化工原理实验 课件
化工原理-精馏课件

6.3 双组分连续精馏塔的计算
xD
xq
xF
e
d
xW
yq
a
e
d
a
f
c
yq
非理想溶液
理想溶液
xD
xq
xF
xW
c
吸收
6.3 双组分连续精馏塔的计算
NT,min 当操作线远离平衡线 NT减少,与对角线重合时达到 NT,min,一般由图解法求取。若体系为双组分理想溶液,则可通过解析法计算 (Fenske方程):
L
V
L’
V’
F
L
V
L’
V’
F
L
F
F
冷液进料
饱和液体进料
气液混合物进料
饱和蒸气进料
过热蒸气进料
吸收
6.3 双组分连续精馏塔的计算
不同 q值对应的 q线方程
进料状况
进料的焓 IF
q值
q线斜率 q/q-1
冷液体
IF<IL
q>1
+
饱和液体
IF=IL
q=1
无穷大
气液混合物
IL<IF<IV
0 < q <1
–
吸收
6.1 理想溶液的气液相平衡
6.1.2 相平衡——相平衡方程 纯液体的挥发度:该液体在一定温度下的饱和蒸气压。 溶液中各组分的挥发度:该组分在蒸气中的分压和与之相平衡的液相中的摩尔分率之比。 相对挥发度:是指溶液中两组分挥发度之比,常以易挥发组分的挥发度为分子。
吸收
6.1 理想溶液的气液相平衡
吸收
6.3 双组分连续精馏塔的计算
对加料板作物料衡算 V’-V=L’-L-F 令 则有: q 线方程,精馏段操作线和提馏段操作线的交点,但经过 点。
《化工原理吸收》课件

03 常用的模拟方法包括物理模型模拟、数学模型模 拟和实验模拟等。
吸收过程的优化策略
01
吸收过程的优化策略是通过调整操作条件和设备参数
来提高吸收效果的方法。
02
优化策略通常包括选择合适的吸收剂、优化操作条件
、改进设备结构和操作参数等。
增加流速可以提高溶质的 传递速率,但同时会增加 设备的投资和能耗。
04
吸收设备与流程
吸收设备的类型与特点
填料塔
结构简单,易于制造, 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
板式塔
传质效率高,处理能力 大,适用于气体流量较 大、溶液组成较高的情
况。
喷射器
结构简单,操作方便, 适用于气体流量较小、 溶液组成较低的情况。
THANK YOU
感谢各位观看
溶解度与相平衡的关系
物质在气液两相中的溶解度差异是吸收过程得以进行的驱动力。
亨利定律与相平衡
亨利定律:气体在液体中的溶解度与该气体在气液界 面上的分压成正比。
输标02入题
亨利定律的数学表达式:(Henry's Law):(c = kP)
01
03
亨利定律的应用:通过测量气体的溶解度和气液界面 上的分压,可以计算出亨利常数,进而了解物质在特
03
优化策略的目标是提高吸收效果、降低能耗和减少环
境污染等。
06
吸收的实际应用
工业废气的处理
工业废气处理
吸收法可用于处理工业生产过程中产生的废气,如硫氧化物 、氮氧化物等有害气体。通过吸收剂的吸收作用,将有害气 体转化为无害或低害物质,达到净化废气的目的。
化工原理教学绪论课件PPT

解:(1)结晶产品量 P 及水分蒸发量 W
首先根据题意画出过程示意图。
水,W kg/h
料液
1000kg/h 20%KNO3
蒸发器
S kg/h
50%KNO3
R kg/h
37.5%KNO3
结晶器
结晶产品 P kg/h
4% 水
21
在图中绿色虚线方框所示的范围内作物料衡算。
因过例程0-2中b 无化学反应,且为连续稳定过程,故可写出总物
28
概括
主要内容
化
工
理论基础
原
理
工程学科
课程学习
研究化工 单元操作 的基本原理: 典型化工单元设备的原理、结构 选型以及工艺尺寸的计算。
高等数学 物理学 物理化学
综合运用基础知识,有目的地解决 工程实际问题
目的并不只是 认识一些自然现象, 而是解决真实的、复杂的生产问题。
从复杂事物中排除非主要因素,抽出 关键环节,以合理的简化方式建立物 理和数学模型,解决工程问题。
经验方法 相似准则:利用经验公式和实验曲线进行设计和工程放大。
