化工原理下复习总结

2、分类
物理吸收，化学吸收
3、一般流程，方向和程度 4、溶剂的选择原则 （溶解度，选择性，挥发性，粘度） 二、气液平衡关系 E y* x mx 亨利定律 p*=Ex p*= c /H P mX Y* 1 (1 m ) X X，Y
Y≈mX
三、吸收机理与吸收速率 1、分子扩散，费克定律 稳态时：
W L H 2 H1 l L 1 W H 2 H1
湿物料中水分的质量 WT 绝干物料的质量 Gc
X
W G1 G2 Gc ( X1 X 2 ) L(H2 H1 )
除去的水分量决定于物料的初始含水量X1和干燥 程度X2。当X2一定时，X1越大，W越大，需要L 越大，操作费用越高，应尽量避免。
Y2 HOG Y1 Y=（Y*-Y）m
Y
Y2
（Y*-Y）m
Y1
X2 X1 X
Z=HOGNOG
V HOG= K a Y dY HOG= Y 2 Y Y *

Y1
传质单元高度的大小是由过程条件使决定的。 •如果dY越大（要求的气相浓度变化越大）或 过程的推动力越小，（Y-Y*）越小 ，NOG越 大，说明达到同样的吸收程度所需的传质单元 数越多。也就是说吸收的难度越大。所以它反 映了吸收过程的难易程度。 Z=HOLNOL
二、湿空气的性质 及湿度图
1、性质参数 绝对湿度，相对湿度，湿比容H，湿比热，湿 焓干球温度和湿球温度，露点温度 2、湿空气的湿焓图 （H-I图） 当总压固定时，f=2，只用两个独立参量就可 以描述湿空气的状态。G（x）=（x1，x2）这 两个参数应是不同类型的。如果一个是湿度参 数，另一个则必定是温度参数。 五种线群：等湿线，等焓线，等干球温度线， 等线（相对湿度），蒸气分压线
第 4章 萃 取
一、基本概念 1、萃取的原理及目的 2、萃取操作及一般流程 二、液液相平衡 1、液液相平衡的表达 （三角相图，意义） 线：溶解度曲线，联结 线，辅助曲线，临界混 溶点， 区：单相区，双相区 温度的影响
A
P R4 R3 R2 R1
E4 E3 E2 E1 S
B
三、萃取过程在相图上的表示
RM xD yq yq xq
六、进料状态对精馏过程的影响
(1)冷液进料 q＞1
• 对于一定的分离任 务
(2)饱和液体进料 q=1 (3)气液混合进料 0＜q＜1 (4)饱和蒸气进料 q=0 (5)过热蒸气进料 q＜0
第2章吸收
一、基本概念 1、原理 利用各组分在同一溶剂中溶解度不同而分 离气体混合物的操作称为吸收。 由于吸收过程是利用混合气体中各组分在 同一溶剂中有不同溶解度的特点，因而通 过选择适宜的吸收剂对混合气中的组分进 行选择性的吸收，就可以达到从混合气体 中分离出纯组分或使气体净制的目的。 吸收在生产中的目的:回收气体;净化气体; 制备气体的溶液;废气治理.
