第一篇：化工原理第七章第二節(jié)簡單蒸餾與精餾原理復(fù)習(xí)教案

趙縣職教中心職高二年級化工原理教學(xué)案 課題

復(fù)習(xí)：簡單蒸餾與精餾原理

備課人

姚

復(fù)習(xí)目標(biāo) 要求

1、熟悉簡單蒸餾，掌握精餾原理

2、掌握回流及其作用

重、難點(diǎn)

精餾原理

學(xué)習(xí)方法

自主——合作——探究

學(xué)習(xí)過程

【知識回顧】

1、二元物系處于氣液平衡時(shí)，若氣液滿足理想氣體條件，則相對揮發(fā)度α為（）A.y/x

B.P0A/ P0B

C.P/x

D.y(1-x)/[(1-y)x]

2、苯—甲苯（101.3KPa）的x—y圖，其平衡線位于對角線之，平衡線偏離對角線愈遠(yuǎn)，表明該溶液愈分離

3、在酒精和水的混合液中，酒精的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%，試求酒精和水的摩爾分?jǐn)?shù)、混合液的平均摩爾質(zhì)量 【復(fù)習(xí)要點(diǎn)】 簡單蒸餾

1、簡單蒸餾的定義：

適用范圍：

2、分凝器的作用

3、簡單蒸餾的原理

二、精餾的理論基礎(chǔ)

精餾的原理是什么？試用精餾原理分析精餾塔內(nèi)氣液兩相組成的變化規(guī)律

三、精餾塔裝置的作用 精餾的定義：

2、精餾塔以進(jìn)料板為界分為兩段：進(jìn)料板以上部分稱為，作用是：

；進(jìn)料板以下部分（包括進(jìn)料板）稱為，作用是：

3、塔內(nèi)溫度分布情況：

4、塔板的作用：

5、回流的作用：

6、維持精餾操作連續(xù)穩(wěn)定的必要條件是 【檢測練習(xí)】

一、選擇題

1、在精餾操作中，自上而下，精餾塔內(nèi)溫度的變化情況為

()A、保持不變 B、逐漸升高 C、逐漸降低 D、先升高后降

2、精餾中引入回流，下降液相與上升氣相發(fā)生傳質(zhì)，使上升氣相易揮發(fā)組分濃度增大，最恰當(dāng)?shù)恼f法是（）

A、液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相 B、氣相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相

C、液相中易揮發(fā)組分和難揮發(fā)組分同時(shí)進(jìn)入氣相，但其中易揮發(fā)組分較多 D、液相中易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相和氣相中難揮發(fā)組分進(jìn)入液相必定同時(shí)發(fā)生

3、在精餾塔中每一塊塔板上（）

A、只進(jìn)行傳質(zhì)作用

B、只進(jìn)行傳熱作用

C、同時(shí)進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)作用

D、傳熱傳質(zhì)都不進(jìn)行

4、在再沸器中，溶液（）而產(chǎn)生蒸汽是連續(xù)穩(wěn)定操作的一個(gè)必不可少的條件 A、部分冷凝

B、全部冷凝

C、部分氣化

D、全部氣化

5、用精餾方法分離雙組分溶液，下列敘述正確的是（）

A、相對揮發(fā)度α值越大，分離越易

B、相對揮發(fā)度α值越大，分離越難 C、塔頂餾出液為高沸點(diǎn)組分

D、塔頂溫度越高，餾出液濃度越大

二、填空題

1、精餾塔的塔頂溫度總是低于塔底溫度，其原因有（1）和（2）。

2、精餾塔中加料板之上的為段，之下的為段，多次部分氣化得 到組分，次部分冷凝得到組分，塔頂有器，塔底有 器

3、精餾操作連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行的必要條件是、4、精餾是指的操作。

5、在精餾操作中，塔內(nèi)溫度的分布是從上到下，塔內(nèi)易揮發(fā)組分濃度從下到上

6、精餾是的單元操作，吸收是的單元操作。

7、簡單蒸餾所得溜出液的組成隨時(shí)間延長而，連續(xù)精餾所得溜出液的組成隨時(shí)間延長而（填變大、變小或不變）。

8、工業(yè)生產(chǎn)中在精餾塔內(nèi)將過程和過程有機(jī)結(jié)合起來而實(shí)現(xiàn)操作的。而是精餾與普通精餾的本質(zhì)區(qū)別。

