化工原理第二版下册复习资料(天大)

1、传质与分离3、双膜理论的原理相互接触的气，液流体间存在着定态的相界面，界面两侧分别存在气膜和液膜，吸收质以分子扩散方式通过此两膜层。在相界面处，气液两相处于平衡。膜内流体呈滞流流动，膜外流体呈湍流流动，全部组成变化集中在两个有效膜层内。4、传质设备的性能要求，主要种类性能要求：(1)单位体积中，两相的接触面积应尽可能大。两相分布均匀，避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生。流体的通量大，单位设备体积的处理量大。流动阻力小，运转时动力消耗低。操作弹性大，对物料的适应性强。结构简单，造价低廉，操作调节方便，运行安全可靠。主要种类：(1)所处理物系相态分类：气液、液液、气固、液固传质设备。按两相的接触

2、方式分类：逐级、微分接触式设备。按促使两相混合与接触动力分类：有、无外加能量式设备。吸收1、吸收的概念、基本原理、推动力，吸收的用途。吸收概念：使混合气体与适当的液体接触，气体中的一个或几个组分便溶解于液体内而形成溶液，于是原混合气体的组分得以分离。这种利用各组组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。吸收的基本原理：当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时，溶质便由气相向液相转移，即吸收。利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异，使某些易溶组分进入液相形成溶液，不溶或难溶组分仍留在气相，从而实现混合气体的分离。吸收的推动力:气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气相和

3、液相内由浓度差推动的传质过程。吸收操作的用途：(1)制取产品用吸收剂吸收气体中某些组分而获得产品。如硫酸吸收S03制浓硫酸，水吸收甲醛制福尔马林液，碳化氨水吸收C02制碳酸氢氨等。（2）分离混合气体吸收剂选择性地吸收气体中某些组分以达到分离目的。如从焦炉气或城市煤气中分离苯，从乙醇催化裂解气中分离丁二烯等。（3）气体净化一类是原料气的净化，即除去混合气体中的杂质，如合成氨原料气脱H2S、脱C02等；另一类是尾气处理和废气净化以保护环境，如燃煤锅炉烟气，冶炼废气等脱除S02,硝酸尾气脱除N02等。2、吸收剂、吸收液、解吸（脱吸）、物理吸收、化学吸收的概念。吸收剂：吸收操作中所用的溶剂，以S表示。

4、吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分为溶剂S和溶质A。解吸或脱吸:与吸收相反的过程，即溶质从液相中分离而转移到气相的过程。物理吸收：吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应，可视为单纯的气体溶解于液相的过程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烧等。化学吸收：溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等过程。化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速率。但溶液解吸再生较难。2、填料特性参数（比表面、空隙率、填料因子）的定义比表面积少单位体积填料层所具有的表面积（m7m3）o被液体润湿的填料表面就是气液两相的接

5、触面。大的Q和良好的润湿性能有利于传质速率的提高。对同种填料，填料尺寸越小，a越大，但气体流动的阻力也要增加。空隙率：单位体积填料层所具有的空隙体积（m7m3）o代表的是气液两相流动的通道，越大,气、液通过的能力大，气体流动的阻力小。二0.450.95。填料因子0：填料比表面积与空隙率三次方的比值（1/m）,表示填料的流体力学性能，值越小，流动阻力越小。液泛速度可以提高。蒸馆3、挥发度，相对挥发度的概念。挥发度：溶液中各组分的挥发性由挥发度來量衡，其定义为组分在气和中的平衡蒸气压（分压）与在液相中的摩尔分数的比值。相对挥发度：溶液中两组分挥发度Z比，用a表示，=JPb!xb4、精馆操作连续进行

6、的必要条件。必要条件：塔顶液相回流和塔底再沸器产生上升蒸气。7、回流比的概念、对精馆塔理论板数的影响及适宜回流比的选择方法。回流比：用R表示，R二回流量/塔顶产品量二L/D,回流比是精懈过程计算不可缺的重要参数，塔所需的理论板数，塔顶冷凝器和塔釜再沸器的热负荷均与回流比有关。精饰过程的投资费用和操作费用都取决于回流比的值。回流比对理论板数的影响：全回流时操作线和平衡线的距离为最远，达到相同的分离程度所需的理论板数最少。RI达到指定分离程度所需理论板数将增多。回流比的选择：最适宜的回流比：精镉过程总费用(操作费用与设备费用Z和)最低时的回流比。根据实验和生产数据统计。R沖二(1.2-2)也8、理

7、论塔板的概念、及其效率的概念。理论塔板：是指其上气液两相充分混合，组分均匀，塔板上不存在传质传热阻力。理论塔板效率：实际塔板的分离效果接近理论板的程度。单板效率与全塔板效率是常用的两种表示方法。11、板式蒸馆塔负荷性能图的组成曲线及其作用液泛线操作点液相负荷上限线液相负荷下限线漏液线一气相负荷下限线漏液量W10%液流量漏液气速迪雾沫夹带线一气和负荷上限线雾沫夹带量0.1kg液/血气夹带气速/_液相负荷下限线液流量过低，板上液层不均匀，气体停留时间短，传质效率低。堰上液层高度$0.006m最小液流量Z说液相负荷上限线液流量过高，液体通过降液管内的停留时间较短，气泡來不及与液体分离一气泡夹带。液体

