化工原理第二版下冊(cè)復(fù)習(xí)資料(天大)

1、傳質(zhì)與分離3、雙膜理論的原理相互接觸的氣，液流體間存在著定態(tài)的相界面，界面兩側(cè)分別存在氣膜和液膜，吸收質(zhì)以分子擴(kuò)散方式通過此兩膜層。在相界面處，氣液兩相處于平衡。膜內(nèi)流體呈滯流流動(dòng)，膜外流體呈湍流流動(dòng)，全部組成變化集中在兩個(gè)有效膜層內(nèi)。4、傳質(zhì)設(shè)備的性能要求，主要種類性能要求：(1)單位體積中，兩相的接觸面積應(yīng)盡可能大。兩相分布均勻，避免或抑制溝流、短路及返混等現(xiàn)象發(fā)生。流體的通量大，單位設(shè)備體積的處理量大。流動(dòng)阻力小，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)力消耗低。操作彈性大，對(duì)物料的適應(yīng)性強(qiáng)。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)低廉，操作調(diào)節(jié)方便，運(yùn)行安全可靠。主要種類：(1)所處理物系相態(tài)分類：氣液、液液、氣固、液固傳質(zhì)設(shè)備。按兩相的接觸

2、方式分類：逐級(jí)、微分接觸式設(shè)備。按促使兩相混合與接觸動(dòng)力分類：有、無外加能量式設(shè)備。吸收1、吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，吸收的用途。吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱為吸收。吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。吸收的推動(dòng)力:氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和

3、液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過程。吸收操作的用途：(1)制取產(chǎn)品用吸收劑吸收氣體中某些組分而獲得產(chǎn)品。如硫酸吸收S03制濃硫酸，水吸收甲醛制福爾馬林液，碳化氨水吸收C02制碳酸氫氨等。（2）分離混合氣體吸收劑選擇性地吸收氣體中某些組分以達(dá)到分離目的。如從焦?fàn)t氣或城市煤氣中分離苯，從乙醇催化裂解氣中分離丁二烯等。（3）氣體凈化一類是原料氣的凈化，即除去混合氣體中的雜質(zhì)，如合成氨原料氣脫H2S、脫C02等；另一類是尾氣處理和廢氣凈化以保護(hù)環(huán)境，如燃煤鍋爐煙氣，冶煉廢氣等脫除S02,硝酸尾氣脫除N02等。2、吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以S表示。

4、吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。解吸或脫吸:與吸收相反的過程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過程。物理吸收：吸收過程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣體溶解于液相的過程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳燒等?；瘜W(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。2、填料特性參數(shù)（比表面、空隙率、填料因子）的定義比表面積少單位體積填料層所具有的表面積（m7m3）o被液體潤(rùn)濕的填料表面就是氣液兩相的接

5、觸面。大的Q和良好的潤(rùn)濕性能有利于傳質(zhì)速率的提高。對(duì)同種填料，填料尺寸越小，a越大，但氣體流動(dòng)的阻力也要增加?？障堵剩?jiǎn)挝惑w積填料層所具有的空隙體積（m7m3）o代表的是氣液兩相流動(dòng)的通道，越大,氣、液通過的能力大，氣體流動(dòng)的阻力小。二0.450.95。填料因子0：填料比表面積與空隙率三次方的比值（1/m）,表示填料的流體力學(xué)性能，值越小，流動(dòng)阻力越小。液泛速度可以提高。蒸館3、揮發(fā)度，相對(duì)揮發(fā)度的概念。揮發(fā)度：溶液中各組分的揮發(fā)性由揮發(fā)度來量衡，其定義為組分在氣和中的平衡蒸氣壓（分壓）與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。相對(duì)揮發(fā)度：溶液中兩組分揮發(fā)度Z比，用a表示，=JPb!xb4、精館操作連續(xù)進(jìn)行