量纲分析:得出无因次准数方程,使实验参数最少,简化实验。
注:该方法着眼于过程参数的整体变化,不究其微观机理, 得到的结果带局限性 ,不可任意推广。
理论方法 利用基本定律对过程的微观机理进行相应的数学描述——
建立数学模型。
10
课程研究主线
其目的是满足工艺要求。
6
2、化工原理课程的内容 ——具体的单元操作 化工常用单元操作
单元操作 目 的
物态
原 理 传递过程
流体输送 输 送
液或气 输入机械能
搅拌 过滤 沉降
混合或分散
中山大学化工原理课件 第6章-精馏

0 0 pA P pB yA 0 0 P p A pB
上式为一定总压下汽相组成与温度的关系式。该温度又称为露点 (dew-point),上式又称为露点方程。
严格地说没有完全理想的物系。对那些性质相近、结构相似的组分 所组成的溶液,如苯-甲苯,甲醇-乙醇等,可视为理想溶液;若汽相 压力不太高,可视为理想气体,则物系可视为理想物系。 对非理想物系不能简单地使用上述定律。汽液相平衡数据更多地依靠 实验测定。
塔顶产品 yA 加热器 原料液
减压阀
闪 蒸 罐 xA
Q
塔底产品
三、精馏原理与流程 1. 精馏操作流程 精馏塔 精馏段 提馏段 塔顶冷凝器 塔釜再沸器 塔顶冷凝液 馏出液 回流液 塔釜产品 – 釜液 进料液 – 原料液 进料板
精 馏 段
提 馏 段
2. 精馏原理
T y2 o2 x2 x1 b 0 o1 y1
第四节 物料衡算和操作线方程
V
一. 全塔物料衡算 总:
D, xD
F D W
轻:
F, xF
FxF DxD WxW
W, xW
应用1: 确定产量及组成之间的关系
应用2: ① 确定馏出液采出率
F, xF
V
L
D, xD
D xF xW F xD xW
② 确定xD,max或 Dmax
露点
气相区
t/C
两相区
露点线
泡点 泡点线
液相区
0
xA
xf x(y)
yA
. 1.0
当温度达到该溶液的露点,溶液全部汽化成为组成为 yA= xf 的气相, 最后一滴液相的组成为 xA。
大连理工-化工原理课件

目录绪论前言第1章流体流动1.1 概述1.2 流体静力学1.3_流体动力学1.4 流体流动阻力1.5 管路计算1.6 流速与流量的测定1.7 流体流动与动量传递第2章流体输送设备2.1 概述2.2 离心泵2.3 容积式泵2.4 其他类型的叶片式泵2.5 各类泵的比较与选择2.6 通风机、鼓风机、压缩机和真空泵第3章流体相对颗粒(床层)的流动及机械分离3.1 概述3.2 颗粒及颗粒床层的特性3.3 颗粒与颗粒间的相对运动3.4 沉降3.5 流体通过固定床的流动3.6 过滤3.7 固体流态化及气力输送3.8 气体的其他净化方法第4章传热4.1 概述4.2 热传导4.3 对流传热4.4 表面传热系数的经验关联4.5 辐射传热4.6 传热过程计算4.7 换热器第5章蒸发5.1 概述5.2 蒸发设备5.3 单效蒸发计算5.4 多效蒸发和提高加热蒸汽经济性的其他措施第6章蒸馏6.1 概述6.2 溶液气液相平衡6.3 简单蒸馏和平衡蒸馏6.4 精馏6.5 双组分连续精馏的设计计算6.6 间歇精馏6.7 恒沸精馏和萃取精馏6.8 多组分精馏6.9 特殊蒸馏6.10 板式塔大连理工大学化工原理(参赛课件)第7章气体吸收7.1 概述7.2 吸收过程中的质量传递7.3 相际间的质量传递7.4 低浓度气体吸收7.5 高浓度气体吸收7.6 多组分吸收过程7.7 化学吸收7.8 解吸操作7.9 填料塔第8章萃取8.1 概述8.2 液液相平衡关系8.3 部分互溶物系的萃取计算8.4 完全不互溶物系的萃取计算8.5 溶剂的选择及其他萃取方法8.6 浸取与超临界萃取8.7 萃取设备第9章干燥9.1 概述9.2 湿空气的性质及湿度图9.3 固体物料干燥过程的相平衡9.4 恒定干燥条件下的干燥速率9.5 干燥过程的设计计算9.6 干燥器第10章膜分离和吸附分离过程10.1 概述10.2 膜分离10.3 吸附化工原理实验是深入学习化工过程及设备原理、将过程原理联系工程实际、掌握化工单元操作研究方法的重要课程,是培养和训练化工技术人才分析解决工程实际问题能力的重要环节。