8、在降液管停留时间$5s最大液流量Lmax液泛线为防止液泛，降液管内的液层高度应不超过某一数值。sht4-力矿)液泛气速z/F12、液泛、漏液的概念、原因及后果。液泛：塔内液体不能顺畅逐板流下，持液量增多，气相空间变小，大量液体随气体从塔顶溢出。(塔内若气、液两相中Z的流量增大，使降液管内液体不能顺利下流，管内液体必然积累，当管内液体增高到越过溢流堰顶部，于是两板间液体相连，该层塔板产生积液，并依次上升，这种现象称为液泛，亦称淹塔。)原因：气速一定，液体流量个时，虫、how.hf及hnT,HdT,即塔板具有自动调节功能上层塔板溢流堰上缘为Hd极限。若气速过高，液体中的气泡夹带加重，降液管内的泡沫

9、层随Z增高，也易造成溢流液泛。板压降hf过大必导致Hd大,易发生液泛。夹带液泛与溢流液泛互为诱因，交互影响。后果：塔板压降上升，全塔操作被破坏。液泛使整个塔不能正常操作，其至发生严重的设备事故，要特别注意防范。漏液：部分液体不是横向流过塔板后经降液管流下，而是从阀孔直接漏下。原因：气速较小时，气体通过阀孔的速度压头小，不足以抵消塔板上液层的重力；气体在塔板上的不均匀分布也是造成漏液的重要原因。后果：严重的漏液使塔板上不能形成液层，气液无法进行传热、传质，塔板将失去其基本功能。液一液萃取4、三级错流式和逆流式萃取的操作流程图，各自特点。三级错流式萃取：每次加入新鲜溶剂，前级的萃余相为后级的原料。

10、柜萃取相特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。三级逆流式萃取：连续操作，萃取剂循环使用。萃余相N萃取剂特点：传质平均推动力大，分离效率高，溶剂用量少，工业上应用广泛。2、分配系数，选择性系数概念。分配系数：一定温度下，A组分在互成平衡的两液相中的浓度比。z_A组分在萃取相中的浓度宀1.卩亠，丁卄A组分在萃余相中的浓度二云kA只反映S对A的瘩解冃匕力，不反映A,B的分离程度。选择性系数：两相平衡时，萃取相E中A、B组成Z比与萃余相R中A、B组组成之比的比值。0=旦邑二0二企7、超临界流体的概念、定义。概念：一纯物质的临界温度TC是指该物质处于无论多高压力下均不能被液化

11、时的最高温度，该温度对应的压力称临界压力PC,状态在临界温度与临界压力以上的流体称超临界流体。常用的超临界流体：二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨、正戊烷、甲苯等。超临界流体萃取定义：流体（溶剂）在临界点附近某一区域（超过临界区）内，它与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能、且它对溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的技术。物料干燥2、湿空气的湿度，相对湿度，湿比热，水蒸气分压，湿比容，干球温度，湿球温度，露点,绝热饱和温度的概念及其相互关系，掌握公式：尿0.622陀P_9P：度又称湿含量,为空气中水汽的质量与绝干空气体的质量Z比。湿度只表示湿

12、空气中所含湿份的绝对数，不能反映气体偏离饱和状态的程度（气体的吸湿潜力）。相对湿度：一定的系统总压和温度下，气体中湿份蒸汽的分压Pv与系统温度下湿份的饱和蒸汽压PS之比。（P值在01之间：（P值越低，气体偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大；0二100%时，p二ps,气体被湿份蒸汽所饱和，不能再吸湿。湿比热：1kg绝干气体及所含湿份蒸汽温度升高1C所需要的热量水蒸气分压：干空气和湿空气占有一定的体积并具有一定压强时，当水蒸气占有与干空气体积相同时所受压力。湿比容：lkg绝干气体及所含水蒸汽所具有的体积称为湿比容干球温度：空气的真实温度为干球温度，简称温度，以t表示。湿球温度：空气传给水分的显热等于

13、水分汽化所需的汽化热时，湿球温度计上的温度维持稳定，这种稳定温度称为该湿空气的湿球温度，以t表示。露点：将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度称露点，用。表示。1111绝热饱和温度：若两相有足够长的接触时间，最终空气为水汽所饱和，而温度降到与循环水温相同，这种过程称为湿空气的绝热饱和冷却过程或等焙过程，达到稳定状态下的温度称为初始湿空气的绝热饱和冷却温度，简称绝热饱和温度，以如表示。相互关系：干球温度t、湿球温度tw（或tas）、露点温度td间的关系:不饱和湿空气：ttw（或tas）td饱和湿空气：t-tw（或tas）=td绝热饱和温度J和湿球温度t是两完全不同的概念，但两者均为空气初始温度和