三、判斷

1、精餾塔自上而下各塔板上液相易揮發(fā)組分含量逐漸增加。（）

2、在精餾操作中，由塔頂往下每塊塔板上回流的液體中易揮發(fā)組分的濃度逐漸增加。（）

3、在簡單蒸餾操作過程中，所的餾出液的濃度隨時(shí)間而變化。（）

四、簡答題

1、精餾操作回流的作用是什么？

2、塔板上傳質(zhì)、傳熱是同方向進(jìn)行的嗎？

備注：

第二篇：化工原理復(fù)習(xí)大綱

《化工原理》復(fù)習(xí)考試大綱

(總分150分 考試時(shí)間3小時(shí))

課程編號：2108504

課程名稱：化工原理

Principles of Chemical Engineering

先修課程：高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)

適用專業(yè)：化學(xué)工程、化學(xué)工藝、輕化工程類專業(yè)

使用教材：姚玉英.化工原理（新版）.天津大學(xué)出版社，1999

主要參考書：陳敏恒等.化工原理.化學(xué)工業(yè)出版社，1998

蔣維鈞主編.化工原理.清華大學(xué)出版社，1998

課程性質(zhì)、目的、任務(wù)和要求：

課程性質(zhì)：化工原理課程是化學(xué)工程、化學(xué)工藝、輕化工程類專業(yè)及相近專業(yè)的一門主干課，是學(xué)生在具備了必要的高等數(shù)學(xué)、物理、物理化學(xué)等基礎(chǔ)知識之后必修的技術(shù)基礎(chǔ)課。

課程任務(wù)：運(yùn)用自然科學(xué)的原理考察、解釋和處理工程實(shí)際問題，從理論上闡明化工生產(chǎn)中的各個(gè)單元操作過程的基本原理，討論具有規(guī)律性的問題，探索強(qiáng)化過程的途徑，通過定量計(jì)算、實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生牢固的工程觀點(diǎn)，為其以后的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

課程目的：經(jīng)過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握化工生產(chǎn)中基本單元操作的原理、典型設(shè)備的構(gòu)造、性能和操作原理，設(shè)計(jì)和計(jì)算方法。通過理論解析和在理論指導(dǎo)下的實(shí)驗(yàn)研究、課程設(shè)計(jì)，樹立正確的科學(xué)思考方法，訓(xùn)練其運(yùn)用基本理論和方法考察、解釋、分析和處理工程實(shí)際問題的能力。

具體要求如下：

⑴掌握不同單位制間的單位換算和流體的物性參數(shù)的求取；流體靜力學(xué)方程、連續(xù)性方程和柏努利方程的內(nèi)容及其應(yīng)用；流體在管路中流動類型的確定、阻力的計(jì)算；流體壓強(qiáng)、流速、流量的測量原理、方法。了解管路的構(gòu)成（管、閥件）、復(fù)雜管路的特點(diǎn)及計(jì)算。

⑵掌握離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理、性能參數(shù)、特性曲線及影響因素；流量調(diào)節(jié)的方法及操作注意事項(xiàng)；允許安裝高度的計(jì)算及泵的選型。了解往復(fù)泵、離心通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造、工作原理及操作注意事項(xiàng)；真空泵的類型及工作原理。

⑶掌握重力沉降和離心沉降的基本原理；沉降速度的計(jì)算；重力沉降室的性能及計(jì)算。了解旋風(fēng)分離器的主要性能及選型；過濾操作的基本概念和過濾設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性能；過濾基本方程式和恒壓過濾。

⑷掌握傅立葉定律、導(dǎo)熱系數(shù)的概念及平壁、圓筒壁的熱傳導(dǎo)計(jì)算；傳熱過程的熱量衡算、傳熱總速率方程式、總傳熱系數(shù)、平均溫度差的計(jì)算；典型對流傳熱經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的用法及注意事項(xiàng)；了解影響對流傳熱的因素、強(qiáng)化傳熱的途徑；輻射傳熱的基本概念；工業(yè)上常用列管式換熱器的類型、結(jié)構(gòu)。

⑸掌握蒸餾雙組分物系的汽液平衡（t～χ圖、y ～χ圖）關(guān)系、拉烏爾定律；汽液平衡方程和相對揮發(fā)度的定義；精餾過程的物料衡算，精餾段、提餾段操作線方程及q線方程的計(jì)算；梯級圖解法求理論板數(shù)；最小回流比的計(jì)算。了 1