6、的必要條件。必要條件：塔頂液相回流和塔底再沸器產(chǎn)生上升蒸氣。7、回流比的概念、對(duì)精館塔理論板數(shù)的影響及適宜回流比的選擇方法?；亓鞅龋河肦表示，R二回流量/塔頂產(chǎn)品量二L/D,回流比是精懈過程計(jì)算不可缺的重要參數(shù)，塔所需的理論板數(shù)，塔頂冷凝器和塔釜再沸器的熱負(fù)荷均與回流比有關(guān)。精飾過程的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用都取決于回流比的值?；亓鞅葘?duì)理論板數(shù)的影響：全回流時(shí)操作線和平衡線的距離為最遠(yuǎn)，達(dá)到相同的分離程度所需的理論板數(shù)最少。RI達(dá)到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多?；亓鞅鹊倪x擇：最適宜的回流比：精鎘過程總費(fèi)用(操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用Z和)最低時(shí)的回流比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。R沖二(1.2-2)也8、理

7、論塔板的概念、及其效率的概念。理論塔板：是指其上氣液兩相充分混合，組分均勻，塔板上不存在傳質(zhì)傳熱阻力。理論塔板效率：實(shí)際塔板的分離效果接近理論板的程度。單板效率與全塔板效率是常用的兩種表示方法。11、板式蒸館塔負(fù)荷性能圖的組成曲線及其作用液泛線操作點(diǎn)液相負(fù)荷上限線液相負(fù)荷下限線漏液線一氣相負(fù)荷下限線漏液量W10%液流量漏液氣速迪霧沫夾帶線一氣和負(fù)荷上限線霧沫夾帶量0.1kg液/血?dú)鈯A帶氣速/_液相負(fù)荷下限線液流量過低，板上液層不均勻，氣體停留時(shí)間短，傳質(zhì)效率低。堰上液層高度$0.006m最小液流量Z說液相負(fù)荷上限線液流量過高，液體通過降液管內(nèi)的停留時(shí)間較短，氣泡來不及與液體分離一氣泡夾帶。液體

8、在降液管停留時(shí)間$5s最大液流量Lmax液泛線為防止液泛，降液管內(nèi)的液層高度應(yīng)不超過某一數(shù)值。sht4-力礦)液泛氣速z/F12、液泛、漏液的概念、原因及后果。液泛：塔內(nèi)液體不能順暢逐板流下，持液量增多，氣相空間變小，大量液體隨氣體從塔頂溢出。(塔內(nèi)若氣、液兩相中Z的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體增高到越過溢流堰頂部，于是兩板間液體相連，該層塔板產(chǎn)生積液，并依次上升，這種現(xiàn)象稱為液泛，亦稱淹塔。)原因：氣速一定，液體流量個(gè)時(shí)，蟲、how.hf及hnT,HdT,即塔板具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能上層塔板溢流堰上緣為Hd極限。若氣速過高，液體中的氣泡夾帶加重，降液管內(nèi)的泡沫

9、層隨Z增高，也易造成溢流液泛。板壓降hf過大必導(dǎo)致Hd大,易發(fā)生液泛。夾帶液泛與溢流液泛互為誘因，交互影響。后果：塔板壓降上升，全塔操作被破壞。液泛使整個(gè)塔不能正常操作，其至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，要特別注意防范。漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經(jīng)降液管流下，而是從閥孔直接漏下。原因：氣速較小時(shí)，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。液一液萃取4、三級(jí)錯(cuò)流式和逆流式萃取的操作流程圖，各自特點(diǎn)。三級(jí)錯(cuò)流式萃?。好看渭尤胄迈r溶劑，前級(jí)的萃余相為后級(jí)的原料。

10、柜萃取相特點(diǎn)：萃取率比較高，但萃取劑用量較大，溶劑回收處理量大，能耗較大。三級(jí)逆流式萃?。哼B續(xù)操作，萃取劑循環(huán)使用。萃余相N萃取劑特點(diǎn)：傳質(zhì)平均推動(dòng)力大，分離效率高，溶劑用量少，工業(yè)上應(yīng)用廣泛。2、分配系數(shù)，選擇性系數(shù)概念。分配系數(shù)：一定溫度下，A組分在互成平衡的兩液相中的濃度比。z_A組分在萃取相中的濃度宀1.卩亠，丁卄A組分在萃余相中的濃度二云kA只反映S對(duì)A的瘩解冃匕力，不反映A,B的分離程度。選擇性系數(shù)：兩相平衡時(shí)，萃取相E中A、B組成Z比與萃余相R中A、B組組成之比的比值。0=旦邑二0二企7、超臨界流體的概念、定義。概念：一純物質(zhì)的臨界溫度TC是指該物質(zhì)處于無論多高壓力下均不能被液化