化工原理ppt课件

B
•
•••••
• •
H
u hor izont al
qV BH
设在水平方向上,颗粒与气体流同速。
工程处理方法:寻找颗粒得以分离的条件,从时间上考虑。
((停沉rseemt留降tlain时时ingin间间dgu::rdau颗trioa粒nti)o随n同)t 气流uh在t 降尘h室为中颗的粒时距间离段底平 r面的u距horL离izontal
A
B
D
B D 4
ui
qV A B
ui 的大小影响到器内进口旋涡、锥形底口灰 卷起情况、气流经过设备的总压降均有关。
27
两种常用旋风分离器的各部位尺寸比例
28
根据实验气体旋转圈数N一般去3-5. 例1:已知含尘气体中尘粒速度为2300kg/m3.气体温度为500℃, µ=0.036cp流量为1000m3/h.采用某种形式的旋风分离器,D=400mm, B=D/4,A=D/2,H=2D,d=D/2.试估算临界直dpc(即dmin)
16
2
理 论 上 :i
dp d pc
两边同时取自然对数:
lni
2 ln d p d pc
d p d pc 注意:dmin或者d pc指能够100%被沉降分离的最小颗粒粒径。
17
5.3.2 离心沉降(centrifugal settling) 和 离心沉降设备
在离心力的作用下,使流体中的颗粒产生沉降运动(离心力 方向上的运动),称为离心沉降。
分离器。以旋风分离器为例,分析离心分离设备的工作原理、 生产指标与设备尺寸、操作条件的关系。
处理物料为含尘气体,连续稳定的操作状况。
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(1)旋风分离器的构造及工作状态
化工原理教学课件第四章(吸收)第0节
是变化的。如用水吸收混于空气中氨的过程,氨作
为溶质可溶于水中,而空气与水不能互溶(称为惰
性组分)。随着吸收过程的进行,混合气体及混合
液体的摩尔数是变化的,而混合气体及混合液体中 的惰性组分的摩尔数是不变的。此时,若用摩尔分 率表示气、液相组成,计算很不方便。为此引入以 惰性组分为基准的摩尔比来表示气、液相的组成。
度的大小,m 值越大,则表明该气体的溶解度越小;反之,
则溶解度越大。
若系统总压为P,由理想气体分压定律可知
同理
p=Py
将上式代入式2-1可得
将此式与式2-5比较可得: (2-6) 将式2-6代入式2-4,即可得H~m的关系为: (2-7)
(4) Y ~X关系
式2-5是以摩尔分率表
示的亨利定律。在吸收过程中,混合物的总摩尔数
摩尔比的定义如下:
X=(液相中溶质的摩尔数)/(液相中溶剂的摩尔数)= Y=(气相中溶质的摩尔数)/(气相中惰性组分的摩尔数)= (2-8)
上述二式也可变换为:
(2-10) (2-11)
(2-9)
将式2-10和2-11代入式2-5可得:
整理得 (2-12) 当溶液组成很低时, <<1,则式2-12可简化为 (2-13)
的饱和组成。
气体在液体中的溶解度可通过实验测定。由实验结果 绘成的曲线称为溶解度曲线,某些气体在液体中的溶解度 曲线可从有关书籍、手册中查得。
图片2-3、图片2-4和图片2-5分别为总压不很高时氨、 二氧化硫和氧在水中的溶解度曲线。从图分析可知: (1)在同一溶剂(水)中,相同的温度和溶质分压下, 不同气体的溶解度差别很大,其中氨在水中的溶解度最大 ,氧在水中的溶解度最小。这表明氨易溶于水,氧难溶于 水,而二氧化硫则居中。 (2)对同一溶质,在相同的气相分压下,溶解度随温度 的升高而减小。 (3)对同一溶质,在相同的温度下,溶解度随气相分压 的升高而增大。
化工原理_第三版_陈敏恒_课件_华东理工内部 第01章
=1.204×105Pa(绝压) 5 5 4 pA=1.204×10 -1.013×10 =1.91×10 Pa(表压)
1.2.4.2 烟囱拔烟
pA=p2+ρ冷gh pB=p2+ρ热gh 由于ρ冷>ρ热,则pA>pB 所以拔风 烟囱拔风的必要条件是什么?