解非理想物系汽液平衡關(guān)系、逐板計(jì)算法及簡捷法求理論板數(shù)；特殊情況下理論板數(shù)的求法；精餾塔的熱量衡算。

⑹掌握吸收氣液相平衡關(guān)系、亨利定律及其不同的表示形式；吸收速率方程式及其系數(shù)之間的關(guān)系；填料吸收塔的物料衡算和填料層高度的計(jì)算；吸收劑用量的確定及最小液氣比的計(jì)算。了解傳質(zhì)機(jī)理、填料塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及流體力學(xué)性能、梯級圖解法和圖解積分法求總傳質(zhì)單元數(shù)。

⑺掌握濕空氣的性質(zhì)及各參數(shù)的計(jì)算方法；在濕焓圖上分析濕球溫度、露點(diǎn)溫度的確定及干燥過程中濕空氣狀態(tài)參數(shù)的變化；干燥過程的物料衡算和熱量衡算；等焓干燥過程的定義及特點(diǎn)。了解濕物料中水份的性質(zhì)及分類、干燥過程中恒速干燥和降速干燥階段的特點(diǎn)、恒定干燥條件下干燥時(shí)間的計(jì)算；典型干燥器的工作原理、性能。

第三篇：化工原理課程設(shè)計(jì)

化工原理課程設(shè)計(jì)

摘 要 本次設(shè)計(jì)是針對二元物系的精餾問題進(jìn)行分析、選取、計(jì)算、核算、繪圖等，是較完 整的精餾設(shè)計(jì)過程。我們對此塔進(jìn)行了工藝設(shè)計(jì)，包括它的輔助設(shè)備及進(jìn)出口管路的計(jì)算，畫出了塔板負(fù)荷性能圖，并對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了匯總。此次設(shè)計(jì)的篩板塔是化工生產(chǎn)中主要的氣液傳質(zhì)設(shè)備。此設(shè)計(jì)的精餾裝置包括精餾 塔，再沸器，冷凝器等設(shè)備，熱量自塔釜輸入，物料在塔內(nèi)經(jīng)多次部分氣化與部分冷凝進(jìn) 行精餾分離，由塔頂產(chǎn)品冷凝器中的冷卻介質(zhì)將余熱帶走。本次設(shè)計(jì)是精餾塔及其進(jìn)料預(yù) 熱的設(shè)計(jì)，分離質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 20％的苯-甲苯溶液，使塔頂產(chǎn)品苯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到 95%，塔 底釜液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 2%。綜合工藝操作方便、經(jīng)濟(jì)及安全等多方面考慮，本設(shè)計(jì)采用了篩板塔對苯-甲苯進(jìn)行分 離提純，塔板為碳鋼材料，按照逐板計(jì)算求得理論板數(shù)為 12。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)式算得全塔效率為 0.5386。塔頂使用全凝器，部分回流。精餾段實(shí)際板數(shù)為 10，提餾段實(shí)際板數(shù)為 13。實(shí)際 加料位置在第 11 塊板。精餾段彈性操作為 2.785，提餾段彈性操作為 2.864。塔徑為 1.4m。通過板壓降、漏液、液泛、液沫夾帶的流體力學(xué)驗(yàn)算，均在安全操作范圍內(nèi)。確定了操作 點(diǎn)符合操作要求。

關(guān)鍵詞：苯-甲苯；精餾；負(fù)荷性能圖；精餾塔設(shè)備結(jié)構(gòu)-I-化工原理課程設(shè)計(jì)

Abstract This design is in two yuan of the distillation analysis, selection, calculation, calculation and drawing, is a complete distillation design process.This tower was process design, including its auxiliary equipment and import and export pipeline calculation, draw plate load performance diagram, and the design results are summarized.The design of the sieve plate tower is the chemical industry in the production of gas-liquid mass transfer equipment.The design of rectifying device comprises a distillation column reboiler, condenser and other equipment, heat from the reactor input, material in the column after repeated partial gasification and partial condensation distillation separation by top product condenser cooling medium to heat away.The design of distillation column and its feed preheating design, separation and mass fraction of 20% benzeneII-化工原理課程設(shè)計(jì) 前 言 課程設(shè)計(jì)是化工原理課程的一個(gè)非

第四篇：化工原理總結(jié)

化工原理總結(jié)

張曉陽

2013-2015 第一章 流體流動 1.牛頓黏性定律

2.流體靜力學(xué)的方程運(yùn)用：

（1）測壓力：U管壓差計(jì)，雙液U管微壓差計(jì)（2）液位測量。（3）液封高度的測量。3.湍流和層流。

4.流體流動的基本方程：連續(xù)性方程（質(zhì)量守恒原理），能量守恒方程（包括內(nèi)能，動能，壓力能，位能），伯努利方程。

5.邊界層與邊界層分離現(xiàn)象：邊界層分離條件：流體具有粘性和流體流動的過程中存在逆壓梯度。工程運(yùn)用;飛機(jī)的機(jī)翼，輪船的船體等均為流線形，原因是為減小邊界層分離造成的流體能量損失。6.流體的管內(nèi)流動的阻力計(jì)算:（1)流體在管路中產(chǎn)生的阻力：摩擦阻力（直管阻力）和形體阻力（局部阻力）

