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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