11、時(shí)的最高溫度，該溫度對(duì)應(yīng)的壓力稱臨界壓力PC,狀態(tài)在臨界溫度與臨界壓力以上的流體稱超臨界流體。常用的超臨界流體：二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨、正戊烷、甲苯等。超臨界流體萃取定義：流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超過臨界區(qū)）內(nèi)，它與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能、且它對(duì)溶質(zhì)溶解能力隨壓力和溫度改變而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分離的技術(shù)。物料干燥2、濕空氣的濕度，相對(duì)濕度，濕比熱，水蒸氣分壓，濕比容，干球溫度，濕球溫度，露點(diǎn),絕熱飽和溫度的概念及其相互關(guān)系，掌握公式：尿0.622陀P_9P：度又稱濕含量,為空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣體的質(zhì)量Z比。濕度只表示濕

12、空氣中所含濕份的絕對(duì)數(shù)，不能反映氣體偏離飽和狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。相對(duì)濕度：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓Pv與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓PS之比。（P值在01之間：（P值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；0二100%時(shí)，p二ps,氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。濕比熱：1kg絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1C所需要的熱量水蒸氣分壓：干空氣和濕空氣占有一定的體積并具有一定壓強(qiáng)時(shí)，當(dāng)水蒸氣占有與干空氣體積相同時(shí)所受壓力。濕比容：lkg絕干氣體及所含水蒸汽所具有的體積稱為濕比容干球溫度：空氣的真實(shí)溫度為干球溫度，簡(jiǎn)稱溫度，以t表示。濕球溫度：空氣傳給水分的顯熱等于

13、水分汽化所需的汽化熱時(shí)，濕球溫度計(jì)上的溫度維持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定溫度稱為該濕空氣的濕球溫度，以t表示。露點(diǎn)：將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱露點(diǎn)，用。表示。1111絕熱飽和溫度：若兩相有足夠長(zhǎng)的接觸時(shí)間，最終空氣為水汽所飽和，而溫度降到與循環(huán)水溫相同，這種過程稱為濕空氣的絕熱飽和冷卻過程或等焙過程，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度稱為初始濕空氣的絕熱飽和冷卻溫度，簡(jiǎn)稱絕熱飽和溫度，以如表示。相互關(guān)系：干球溫度t、濕球溫度tw（或tas）、露點(diǎn)溫度td間的關(guān)系:不飽和濕空氣：ttw（或tas）td飽和濕空氣：t-tw（或tas）=td絕熱飽和溫度J和濕球溫度t是兩完全不同的概念，但兩者均為空氣初始溫度和

14、濕度H的函數(shù)，特別對(duì)水蒸氣一空氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，這樣就可用濕球溫度t”代替絕熱飽和溫度,簡(jiǎn)化許多計(jì)算。4、物料濕基水分，干基水分，平衡水分（平衡濕度）的定義，物料的平衡水分與介質(zhì)的H,t、相對(duì)濕度等有何關(guān)系。濕基含水量恥單位質(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。干基水含量X：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。平衡水分：當(dāng)物料與一定狀態(tài)的空氣接觸后，物料將釋出或吸入水分，直到物料表面的水汽分壓與空氣中的水汽分壓相等為止，此時(shí)物料的含水量稱為物料在該空氣狀態(tài)下的平衡含水量。用”表示，單位為血水分/Kg絕干料。關(guān)系：物料的平衡水分在一定條件下，介質(zhì)的相對(duì)濕度越大，其含量越大。介質(zhì)的H越

15、大，其含量變化越小。隨著介質(zhì)的t的增大，其含量逐漸減小，達(dá)到一個(gè)平衡值。5、影響干燥速度的因素，何謂理論干燥過程。干燥速率U：干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/（m2s）o干燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作，干燥速率是由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制。干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓強(qiáng)必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓，兩者差別越大，干燥操作進(jìn)行的越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走，以維持一定的擴(kuò)散推動(dòng)力。理論干燥過程：等熔干燥過程，又稱絕熱干燥過程，滿足條件：不向干燥器中補(bǔ)充熱量，即QH；忽略干燥器向周圍散失的熱量，即&二0；物料進(jìn)出干燥器的焙相等,即G（I/-1/）=0結(jié)