形體阻力的來源：流體流經(jīng)管件、閥門以及管截面的突然擴(kuò)大和縮小等局部地方引起邊界層分離造成的阻力。

（2)管內(nèi)層流的摩擦阻力的計(jì)算:范寧公式和哈根—泊謖葉公式。管內(nèi)湍流的摩擦阻力的計(jì)算：經(jīng)驗(yàn)公式。

（3)管路上的局部阻力：當(dāng)量長度法和阻力系數(shù)法。7.流量的測量（知識點(diǎn)綜合運(yùn)用）（1）測速管（2）孔板流量計(jì)（3）文丘里流量計(jì)（4）轉(zhuǎn)子流量計(jì)

第二章 流體輸送機(jī)械

1.離心泵的工作原理及基本結(jié)構(gòu) 2.離心泵的基本方程

3.離心泵的理論壓頭影響因素分析（葉輪轉(zhuǎn)速和直徑，葉片的幾何形狀，理論流量，液體密度）4.離心泵的特性方程

5.離心泵的性能參數(shù)（流量，揚(yáng)程，效率，有效功率和軸功率）6.離心泵的安裝高度 7.離心泵的汽蝕現(xiàn)象;8.離心泵的抗汽蝕性能：NPSH，離心泵的允許安裝高度。9.離心泵的工作點(diǎn) 10.離心泵的類型

11.其他類型化工用泵：往復(fù)泵（計(jì)量泵、隔膜泵、活塞泵）、回轉(zhuǎn)式泵、旋渦泵。12.氣體輸送和壓縮機(jī)械（通風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、真空泵）

第三章非均相混合物分離及固體流態(tài)化

1.顆粒的特性 2.降塵室的工作原理 3.沉降槽的工作原理

4.離心沉降的典型設(shè)備是旋風(fēng)分離器，其原理。

5.過濾操作的原理（化工中應(yīng)用最多的是以壓力差為推動力的過濾）、過濾基本方程、過濾速率與過濾速度

6.過濾設(shè)備：板框壓濾機(jī)、加壓葉慮機(jī)、轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī) 7.間歇、連續(xù)過濾機(jī)的生產(chǎn)能力

第四章 液體攪拌

1.攪拌額目的。

2.攪拌器的兩個(gè)基本功能及適用場所。3.均相液體攪拌的機(jī)理是什么。4.選擇放大準(zhǔn)則的基本要求是什么。

第五章 傳熱

1.傳熱方式: 熱傳導(dǎo)，對流，熱輻射(1)導(dǎo)熱 若物體各部分之間不發(fā)生相對位移，僅借分子、原子和自由電子等微觀粒子的熱運(yùn)動而引起的熱量傳遞稱為熱傳導(dǎo)（導(dǎo)熱）。(2)對流傳熱

熱對流是指流體各部分之間發(fā)生相對位移、冷熱流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混所引起的熱量傳遞。熱對流僅發(fā)生在流體之中, 而且必然伴隨有導(dǎo)熱現(xiàn)象。（3）輻射傳熱

任何物體, 只要其絕對溫度不為零度(0K), 都會不停地以電磁波的形式向外界輻射能量, 同時(shí)又不斷地吸收來自外界物體的輻射能, 當(dāng)物體向外界輻射的能量與其從外界吸收的輻射能不相等時(shí), 該物體就與外界產(chǎn)生熱量的傳遞。這種傳熱方式稱為熱輻射。

2.冷熱流體熱交換方式：(1)直接接觸式換熱(2)蓄熱式換熱(3)間壁式換熱

3.熱傳導(dǎo)：平壁傳熱速率，n層平壁的傳熱速率方程；圓筒壁的熱傳導(dǎo)（單層和多層）

4.換熱器的傳熱計(jì)算：總傳熱系數(shù)的計(jì)算 5.傳熱計(jì)算方法：平均溫度差法，傳熱單元數(shù)法！6.對流傳熱原理及其傳熱系數(shù)的計(jì)算

