)高浓度组分的提浓;(3)回收稀溶液中易挥发组分;(4)分离要求不高。

全回流的概念:若上升至塔顶的蒸气经全凝器冷凝后,冷凝液全部回流到塔内,该回流方式称为全回流。

间歇精馏的特点:(1)非稳态操作过程(2)只有精馏段(3)操作灵活、适应性强间歇精馏适用场合(1)多组分混合物的初步分离(2)所分离的原料是分批获得的:分离的原料多变;原料种类多变;原料组成多变间歇精馏与简单蒸馏比较:相同点:间歇操作,非稳态操作不同点:间歇精馏有回流和多块塔板,即进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程,精馏操作;而简单蒸馏一次部分汽化,无回流。

间歇精馏与连续精馏比较:相同点:有回流和多块塔板,即进行多次部分汽化和多次部分冷凝的过程恒R的间歇精馏:间歇精馏时,釜液组成不断下降,因此在恒定回流比下,馏出液组成必随之减低。

通常当釜液组成或馏出液的平均组成达到规定值时,就停止操作。

恒X的间歇精馏:间歇精馏时,釜液组成不断下降,为保持恒定的馏出液组成,回流比必须不断变化。

恒摩尔流假设的条件:上述假设成立需满足下列条件:(1)各组成的摩尔气化潜热相等;(2)气液两相交换的显热可以忽略;(3)塔设备保温良好,热损失可以忽略不计。

恒沸精馏:若在两组分恒沸液中加入第三组分(称为夹带剂),该组分能与原料液中的一个或两个组分形成新的恒沸液,从而使原料液能用普通精馏方法予以分离,这种精馏操作称为恒沸精馏。

恒沸精馏可分离具有最低恒沸点的溶液、具有最高恒沸点的溶液以及挥发度相近的物系。

选择夹带剂应考虑的主要因素:(1)夹带剂应能与被分离组分形成新的恒沸液(2)新恒沸液所含夹带剂的量愈少愈好(3)新恒沸液最好为非均相混合物,有利于挟带剂循环(4)无毒性、无腐蚀性,热稳定性好(5)来源容易,价格低廉萃取精馏:向原料液中加入第三组分(称为萃取剂),以改变原有组分间的相对挥发度,从而使原料液能用普通精馏方法予以分离,这种精馏操作称为萃取精馏。

选择萃取剂应考虑的主要因素(1)萃取剂应使原组分间相对挥发度发生显著变化(2)萃取剂的挥发性低,且不与原组分形成恒沸液(3)无毒性、无腐蚀性,热稳定性好(4)来源容易,价格低廉恒沸精馏与萃取精馏的异同点相同点:加入第三组分改变被分离组分间的相对挥发度不同点:(1)可供选择的萃取剂物质较多,选择余地大;(2)萃取剂在操作中基本上不汽化,萃取精馏的能耗比恒沸精馏的小;(3)萃取剂加入量可变动范围较大,操作控制容易,而恒沸精馏挟带剂的量为定值,因此操作控制及灵活性差;(4)恒沸精馏操作温度较低,适用于分离热敏性溶液。

吸收篇吸收:吸收是分离气体混合物的一种单元操作。

利用混合气体各组分在溶剂中溶解度的不同,来分离气体混合物的操作,称为吸收操作。

气体吸收的目的①分离混合气体以获得一定的组分;②除去有害组分以净化或精制气体;③制备某种气体的溶液;④工业废气的治理。

吸收的依据:混合物各组分在某种溶剂中溶解度的差异吸收剂选择的原则1.溶解度大吸收剂对溶质组分的溶解度要大。

2.选择性高吸收剂应对溶质组分有较大溶解度,而对混合气体中的其它组分溶解度甚微。

3.再生容易4.挥发性小吸收剂的蒸汽压要低,即挥发度要小。

5.黏度低6.化学稳定性高无毒、无腐蚀、不易燃易爆、不发泡、冰点低、价廉易得,且化学性质稳定。

7.腐蚀性低8.无毒、无害、价廉等吸收的特点(与蒸馏相比)1.吸收采用从外界引入另一相物质(吸收剂)的办法形成两相系统。

2.溶质进入吸收剂中,所以还需要进一步的分离,才能得到较高纯态的组分。

3•液相温度远远低于其沸点,溶剂没有显著的气化现象。

只有溶质分子由气相进液相的单向传递。

4•低能耗。

亨利定律:总压不高时,在一定温度下,稀溶液上方气相中溶质的平衡分压与溶质在液相中的摩尔分数成正比,其比例系数为亨利系数。

吸收过程是传质的过程,是溶质从气相转移到液相的过程,这一过程包括溶质在相内的扩散传递,也包括溶质在相间的转移(1)A由气相主体到相界面,气相内传递;(2)A在相界面上溶解,溶解过程;(3)A自相界面到液相主体,液相内传递分子扩散:在静止或滞流流体内部,若某一组分存在浓度差,则因分子无规则的热运动使该组分由浓度较高处传递至浓度较低处,这种现象称为分子扩散。

分子扩散分为:单向扩散与等分子双向扩散。

分子扩散过程的基本定律一费克第一定律:单位时间通过单位面积的物质扩散量与浓度梯度成正比。

只要存在浓度差,必然会产生分子扩散。

等分子双向扩散:设由A、B两组分组成的二元混合物中,组分A、B进行反方向扩散,若二者扩散的通量相等,则称为等分子反方向扩散。

单向扩散:设由A、B两组分组成的二元混合物中,组分A为扩散组分,组分B为不扩散组分(称为停滞组分),组分A通过停滞组分B进行扩散。

单向扩散情况:1、气相中的溶质A不断进入液相2、惰性组分B不进入液相3、溶剂S不汽化,即液相中没有任何溶剂分子逸出。

气体扩散系数:通常,扩散系数与系统的温度、压力、浓度以及物质的性质有关。

对于双组分气体混合物,组分的扩散系数在低压下与浓度无关,只是温度及压力的函数。

液体扩散系数:液体中溶质的扩散系数不仅与物系的种类、温度有关,而且随溶质的浓度而变。

涡流扩散:由流体质点的湍动和旋涡引起的物质传递对流传质:物质在湍流流体中的传递,称为对流传质,包括涡流扩散与分子扩散,主要是依靠流体涡流扩散。

涡流扩散系数与分子扩散系数不同,不是物性常数,其值与流体流动状态及所处的位置有关。

有效膜模型:单相对流传质的传质阻力全部集中在一层虚拟的膜层内,膜层内的传质形式仅为分子扩散。

kL ――以液相组成摩尔浓度表示推动力的液相对流传质分系数,m / s ;kx ---- 以液相组成摩尔分率表示推动力的液相对流传质分系数,kmol/ (m 2 • s );kX 以液相摩尔比差表示推动力的液相传质分系数,kmol/ (m 2 - s )双膜模型的基本论点(假设)1.气液两相存在一个稳定的相界面,界面两侧存在稳定的气膜和液膜。

膜内为层流,A以分子扩散方式通过气膜和液膜。

2.相界面处两相达平衡,无扩散阻力。

3.有效膜以外主体中,充分湍动,溶质主要以涡流扩散的形式传质。

速率方程注意事项:1.方程式是描述定态操作的吸收塔内任一横截面上的速率关系。

应用吸收速率方程的注意事项。

2.应用总吸收速率方程式时,在吸收所涉及的浓度范围内,平衡关系须为直线。

相关文档
最新文档