14、湿度H的函数，特别对水蒸气一空气系统，两者在数值上近似相等，这样就可用湿球温度t”代替绝热饱和温度,简化许多计算。4、物料湿基水分，干基水分，平衡水分（平衡湿度）的定义，物料的平衡水分与介质的H,t、相对湿度等有何关系。湿基含水量恥单位质量的湿物料中所含液态湿分的质量。干基水含量X：单位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量。平衡水分：当物料与一定状态的空气接触后，物料将释出或吸入水分，直到物料表面的水汽分压与空气中的水汽分压相等为止，此时物料的含水量称为物料在该空气状态下的平衡含水量。用”表示，单位为血水分/Kg绝干料。关系：物料的平衡水分在一定条件下，介质的相对湿度越大，其含量越大。介质的H越

15、大，其含量变化越小。随着介质的t的增大，其含量逐渐减小，达到一个平衡值。5、影响干燥速度的因素，何谓理论干燥过程。干燥速率U：干燥器单位时间内在物料单位表面积上汽化的湿分量（kg湿分/（m2s）o干燥是传热和传质相结合的操作，干燥速率是由传热速率和传质速率共同控制。干燥操作的必要条件是物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中水汽的分压，两者差别越大，干燥操作进行的越快。所以干燥介质应及时将汽化的水汽带走，以维持一定的扩散推动力。理论干燥过程：等熔干燥过程，又称绝热干燥过程，满足条件：不向干燥器中补充热量，即QH；忽略干燥器向周围散失的热量，即&二0；物料进出干燥器的焙相等,即G（I/-1/）=0结

16、晶1、结晶的基本概念结晶是固体物质以晶体状态从蒸气、溶液或熔融物中析出的过程，是获得高纯度固体物质的基本单元操作。2、结晶核形成的必要条件，工业上晶核形成（起晶）的方法有哪几种，其原理和特点。必要条件：结晶过程的推动力：过饱和度厶C二C-CS过冷度AT二TS-T（溶液在某一温度TS下饱和，然后再降温至T,其温差叫过冷度，其实质还是形成过饱和度）工业上成核（起晶）的方法：（1）晶种起晶法：在介稳区投入一定大小和数量的晶种粉体。（2）自然起晶法：在不稳区下均相成核和非均相成核；（3）二次起晶法：晶核形成于结晶液中己经存在的大量晶体。二次起晶因操作稳定、易控制，并可在低饱和读下进行，被广泛应用4、晶

17、核形成，晶体成长过程及其影响因素。晶核形成：溶液的过饱和，产生微小的晶体，并以其为核心，逐渐成长。晶体成长：溶质质点会继续一层一层地在晶体表面有序排列，晶体将长大。晶体成长过程：（1）扩散过程：溶质质点主流体一晶体表面扩散。（2）表面反应过程：溶质质点从晶体表面嵌入晶面，放出热量。（3）热传过程：结晶热传向主流体。影响因素：（1）溶液推动力：饱和度增大，晶体成长速度加快。（2）温度：通过对扩散速度、溶解度、粘度等的影响来影响结晶（3）机械作用：一般搅拌，成长速度加快。（4）杂质及媒晶剂的影响：有的杂质可能在特定晶面上有吸附作用，不仅影响晶体成长，还会使晶体发生变形，成为异型晶体。膜分离1、超滤

18、、微滤、反渗透的概念，操作原理及他们的不同点。超滤：超滤又称超过虑，是利用孔径在广lOOnm范围内的膜具有筛分作用能选择性透过溶剂和某些小分子溶质的性质，对溶液侧施加压力，使大分子溶质或细微粒子从溶液中分离出来的过程。微滤：微滤又称微孔过滤，是利用孔径在0.PlOum的膜的筛分作用，将微粒细菌、污染物等从悬浮液或气体中除去的过程。反渗透：反渗透是利用孔径小于1mm的膜通过优先吸附和毛细血管流动等作用选择性透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液侧施加压力，克服溶液的渗透压,使溶剂通过膜从溶液中分离出来的过程。微滤、超滤、反渗透的比较：（1）分离粒径范围不同（2）分离机理不同：微滤和超滤分离机理为筛分，决定粒子能否通过完全由孔径决定；反渗透为扩散，决定粒子能否通过不但由孔径决定，还由膜和粒子性质决定（有一定选择性通过）；（3）压力范围（Mpa）：微滤0.010.2,超滤0.10.5、反渗透210（4）生产能力（通水量L/m2.h）：微滤约1000、超滤20200、反渗透410（5）膜结构：微滤膜为多孔膜、不对称膜、复合膜，超滤膜为不对称膜、复合膜，反渗透膜为不对称膜、复合膜（致密膜）4、常见的膜组件的几种类型。板框式、圆管式、螺旋式、中空纤维。微胶囊造粒技术1、微胶囊的概念，微胶囊的主要功能。概念：微胶囊是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或包装物。主要功能：（1）改变物料的存在