7.輻射傳熱：黑體，鏡體，透熱體和灰體，物體的輻射能力 8.換熱器

（1）分類：混合式換熱器，蓄熱式換熱器，間壁式換熱器（2）間壁式換熱器：管殼式換熱器（固定管板式換熱器，浮頭式換熱器，U型管式換熱器），蛇管換熱器，套管換熱器。

（3）換熱器傳熱過程的強(qiáng)化：增大傳熱面積S，增大平均溫度差，增大總傳熱系數(shù)K（4）換熱器設(shè)計(jì)的基本原則

第六章 蒸發(fā)

1.蒸發(fā)的目的：（1)制取增溶的液體產(chǎn)品（2）純凈溶劑的制取（3）回收溶劑 2.蒸發(fā)的概念

3.蒸發(fā)過程的分類及蒸發(fā)過程的特點(diǎn) 4.蒸發(fā)設(shè)備:循環(huán)冷卻器

第七章傳質(zhì)與分離過程概論

1.傳質(zhì)的分離的方法：平衡分離，速率分離。

2.質(zhì)量傳遞的方式：分子傳質(zhì)（分子擴(kuò)散）和對流傳質(zhì)（對流擴(kuò)散）（1）分子擴(kuò)散：菲克定律

（2）對流傳質(zhì)：渦流擴(kuò)散，對流傳質(zhì)機(jī)理，相際間的傳質(zhì)（雙模模型,溶質(zhì)滲透模型)3.傳質(zhì)設(shè)備：板式塔和填料塔。

第八章 氣體吸收

1.氣體吸收的運(yùn)用：

2.吸收操作：并流操作和逆流操作 3.氣體吸收的分類：

4.吸收劑的選擇：（1）溶解度（2）選擇性（3）揮發(fā)度（4）粘度 5.吸收過程的相平衡關(guān)系：通常用氣體在液體中的溶解度及亨利定律表示。

6..相平衡關(guān)系的應(yīng)用：判斷傳質(zhì)進(jìn)行的方向，確定傳質(zhì)的推動力，指明傳質(zhì)進(jìn)行的極限。

7.吸收過程的速率關(guān)系：膜吸收速率方程（氣膜、液膜吸收速率方程），總吸收速率方程。

8.低組成氣體吸收的計(jì)算：全塔物料衡算，操作線方程 9.吸收劑用量的確定:（1）最小液氣比（2）適宜的液氣比 10.吸收塔有效高度的計(jì)算：（1）傳質(zhì)單元數(shù)法（2）等板高度法 11.其他吸收與解吸 12.填料塔

（1）塔填料：散裝填料與規(guī)整填料等

（2）填料塔的內(nèi)件：填料支撐裝置，填料壓緊裝置，液體分布裝置，液體收集及再分布裝置。

（3）填料塔流體力學(xué)能與操作特性

第九章 蒸餾 一．相關(guān)概念：

1、蒸餾：利用混合物中各組分間揮發(fā)性不同的性質(zhì)，人為的制造氣液兩相，并使兩相接觸進(jìn)行質(zhì)量傳遞，實(shí)現(xiàn)混合物的分離。

2、拉烏爾定律：當(dāng)氣液平衡時(shí)溶液上方組分的蒸汽壓與溶液中該組分摩爾分?jǐn)?shù)成正比。

3、揮發(fā)度：組分的分壓與平衡的液相組成（摩爾分?jǐn)?shù)）之比。

4、相對揮發(fā)度：混合液中兩組分揮發(fā)度之比。

5、精餾：是利用組分揮發(fā)度的差異，同時(shí)進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程。

6、理論板：氣液兩相在該板上進(jìn)行接觸的結(jié)果，將使離開該板的兩相溫度相等，組成互成平衡。

7、采出率：產(chǎn)品流量與原料液流量之比。

8、操作關(guān)系：在一定的操作條件下，第n層板下降液相的組成與相鄰的下一層（n+1）板上升蒸汽的組成之間的函數(shù)關(guān)系。

9、回流比：精流段下降液體摩爾流量與餾出液摩爾流量之比。

10、最小回流比：兩條操作線交點(diǎn)落在平衡曲線上，此時(shí)需要無限多理論板數(shù)的回流比。

11、全塔效率：在一定分離程度下，所需的理論板數(shù)和實(shí)際板數(shù)之比。

12、單板效率：是氣相或液相通過一層實(shí)際板后組成變化與其通過一層理論板后組成變化之比值。

二：單級蒸餾過程：平衡蒸餾和簡單蒸餾及其計(jì)算 三：多級精餾過程：精餾（連續(xù)精餾和間歇精餾）

四：兩組分連續(xù)精餾的計(jì)算：全塔物料衡算和操作線方程，理論板層數(shù)的計(jì)算（圖解法、逐板計(jì)算法和簡捷法），最小回流比的計(jì)算及選擇。