16、晶1、結(jié)晶的基本概念結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程，是獲得高純度固體物質(zhì)的基本單元操作。2、結(jié)晶核形成的必要條件，工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法有哪幾種，其原理和特點(diǎn)。必要條件：結(jié)晶過程的推動(dòng)力：過飽和度厶C二C-CS過冷度AT二TS-T（溶液在某一溫度TS下飽和，然后再降溫至T,其溫差叫過冷度，其實(shí)質(zhì)還是形成過飽和度）工業(yè)上成核（起晶）的方法：（1）晶種起晶法：在介穩(wěn)區(qū)投入一定大小和數(shù)量的晶種粉體。（2）自然起晶法：在不穩(wěn)區(qū)下均相成核和非均相成核；（3）二次起晶法：晶核形成于結(jié)晶液中己經(jīng)存在的大量晶體。二次起晶因操作穩(wěn)定、易控制，并可在低飽和讀下進(jìn)行，被廣泛應(yīng)用4、晶

17、核形成，晶體成長(zhǎng)過程及其影響因素。晶核形成：溶液的過飽和，產(chǎn)生微小的晶體，并以其為核心，逐漸成長(zhǎng)。晶體成長(zhǎng)：溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)會(huì)繼續(xù)一層一層地在晶體表面有序排列，晶體將長(zhǎng)大。晶體成長(zhǎng)過程：（1）擴(kuò)散過程：溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)主流體一晶體表面擴(kuò)散。（2）表面反應(yīng)過程：溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)從晶體表面嵌入晶面，放出熱量。（3）熱傳過程：結(jié)晶熱傳向主流體。影響因素：（1）溶液推動(dòng)力：飽和度增大，晶體成長(zhǎng)速度加快。（2）溫度：通過對(duì)擴(kuò)散速度、溶解度、粘度等的影響來影響結(jié)晶（3）機(jī)械作用：一般攪拌，成長(zhǎng)速度加快。（4）雜質(zhì)及媒晶劑的影響：有的雜質(zhì)可能在特定晶面上有吸附作用，不僅影響晶體成長(zhǎng)，還會(huì)使晶體發(fā)生變形，成為異型晶體。膜分離1、超濾

18、、微濾、反滲透的概念，操作原理及他們的不同點(diǎn)。超濾：超濾又稱超過慮，是利用孔徑在廣lOOnm范圍內(nèi)的膜具有篩分作用能選擇性透過溶劑和某些小分子溶質(zhì)的性質(zhì)，對(duì)溶液側(cè)施加壓力，使大分子溶質(zhì)或細(xì)微粒子從溶液中分離出來的過程。微濾：微濾又稱微孔過濾，是利用孔徑在0.PlOum的膜的篩分作用，將微粒細(xì)菌、污染物等從懸浮液或氣體中除去的過程。反滲透：反滲透是利用孔徑小于1mm的膜通過優(yōu)先吸附和毛細(xì)血管流動(dòng)等作用選擇性透過溶劑（通常是水）的性質(zhì)，對(duì)溶液側(cè)施加壓力，克服溶液的滲透壓,使溶劑通過膜從溶液中分離出來的過程。微濾、超濾、反滲透的比較：（1）分離粒徑范圍不同（2）分離機(jī)理不同：微濾和超濾分離機(jī)理為篩分，決定粒子能否通過完全由孔徑?jīng)Q定；反滲透為擴(kuò)散，決定粒子能否通過不但由孔徑?jīng)Q定，還由膜和粒子性質(zhì)決定（有一定選擇性通過）；（3）壓力范圍（Mpa）：微濾0.010.2,超濾0.10.5、反滲透210（4）生產(chǎn)能力（通水量L/m2.h）：微濾約1000、超濾20200、反滲透410（5）膜結(jié)構(gòu)：微濾膜為多孔膜、不對(duì)稱膜、復(fù)合膜，超濾膜為不對(duì)稱膜、復(fù)合膜，反滲透膜為不對(duì)稱膜、復(fù)合膜（致密膜）4、常見的膜組件的幾種類型。板框式、圓管式、螺旋式、中空纖維。微膠囊造粒技術(shù)1、微膠囊的概念，微膠囊的主要功能。概念：微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。主要功能：（1）改變物料的存在