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第7章 传质理论与设备 1

第1节 传质与分离过程概述 1

7.1.1 传质与分离 1

7.1.2 工业中的平衡分离操作简介 2

第2节 相内传质过程 5

7.2.1 分子扩散 6

7.2.2 静止流体中的一维定态分子扩散 7

7.2.3 分子扩散系数 12

7.2.4 涡流扩散 13

7.2.5 对流传质 14

7.2.6 对流传质模型简介 16

第3节 气-液相平衡基础知识 19

7.3.1 相平衡与相律 19

7.3.2 第Ⅰ类体系中的理想物系 19

7.3.3 第Ⅰ类体系中的非理想物系 24

7.3.4 第Ⅱ类体系 27

7.3.5 相平衡关系的应用 29

第4节 板式塔 31

7.4.1 板式塔的总体结构 31

7.4.2 塔板布置和溢流装置 32

7.4.3 塔板上的气液接触状态 34

7.4.4 板压降 35

7.4.5 塔内气、液两相的非理想流动 35

7.4.6 板式塔的不正常操作现象 38

7.4.7 塔板的负荷性能图 40

7.4.8 塔板效率 43

7.4.9 工业生产常用塔板 45

7.4.10 板式塔设计要点 49

第5节 填料塔 54

7.5.1 填料塔概述 54

7.5.2 填料 55

7.5.3 填料塔的其他内件 58

7.5.4 气、液两相在填料层内的流动 60

7.5.5 填料塔传质系数的经验关联 64

7.5.6 填料塔设计要点 66

7.5.7 塔型的选择 68

第6节 实例分析——斜孔-浮阀复合塔板用于煤焦油蒸馏系统的扩能改造 69

习题 72

思考题 74

本章主要符号说明 75

参考文献 76

第8章 吸收 78

第1节 概述 78

8.1.1 吸收依据和目的 78

8.1.2 吸收操作的分类 78

8.1.3 工业吸收过程 79

8.1.4 吸收剂的选择 80

第2节 相际传质过程 80

8.2.1 单相传质速率方程 81

8.2.2 相际传质过程及其速率方程 83

8.2.3 传质阻力分析 85

8.2.4 相界面组成 87

第3节 低浓度吸收的计算 89

8.3.1 物料衡算和操作线方程 89

8.3.2 吸收塔的设计计算 92

8.3.3 吸收的操作分析和计算 110

第4节 解吸过程及其计算 113

8.4.1 解吸剂用量的计算 114

8.4.2 解吸塔有效高度的计算 115

第5节 其他类型的吸收 117

8.5.1 高浓度吸收 117

8.5.2 化学吸收 123

第6节 实例分析——分析低温甲醇洗净化气体中硫含量高于规定值的影响因素 125

习题 127

思考题 131

本章主要符号说明 132

参考文献 133

第9章 蒸馏 134

第1节 概述 134

9.1.1 蒸馏分离的原理 134

9.1.2 蒸馏操作分类 135

第2节 平衡蒸馏和简单蒸馏 135

9.2.1 平衡蒸馏 135

9.2.2 简单蒸馏 138

第3节 精馏 139

9.3.1 精馏原理 140

9.3.2 二元连续精馏塔的物料衡算 143

9.3.3 精馏系统的热量衡算 150

第4节 二元连续精馏塔的设计型计算 152

9.4.1 逐板计算法 152

9.4.2 梯级图法 154

9.4.3 回流比的影响及选择 155

9.4.4 捷算法 159

9.4.5 进料热状态和进料位置的选择 162

9.4.6 实际塔板数及填料层高度 164

第5节 二元连续精馏塔的操作型计算和分析 164

9.5.1 逐板计算试差法 165

9.5.2 梯级图试差法 166

9.5.3 操作分析 167

9.5.4 精馏塔内的温度分布和灵敏板 167

9.5.5 二元连续精馏塔的其他情形 169

第6节 间歇精馏 175

9.6.1 间歇精馏过程分析 175

9.6.2 回流比保持恒定的间歇精馏 176