五：間歇精餾和特殊精餾以及多組分精餾概述（了解部分）六:板式塔

(1)塔板類型：泡罩塔，篩孔塔板和浮閥塔板。(2)塔高及塔徑的計(jì)算(3)塔板的結(jié)構(gòu)：溢流裝置

(4)板式塔的流體力學(xué)性能和操作特性

第十一章 干燥

一、名詞解釋

1、干燥:用加熱的方法除去物料中濕分的操作。

2、濕度（H）:單位質(zhì)量空氣中所含水分量。

3、相對濕度（?）:在一定總壓和溫度下，濕空氣中水蒸氣分壓與同溫度下飽和水蒸氣壓比值。

4、飽和濕度(?s):濕空氣中水蒸氣分壓等于同溫度下水的飽和蒸汽壓時(shí)的濕度。

5、濕空氣的焓（I）:每kg干空氣的焓與其所含Hkg水汽的焓之和。

6、濕空氣比容(vH):1kg干空氣所具有的空氣及Hkg水汽所具有的總體積。

7、干球溫度(t):用普通溫度計(jì)所測得的濕空氣的真實(shí)溫度。

8、濕球溫度(tw):用濕球溫度計(jì)所測得濕空氣平衡時(shí)溫度。

9、露點(diǎn)(td);不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)溫度。

10、絕對飽和溫度(tas)：濕空氣在絕熱、冷卻、增濕過程中達(dá)到的極限冷卻溫度。

11、結(jié)合水分：存在于物料毛細(xì)管中及物料細(xì)胞壁內(nèi)的水分。

12、平衡水分：一定干燥條件下物料可以干燥的程度。

13、干基含水量：濕物料中水分的質(zhì)量與濕物料中絕干料的質(zhì)量之比。

14、臨界水分：恒速段與降速段交點(diǎn)含水量。

15、干燥速率：單位時(shí)間單位面積氣化的水分質(zhì)量。二：濕空氣的性質(zhì)及濕度圖 三：干燥過程的物料衡算與熱量衡算 四：干燥速率與干燥時(shí)間 五：真空冷凍干燥

六：干燥器：廂式干燥器，轉(zhuǎn)筒干燥器，氣流干燥器，流化床干燥器，噴霧干燥器真空冷凍干燥器等 七：增濕與減濕

第五篇：化工原理實(shí)驗(yàn)

吸收實(shí)驗(yàn)

?

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、? 熟悉填料吸收塔結(jié)構(gòu)和流程

2、? 觀察填料塔流體力學(xué)狀況，測定壓降與氣速的關(guān)系曲線

3、? 掌握氣相總體積系數(shù)kYa和氣相總傳質(zhì)單元高度HOG的測定方法。

?

二、實(shí)驗(yàn)原理

1、? 填料塔流體力學(xué)特性

圖2-73 填料層壓降-空塔氣速關(guān)系示意圖填料塔的壓降與泛點(diǎn)氣速是填料塔設(shè)計(jì)與操作的重要流體力學(xué)參數(shù)，氣體通過填料層引起的壓降與空塔氣速關(guān)系如圖2-73所示：

當(dāng)無液體噴淋時(shí)，干填料層壓降Dp對氣速u的關(guān)系在雙對數(shù)坐標(biāo)中可得斜率為1.8~2的直線，（圖中aaˊ線）。當(dāng)有液體噴淋時(shí)，在低氣速下，（c點(diǎn)以前）對填料表面覆蓋的液膜厚度無明顯影響，填料層內(nèi)的持液量與空塔氣速無關(guān)，僅隨噴淋量的增加而增大，壓降正比于氣速的1.8~2次冪，由于持液使填料層的空隙率減少，因此，壓降高于相同氣速下的干填料層壓降，是圖中bc段為恒持液區(qū)。隨氣速的增加液膜增厚，出現(xiàn)填料層持液量增加的“攔液狀態(tài)”（或稱載液現(xiàn)象），此時(shí)的狀態(tài)點(diǎn)，圖中的c點(diǎn)稱載點(diǎn)或攔液點(diǎn)。氣速大于載點(diǎn)氣速后，填料層內(nèi)的持液量隨氣速的增大而增加，壓降與氣速關(guān)系線的斜率增大，圖中cd段為載液區(qū)段。當(dāng)氣速繼續(xù)增大，到達(dá)圖中d點(diǎn)，該點(diǎn)成為泛點(diǎn)，泛點(diǎn)對應(yīng)的氣速稱為液泛氣速或泛點(diǎn)氣速。此時(shí)上升氣流對液體產(chǎn)生的曳力使液體向下流動嚴(yán)重受阻，積聚的液體充滿填料層空隙，使填料層壓降急劇上升，壓降與氣速關(guān)系線變陡，圖中d點(diǎn)以上的線段為液泛區(qū)段。填料塔實(shí)際操作的氣速控制在接近液泛但又不發(fā)生液泛時(shí)的氣速，此時(shí)傳質(zhì)效率最高。一般操作氣速取液泛氣速的60%~80%。