四、热量衡算
空气预热器传给气体的热量为
Q p L( I H 1 I H 0 )
Q QP QD 1.01L(t2 t0 ) W ( 2490 1.88t2 ) Gcm ( 2 1 ) QL W ( 2490 1.88t2 ) 100% Q
第1章 蒸馏
一、两组分溶液的汽液平衡 拉乌尔定律定义 理想溶液，挥发度，相对挥发度的概念， 清楚理想溶液的相对挥发度为两组分饱和 蒸汽压的比值，相对挥发度数值越远离1物 系越易分离。 B P p0
xA
0 pA p B 0 B
log p 0 A
t C
掌握对于理想溶液由相对挥发度得到平衡 关系。
某一状态点A各参数的求法
• 已知湿空气的t-tw，t-td，t- ，确定状态点A 方法如下：
t 1 2
A
3 =100%
t
1 2 td
A
3 =100%
t tW td
1
A %
2 =100%
tW
H
H
H
A点越高、越靠左越好，干燥能力越强。
三、干燥系统的物料衡算
水份的质量 WT w 湿物料的质量 Gc WT
1
L′ = L + qF V = V′－（q－1）F
q xF y x q 1 q 1
4 5
xW
xF
xD
3、理论板数计算 A、作图法
y y 3 1
2
4
xW
xF
xD x
Hale Waihona Puke Baidu
xW
xF
x
B、逐板计算法
从 y1=xD 开始，交替使用平衡方程和操作线方程， 直到计算至 x≤xW 为止。 五、回流比对精馏过程的影响与选择 从理论上讲，R值越大，塔所需的理论塔板数越少， 设备投资越低。但回流比越大，则操作费用增大。 减少回流比，操作费用降低,但塔的投资增大。所 以，对于一定的分离任务（F、xF、xw、xP一定） 而言，应选择适当的回流比，使操作费用和设备 费用最低。
D 1 NA p A Z RT
dCA J A D AB dz
2、吸收机理：双膜理论 （基点，三个假设或要点） 3、吸收速率方程 A、膜吸收速率方程 DP kG NA k G (p - pi) RTZ G p Bm (c i - c) NA 1 kL
tn－1， xn-1 tn，xn yn tn＋1 , yn+1
tn+1 tn
n+1 n n-1
tn－1
xn-1 xn yn+1 xn-1 yn yn-1 x（y）
四、两组分连续精馏的计算（理论板数计算） 1、恒摩尔流假定 2、物料衡算和操作线方程 F=D+W Dx D FxF=DxD+WxW 回收率= Fx F 100% A、精馏段的操作线方程（意义，形式，特征）
1
y2 y1
2
3
x2 x1
xF
y1 y2y3
x（y）
x3 x2 x1 xF
精馏是将挥发度不同组分的混和液，在精馏 塔中同时多次进行部分汽化和部分冷凝，使 其分离成。 回流和上升的蒸汽是保证精馏过程连续稳 定操作两个必不可少的条件。（回流比） 如果离开塔板的汽液两相达到平衡状态，
我们称这种板为理论板
传质单元数的求法
N OG 1 Y1 Y2* ln[(1 S ) S] * 1 S Y2 Y2
式中mV/L= S 称为脱吸因数，是平衡线和操 作线斜率的比值，无因次。
N OL 1 Y1 Y2* ln[(1 A) A] * 1 A Y2 Y2 Y1 Y2 Ym
dY * Y 2 Y Y X1 L dX Z K X a X 2 X * X V Z KY a

Y1
V,Y L,X Z
Y+dY X+dX V L
dZ
体积吸收系数
V,Y1 L,X1
传质单元 当吸收塔中两截面间吸收质的浓度变化等于这 个范围内吸收的平均推动力时，这样的区域就 称为一个传质单元。那么这段填料层高度就是 一个传质单元高度（如图以气相为例）。
L3 L2 L1 L0
u
当喷淋量一定时，增加气速，向上流动的气体 就会阻碍液体向下的流动，填料层的持液量就 会增加。当气速增加到一定值时，就会使填料 层中充满液体，这时液体成为连续相，气体成 为分散相，气体必须以鼓泡的方式经过填料层， 填料层的压降也直线上升。这种现象称为液泛。 影响液泛速度的因素 填料的特性，流体的物理性质，液气比 等板高度
N OG
Y1 Y2 Ym Y1 ln Y2
吸收系数测定
KY a V (Y1 Y2 ) ZYm GA VP Ym
•在定态操作条件下，测量进、出口气、液两相流 量和浓度后，可根据物料衡算求出吸收负荷GA及 平均推动力Ym ，再根据具体设备中的填料层体 积VP ，可求得体积总吸收系数KYa。