1.2.4.3 浮力的本质
物体上下所受压强不同 取微元: 压差力=(p2-p1)dA=ρghdA=ρgdV排 V排=ΣdV排
4)质量守恒方程(连续性方程) 取控制体作物料衡算(欧拉法)
1u1 A1 2 u 2 A2 .dV t V 定态流动: .dV 0 t V
1u1 A1 2 u 2 A2 c
即:q m 1 q m 2 c — —连续性方程式 对不可压缩流体: c,q v1 q v 2 c u1 A1 u 2 A2 c,
分析方法(数学分析法) ①取控制体 ②作力衡算 ③结合本过程的特点,解微分方程 1.2.1.4 静力学方程应用条件 ①同种流体且不可压缩(气体高差不大时仍可用) ②静止(或等速直线流动的横截面---均匀流) ③重力场 ④单连通 1.2.2 流体的总势能 总势能 (压强能与位能之和) 虚拟压强
1.2.3 压强的表示方法 1.2.3.1 单位
流线演示:
返回
流体黏性:
返回
1.3 流体流动中的守恒原理 1.3.1 质量守恒
1)流量、流速 流量——质量流量qm, kg/s (ρ· qv ) 体积流量qv, m3/s 流速——质量流速G, kg/m2s( qm /A) 体积流速u, m/s ( qv /A) 2)点速度u 圆管:粘性,速度分布 工程处理方法:平均值
积分得 p+ρgz=常数 或 p1 p2 gz1 gz 2 等高等压,等压面
化工原理课件_
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单元操作过程进行的方式
连续操作
原料不断地从设备一端送入,产品不断从另一端送出。 特点:物料的组成、温度、压强等参数仅随位置的不同 而不同,不随时间的变化而变化 U=U(x,y,z) 化工生产过程多数为连续稳定过程
2
志于道, 据于德, 依于仁, 游于艺。
----论语
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
化工原理教学安排及要求
• 1.本学期化工原理讲课学时安排
《化工原理》上册,教学大纲共计48学时。 – 绪论 – 第一章 流体流动 – 第二章 流体输送机械 – 第四章 流体通过颗粒层的流动 – 第五章 颗粒的沉降和流态化 – 第六章 传热 2学时 14学时 8学时 6学时 4学时 14学时
一个化工产品生产要经过很多步骤
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
9
乙炔法制聚氯乙烯
C2 H 2 HCl C2 H 3Cl C2 H 3Cl n
合成 聚合
乙炔 氯化氢 原料提纯
间歇操作
每次操作之初向设备内投入一批物料,经过一番处理 后,排除全部产物,再重新投料。 特点:不稳定操作 U=U(x,y,z,θ)
化工与材料工程学院---Department of Chemical and Materials Engineering
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2、三传:《化工原理》的共同规律和联系
动量传递:流体内部由于动量、密度的空间分布不均 而引起动量在时空中的传递过程。
吸收操作技术—吸收计算(化工原理课件)
L, X
进塔气体中溶质组分摩尔比,kmol(A)
混合气 V, Y1
出塔液体中溶质组分的摩尔比,kmol(A)
吸收液 L, X1
吸收剂 L, X2
➢ 在无物料损失时,单位时间进塔物料
中溶质A的量等于出塔物料中A的量
➢ 即,气相中溶质A减少的量等于液相
中溶质A增加的量
➢即
VY1 LX 2 VY2 LX1
或
V (Y1 Y2 ) L( X1 X 2 )
尾气 V, Y2 m
V, Y n
L, X
混合气 V, Y1
吸收液 L, X1
吸收剂 L, X2
一般工程上,吸收效果的好坏用吸收率来
表示。
吸收率:
VY1 VY2 VY1
Y1 Y2 Y1
1 Y2 Y1
在吸收操作中进塔混合气的组成Y1和惰性气 体流量V是由吸收任务给定的。吸收剂初始
整理得
Y
L V
X
Y2
L V
X2
V,Y1 L,X1
单位时间通过吸收塔的吸收剂量
Y和X分别是通过该截面的气相和液相中溶质的摩尔比
单位时间通过吸收塔的惰性气体量
V,Y2
对划定的区域写溶质组分的物料衡 算式。得
VY1 LX VY LX1
整理得
Y
L V
X
Y1
L V
X
1
V,Y1 L,X1
单位时间通过吸收塔的吸收剂量
塔顶液相和气相的组成(X2,Y2)
塔顶浓度是全塔最低的,因此
Y2
塔顶是逆流吸收塔的低浓端
Y*
用气相摩尔比Y表示的相际总推动力
o
Y*=f(X) B
A X*-X