2、? 氣相總體積吸收系數(shù)kYa的測定

(1)?? 氣相總體積吸收系數(shù)

??（2—63）

式中：V ——惰性氣體流量，kmol/s;

z ——填料層的高度，m;

W——塔的橫截面積，m2;

Y1、Y2——分別為進(jìn)塔及出塔氣體中溶質(zhì)組分的摩爾比，kmol（溶質(zhì)）/kmol（惰性組分）； ——塔頂與塔底兩截面上吸收推動力與的對數(shù)平均值，稱為對數(shù)平均推動力。

??（2—64）

在本實(shí)驗(yàn)中，由測定進(jìn)塔氣體中的氨量和空氣量求出Y1，由尾氣分析器測出Y2，再由平衡關(guān)系求出Y*。數(shù)據(jù)整理步驟如下：

(1)?? 空氣流量

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的空氣流量為V。用下式計(jì)算：

?（2—65）

式中：V1——標(biāo)定狀態(tài)下的空氣流量，(m3/h);

T0、P0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的溫度和壓強(qiáng)，kPa;

T1、P1——標(biāo)定狀態(tài)下空氣的溫度和壓強(qiáng)，kPa;

T2、P2——使用態(tài)下空氣的溫度和壓強(qiáng)，kPa;

(2)?? 氨氣流量

標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣流量 用下式計(jì)算：

（2—66）

式中：——氨氣流量計(jì)示值，(m3/h)；

——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度,kg/m3；

——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氨氣的密度, kg/m3。

若氨氣中含純氨為98%，則純氨在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的流量V0〞用下式計(jì)算：

??? ?（2—67）

(3)?? 混合氣體通過塔截面的摩爾流速：

（2—68）

式中：d——填料塔內(nèi)徑，m。

(4)?? 進(jìn)塔氣體濃度

??（2—69）

式中：n1——氨氣的摩爾分率。

n2——空氣的摩爾分率。

根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式：

∴? ?（2—70）

(5)??平衡關(guān)系式

如果水溶液<10%的稀溶液，平衡關(guān)系服從亨利定律，則：

Y*=mx???（2—71）

式中：m——相平衡常數(shù)，??（2—72）

H——亨利系數(shù)，Pa；

p——系統(tǒng)總壓強(qiáng)，Pa.?（2—73）

?

式中：p*——平衡時(shí)的氨氣分壓,(mmHg或Pa)，其數(shù)值可從附錄5.1氨氣的平衡分壓表查得。

(6)?? 出塔氣體（尾氣）濃度

出塔氣體（尾氣）濃度由尾氣分析儀測得，具體見附錄5.4，尾氣濃度的測定方法。尾氣中氨的濃度由下式計(jì)算：

???（2—74）

式中：T1、p1——空氣流經(jīng)濕式氣體流量計(jì)的壓強(qiáng)和溫度；

T0、p0——標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的溫度和壓強(qiáng)；

V1——濕式氣體流量計(jì)所測得的空氣體積，ml；

Vs——硫酸體積，L；

Cs——硫酸濃度，mol/L；

rs——反應(yīng)式中硫酸配平系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)rs =1；

r2——反應(yīng)式中氨配平系數(shù)，本實(shí)驗(yàn)r2=2。

(7)?? 出塔液相濃度

根據(jù)物料平衡方程：

（2—75）

因進(jìn)塔液相為清水，即X2=0，則

?（2—76）

(8)?? 計(jì)算

由對數(shù)平均推動力公式計(jì)算，其中∵X2=0∴Y*=0

(9)?? 求氣相總體積吸收系數(shù)KYa3、? 傳質(zhì)單元高度HOG的測定

?（2—77）

式中：HOG——?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元高度，m；

NOG——?dú)庀嗫倐髻|(zhì)單元數(shù)，無因次。

z已知，NOG求出后，則HOG可求得。

?

