19.5

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《化工原理》是根据教育部化学工程与工艺专业及大化工类《化工原理>>教学大纲的要求而编写。《化工原理》以单元操作为主线, 以工程应用为背景,借鉴美国的《Unit 0perations of
Chemical Engineering》教科书以及我国的面向2l世纪《化工原理>>教材并结合中国国情,强调理论联系实际及工程观,注重知识综合运用,如每章中的例题和习题部分选自近年来国内研究生入学考试试题。《化工原理》**介绍和讨论化工及相近工业中*常用的单元操作基本原理、 “三传”过程、计算方法及典型单元设备,使过程的原理与应用设备有机结合。其次对一些特殊的和近年来发展起来的新分离技术基本原理及工业应用也作了简单介绍。
全书分为上、下两册,
下册包括蒸馏、吸收、塔式气液传质设备、液—液萃取、干燥和新分离技术、
《化工原理》既可作为高等理工科院校化学工程与工艺及大化工相关专业的化工原理课程的本科生教材,也可作为化工及相关领域科技人员的参考书。

第1章蒸馏1
1.1概述1
1.2双组分溶液的汽液平衡关系2
1.2.1双组分汽液平衡时的自由度2
1.2.2双组分理想物系汽液平衡2
1.2.3双组分理想物系汽液平衡相图4
1.2.4双组分非理想物系的汽液平衡7
1.3平衡蒸馏和简单蒸馏9
1.3.1平衡蒸馏9
1.3.2简单蒸馏原理及其计算10
1.4精馏原理与流程12
1.4.1精馏原理12
1.4.2精馏塔和精馏操作流程13
1.5双组分混合液连续精馏计算15
1.5.1理论板的概念与恒摩尔流的假设15
1.5.2物料衡算和操作线方程16
1.5.3进料热状况的影响与q线方程19
1.5.4理论板数的求法22
1.5.5几种特殊情况时理论板层数的计算26
1.5.6回流比的影响及其选择33
1.5.7理论板层数简捷法求算38
1.5.8板效率、实际塔板数和塔高与塔径的计算40
1.59连续精馏过程再沸器和冷凝器的工艺计算43
1.5.10精馏塔操作分析46
1.6双组分间歇精馏48
1.6.1间歇精馏的过程与特点48
1.6.2塔顶馏出液组成xD恒定的间歇精馏计算49
1.6.3操作回流比R恒定的间歇精馏计算50
1.7多组分精馏基础52
1.7.1多组分精馏流程的选择52
1.7.2多组分的汽液平衡53
1.7.3多组分精馏的关键组分及物料衡算57
1.7.4回流比的确定61
1.7.5简捷法确定理论板层数62
1.8特殊精馏64
1.8.1恒沸精馏64
1.8.2萃取精馏65
1.8.3熔盐精馏和加盐萃取精馏66
习题67
思考题69

第2章吸收70
2.1吸收过程的汽液平衡71
2.1.1气体的溶解度71
2.1.2亨利定律72
2.1.3汽液平衡在吸收过程的应用75
2.1.4吸收剂的选择75
2.2吸收过程的传质动力学76
2.2.1物质在单一相内的传递机理76
2.2.2对流传质82
2.2.3两相间的传质83
2.3吸收过程的数学模型与速率方程84
2.3.1双膜理论84
2.3.2溶质渗透理论84
2.3.3表面更新理论85
2.3.4吸收速率方程式85
2.4吸收塔的计算90
2.4.1吸收塔的物料衡算与操作线方程90
2.4.2吸收用量的决定91
2.4.3塔径的计算94
2.4.4填料层高度计算94
2.4.5理论级数及其与塔高的关系103
2.5吸收系数106
2.5.1吸收系数的测定106
2.5.2吸收系数的经验公式107
2.5.3吸收系数的特征数关联式108
2.6解吸及其他条件下的吸收111
2.6.1解吸111
2.6.2高浓度气体吸收112
2.6.3非等温吸收114
2.6.4化学吸收114
习题115
思考题117

第3章塔式气液传质设备118
3.1板式塔118
3.1.1概述118
3.1.2塔板类型及板上的流体流动现象119
3.1.3常见溢流式塔板的结构与特点121
3.1.4板式塔的工艺结构设计及流体力学验算126
3.1.5板式塔的塔板效率145
3.2填料塔147
3.2.1概述147
3.2.2填料的特性参数与种类147
3.2.3填料塔的流体力学特性151
3.2.4填料塔的计算155
思考题157

第4章液液萃取158
4.1萃取的相平衡与物料衡算的图解规则159
4.1.1液液相平衡159
4.1.2温度对相平衡关系的影响163
4.1.3萃取过程在三角形相图上的表示164
4.1.4萃取剂的选择165
4.2萃取过程的计算168
4.2.1单级萃取的计算168
4.2.2多级错流接触萃取的计算171
4.2.3多级逆流接触萃取的计算175
4.3液液萃取设备181
4.3.1混合澄清槽182
4.3.2塔式萃取设备183
4.3.3离心式萃取设备185
4.3.4液液传质设备的流体流动和传质特性186
4.3.5萃取设备的选择187
习题188
思考题190