9.6.3 馏出液组成恒定的间歇精馏 178

第7节 恒沸精馏和萃取精馏 180

9.7.1 恒沸精馏 180

9.7.2 萃取精馏 181

第8节 多组分精馏基础 183

9.8.1 精馏方案的选择 183

9.8.2 多组分物系的气-液平衡 184

9.8.3 多组分精馏的关键组分和理论板数的捷算法 187

第9节 实例分析——乙苯-苯乙烯精馏塔的技术改造 191

习题 194

思考题 197

本章主要符号说明 199

参考文献 200

第10章 萃取 201

第1节 概述 201

10.1.1 萃取操作的原理和过程 201

10.1.2 对萃取剂的要求 201

10.1.3 选择采用萃取操作的依据 202

第2节 部分互溶物系液-液相平衡 202

10.2.1 混合和分离过程的物料衡算 202

10.2.2 三角形相图 204

10.2.3 相平衡关系的数学描述 208

第3节 萃取设备 210

10.3.1 萃取设备的分类 210

10.3.2 萃取设备内的流体流动与传质 211

10.3.3 逐级接触式萃取设备 213

10.3.4 连续接触式萃取设备 215

10.3.5 使用外加能量的萃取设备 215

10.3.6 萃取设备的选择 218

第4节 萃取过程计算 219

10.4.1 部分互溶物系单级萃取 219

10.4.2 部分互溶物系多级错流萃取 222

10.4.3 部分互溶物系多级逆流萃取 223

10.4.4 完全不互溶物系萃取 226

10.4.5 连续接触式萃取 231

第5节 其他萃取技术简介 234

10.5.1 回流萃取 234

10.5.2 超临界流体萃取 234

10.5.3 液膜萃取 236

第6节 实例分析——芳烃抽提装置汽提塔的不正常操作现象 238

习题 239

思考题 241

本章主要符号说明 242

参考文献 243

第11章 其他传质分离技术 244

第1节 结晶 244

11.1.1 概述 244

11.1.2 结晶基本原理 244

11.1.3 结晶设备 249

11.1.4 结晶过程计算 251

11.1.5 其他结晶方法 254

第2节 吸附 255

11.2.1 概述 255

11.2.2 吸附原理 258

11.2.3 吸附设备 263

第3节 膜分离 267

11.3.1 概述 267

11.3.2 分离膜与膜组件 269

11.3.3 反渗透 272

11.3.4 超滤与微滤 273

11.3.5 气体膜分离 275

11.3.6 膜接触器 277

思考题 280

本章主要符号说明 280

参考文献 281

第12章 干燥 282

第1节 概述 282

12.1.1 物料的去湿方法 282

12.1.2 物料的干燥方法 282

12.1.3 对流干燥过程 283

第2节 湿空气的性质与湿度图 283

12.2.1 湿空气的性质 283

12.2.2 湿空气的湿度图 289

第3节 湿物料的性质 294

12.3.1 物料的含水量 294

12.3.2 物料的干燥平衡 295

12.3.3 物料的干燥特性曲线 297

第4节 干燥器 301

12.4.1 干燥器的要求与分类 301

12.4.2 工业上常用干燥器 302

12.4.3 干燥器的选用 309

第5节 干燥过程计算 310

12.5.1 干燥过程的物料衡算 310

12.5.2 干燥过程的热量衡算 311

12.5.3 干燥器空气出口状态的确定 313

12.5.4 干燥系统的热效率 317

12.5.5 干燥时间 319

第6节 干燥器的设计 325

12.6.1 干燥器设计参数的确定 325

12.6.2 气流干燥器的简化设计 326

第7节 实例分析——纤维素干燥系统的技术改造 330

习题 332

思考题 335

本章主要符号说明 335

参考文献 336

附录 337