三、實(shí)驗(yàn)裝置及流程

圖2-74 吸收裝置流程圖

l—風(fēng)機(jī)；2—空氣調(diào)節(jié)閥；3—油分離器；4—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；5—填料塔；6—柵板；7—排液管； 8—噴頭；9—尾氣調(diào)壓閥；10—尾氣取樣管；11—穩(wěn)壓瓶；12—旋塞；13—吸收盒；14—濕式氣體流量計(jì)；

15—總閥；16—水過濾減壓閥；17—水調(diào)節(jié)閥；18—水流量計(jì)；19—壓差計(jì)；20、21—表壓計(jì)；

22—溫度計(jì)；23—氨瓶；24—氨瓶閥；25—氨自動減壓閥；

26、27—氨壓力表；28—緩沖罐； 29—膜式安全閥；30—轉(zhuǎn)子流量計(jì)；31—表壓計(jì)；32—閘閥

四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)

1、? 實(shí)驗(yàn)步驟

（1）?? 填料塔流體力學(xué)測定操作

1）? 先全開葉氏風(fēng)機(jī)的旁通閥，然后再啟動葉氏風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后再逐漸關(guān)小旁通閥調(diào)節(jié)空氣流量。做無液體噴淋時(shí)，干填料層壓降Dp對應(yīng)氣速u的關(guān)系。

2）? 全開旁通閥，再打開供水系統(tǒng)在一定液體噴淋量下，緩慢調(diào)節(jié)加大氣速到接近液泛，使填料濕潤，然后再回復(fù)到預(yù)定氣速進(jìn)行正式測定。

3）? 正式測定時(shí)固定某一噴淋量，測量某一氣速下填料的壓降，按實(shí)驗(yàn)記錄表格記錄數(shù)據(jù)。

4）? 實(shí)驗(yàn)完畢停機(jī)時(shí)，必須全開空氣旁通閥，待轉(zhuǎn)子降下后再停機(jī)。

（2）?? 氣相總體積吸收系數(shù)測定的操作

1）? 實(shí)驗(yàn)前確定好操作條件（如氨氣流量、空氣流量、噴淋量）準(zhǔn)備好尾氣分析器。

2）? 按前述方法先開動水系統(tǒng)和空氣系統(tǒng)，再開動氨氣系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)完畢隨即關(guān)閉氨氣系統(tǒng)，盡可能節(jié)約氨氣。

2、? 注意事項(xiàng)

(1)填料塔流體力學(xué)測定操作，不要開動氨氣系統(tǒng)，僅用水與空氣便可進(jìn)行操作。

(2)正確使用供水系統(tǒng)濾水器，首先打開出水端閥門，再慢慢打開進(jìn)水閥，如果出水端閥門關(guān)閉情況下打開進(jìn)水閥，則濾水器可能超壓。

(3)正確使用氨氣系統(tǒng)的開動方法，事先要弄清氨氣減壓閥的構(gòu)造。開動時(shí)首先將自動減壓閥的彈簧放松，使自動減壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)，然后打開氨瓶頂閥，此時(shí)自動減壓閥的高壓壓力表應(yīng)有示值，關(guān)好氨氣轉(zhuǎn)子流量計(jì)前的調(diào)節(jié)閥，再緩緩壓緊減壓閥的彈簧，使閥門打開，低壓氨氣壓力表的示值達(dá)到5ⅹ104Pa或8ⅹ104Pa時(shí)即可停止。然后用轉(zhuǎn)子流量計(jì)前的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氨氣流量，便可正常使用。關(guān)閉氨氣系統(tǒng)的步驟和開動步驟相反。

(4)尾氣濃度的測定，詳見附錄5.4。

?

五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求

1、? 在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出干填料層壓降Dp與空塔氣速u的關(guān)系曲線及一定液體噴淋密度下的壓降Dp與空塔氣速u的關(guān)系曲線。

操作條件下液體的噴淋密度 [m3/m2.h]

???（2—78）

2、? 測定含氨空氣~水系統(tǒng)在一定的操作條件下的氣相總體積吸收系數(shù)KYa和傳質(zhì)單元高度HOG。

六、思考題

1、? 闡述干填料壓降線和濕填料壓降線的特征。

2、? 為什么要測Dp~u的關(guān)系曲線？實(shí)際操作氣速與泛點(diǎn)氣速之間存在什么關(guān)系？

3、? 為什么引入體積吸收系數(shù)KYa？它的物理意義是什么？

混合氣體經(jīng)過填料塔吸收后，塔頂尾氣濃度是怎樣測定？