第5章干燥191
5.1概述191
5.1.1干燥的目的191
5.1.2干燥方法191
5.1.3对干燥过程的影响因素192
5.2湿空气的性质和湿物料的性质192
5.2.1湿空气的性质192
5.2.2湿空气的焓湿图及应用199
5.3湿物料的性质203
5.3.1物料的湿含量203
5.3.2物料的分类203
5.3.3物料与水分的结合状态203
5.4干燥过程的物料衡算和热量衡算205
5.4.1物料衡算206
5.4.2热量衡算206
5.4.3空气通过干燥器时的状态变化209
5.4.4干燥器的热效率和干燥器节能212
5.5干燥动力学及干燥时间214
5.5.1干燥动力学试验215
5.5.2干燥时间的计算217
5.6干燥器224
5.6.1干燥器的分类和选择224
5.6.2隧道干燥器和厢式干燥器225
5.6.3转筒干燥器228
5.6.4带式干燥器230
5.6.5转鼓干燥器231
5.6.6喷雾干燥232
5.6.7流化床干燥235
5.6.8气流干燥237
5.69微波和高频干燥238
习题240
思考题241

第6章新分离技术243
6.1膜分离243
6.1.1各种膜分离技术的介绍243
6.1.2膜组件246
6.1.3气体分离过程250
6.1.4液体分离过程259
6.1.5膜污染和控制278
6.2超临界萃取283
6.2.1概述283
6.2.2超临界萃取技术的应用283
6.2.3超临界萃取设计概要285
6.2.4超临界流体萃取的流程289
6.2.5SCFE主要设备的研究现状291
6.3分子精馏292
6.3.1分子精馏的操作原理及特点292
6.3.2设计问题294
6.3.3分子蒸馏器类型及发展趋势296
参考文献299
……

本书是根据教育部化学工程与工艺专业及大化工类《化工原理>>教学大纲的要求而编写。本书以单元操作为主线, 以工程应用为背景,借鉴美国的《Unit 0perations of
Chemical Engineering》教科书以及我国的面向2l世纪《化工原理>>教材并结合中国国情,强调理论联系实际及工程观,注重知识综合运用,如每章中的例题和习题部分选自近年来国内研究生入学考试试题。本书**介绍和讨论化工及相近工业中*常用的单元操作基本原理、 “三传”过程、计算方法及典型单元设备,使过程的原理与应用设备有机结合。其次对一些特殊的和近年来发展起来的新分离技术基本原理及工业应用也作了简单介绍。
全书分为上、下两册,
下册包括蒸馏、吸收、塔式气液传质设备、液—液萃取、干燥和新分离技术、
本书既可作为高等理工科院校化学工程与工艺及大化工相关专业的化工原理课程的本科生教材,也可作为化工及相关领域科技人员的参考书。

化工原理作为化学工程学科*重要的核心课程之一,已有近一个世纪的历史。化工原理是以1923年问世的Unit Operations of Chemical Engineering(化工单元操作)理论为基础发展起来的,具有很强的理论与工程实践性。随着20世纪70年代化学工程学与其他学科的交叉渗透,出现了许多新的学科和边缘学科,涉及单元操作的化工原理课程越来越与其他学科如生物工程、食品工程、材料科学与工程、制药工程、环境工程、能源工程、精细化工及应用化学等领域相互重叠,成为大化工类*重要的学科基础课程之一。为了适应21世纪高层次化工技术人才的培养,本书根据化工类专业人才培养方案及教学内容体系要求和不同学科发展需要,在编写过程中力求使系统完整,注重理论与工程实际相联系。
本书的编写以化学工程应用为背景,以化工单元操作为主线,将动量、热量与质量传递的原理融合到化工原理及单元操作过程,参考与借鉴不同作者编写的化工原理教材和第七版的Unit Operations of Chemical Engineering著作,突出工程观点和分析方法的同时,本书还增加了反映化工过程发展的新单元操作和新分离技术内容,并对传统的单元操作与新的强化技术耦合进行了介绍。为了便于学生的学习,各章末附有习题与思考题,并给出答案以便自学。除了少数习题需用计算机求解外,几乎所有的习题都可以用计算器求解。本书可作为化学工程、石油化工、生物工程、食品工程、环境工程、制药工程、材料、纺织、冶金、化工装备及控制工程、应用化学、精细化工、轻工造纸等学科化工原理课程的教材,也可供从事化学工程及相关领域的教学、科研、设计和生产单位的工程技术人员参考。
全书分上下两册出版,由华南理工大学编写。
上册由钟理、伍钦、马四朋任主编,其中钟理编写第1章流体流动、第4章传热与换热设备,伍钦编写绪论与第5章蒸发,马四朋编写第2章流体输送机械,赖万东和钟理编写第3章非均相物系分离。
下册由钟理、伍钦、曾朝霞任主编,其中钟理编写第1章蒸馏,伍钦编写第5章干燥及第6章新分离技术,曾朝霞编写第2章吸收、第3章塔式气液传质设备及第4章液液萃取。全书由钟理统稿。
本书在编写过程中得到了华南理工大学教务处以及化学工业出版社的大力支持,编者的同事们给予了热情的关心和支持,华南理工大学研究生张腾云、谢伟立、朱斌参加了资料收集和文字整理工作,谨在此一并表示衷心感谢。
鉴于编者水平所限,书中可能出现错漏,希望读者不吝指正,使本教材在使用过程中不断得到改进和完善。