2、萃取操作的工艺计算
主要是计算达到分离要求的理论级（完全不互溶）
1）单级萃取
2）三级错流萃取 3）三级逆流萃取
（P220页 例4-8 ， P222例4-9 ）
第5章 干燥
一、基本概念 1、干燥的原理及目的 气体以对流方式向固体物料传热，使湿份汽化； 在分压差的作用下，湿份由物料表面向气流主体 扩散，并被气流带走。 干燥是热、质同时传递的过程 干燥操作的必要条件 2、干燥操作及一般流程 3、干燥操作分类
1、全回流和最少理论板数
• 操作线和平衡线的距离为最远。因此，达 到给定分离程度所需的理论板层数为最少。 2、最小回流比 当回流从全回流逐渐减小时，精馏段操作 线的截距随之逐渐增大，两操作线的位置 将向平衡线靠近，达到相同分离任务所需 的理论塔板数逐渐增加。当回流比减小到 使两操作线正好落在平衡线时，所需的理 论板层数便要无限多（推动力为0）
3、负荷性能图
1. 漏液线(气相负荷下限线)
2
5 Vs (m3/h)
3
2. 过量液沫夹带线(气相负荷 上限线)
4
正常操作范围
3. 液相负荷下限线 4. 液相负荷上限线 5. 溢流液泛线
1
0
Ls (m3/h)
操作极限
三、填料塔
1、填料的性能（性能衡量标准） 比表面积，空隙率，填料因子 ， 堆积密度 ，理论板数 二大类型 p/Z 2、流体力学性能 持液量 压强降 液泛
第3章 传质设备
一概述 1、塔设备的基本功能，2、分类 二、板式塔 1、塔板类型（流动方式，4种典型板） 2、流体力学性能 塔板的压降、液泛、漏液、液沫夹带 3、塔板效率 平衡线 全塔 E N T 100%
NP
操作线
单板
E MV
y n y n 1 y n * y n 1
x y 1 1x
相图表示的气液平衡关系(t-x-y, x-y)
1
y
D N t/C
两相区 露点
气相区
y1
露点线
泡点 泡点线
0
x1
1
x
0
液相区
xA
xf x(y)
yA
1.0
• 线和区的意义，汽液两相组成变化的关系。
二、蒸馏 了解简单蒸馏、平衡蒸馏（操作及特征） 三、精馏 1、精馏原理和流程 t-x-y相图表示的精馏过程 x-y相图表示的精馏过程 y3
R 1 y x xD R 1 R 1
B、提馏段的操作线方程（意义，形式，特征）
y m1 L qF W xm xw L qF W L qF W
IV I F 将1mol进料变为饱和蒸汽所需的热量 q IV I L 原料液的千摩尔汽化潜热
y 3 2
B、总吸收速率方程

气膜控制
NA K G (p - p*) K G kG
1 1 1 KG kG kL H
NA K L (c * -c)
液膜控制：
NA KY (Y - Y* )
Y
Y* A
NA K X (X * - X)
X
X*
X
四、吸收塔计算 • 掌握吸收操作线方程和其与平衡线之间的关系是描 述吸收过程、物料衡算、推动力、液气比等条件的 形象分析和吸收计算的基础。掌握由最小液气比的 计算求得操作液气比，最终求得操作液量。 1、物料衡算（操作线方程） Y2 X2 V（Y1-Y2）=L（X1-X2） 2 Y2=Y1(1-φA) 通过物料衡算式可求L，X1
V
L
1
Y1
X1
图表示的吸收过程
Y Y1
Y*=f(X)
B
Y2
T
X2
X1
X1
*
吸收剂用量的确定，最小吸收剂用量
L (Y1 - Y2 ) ( ) min Y1 V X2 m
2、填料层高度计算 • 掌握对低浓度气体吸收的计算（填料层高度的计 算），传质单元高度，传质单元数的概念，重点是 以平均推动力法和吸收因数法为主计算传质单元高 度，并引入吸收的操作型问题的解法。了解吸收的 塔板数及解吸操作。 V,Y2 L,X2 • 基本公式： dG A VdY LdX
1、分配系数，分配曲线
kA
A
y
yA xA
分配曲线 P
kB
yB xB
E’max E’
xAR' xAF xAE'
0
Emax M R E S
x
F
R’
B
萃取剂的选择性及 kA 选择系数， kB B，S互溶度越小有 利于分离
四、萃取过程计算
1、萃取操作类型及特点 单级萃取 多级逆流萃取： 连续操作，平均推动力大，分离效率高，溶剂 用量少。 多级错流萃取 每级加入新鲜溶剂，传质推动力大，级数足够 多时可达到希望的萃取率，溶剂用量大。 微分接触逆流萃取 连续操作，平均推动力大，分离效率高，溶剂 用量少，操作要求高。